于憲宇++于洪博

[摘 要]針對(duì)DF4B 型內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)運(yùn)用中慣性停機(jī)故障，根據(jù)故障原因分類統(tǒng)計(jì)結(jié)果，從機(jī)油系統(tǒng)機(jī)油壓力偏低方面，闡述柴油機(jī)慣性停機(jī)的原因，并采取相應(yīng)措施，使機(jī)車柴油機(jī)運(yùn)用中慣性停機(jī)故障明顯下降。

[關(guān)鍵詞]電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車 柴油機(jī) 慣性停機(jī) 成因分析 改進(jìn)

中圖分類號(hào)：TP216 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）19-0398-01

1、概況

內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)運(yùn)行中慣性停機(jī)是影響機(jī)車運(yùn)用較為突出的一種故障，頻繁的自動(dòng)停機(jī)，會(huì)導(dǎo)致列車途停，干擾運(yùn)輸秩序，并可能由于現(xiàn)場(chǎng)處理不當(dāng)引發(fā)柴油機(jī)大部件破損，危及行車安全。因此，非常有必要分析柴油機(jī)慣性停機(jī)原因，并采取相應(yīng)措施，以保障內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)用安全。

2、 機(jī)車機(jī)油系統(tǒng)概述

DF4B型內(nèi)燃機(jī)車機(jī)油系統(tǒng)是以機(jī)油泵作為動(dòng)力破事機(jī)油循環(huán)流動(dòng)，機(jī)油經(jīng)過濾清和冷卻后，向柴油機(jī)各零部件的摩擦表面供給一定壓力和溫度的潔凈機(jī)油并冷卻活塞。機(jī)油帶出摩擦及部分燃燒的熱量，最后流回柴油機(jī)油底殼內(nèi)。

整個(gè)機(jī)油系統(tǒng)包括柴油機(jī)油底殼、機(jī)油泵、機(jī)油熱交換器、機(jī)油濾清器、柴油機(jī)內(nèi)部潤(rùn)滑系統(tǒng)、機(jī)油離心精濾器、啟動(dòng)機(jī)油泵、油壓繼電器和儀表、各種閥及管路等。此外還有對(duì)機(jī)油進(jìn)行預(yù)熱的輔助機(jī)油泵。

柴油機(jī)啟動(dòng)時(shí)，安裝在機(jī)車動(dòng)力室的啟動(dòng)機(jī)油泵，從柴油機(jī)自由端油底殼內(nèi)吸油加壓后，通過逆止閥壓入機(jī)油主循環(huán)管路內(nèi)，經(jīng)過機(jī)油熱交換器、機(jī)油精濾器進(jìn)入柴油機(jī)主機(jī)油道后注入各摩擦表面并充滿整個(gè)潤(rùn)滑系統(tǒng)，然后再流回油底殼。保證柴油機(jī)有足夠的潤(rùn)滑，在啟動(dòng)時(shí)不受磨損。

柴油機(jī)啟動(dòng)后，啟動(dòng)機(jī)油泵停止打油，柴油機(jī)上的主機(jī)油泵開始工作，從油底殼內(nèi)吸油加壓后經(jīng)熱交換器、濾清器冷卻凈化后，進(jìn)入柴油機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑各零部件的摩擦表面及冷卻活塞后流回油底殼內(nèi)。其中有總循環(huán)量的5～15%的機(jī)油經(jīng)離心精濾器過后流回油底殼，提高機(jī)油的濾清效果。

3 、 柴油機(jī)慣性停機(jī)分析

DF4B 型機(jī)車柴油機(jī)慣性停機(jī)故障原因統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，機(jī)油壓力偏低占38%，這種故障是慣性停機(jī)的主要原因。

3.1 機(jī)油壓力偏低

機(jī)油壓力偏低造成柴油機(jī)慣性停機(jī)，主要表現(xiàn)為柴油機(jī)加載、卸載或機(jī)車空氣壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)突然停機(jī)。

DF4B 型柴油機(jī)機(jī)油系統(tǒng)有機(jī)內(nèi)循環(huán)通路和機(jī)外循環(huán)通路。為保證柴油機(jī)的潤(rùn)滑，在柴油機(jī)增壓器機(jī)油濾清器（磁性濾清器）后設(shè)有油壓繼電器。當(dāng)柴油機(jī)主機(jī)油道末端油壓下降到油壓繼電器設(shè)定值（80 kPa）時(shí)，第 1 和第 2 油壓繼電器（1YJ 和 2YJ）動(dòng)作，切斷電磁連鎖器（DLS）線圈電源，通過聯(lián)合調(diào)節(jié)器作用使噴油泵停止供油，柴油機(jī)停機(jī)。

3.1.1 主機(jī)油泵供油量不足

主機(jī)油泵供油量不足，主要表現(xiàn)為主機(jī)油泵出口壓力低，形成原因主要有以下 3 種情況。

（1）主機(jī)油泵及泵傳動(dòng)機(jī)構(gòu)故障。這類故障會(huì)造成機(jī)油出口壓力明顯下降，可通過觀察主機(jī)油泵出口壓力來確定。

（2）主機(jī)油泵吸油口濾網(wǎng)堵塞。當(dāng)主機(jī)油泵吸油口濾網(wǎng)被污物、油泥等堵塞時(shí)，會(huì)造成主機(jī)油泵吸油困難，機(jī)油壓力下降，可通過觀察主機(jī)油泵出口壓力確定。

（3）泵前管路漏氣。如果油底殼油位低，主機(jī)油泵工作時(shí)會(huì)吸入空氣，泵內(nèi)真空度下降，導(dǎo)致供油量不足。特別是當(dāng)油底殼內(nèi)部吸油管管口法蘭密封不嚴(yán)或管路上部出現(xiàn)裂紋時(shí)，如果油底殼油位偏低，機(jī)車在運(yùn)行中會(huì)因機(jī)油波動(dòng)而吸氣，導(dǎo)致機(jī)油壓力下降或波動(dòng)。

3.1.2 機(jī)油通道阻塞

機(jī)油通道阻塞，主要表現(xiàn)為管道前后壓力差大，形成原因主要有以下 2 種情況。

（1）機(jī)油粗濾器、磁性濾清器因臟物堵塞。當(dāng)機(jī)油內(nèi)不溶物增多時(shí)，會(huì)積聚在機(jī)油粗濾器、磁性濾清器濾芯，使機(jī)油流經(jīng)濾清器后壓力大幅降低。特別是當(dāng)磁性濾清器裝反時(shí)，固定濾芯的螺絲容易松動(dòng)而堵塞進(jìn)油道，造成增壓器壓力低。通過比較濾清器前后油壓壓力大小，即可判斷機(jī)油粗濾器或磁性濾清器是否堵塞。

（2）小油管阻塞。油壓繼電器、各機(jī)油壓力表油管內(nèi)徑較小，當(dāng)異物進(jìn)入時(shí)會(huì)造成阻塞。在拆裝增壓器濾清器過程中，極易使污物進(jìn)入油壓繼電器管路接頭處，造成阻塞。出現(xiàn)這種故障時(shí)，機(jī)車儀表往往顯示壓力正常，但部分繼電器因油壓不足斷電，柴油機(jī)已停機(jī)。

3.1.3 機(jī)油系統(tǒng)泄油量大

（1）主機(jī)油泵安全閥、旁通減壓閥故障。當(dāng)安全閥或旁通減壓閥常開或關(guān)閉不嚴(yán)時(shí)，過多的機(jī)油將直接流回油底殼，導(dǎo)致主機(jī)油泵出口壓力不足。這種情況可通過觀察主機(jī)油泵出口壓力來判斷。

（2）啟動(dòng)機(jī)油泵、輔助機(jī)油泵逆止閥故障或截止閥誤開啟。當(dāng)各類逆止閥關(guān)不嚴(yán)時(shí)，主機(jī)油泵供油中將有小部份通過逆止閥流回油底殼，造成機(jī)油壓力偏低。這種情況可通過各點(diǎn)前后壓力差來判斷。

（3）增壓器安全閥不良。如果安全閥閥座密封不嚴(yán)或彈簧斷裂，安全閥在低壓時(shí)開啟，增壓器油入口壓力會(huì)大幅降低，油壓繼電器油壓也會(huì)降低。這類故障可通過對(duì)比前后2個(gè)增壓器各自機(jī)油壓力來判斷。

（4）柴油機(jī)各潤(rùn)滑面潤(rùn)滑間隙偏大。柴油機(jī)主軸承、連桿軸承、凸輪軸軸承及增壓器軸承均為滑動(dòng)軸承，隨著軸瓦的磨耗，潤(rùn)滑間隙增大，導(dǎo)致泄油量變大。這種情況可通過觀察主機(jī)油泵出口壓力及末端壓力或計(jì)算兩者之間的壓力差來判斷。

3.1.4 機(jī)油稀釋

若柴油機(jī)燃油進(jìn)入機(jī)油系統(tǒng)，機(jī)油會(huì)稀釋，運(yùn)動(dòng)粘度下降，壓力降低。導(dǎo)致機(jī)油稀釋的主要因素有3種。

（1）氣缸套、氣缸蓋破損。

（2）凸輪軸箱內(nèi)的噴油泵、噴油器回油管接頭松動(dòng)，或回油管斷裂。

（3）噴油器霧化不良或不霧化。

3.1.5 機(jī)油溫度高

在機(jī)車運(yùn)行過程中，機(jī)油溫度會(huì)逐步升高，機(jī)油粘度逐步下降，機(jī)油壓力也隨之下降，容易造成停機(jī)。這種故障多發(fā)生在炎熱的暑季，而且存在一定的隱蔽性。也就是說當(dāng)機(jī)車返段后，由于油溫已經(jīng)降低，機(jī)油壓力重新恢復(fù)至正常狀態(tài)，故障不易被發(fā)現(xiàn)。此外，機(jī)油長(zhǎng)時(shí)間處于高溫狀態(tài)時(shí)易引起機(jī)油加速老化。

DF4B 型機(jī)車最常見的情況是，若機(jī)油溫度較高，機(jī)車加載或空氣壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)停機(jī)。原因是柴油機(jī)負(fù)載變化會(huì)引發(fā)轉(zhuǎn)速波動(dòng)，機(jī)車加載或空氣壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)下降30 r/min左右，機(jī)油壓力將隨柴油機(jī)轉(zhuǎn)速下降而降低。如果柴油機(jī)機(jī)油壓力偏低，這個(gè)波動(dòng)會(huì)造成柴油機(jī)增壓器油入口壓力瞬間低于油壓繼電器（1YJ和2YJ）釋放值，導(dǎo)致 DSL 斷電，柴油機(jī)停機(jī)。

4 、 改進(jìn)措施

根據(jù)上述分析，并總結(jié)機(jī)務(wù)段反饋信息，對(duì)機(jī)車機(jī)油系統(tǒng)和保護(hù)電路采取以下改進(jìn)措施。

4.1 裝用復(fù)合陶瓷噴油器針閥偶件

在所有內(nèi)燃機(jī)車上推廣使用復(fù)合陶瓷噴油器針閥偶件。陶瓷噴油器針閥偶件可確保運(yùn)用60萬km，霧化不良故障率低，可有效防止因噴油器不良造成的機(jī)油稀釋。

4.2 噴油器回油管改到柴油機(jī)機(jī)體外

為防止燃油回油管斷裂或連接不良造成機(jī)油稀釋，將噴油器回油管移出凸輪軸箱，在柴油機(jī)機(jī)體兩側(cè)布置污油管，連接各噴油器回油管，再在柴油機(jī)機(jī)體兩端匯流進(jìn)入污油箱。

4.3 第1和第2油壓繼電器改為延時(shí)電路

機(jī)油系統(tǒng)泄油量大、濾清器臟物堵塞、油壓繼電器管路阻塞（污物或空氣泡）等導(dǎo)致的部分機(jī)車機(jī)油壓力偏低，在實(shí)際工作中處理起來較繁鎖。這些機(jī)車在運(yùn)用中經(jīng)常發(fā)生機(jī)車加載、卸載或空氣壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)油壓波動(dòng)到達(dá)1YJ或2YJ下限停機(jī)。為了解決此故障，通過改造DLS線圈電路，來減小途中停機(jī)故障發(fā)生的概率。

5、 改進(jìn)效果

通過實(shí)施上述改造方案后，機(jī)車柴油機(jī)慣性停機(jī)率明顯降低。同時(shí)，在遇到柴油機(jī)慣性停機(jī)故障時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)查找與處理時(shí)間大大縮短。

參考文獻(xiàn)

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