高 旭 東

(西山煤電(集團)有限責任公司鐵路公司，山西 太原 030000)

1 概述

DF4D(東風4D)型機車是在我國鐵路系統(tǒng)中被廣泛運用的一款內燃機車，其誕生自1996年，原型是大連機車廠于20世紀60年代設計的東風4型內燃機車。該款機車自誕生以來，就一直用于客運和貨運服務。其采用的16V240ZJD發(fā)動機中的聯(lián)合調節(jié)器及其功率調節(jié)系統(tǒng)能為該款機車提供穩(wěn)定而又高速的運轉。

2 聯(lián)合調節(jié)器功率調節(jié)系統(tǒng)

2.1 聯(lián)合調節(jié)器

聯(lián)合調節(jié)器是內燃機車中的一個重要組成部件，能在機車司機需要調節(jié)車輛牽引功率時，對內燃機內的燃油噴射量加以改變，從而實現(xiàn)機車功率的加大或減少。其具體功能如下：

1)保證柴油機的啟動和停止。當機車的柴油機要啟動時，需要靠聯(lián)合調節(jié)器噴射燃油；同理，當需要柴油機關閉時，也要借由聯(lián)合調節(jié)器的功用，停止對柴油機燃油的供應，從而達到停止柴油機的目的。

2)隨著機車司機控制手柄位置的改變來調節(jié)燃油供應量，從而達到調節(jié)柴油機轉速的目的。司機通過聯(lián)合調節(jié)器可以改變柴油機的燃油供應量，當燃油供應加大時，柴油機轉速加快，功率加大；當司機減少聯(lián)合調節(jié)器開口，降低供油量，柴油機轉速隨之降低。在這里，聯(lián)合調節(jié)器所起的作用類似汽車油門。

3)當柴油機的負載因為載貨量發(fā)生變化時，聯(lián)合調節(jié)器能自動調節(jié)噴油泵的供應量，使柴油機能保持恒定轉速。這一點很好理解，在這里聯(lián)合調節(jié)器所起到的作用就是恒定柴油機功率，避免因為負載的變化引起機車故障。

4)通過其功率調節(jié)系統(tǒng)，自動調節(jié)機車的輸出恒功率。聯(lián)合調節(jié)器的功率調節(jié)系統(tǒng)可以使機車輸出功率保持恒定，從而保障機車運行中的穩(wěn)定性和可靠性。本文所需要探究的也正是對DF4D型機車中聯(lián)合調節(jié)器功率調節(jié)系統(tǒng)的改進。

2.2 聯(lián)合調節(jié)器功率調節(jié)系統(tǒng)的作用和調節(jié)過程

聯(lián)合調節(jié)器中的功率調節(jié)系統(tǒng)的作用是在不改變柴油機轉速以及其供油量的條件下，通過調節(jié)測速發(fā)電機勵磁電流的大小，以改變牽引發(fā)電機的輸出功率，從而使柴油機功率輸出恒定。在實際的機車運行操作中，主手柄位置保持在原部位不發(fā)生改變，則柴油機負荷減少時，其轉速將上升，動力活塞會向下移動，聯(lián)合杠桿帶動功率滑閥下移，功率伺服器內部電阻值減少，牽引發(fā)電機輸出功率增大，柴油機負荷增大。通過轉速調節(jié)系統(tǒng)及聯(lián)合杠桿的反饋作用，柴油機負荷增大值恰好是調節(jié)前的減少值。因而柴油機供油量，轉速及功率均未發(fā)生變化，僅使牽引發(fā)電機輸出功率增大。柴油機負荷增大時，調節(jié)過程則與上述相反。

3 DF4D型機車聯(lián)合調節(jié)器功率調節(jié)系統(tǒng)缺陷

圖1是DF4D型機車中聯(lián)合調節(jié)器功率調節(jié)系統(tǒng)，在功率調節(jié)器進行工作時，柴油機的供油量，其轉速還有其功率都不會因為調節(jié)器的調節(jié)發(fā)生變化。然而在實際工作中，DF4D型機車工作人員發(fā)現(xiàn)，該型號的所有機車在進行功率調節(jié)時，其燃油供應量出現(xiàn)了變化，與正常情況相比，DF4D型機車的柴油機，其內高壓油泵的刻線都出現(xiàn)了偏大的情況。也就是說，功率調節(jié)器的調節(jié)并不完全，其供油量在調節(jié)中未實現(xiàn)不發(fā)生改變的初衷，反而出現(xiàn)了供油量反常增多的問題。因此，需要對DF4D型機車聯(lián)合調節(jié)器功率調節(jié)系統(tǒng)進行改進，從而改善功率調劑系統(tǒng)缺陷，提高機車質量。

4 對DF4D型機車聯(lián)合調節(jié)器功率調節(jié)系統(tǒng)的改進

根據(jù)上述聯(lián)合調節(jié)器功率調節(jié)系統(tǒng)示意圖以及對聯(lián)合調節(jié)器功能以及對功率調節(jié)系統(tǒng)的作用和調節(jié)過程的說明?？梢酝茰y出功率調節(jié)系統(tǒng)中存在的缺陷主要位于聯(lián)合調節(jié)器油泵以及功率調節(jié)系統(tǒng)的作用頂桿，因此可以據(jù)此提出相應的改進方案。

4.1 提高高壓油泵質量

從DF4D型機車中功率調節(jié)系統(tǒng)表現(xiàn)出來的缺陷看，改進聯(lián)合調節(jié)器中高壓油泵質量是最根本的對功率調節(jié)系統(tǒng)的改進。通過換用更好的油泵，能保障燃油機的供油量不會出現(xiàn)誤差，進而在功率調節(jié)中不會增加耗油量，達到改進目的。實際上，換用更好的高壓油泵這一改造出現(xiàn)在DF4D型機車的另一款改進車型DF4DD中，在開發(fā)出HXN3B和HXN5B型機車之前，這一款由DF4D型機車改進的機車有我國最先進的功率調節(jié)系統(tǒng)。而之所以要將更換了油泵的DF4D型機車另命名，就在于對高壓油泵的改造既耗時又耗資。因此，對我國正在運行的DF4D型機車功率調節(jié)系統(tǒng)的改進，通常采用另外的方式。

4.2 對作用頂桿的改進

作用頂桿能增加高壓油泵中刻度線的調節(jié)廣度，因此，通過改進作用頂桿的方式，同樣能夠對功率調節(jié)系統(tǒng)中存在的缺陷加以改善，從而提高整款機車的運行質量。對作用頂桿的改進通常是通過減少其長度達到目的。作用頂桿在減少長度后，可以提供更高的咬合度，使燃油的噴射更精確，調節(jié)時也不再容易出現(xiàn)燃油噴射不符合的狀況。

4.3 對功率調節(jié)系統(tǒng)聯(lián)合杠桿進行改進

不僅可以通過改變作用頂桿的長度來對功率調節(jié)系統(tǒng)加以改進，還可以通過改變功率調節(jié)系統(tǒng)杠桿比的方式進行改進。該改進方案是在對DF4D型機車原有設計的基礎上，增大其燃油刻度線的調整范圍而實現(xiàn)調節(jié)目的。也就是說，該改進不會改變原有的調節(jié)模式，只是對原設計的一種優(yōu)化，因此相對而言，該改進方式非常適合正在運行中的機車，既能加強機車運行中的穩(wěn)定性和可靠性，又不會增加改進難度，可謂雙管齊下。

5 結語

對DF4D型機車功率調節(jié)系統(tǒng)的改進，最好的方式莫過于更換最新的油泵。然而改進應當結合實際情形，量力而行，選擇最合理的方式。因此，在選擇對該款機車功率調節(jié)系統(tǒng)改進的方式時，應當循序漸進，選擇最適合當下鐵路運輸系統(tǒng)情形的方式。