东风4b型机车冷却水温度过高的原因分析及防止措施研究

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1、东风4B型机车冷却水温度过高的原因分析及防止措施研究【摘要】论文系统分析了东风4B型机车冷却水温度过高的主要原因，并从东风4B型机车散热器的传热机理方面进行研究，进而提出了有效的防止冷却水温度过高的措施，冷却水温度过高问题得到有效解决。下载论文网【Abstract】ThemainreasonofultrahightemperatureofcoolingwaterforDongfeng4Blocomotivesisanalyzedsystematically.AndtheheattransfermechanismofDongfeng4Blocomotiveradiatorisstudied

2、.Accordingtotheaboveanalysisandresearch，paperputsforwardeffectivemeasurestopreventtheultrahightemperatureofcoolingwatertemperature.Thenthetemperaturetoohighofcoolingwaterissolvedeffectively.【关键词】东风4B型机车；冷却水；温度【Keywords】Dongfeng4Bmodellocomotive；coolingwater；temperature【中图分类号】U262.231【文献标志码】A【文章编号

3、】1673-1069（2017）10-0188-021引言东风4B型内燃机车是国产单机功率较大的干线客货运交直流电传动的内燃机车，也是我国铁路数量较多的国产主型内燃机车[1]。东风4B型机车柴油机的冷却水系统分高温水系统和低温冷却水系统两个循环系统，前者用于冷却柴油机机体、汽缸盖、气缸套、前后增压器等部件，后者用于冷却机油、静液压油和前后中冷器等。在柴油机工作时，高低温冷却水最终分别经各自的散热器组（又名散热单节），水流在散热器水管内蛇形流动，将冷却水中的一部分热量散入大气。冷却风扇的转速由油、水管路上的温度控制阀控制，以保证柴油机得到及时冷却，使柴油机处于最佳工作状态[2]。所谓冷却水

4、温过高现象，主要是指柴油机出口水温达到或超过88℃时，产生水温继电器动作，使柴油机自动卸载。高温水系统的水温过高，同时还会造成机油温度过高，加速机油老化，引起柴油机磨损加剧。2原因分析产生冷却系统水温过高的原因是多方面的，我们先对冷却水通路进行分析，高、低温冷却水系统循环示意图如下：有关试验表明，柴油机高温水约带走总发热量的10%～%，中冷水约带走总热量的6%，机油及静液压工作油约带走总热量的%～8%，这些热量均需通过散热装置进行散热冷却[3]。从散热器的传热机理分析，空气流从散热装置中所带走的热量与散热器结构、水温及空气温度有如下关系：Q=KFΔtQ――散热器组散热量；K――传热系数；

5、F――总散热面积；Δt――换热介质的对数平均温差[4]。在式中，传热系数K是评价散热效能的重要参数，它表示在换热介质之间的每1℃对数平均温差单位传热面积所散逸的热量。K值与散热器结构、水的流速、空气质量流速、气流扰动、散热管焊接质量等许多因素有关。在相同的水温与水流速度下，传热系数K随着空气质量流速（空气流速与密度的乘积）的增加而提高。在水流速及空气质量流速相同的条件下，随着水温的增高，K值也增大。因东风4B型机车采用的是闭式、高温循环冷却方式，高低温水系统的最高允许温度已经确定，式中换热介质的对数平均温差Δt仅与外界空气温度有关，故这里只从换热系数K及总散热面积F两方面并结合机车运用中

6、的一些现象来加以分析。水系统对散热的影响系统中空气对散热的影响当向机车冷却水系统加水时，如果没有打开散热器上方的放气阀进行放气，会使空气堵塞在散热器中，造成冷却水循环受阻，影响散热。我段1224号机车曾发生过此类现象。经检查，由于该机车乘务员在向冷却水系统补水时，未打开散热器放气阀进行排气，致使冷却水循环不畅，引起水温过高。系统水流量对散热的影响由于系统管路阻力过大或冷却水泵故障，使冷却水流量减少甚至受阻，使进入散热器的水流速大大降低，从而影响散热管散热，造成水温过高。我段7378号机车曾因水泵叶轮破损，使冷却水不能流通，造成水温过高。空气流速对散热的影响流经散热器的空气由冷却风扇提供，

7、因此控制冷却风扇运转的温度控制阀恒温元件与静液压工作油安全阀作用好坏直接影响散热状况。机车水系统恒温元件作用不良，造成冷却风扇在规定的温度时不工作或转动太慢，使空气流通缓慢，空气流速下降，换热效率降低，水温升高。散热器对散热的影响散热器外部有大量污垢，会造成冷却空气通过阻力增大，空气质量流速和散热面积F减小，使散热量降低。东风4B型机车的冷却风扇安装在散热器组的V形空间内，通过静液压系统工作油来驱动其运转，经常造成散热器单节上沾油，