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内燃机车冷却系统（风冷、水冷）内燃机车冷却系统（diesel locomotive cooling system）内燃机运行时，机车的冷却水、润滑油、牵引电机及电器或液力传动装置的传动油等的温度均会不断地升高，若不加以冷却，将要影响到柴油机及传动装置的功率发挥，工作效率下降，润滑油老化变质，破坏润滑，影响机车零部件的使用寿命，甚至损坏。
因此，在内燃机车上采取必要的冷却措施，设置一些装置来保证柴油机、传动装置工作时所产生的热量能及时适度地排放到大气中去，使其温度维持在允许的范围内，以改善零部件的热强度和润滑状况，提高内燃机车工作的经济性和可靠性，延长其使用寿命，这就是内燃机车冷却系统的主要任务。
内燃机车的冷却，除电机、电器的通风冷却与空气有关外，其余柴油机冷却水、增压空气、润滑油和液力传动装置传动油等的冷却均与水有关。
因此，内燃机车的诸多冷却，可概括分为通风冷却系统和水冷却系统两类。
通风冷却系统为冷却主发电机、牵引电动机和电器专门设置的系统。
该系统由通风机、进、排风道以及空气滤清装置等组成。
按通风系统的结构特征可分为：自通风式、独立通风式、车内进气式、车外进气式、单独式、集中式和混合式等。
自通风式是指通风机在牵引电机内部，安装在电机轴上。
独立通风式是指通风机与电机分开安装。
牵引电机、电器车内进气的空气温度比大气温度要高，显然，车外进气式牵引电机、电器的散热条件比车内进气式优越。
因此，现代内燃机车多采用车外进气式，但在设计上要预先考虑到在恶劣气候条件下改为车内进气的临时措施。
内燃机车电机通风系统有三种供风方式：①单独式。
主发电机、牵引电动机和硅整流装置各有单独的通风机供给冷空气。
②混合式。
主发电机和硅整流装置各有一台通风机供给冷空气，而两组牵引电动机则分别有两台通风机集中供给冷空气。
中国东风型内燃机车采用类似混合式的通风方式，其不同点在于主硅整11 流柜与主发电机的通风串联在一起，共用一台通风机冷却。
内燃机车柴油机冷却水系统原理
柴油机是一种内燃机车辆常用的动力装置，其正常运转过程中会产生大
量热能。
为了保证柴油机能够稳定高效地工作，冷却水系统起到了至关重要
的作用。
下面将介绍内燃机车柴油机冷却水系统的原理。
冷却水系统主要由水泵、散热器、恒温器、水箱以及相关管道组成。
其
工作原理是通过将冷却水从水泵抽入柴油机的散热器，然后冷却水在与空气
接触的过程中，通过散热器将部分热能散发出去，降低柴油机的温度。
具体而言，冷却水首先由水泵产生压力，并通过进水管进入柴油机。
通
过柴油机内部的散热模块，冷却水与柴油机的热机件接触，吸收热能后形成
热水。
然后，热水经过出水管流回到散热器。
散热器是冷却水系统的关键部件之一，它通过一系列的冷却片和冷却管，将热水与外界空气进行换热。
热水在散热器中与冷却片的表面进行接触，通
过传热的方式将热量传递给空气，使热水冷却下来。
恒温器则负责控制冷却水的温度。
当冷却水温度达到设定值时，恒温器
会自动打开并将冷却水导向辅助设备或是水箱，从而保持柴油机的工作温度
在一个合适范围内。
另外，冷却水系统中的水箱起到储存冷却水的作用。
冷却水从系统中循
环流动，不断吸收热量并通过散热器散发热量后，重新回到水箱。
水箱还可
以起到调节冷却水的压力和防止系统漏水的作用。
综上所述，内燃机车柴油机冷却水系统通过水泵、散热器、恒温器和水
箱等装置，实现了冷却水的循环流动，将产生的热量散发出去，确保柴油机
在正常的温度范围内工作。
这样不仅可以提高柴油机的效率和性能，还可以延长其使用寿命。
内燃机车柴油机冷却系统及控制方法摘要：冷却系统是机车柴油机充分发挥其大功率的重要保证，一旦其出现问题或故障，柴油机将无法正常运行，甚至危害机车的行车安全，给运输生产带来极大安全隐患。
基于此，本文详细探讨了内燃机车柴油机冷却系统及控制方法。
关键词：内燃机车；柴油机；冷却系统；控制柴油机冷却系统是内燃机车重要部分，对降低油耗和辅助系统功耗、提高运行经济性、改善柴油机排放等意义重大。
受内燃机车总体设备布局、轴重和辅助系统功耗限制，冷却系统的设计要考虑轻质紧凑的散热器，还要考虑高效的冷却方式和控制策略。
一、冷却系统原理冷却系统旨在使柴油机在所有工况下保持在适当温度范围内，防止柴油机过热或过冷。
内燃机车柴油机冷却系统分为高、低温循环水系统，高温循环水系统水经高温水泵加压后，用于冷却气缸套、气缸盖、增压器等部件，进入高温水散热器及燃油预热器、司机室热风机，经由逆止阀回到高温水泵，形成循环；低温循环水系统水经低温水泵加压后，用于冷却中冷器、机油热交换器，冷却机油、静液压油等，进入低温水散热器、静液压油热交换器，经由逆止阀回到低温水泵，形成循环。
柴油机各部件的热量经冷却系统，在冷却间由散热器散热单节将大部分热量传递给空气，保证柴油机等各部件能及时冷却，处在最佳工作温度下。
二、现有内燃机车柴油机冷却系统和控制方法1、冷却系统。
传统东风内燃机车冷却水系统由高低温水泵、中冷器、机油热交换器、散热器、膨胀水箱等构成，冷却气缸套、气缸盖等高温部件系统为高温冷却水系统，冷却机油、增压空气的冷却水系统称为低温冷却水系统，机车冷却系统高低温散热器一般布置在前后，高低温冷却水系统分别由冷却风扇控制。
HXN3内燃机车冷却系统与传统东风内燃机车基本相同，不同处在于采用全封闭加压冷却方式，机油热交换器冷却设置在高温冷却系统中，低温冷却系统仅用于增压空气冷却，所以低温水温不受油温影响。
通过调节高低温冷却风扇电机工作频率，可根据不同排放及油耗要求分别控制高低温水温。
谈内燃机车冷却系统研究作者：白赟竹来源：《城市建设理论研究》2013年第20期摘要：本文根据作者多年工作经验先后分析了方案设计，附加换热器设计，最后对进水温度与流量的调控进行了简单的阐述。
关键词：内燃机车；冷却系统中图分类号：TK4 文献标识码：A 文章编号：一、方案设计在温度特别高的情况下内燃机车的冷却系统可以降低650KW的热量，增加28%左右的散热量，即约180kW，这样就可以保证机器出口水温在警戒温度之下。
实践证明，内燃机工作水温在80～90℃时内燃机技术性能将维持在最佳状态，且主换热器只可为系统降温10℃，故设定内燃机进口设计水温为80℃．然而内燃机运行温度也不可过低，低于40℃时需采用预热装置对机油、燃油进行预热[4]，因此，当内燃机出水温度低于80℃时即不使用附加换热器．改造后的冷却系统增加了附加散热器，同时采用自动调节系统[5]根据主换热器出水温度调节进入附加换热器的水流量，以有效地降低进入内燃机的循环水温。
冷却系统流程为：从内燃机出来的高温水进入温控阀，当水温低于70℃时，温控阀的副阀门打开，此时循环水全部流入水泵，再被水泵压入内燃机；当水温高于80℃时，温控阀主阀门打开，水流过主换热器时，采用风冷冷却循环水，经一次冷却的循环水流经温控阀2时，由水温的高低来调节主阀门开启的大小。
当主换热器出水温度低于80℃时，直接进入水泵；高于80℃时，在温控阀的控制下冷却水以一定流量流经附加换热器，通过风冷降温后再与旁通的冷却水混合，最后由水泵压至内燃机，至此完成一个新的冷却循环。
二、附加换热器设计根据所研究的内然机车技术运行条件，通过内燃机车主换热器的水流量，经附加换热器带走的热量，附加换热器的设计进口水温℃，内燃机进口设计水温℃．机车在爬坡时车速一般为，进入机车百叶窗的空气流速钞大约为．附加散热器的迎风面积，空气的质量流量，进口温度℃，出口温度℃．1.附加换热器的选型原内燃机车冷却系统的主体换热器为板翅式换热器，系统改造的任务是在该主体换热器的基础上进一步加强换热能力，由于内燃机车冷却系统的空间有限，所以，附加换热器的限制空间仅为，考虑到换热器与管道阀门的衔接等，改造后冷却系统应更为紧凑，对换热器的体积提出了更为严格的要求．基于板翅式换热器高效及紧凑性等特点，选用板翅式换热器作为内燃机车冷却系统的附加换热器．2.翅片的选择及设计考虑到空间有限及需要强化传热等方面因素，采用具有高效换热能力的锯齿形翅片．经过对比分析，选择较适合的几何参数。
摘要随着内燃机车向单机大功率方向不断发展，要求机车冷却系统散逸的热量越来越大，其性能直接影响机车的经济性和可靠性。
由于受机车轴重和结构空间尺寸的限制，冷却系统设计和冷却装置结构布置与机车总体布置之间遇到了较大的技术难题。
散热器数量的增加，使得冷却系统流程数也相应增大，导致机车冷却系统通水阻力和水系统压力都大幅度提高。
传统的冷却系统形式和散热器结构难以满足大功率机车的发展要求。
在常规冷却系统设计方法的基础上，研究提出了多流程散热器。
该多流程冷却系统具有冷却效率高、结构简单、水泵消耗的辅助功率小及冷却系统部件工作可靠性高等优点。
本文分别介绍了机车冷却系统及其作用、现有的几种冷却技术以及对多流程散热器进行了研究及分析计算，并将三流程散热器与单流程散热器进行了试验比较。
本课题针对CKD9型内燃机车冷却系统的设计要求，提出一种新型的多流程散热器结构方案。
该方案有效利用散热器冷却水与冷却空气的温差，达到提高散热量的目的。
关键词：内燃机车；冷却系统；散热器；流程；对比；ABSTRACTWith the development of diesel locomotive to single high-power,the displacement of motorcycle cooling system has been needed much larger.Its quality affects the economy and reliability of locomotive directly.Because of the locomotive axle weight and constraints of space size, there are many technical problems between cooling system design and cooling system device and the whole arrangement of lecomotive.With the increase of the number of radiators,the quantity of flow has increased ,which made the water-resistance of cooling system and the pressure of water system to a great extent.Traditional form of the cooling system and structure of radiators cannot meet requirements of the development ofhigh-power locomotives. On basis of conventional method of making cooling system, we make multi-process radiators. These multi-process radiators have advantages of high efficiency of cooling, simple structures, little power of water pump and high reliability of cooling system. This text introduced the cooling system and function of locomotives,several existing cooling technologies and analysis and calculation of multi-process radiators respectively and make a tested comparison between tri-flow radiators and single-flow radiators.According to the requests of designing a cooling system of CKD9 diesel locomotive, we come up with a stuctural program of multi-flow radiators.This program use the temperature difference between cooling water and cooling air effectively to get the target of increasing displacement of heat.Key words:diesel locomotive;cooling system;radiator;flow;contrast;目录第一章绪论 (4)第二章机车冷却系统 (6)2.1冷却系统的作用 (6)2.2冷却系统的分类 (7)2.3冷却系统的主要部件 (7)2.3.1散热器 (7)2.3.2油水热交换器 (7)2.3.3冷却风扇 (7)本章小结 (7)第三章冷却系统设计 (8)3.1现有的几种冷却技术 (9)3.1.1常规冷却技术 (9)3.1.2双流道散热冷却技术 (9)3.1.3高温冷却技术 (10)3.1.4干式冷却技术 (10)本章小节 (11)第四章多流程散热器的研究 (11)4.1结构方案的提出 (11)4.2新的冷却系统设计方法 (14)4.3通水阻力分析及冲刷腐蚀 (15)本章小节 (16)型内燃机车用三流程散热器设计 ........................................... 错误!未定义书签。
内燃机车冷却系统（diesel locomotive cooling system）内燃机运行时，机车的冷却水、润滑油、牵引电机及电器或液力传动装置的传动油等的温度均会不断地升高，若不加以冷却，将要影响到柴油机及传动装置的功率发挥，工作效率下降，润滑油老化变质，破坏润滑，影响机车零部件的使用寿命，甚至损坏。
因此，在内燃机车上采取必要的冷却措施，设置一些装置来保证柴油机、传动装置工作时所产生的热量能及时适度地排放到大气中去，使其温度维持在允许的范围内，以改善零部件的热强度和润滑状况，提高内燃机车工作的经济性和可靠性，延长其使用寿命，这就是内燃机车冷却系统的主要任务。
内燃机车的冷却，除电机、电器的通风冷却与空气有关外，其余柴油机冷却水、增压空气、润滑油和液力传动装置传动油等的冷却均与水有关。
因此，内燃机车的诸多冷却，可概括分为通风冷却系统和水冷却系统两类。
通风冷却系统为冷却主发电机、牵引电动机和电器专门设置的系统。
该系统由通风机、进、排风道以及空气滤清装置等组成。
按通风系统的结构特征可分为：自通风式、独立通风式、车内进气式、车外进气式、单独式、集中式和混合式等。
自通风式是指通风机在牵引电机内部，安装在电机轴上。
独立通风式是指通风机与电机分开安装。
牵引电机、电器车内进气的空气温度比大气温度要高，显然，车外进气式牵引电机、电器的散热条件比车内进气式优越。
因此，现代内燃机车多采用车外进气式，但在设计上要预先考虑到在恶劣气候条件下改为车内进气的临时措施。
内燃机车电机通风系统有三种供风方式：①单独式。
主发电机、牵引电动机和硅整流装置各有单独的通风机供给冷空气。
②混合式。
主发电机和硅整流装置各有一台通风机供给冷空气，而两组牵引电动机则分别有两台通风机集中供给冷空气。
中国东风
型内燃机车采用类似混合式的通风方式，其不同点在于主硅整11
流柜与主发电机的通风串联在一起，共用一台通风机冷却。
③集中式。
主发电机、整流装置和牵引电动机均由一台集中通风机供风。
集中通风系统的优点是通风机驱动装置简化，驱动装置的质量减轻，尺寸减小，占用空间少，同时可采用高效率、大容量通风机。
其缺点是风道长，流动阻力大，驱动装置消耗功率也相应增大。
在通用系统中普遍采用网式空气滤清器，也有用旋风式除尘器、玻璃纤维或氯丁橡胶纤维制成的空气滤清器等。
空气滤清器安装在车体的侧壁上，安装位置与通风方式和进气系统有关。
水冷却系统为冷却柴油机的冷却水、润滑油、增压空气和液力传动机车的传动油专门设置的系统。
按水冷却系统的结构特征可分为∶①按循环水路分有独立循环水路、单循环水路和双循环水路系统。
独立循环水路系统是指柴油机冷却水、润滑油和增压空气的冷却水分别有各自单独的循环水路系统。
单循环水路系统是指柴油机、机油热交换器和增压空气的中冷器合用一个循环水路。
双循环水路系统中柴油机冷却水为一个循环水路.称为主（高温）循环水路；而机油热交换器和中冷器的冷却水为另一个循环水路，称为次（低温）循环水路。
在两个循环水路各有一个水泵，分别称为主水泵和次水泵。
②按水温调节分有不可调节式、有限调节式和自动调节式三种。
有限调节式为采用离合器驱动冷却风扇，根据冷却水的水温，确定离合器合上或者分离,使冷却风扇转动或者不转动来进行冷却。
自动调节式是根据冷却水温度的变化，相应地改变冷却水的流量（冷却水分流），或改变冷空气的流量（改变百叶窗调节片的开度，调节冷却风扇叶片角度，或改变冷却风扇转速），或者采用两种调节方法共同使用的联合调节方式，以使冷却水温度稳定在某一最佳的范围内。
③按水系统的封闭性分有开式和闭式两种水循环系统。
开式水循环系统是指整个水冷却系统不承受附加压力，水系统中残存的气体由膨胀水箱排往大气。
开式水循环系统允许最高水温不得超过360K.中国生的的各型内燃机车大部分采用开式水循环系统。
闭式水循环系统是指该系统不与大气相通，并给系统施加一定的压力，这样可提高水的沸点。
系统附加压力寸为0.04 MPa时水的沸点为382K；附加压力为0.1MPa时水的沸点为394 K。
这种利用提高水的沸点，来强化内燃机车冷却效果的方法称为高温冷却。
在采用高温冷却的内燃机车上，多采用双循环水路冷却系统。
闭式高冷却水系统专为冷却柴油机气缸套、气缸盖等部件之用。
柴油机出口水温的最高允许值从目前的360 K提高到380K～400K。
另一个开式水循环系统用来冷却机油及增压空气。
采用高温冷却，可使散热器单节的平均温差提高0.8～1.5倍，在冷却风扇功率保持不变的情况下，可相应地减少散热器单节数目。
这点对于大功率内燃机车尤
型为重要。
目前，高温冷却在国际上已广泛应用，中国生产的东风
6
内燃机车也采用高温冷却。
闭式高温冷却水系统产生压力的方法有三种：①在闭式高温冷却系统中增设活塞式辅助泵，膨胀水箱的水经吸水阀进入水泵，加压后经压水阀进入散热器，多余的水经吸排水阀和蛇形凝汽空流入膨胀水箱。
此方法比较复杂。
②利用膨胀水箱蒸汽空气垫产生压力。
膨胀水箱上部空间的蒸汽和空气的压力，随水温上升而升高，直至蒸汽空气阀动作为止。
系统内压力由蒸汽空气阀调节。
此方法简单，只需要添加一个蒸汽空气阀即可。
但缺点是水循环管路内不但有汽囊存在，而且在蒸汽空气间动作时，要损失一部分冷却水。
③利用机车制动系统的压缩空气进入膨胀水箱，用减压阀使膨胀水箱压缩空气保持一定的压力。
此法简便易行，世界上许多国家的内燃机车都有采用此方法，一般开式水冷却系编印可方便地转变成闭式高温冷却系统。
高温冷却与通常中温冷却相比，其明显优点是有色金属和冷却风扇功率消耗降低。
当最高冷却水温从360 K提高到390 K时,可使散热器单节数目减少40%，而冷却风扇功率消耗只有中温冷却的30%。
高温冷却时，柴油机在低负荷工况下气缸内的温度比中温冷却时要高，这不但有利于柴油机低负荷工况下燃烧状况的改善，而且缸套的热变形和穴蚀状况亦有所减弱。
它的缺点是柴油机零件热强度增大，机油温度升高，加速其老化，油膜易破坏，磨损加剧。
所以，采用高温冷却，对柴油机机油、活塞环与缸套的配合间隙和加工精度、散热器单节的焊接质量及高温冷却闭式水系统的密封性等提出了更高有
要求。
内燃机车冷却水系统流程（见下图）系统为开式双循环,冷却水最高工作水路为88℃。
冷却水系统由冷却水泵、中冷器、机油热交换器、散热器、冷却风扇、静液压油热交换器、膨胀水箱、阀门管路及仪表等组成。
①高温水循环系统。
柴油机工作时驱动高温水泵.将冷却水压入柴油机左、右两侧气缸套和气缸盖及柴油机前、后涡轮增压器出气壳。
冷却后出来的热水汇合进入散热器，被冷空气冷却后经止回阀又回到高温水泵.②低温水循环系统。
柴油机工作时低温水泵转动，将冷却水送入前、后中冷器，机油热交换器出来的热水在散热器被冷空气冷却后，进入静液压油热交换器，最后经逆止阀又进入低温水泵。
③冬季司机室需要取暖和燃油需要预热时，可打开柴油机热水总管中的截止阀，使部分热水进入司机室的热风机和燃油预热器，出来的热水流回高温水泵吸水管。
膨胀水箱安装在水冷却系统的
最高处, 它的作用是给冷却水系统自动补水（水的泄漏、蒸发），清除系统中产生的汽泡和使冷却水受热后有膨胀的余地等。
管片式散热器由连接箱、扁铜管、管板、支撑管、侧护板等组成。
扁铜管和散热片组成散热器的冷却芯。
散热片上冲有许多小凸球或其他的结构形状，以增强空气统湍流特性，提高传热系数。
冷却芯两端焊接在补强板和管板的扁孔内，两端的连接箱和管板焊接，连接箱与管板之间构成的空间，为冷却水进、出流动的水腔。
散热器通常呈V形布置，安装在机车冷却室钢骨架的集流管上。
内燃机车上使用的散热器有管片式、强化型管片式，管带式、板翅式（铝）和新型管带式双流道散热器等。
内燃机车散热器采用单节型式,有利于内燃机车配件的标准化，给制造检修部门带来方便。
检修时如发现损坏，可更换有关单节。
不同功率的机车可采用不同数量或者不同结构而安装尺寸相同的单节，这对制造检修部门非常有利。
内燃机车上所用散热器单节数目的多少，要根据机车功率的大小、应散走的热量多少计算而定。
冷却风扇为扭曲叶片的轴流式风扇。
由轮毂、叶片、流线罩组成，有钢板焊接结构和整体铸造结构两种，内燃机车的高温、低温水冷系统，各有一个冷却风扇。
风扇组装后需对风扇半径、中片顶部之间的距离、顶部的高度及安装角进行检查，并进行静平衡和超速试验。
冷却风扇安装在冷却室钢结构的顶部，与两侧的散热器构成V 字形空间。
当冷却风扇转动时，将冷空气从撤热器机外侧吸进，并穿过散热片与散热器的热水进行热交换，然后向车顶排出。
