內(nèi)燃機故障分析與維修初探

林新鋒

摘要:在我國鐵路運輸中,內(nèi)燃機車還是比較主要的牽引動力,在使用過程中出現(xiàn)的各種故障影響了使用效率,對于常見故障的排除與維修至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞:內(nèi)燃機 故障 診斷 維修

中圖分類號:TK4文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1006-8937(2009)03-0091-02

在鐵路運輸中,內(nèi)燃機車還是比較主要的牽引動力。它是集機械、電氣、液壓于一體的大型運輸設(shè)備。具有牽引動力大、運行速度高、自身結(jié)構(gòu)復(fù)雜且運行條件差等特點。機車車輛經(jīng)過一段時間的運行,各個零部件必然會產(chǎn)生一定程度的磨損和損傷,必須及時地給予檢修,使其保持完好狀態(tài),保證正常運行。本文主要從以下幾個方面探討內(nèi)燃機故障分析與維修技術(shù)。

1 增壓器主要故障及原因分析

增壓器故障現(xiàn)象主要集中在油封漏油、轉(zhuǎn)子固死、軸承燒損、殼體裂、動葉片飛出等方面。

1.1 軸承燒損

增壓器在高轉(zhuǎn)速下,由于濾清器不良,或安裝機油管路時不慎進入異物,或轉(zhuǎn)子動不平衡量大,或軸承質(zhì)量差,以及軸承組裝不符合要求、潤滑不充分等因素都可能造成軸承燒損。客車提速、貨運重載后,這類故障發(fā)生的數(shù)量比較多。

1.2 轉(zhuǎn)子固死

這種現(xiàn)象大部分是由于增壓器渦輪端密封不良或失效造成漏油,滲漏的潤滑油因高溫作用炭化附著于密封副的靜止件表面,經(jīng)過一段時間的使用,走行幾萬千米到二十幾萬千米不等,最終使密封件的間隙膩死,轉(zhuǎn)子卡滯。產(chǎn)生這種現(xiàn)象主要有兩方面原因:一是增壓器密封結(jié)構(gòu)存在缺陷;二是裝配間隙不符合要求。

1.3 油封漏油

這種現(xiàn)象與造成轉(zhuǎn)子固死的漏油(滲油)有所不同,引起油封漏油多數(shù)是由于軸承燒損、活塞環(huán)磨損嚴(yán)重超限引起的,極少數(shù)是由于裝配失誤造成的,因此在機務(wù)段對增壓器故障的統(tǒng)計中油封漏油應(yīng)歸結(jié)為軸承燒損或以活塞環(huán)密封的VTC254和ZN290型增壓器的活塞環(huán)質(zhì)量差、裝配間隙不符合要求等質(zhì)量問題造成的。

1.4 殼體裂、動葉片裂、導(dǎo)風(fēng)輪裂、渦輪盤疲勞裂損

這類故障原因有以下幾個方面:一是由于沒有統(tǒng)一明確的部件使用壽命要求和修理廠家為了節(jié)約成本,超期使用造成的;二是由于鑄造質(zhì)量、熱處理工藝等制造因素導(dǎo)致的;三是由于機車負荷的增加,某些部件的設(shè)計改進沒有及時跟上,仍延用以前的設(shè)計觀念,使產(chǎn)品存在局部的設(shè)計缺陷。

1.5 進異物損壞

進異物損壞的部位主要位于增壓器的壓氣機葉輪進口和渦輪動葉片處。這些異物來自于空氣濾清器中夾帶的螺母、墊片、管道中振掉的焊渣、排氣管路波紋管襯套破損、氣閥掉塊、噴油器掉頭等,這類故障引起的原因通常的明確。

針對增壓器故障產(chǎn)生的原因,我們提出以下維修方法:機務(wù)段應(yīng)加強增壓器維修管理,特別是潤滑油的檢測和增壓器潤滑油精濾器的檢查、更換,采購合格增壓器零部件。增壓器要保證無故障運行45萬千米,軸承是增壓器中最為關(guān)鍵的部件之一,國外一般以軸承的壽命來考核增壓器的可靠性。所以軸承的質(zhì)量和潤滑系統(tǒng)維護的好壞,將直接影響增壓器的可靠性。客運內(nèi)燃機車加裝潤滑油油壓保護裝置,減少在運用中由于油壓偏低造成的增壓器軸承燒損故障。在保證機車使用周轉(zhuǎn)可行的情況下,對快速和特快客運采用雙機牽引來保證運輸安全、正點、快捷。在目前暫無有效增壓器檢測手段的情況下,縮短檢修周期,對客運機車或承擔(dān)繁重工作的機車應(yīng)予以特殊對待,如通過增加換油次數(shù)等方法提高潤滑油清潔度,各機務(wù)段應(yīng)根據(jù)柴油機化驗結(jié)果和機車實際運用情況,合理確定潤滑油更換周期。

2 電氣線路的有效排查

就內(nèi)燃機車而言,無論是電傳動機車還是液力傳動機車,電氣系統(tǒng)作為整個機車的控制部分,發(fā)揮著重要的作用。其運用狀態(tài)的好壞和故障處理的效率,直接影響機車的正常運用。內(nèi)燃機車電路錯綜復(fù)雜,電氣系統(tǒng)的故障也表現(xiàn)不一。作為電氣檢修人員,必須對所查找的電路熟悉,知道電流流經(jīng)的方向和相關(guān)的邏輯控制關(guān)系是故障快速處理的必要前提。故障排查時,應(yīng)先區(qū)分故障是控制電路還是主電路,然后再確定合適的切入點分割、縮小排查范圍是提升故障排查效率的關(guān)鍵。

2.1區(qū)分主電路故障和控制電路故障

對于電氣線路故障,分清是主電路還是控制電路的故障是故障排查的第一步。通常以控制電路的終端來判定是主電路故障還是控制電路故障的切入點?？刂齐娐返慕K端大多是接觸器和繼電器的線圈,以這些線圈的狀態(tài)來判斷是主電路的故障還是控制電路的故障。例如某電機不轉(zhuǎn)動,以控制該電機接觸器是否正確吸合為依據(jù),即以接觸器線圈的工作電壓是否正常作為區(qū)分是主電路還是控制電路故障的關(guān)鍵節(jié)點。如果接觸器線圈帶電正常,接觸器正常吸合則向主電路查找,反之,則向控制電路查找。

2.2找準(zhǔn)切入點

逐步縮小排查范圍在確定故障點是在主電路還是控制電路后,在電路中找準(zhǔn)故障排查的切入點是故障快速、準(zhǔn)確查找的關(guān)鍵。一般來說,電路中的故障高發(fā)節(jié)點或電路的中間節(jié)點,可以作為故障排查的切入點,將電路的排查范圍一分為二。例如對于GK1F型機車起動控制,電流通過按鈕或繼電器的觸點最終通過接觸器的線圈流回負極。可以把電路中間的某一點作為切入點。例如YC沒有正常吸合,根據(jù)經(jīng)驗3CWJ40℃水溫繼電器動作值經(jīng)常不準(zhǔn)確,可以直接選3CWJ作為切入點,檢查其觸點的電壓是否正常,然后確定下一步檢查方向,最終找到故障點。

2.3 注意事項

對于電路邏輯關(guān)系不熟悉的檢修人員,建議在控制電路故障排查時,以接觸器(繼電器)線圈,也就是線路的終端作為切入點,向控制電路另一端逐步查找,如下圖所示。

3 冷卻水系統(tǒng)故障現(xiàn)象及分析處理

內(nèi)燃機冷卻水系統(tǒng)的主要由高、低溫水泵、膨脹水箱、冷卻風(fēng)扇、散熱器及各種閥門儀表官路等組成。其主要作用是從各受熱零部件上帶走一部分熱量,并冷卻潤滑系統(tǒng)的機油和增壓后的空氣,使柴油能正常運行。但是在運用中,由于種種原因,會出現(xiàn)一些故障。

3.1 膨脹水箱漲水故障

(1)原因分析:機車運行中氣缸蓋、氣缸套裂紋、中冷器泄漏,壓力空氣和燃氣竄入水系統(tǒng),使水位上漲顯示假水位。

(2)判斷及處理:可逐個甩缸檢查,若甩缸后漲水現(xiàn)象消失,證明為氣缸蓋或缸套裂紋,這時可以停止該缸工作,維持到段進行更換修理。以上檢查不見水箱水位有變化,可將中冷器排水閥打開驗證,如果有水出現(xiàn),則確定為中冷器漏水,回段后將中冷器吊下,進行水壓試驗并進行修補。

3.2 燃氣并未進入水系統(tǒng),但水箱漲水

(1)原因分析:柴油機放水后再上水時,若直接由水箱上部加水或從車體底部上水,但未按規(guī)定開放有關(guān)排氣閥,水系統(tǒng)中的空氣不能排出,啟動機器后空氣進入水箱,造成水箱溢水。水系統(tǒng)內(nèi)有空氣,使水泵出口壓力低,部分空氣仍在水系統(tǒng)內(nèi)循環(huán),柴油機轉(zhuǎn)速極低時,外界空氣極容易進入水系統(tǒng),造成惡性循環(huán)。

(2)處理措施:因冷卻裝置處排氣閥處于水系統(tǒng)末端,水系統(tǒng)有空氣時,此處壓力更低,故開啟此排氣閥也不能將空氣排出。這時應(yīng)將柴油機出水總管與水箱連接管處的截止閥關(guān)閉,開啟冷卻裝置處的排氣閥,待空氣排出后再關(guān)閉排氣閥,開啟截止閥。

3.3 膨脹水箱水箱水位下降

(1)原因分析:一是高低溫水泵故障;二是冷卻單節(jié)漏水;三是水系統(tǒng)管路漏水;四是氣缸蓋與氣缸套之間的密封墊圈損壞;五是氣缸套與水套間的密封圈漏水;六是熱交換器內(nèi)銅管裂紋。

(2)判斷及處理:檢查高低溫水泵泄水腔下部的管接頭,只允許有少量的漏水,但在柴油機最高工作轉(zhuǎn)速下水封每分鐘的泄漏量不得超過30滴,如果此處大量漏水則證明水封不良,應(yīng)拆卸后檢修。外觀目檢冷卻單節(jié)和水系統(tǒng)管路情況,發(fā)現(xiàn)漏水立即修復(fù)。外觀檢查各氣缸蓋與氣缸套之間的密封墊圈是否漏水,若有漏水點需及時更換。打開柴油機的曲軸箱檢查孔蓋,逐缸檢查各氣缸套下部是否漏水,出現(xiàn)漏水,則說明缸套與水套之間的封水圈損壞,應(yīng)吊出氣缸分解后更換密封圈。在柴油機工作中打開熱交換器上的放水閥,如果流出機油時,則證明熱交換器內(nèi)部漏泄,這時應(yīng)分解熱交換器并進行水壓試驗,對泄漏的銅管修復(fù)。

3.4 機車運行中冷卻水溫過高

3.4.1原因分析

(1)水泵故障。(2)散熱器組散熱片臟、扁管部分發(fā)生堵塞。(3)冷卻風(fēng)扇不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速低。(4)水系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)水量不足。(5)柴油機燃燒不良造成廢氣溫度過高。

3.4.2 判斷及處理

(1)檢查水泵的水封,若水泵故障是因水泵轉(zhuǎn)子與殼體發(fā)生碰擦從而使水泵流量發(fā)生變化時,需要按要求檢查高低溫水泵在標(biāo)定轉(zhuǎn)速下的流量及出口壓力等參數(shù),對不符合要求的應(yīng)認真查找原因必要時更換水泵。(2)手摸散熱器的各冷卻單節(jié),如溫度過高說明散熱器冷卻效果差,應(yīng)清掃散熱器各冷卻單節(jié)外部的油泥塵土。檢查散熱器內(nèi)部水管是否存在結(jié)垢,若有可用壓力空氣和蒸汽吹掃等方法進行清理,也可用流動的酸液進行清洗。(3)如果風(fēng)扇轉(zhuǎn)速低,可以先用手摸溫度控制閥處管路的溫度,如該處溫度沒有明顯低于靜液壓泵進出油管的溫度,說明溫度控制閥內(nèi)的滑閥沒有堵死閥口,此時可以通過手動旋動調(diào)節(jié)螺釘,順時針擰到極限位置,如在10分鐘后,溫度控制閥的進出口管路溫度有了明顯的下降表明該溫度控制閥的感溫元件損壞,應(yīng)更換。如該閥進出口管路溫度仍沒有明顯下降,說明溫度控制閥的閥體已損壞,或是靜液壓馬達、冷卻風(fēng)扇被異物卡滯,這時要根據(jù)具體情況做相應(yīng)處理。此外,靜液壓油不足,也會造成冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速低,這時可加油到規(guī)定油位。(4)水量不足時,首先,應(yīng)查看膨脹水箱玻璃水管所顯示水位,如水位偏低,應(yīng)補水,補水所用的水質(zhì)應(yīng)按規(guī)定處理,一般情況下是不允許加注沒有添加劑的水,但在運用中急需加水時,也可暫用自來水補充,回段后應(yīng)及時報告,并進行水質(zhì)化驗。其次,應(yīng)檢查水系統(tǒng)是否有泄漏處,如有應(yīng)設(shè)法消除。對柴油機噴油器、噴油泵、活塞等部件精檢細修,消除不良隱患,保證燃油能充分燃燒,發(fā)揮出正常的功率。

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