梁志刚
中车大连机车车辆有限公司 辽宁大连
摘要：本文通过结合HXN3过渡型高原内燃机车在高寒环境下柴油机故障停机需急时排放冷却水，，防止机车在冬季进行入库长备或者户外停放过程中，造成中冷器冷却管胀裂。结合16V265H型柴油机冷却水系统的工作原理和现场处置经验，对排水条件和排水流程进行了进一步的补充说明。
关键词： HXN3型高原机车 排放冷却水 排水条件 排水流程
1 前言
在国家经济水平不断快速发展下，传统的DF型系列机车的牵引能力已无法满足，为了满足运输要求，我国铁路进行了大规模的现代化机车技术改造，引进国外机车的先进技术，消化吸收再创造，和谐系列型机车应运而生，并逐步成为我国干线铁路运输的核心力量。高原地区海拔高，气压低，含氧量少，环境恶劣，因此它的可靠性、稳定性、安全性和舒适性就成为了研究重点。HXN3型高原内燃机车装有16V265H型柴油机，机车设计有干式冷却水系统。冷却水系统工作介质由去离子水（或纯净水）添加纳尔科（Nal cool 2000）添加剂配兑而成，正常工作温度不小于4℃.为保障在高寒环境下，冷却水系统不发生冻结，需结合环境温度及工作状态对冷却水系统中冷却液进行排水。在特殊条件下，柴油机中冷器内可能会存在少量冷却液。机车在冬季进行入库长备或者户外停放过程中，可能会造成中冷器冷却管胀裂。因此，本文针对此情况，对过渡性高原机车柴油机中冷器排水做补充说明，确保机车在冬季入库长备或者户外停放过程中中冷器内部冷却液全部排净。
2 高原机车总体概况
HXN3型高原内燃机车是为高原海拔地区设计研制的新一代和谐型大功率交流传动内燃机车的改进车型。具有高持续牵引力、燃油消耗低、废气排放低、辅助功率消耗低、高运行速度、高安全性、高集成化、操作方便简单等特点。并具备干线双机牵引5000吨的运载能力，可满足在平直轨道上以120km/h的时速稳定运行的要求，具备高海空气稀薄、雷电、紫外线等极端自然条件地区运行能力。是我国货运干线的主力机型。
3 高原机车16V265H柴油机的冷却水系统概况
16V265H柴油机的冷却水系统被分为高温水系统和低温水系统两个相对独立的系统。高温水系统主要为柴油机燃烧室的包容件提供冷却，如气缸盖、气缸套等。同时，高温水在进入柴油机前，在机车的系统管路中还流经机油冷却器，以冷却为机油。低温水的主要任务是通过柴油机的四个空气冷却器（中冷器），为增压器压气机出口的高温高压空气进行冷却，以进一步提高燃烧室的进气充量。
图1为HXN3型机车的冷却水系统原理图。如图所示，两个系统中的冷却水分别由安装在柴油机的高、低温水泵进行推动循环。除共用一个封闭式水箱外，两个系统相对独立。水箱的安全减压阀设定压力为1.5bar。此外，机车系统中尚有机油冷却器、燃油预热器、散热器、冷却风扇及其他系统管件等。
图1 冷却水系统
16V265H柴油机的两个高、低温水泵均安装在前端的泵支承箱上。右侧的高温水泵将冷却水吸入并压入一个分流器（水泵出口三通），冷却水在此被分流到左、右两侧机体内部水道的进口处。机体两侧铸有贯穿整个长度的水道，在机体左、右两侧气缸顶板上各钻有8个水孔（每个气缸一个）与下方的水道相通。冷缺水在压力作用下，由上述各水孔分别进入16个动力组。冷却水在动力组中的流动线路依次为：气缸套的上部冷却水腔——气缸盖的下水腔——气缸盖的上水腔——动力组出水支管。最后，高温水将汇集到柴油机上部的出水总管，并流向机车冷却间顶部的散热器组。
同样，冷却水在低温水泵出口处也被分流到柴油机两侧，并送入中冷器前端上部的入口处。冷却水沿中冷器上部冷却芯组的铜管流向后端，经过后端水盖后沿中冷器的下部芯组流向中冷器前端的出口。
16V265H柴油机采用的两个水泵均是自排式离心泵，转向与曲轴相反。高、低温水泵的结构基本类似，但高温水泵流量相对较大。在冷却水泵中，驱动轴被安装在泵体里的两个轴承所支承，轴承采用油脂润滑。在水泵壳体下方设有排水孔，当水封失效时，泄露的冷却水会从该孔排出而不会进入柴油机内部。
1-排气总管；2-右侧动力组；3-出水总管；4-左侧动力组；5燃油分配器；6-高温水泵出口三通；7-机油加油口；8-高温水泵；9-低温水泵；10-主机油泵；11-燃油输送泵；12-机油粗滤器
柴油机上部的出水总管由两根钢管串联而成。16个出水支管既作为各气缸盖向出水总管的输水管路，又作为出水总管的支承。流经高温水系统的冷却水从出水总管的前端流向机车散热器。
4 排水条件
环境温度低于4℃，机车线上运用发生故障不能保证冷却系统内水温高于4℃，如确定需要排空冷却水系统内冷却液，建议在冷却液温度较高时进行排水避免在排水过程中冷却液冻结。
环境温度低于4℃，机车常备且用户不能保证冷却液温度高于4℃时，用户需排空冷却水系统中冷却液，排水前需起机加热或在室内环境下排水。
5 排水流程
5.1 机车排水之前，应具备以下两个条件：
5.1.1 机车排水时保证机车处于水平状态，确保排水过程冷却水系统中冷却液全部排空。
5.1.2 打开机车水箱压力阀阀盖
5.2 机车排水过程
5.2.1 打开冷却水系统手动排水阀，排空水系统管路部件和柴油机内部冷却液
5.2.2 待机车排水阀只有少量水流出时针对中冷器进行下续操作；
（1）拆下两个中冷器之间的橡胶连接软管（图2），确保两侧通气孔通畅；
（2）拆下两个中冷器连接端上侧两边的通气堵（见图2），确保两侧通气孔通畅；
（3）待柴油机中冷器通气孔和机车排水阀彻底无水流出时，继续排空半小时，确认机车所有冷却液全部排水干净后，关闭水箱加压阀和机车排水阀，并恢复中冷器之间的橡胶软管和通气堵。
图2 中冷器两侧放气堵及连接橡胶软管实物图
为确保柴油机高、低温水泵蜗壳内冷却液全部排空，针对水泵排水做补充说明。
5.2.3 待机车排水阀只有少量水流出时针对水泵进行下续操作：
（1）拆下高、低温水泵蜗壳排水堵进行排水
（2）待水泵排水堵无排出水后，继续放空半小时后，恢复排水堵。
结语
本文针对HXN3高原型内燃机车在高寒气候条件下，柴油机途中停机，需用户现场应急处置，急时排放冷却水，防止机车在冬季进行入库长备或者户外停放过程中，造成中冷器冷却管胀裂。结合16V265H型柴油机冷却水系统的工作原理和现场处置经验，对排水条件和排水流程进行了进一步的补充说明。
参考文献：
《关于HXN3过渡高原内燃机车冷却水系统排水流程》，2017
《HXN3型过渡方案高原内燃机车检修手册》，2014