第十章 冷却水及预热系统
一．学习目的与要求 1. 冷却系统概述及管路； 2. 冷却水系统主要部件的构造； 3. 预热系统及预热锅炉。
二．重点、难点:本章重点是冷却及预热管路和柴油机对水温的工作要求。
内燃机车柴油机的冷却普遍以液体作为中间冷却剂，带走受热零部件的部分热量，然后输送到机车散热装置中用空-液冷却的方式将热量散逸人大气。柴油机通常用水及机油作中间冷却剂，机油主要用于活塞、轴承、齿轮及各运动摩擦面间的冷却和润滑；水主要用于气缸套、气缸盖、增压器、中冷器及机车热交换器等处直接冷却，用于气门、活塞等处间接冷却。中间冷却剂在管系内强制流动，循环使用。柴油机冷却系统通常是指以水作中间冷却剂的冷却水系统。
第一节 概 述
燃油在气缸内燃烧，使柴油机内部与高温燃气接触的零部件强烈地受热，如受热零部件不进行冷却，则高温将使零部件机械强度降低；机油过早老化变质，压力下降，润滑条件恶化，零部件摩擦和磨损加剧；活塞头部胀大，活塞环传热困难；活塞环槽结胶，活塞顶面发生热裂或烧损，甚至产生拉缸；空气充量系数降低，进气量减少等等。所以必须对柴油机进行冷却。但也不宜冷却过度，这将增加散热损失，使混合气的形成条件变差，燃烧粗暴，机油粘度过大，柴油机机械效率降低，各零部件冲击及噪音增大；在燃用高硫分柴油时，还会使气缸壁产生腐蚀磨损等。所以对柴油机要进行适当冷却，控制最佳范围的冷却液温度。
机车柴油机的冷却水系统通常有两种形式：常温、开式循环冷却及高温、闭式循环冷却。
常温、开式循环冷却系统是使循环冷却水管系与大气相通，为使循环水不出现汽化现象，其最高工作水温应低于100℃，并且还留有一定余地。
高温、闭式循环冷却的水管系为封闭式，在最高水位处作用高于一个大气压的压力空气，在这种条件下的工作水沸点通常在120--140℃左右，因此冷却水能在超过100℃的条件下工作。当高温闭式循环的冷却水在机车散热9S中降温时与大气有较大温差，因而有较佳的散热效果，使机车散热器散热面积显著减小，而且还降低了冷却风扇的功率消耗，缩短了机车的长度和重量。所以闭式高温冷却是解决机车冷却系统散热能力不足的一个有效途径。通常，柴油机的最高工作水温在110—130℃范围内，所作用的绝对气压为205—345kPa。但是随着水温增高，机油温度也有所提高，周时气缸套和气缸盖等处的橡胶密封圈容易老化失效。因而必须采用粘度稍大的机油、适当的零件配合间隙及耐高温的橡胶密封圈。
内燃机车柴油机冷却水采用经过净化的软水，以减少结垢、电化腐蚀及气泡穴蚀等弊病，同时可提高散热效果和延长机件的工作寿命。
我国内燃机车用冷却水及其处理经历了三个阶段：
第一阶段采用软化水加重铬酸钾、亚硝酸钠等复合软化防腐剂，其防垢及缓蚀效果良好，管系内基本无水垢，且在金屑表面形成一层保护膜。但是该冷却液对人体有致癌性，严重污染环境；因此在1972年左右停用。
第二阶段采用自来水加NL型乳化防锈油的冷却液，操作简单，但使用一段时间后发现析油析皂严重，缸套表面及管系内沉积油泥，散热器性能下降，缸套穴蚀，橡胶密封圈溶胀造成泄漏，且成本较高，故已于1986年停止使用。
第三阶段在各机务段探索冷却液新配方的基础上，推广1号、2号硅系复合缓蚀剂，初步试验结果良好，水系内清洁，缸套穴蚀大大减少，且成本降低，但是还存在对焊锡及铝质水泵的电化腐蚀问题，有待于进一步探索。
16V240ZJB型柴油机采用2号硅系复合缓蚀剂，去离子水(包括去离子交换水、电渗析法预处理，再经离子交换的水及蒸馏水等)配制的冷却液达到的指标。
在机车使用过程中，不允许添加不含2号硅系复合缓蚀剂的自来水或其他水质。如迫不得已补充了这类冷却水时，机车到机务段后应及时检验水质和补充药剂或更换冷却水。通常在机车辅修及小修时检验水质。取水样应在柴油机运转时，打开高温散热器放气塞门，取 0.5kg的水作为样品。
第二节 东风：B型内燃机车冷却水系统
一、组成：
（一）水泵：高温水泵、低温（中冷）水泵。
（二）散热器（冷却器）：56个单节。
（三）热交换器：机油热交换器（2个）、静液压油热交换器（2个）。
（四）中冷器：２个。
（五）膨胀水箱：
（六）冷却风扇：２个。
（七）伐、管路、仪表：
（八）水温保护装置：
二、冷却水循环通路：
（一）高温水循环通路：
冷却柴油机气缸、缸盖、增压器。
｛前增压器——高温水泵—｛左侧冷水管—｛左侧气缸套—气缸盖—｛右侧冷水管—｛右侧气缸套—气缸盖—｛后增压器————热水管——机车左侧（前）散热器（12个）——机车右侧（前）散热器（12个）——逆止伐——高温水泵。
（二）低温水循环通路：
冷却增压空气、机油、静液压油。
低温水泵——前、后中冷器——机油热交换器——机车右侧（后）散热器（16个）——机车左侧（后）散热器（16个）——静液压油热交换器——逆止伐——低温水泵。
（三）冬季司机室取暖水路：
高温系统热水。
柴油机高温水系统热水管——逆止伐——前、后司机室取暖水管——前、后热风机——截止伐——高温水泵冷水管。
（四）燃油预热水路：
高温系统热水。
高温水系统热水管——截止伐——燃油预热器——高温水泵入口。
（五）膨胀水箱的管路联系：
三、冷却水温调节及水温保护装置：
（一）水温调节：调节冷却风扇转速，调节水温。
（二）水温保护装置：水温继电器，ＳＷＪ。
东风4B型机车的冷却水系统为常温、开式循环系统，它主要由高低温冷却水泵、膨胀水箱、冷却风扇、散热器及各种阀门、仪表、管路等组成(图1-10-1)。
在柴油机工作时，曲轴通过泵传动装置带动水泵运转，将冷却水送人柴油机气缸套、气缸盖和前后增压器内进行循环冷却，其工作水温达65一肋℃，一般称为高温水系统。为了增加气缸内的空气充量，增压空气也用水冷却，其工作水温约为40—60℃左右，一般称为低温水系统或中冷水系统。考虑到机车上散热器的布置，使高低温水系统的散热量基本平衡，因此将机油热交换器、静液压油热交换器等串联在低温水系统中，这也为机油的散热创造了良好条件，有利于提高柴油机的可靠性。 冷却水循环通路如图1-10-2和图1-10-3所示。
冬季司机室需要取暖时，打开相应的截止阀，使柴油机出水总管中伪热水沿取暖管路进入热风机放热。