DF11 型機車延長中修檢修周期的技術可行性分析

黃 文 上海鐵路局上海機務段

1 前言

國內DF11機車中修檢修周期普遍為25～30 萬km，大修周期為80±10 萬km，二中一大修制。上海局DF11內燃機車中修檢修周期為≮30 萬km。

隨著大量新技術、新材料、新工藝的廣泛采用，DF11機車各項性能指標趨于穩定，在運用可靠性上大幅提高。如何在保證機車運用安全的前提下，提高機車使用率，減少檢修率，節省維修成本，是機務工作者需要考慮的一項重要課題。本文擬對DF11機車中修延長到45 萬km 的技術可行性進行分析。

2 主要互換部件對延長中修檢修周期的影響

以下分析主要互換部件故障機理、故障原因和故障后果對延長檢修周期的影響。

2.1 輪對

輪對是影響機車運用安全性的一個最關鍵的部件。

2.1.1 踏面剝離、磨耗

目前DF11機車已全部改造為整體碾鋼輪。上海機務段2010 年底輪對踏面剝離而落輪僅1 件，表明了目前整體碾鋼輪質量能滿足運行的需要。統計分析滬蚌線10 臺機車和滬寧線4 臺機車，平均10 萬km 踏面磨耗量為0.56 mm，接近30 萬km 時的最大平均磨耗量在2 mm 之內，因此可以認為踏面的磨耗不會影響中修延長到45 萬km。

2.1.2 輪緣磨耗

對滬蚌線10 臺機車和滬寧線4 臺機車的統計，一個中修期的輪緣平均磨耗量為3.375 mm，10 萬km 平均磨耗1.39 mm。由于機車輪緣磨耗早期較快，隨著公里數增長，輪緣磨損明顯放緩，因此延長中修到45 萬km，大部分輪對的輪緣厚度仍能保證機車安全運行，需落輪更換的不會有明顯增長。

2.1.3 空心軸軸承、六連桿

從上海機務段近2 年來DF11中修機車空心軸輪對檢修來看，空心軸軸承及六連桿傳動機構尚未發生過故障，并且段規中修也不作分解檢修。據廠方對大修的空心軸傳動系統全面分解測量鑒定，確認該系統安全可靠度非常高，一個大修期不會發生重大質量問題，因此延長中修周期不會有任何問題。

2.2 柴油機

柴油機主要零部件的質量和壽命是影響中修公里的另一個主要方面。

2.2.1 活塞連桿

目前DF11機車柴油機裝用小開檔精鑄加工活塞，質量保證期在60 萬km，因此在45 萬km 內可靠運用更應沒有問題。上海局內擔當的滬蚌、滬寧線牽引區間，空氣濕潤，風砂不大，因此活塞環槽磨損不嚴重，經對7 臺中修機車柴油機活塞的測量統計，環槽磨耗平均為0.014 mm，最大為0.04 mm，氣環油環平均磨耗均為0.02 mm，環與環槽間隙最大為0.19mm，平均為0.15mm，距段規規定的環與環槽間隙不得大于0.30mm 的技術標準，尚有較大富余，因此延長中修周期仍可保持良好密封狀態。

2.2.2 曲軸

經對10 臺中1 修和10 臺中2 修柴油機曲軸的測量統計，中1 修主軸頸最大磨耗0.03 mm，平均磨耗量為0.012 mm，連桿頸最大磨耗0.023 mm，平均為0.01 mm。中2 修主軸頸最大磨耗0.03 mm，平均為0.012 mm，連桿頸最大磨耗0.035mm，平均為0.018 mm。因此只要不發生碾瓦等非正常磨損，曲軸的磨耗量很小，能保證延長中修公里后正常使用。

2.2.3 增壓器

增壓器是當前影響機車安全運行的最關鍵的一個大部件，近年來增壓器故障直接造成DF11機車機破運緩要占到總數的30～40%，剔除異物侵入損壞增壓器（占到增壓器故障的25%左右），軸承燒損和葉輪故障是最主要的二大故障，而其中又以軸承燒損最為突出。為了保證延長中修周期的機車運用可靠，在20 萬km 時增加一次增壓器互換檢修是必需的。

2.3 輔助

2.3.1 散熱器

從上海機務段DF11機車全部裝用大連通用熱動力公司的脹管式散熱器，至今已有30 多臺機車已走行滿一個大修期而未發生任何故障，說明散熱器質量可靠，因此延長中修周期不會有問題。

2.3.2 靜壓泵、馬達

雖然靜壓泵、馬達新造后質量保證期為30 萬km，但從中修分解檢查情況看，除極個別配流盤磨損超限和缸體孔間復合銅層剝離等故障外，總體質量是好的，延長中修到45 萬km 應無大的問題。

2.4 電機

2.4.1 主發電機

目前主發電機的慣性故障是繞組引線斷裂。定子引線因是多根并聯，所以不會造成直接的影響。但是轉子的勵磁繞組連線一旦斷裂，便造成無流無壓，危害很大。當然這是極個別的，與延長中修公里數也基本無關（中修時也往往無法檢查到）。集電環碳刷完全可以延長使用到45 萬km。

2.4.2 牽引電機

ZD106 電機制造質量較好，加上選用碳刷質量良好，換向器的磨耗很小，一個中修期在0.05 mm 左右，因此延長中修到45 萬km，也不會發生換向器磨耗超限的問題。

目前CE-7 碳刷能滿足一個中修期正常使用，平均磨耗0.6mm/萬km，如果延長中修到45 萬km，中間應增加一次更換碳刷。進口軸承在中1、中2 修時基本狀態良好，延長公里應無問題。

2.4.3 輔助電機

加強清潔保養，延長中修公里也應不存在問題。

2.5 電器

電器，包括整流柜元件、微機系統等只要在小修中做好維護，均能滿足延長中修周期的要求。

2.6 制動

2.6.1 單元制動器

從中修分解看，各零部件磨損狀況較理想，能滿足中修延長周期需要。

2.6.2 空壓機

目前V2.4/9 空壓泵故障率較高，主要集中在小油泵、風閥、軸承連接橡膠輪等零部件上，可在小修中增加補強措施而不影響延長中修周期。

2.7 車體、轉向架

上海機務段DF11機車使用至今，除曾經發生過2 件啟動電機座下地板外，車體、轉向架從未發現嚴重開裂變形故障，均能滿足延長中修周期要求。

3 延長中修檢修周期對機車運用可靠性的影響

上海局2010 年DF11機車發生機破13 件，10 萬km 件數0.051。

從表1 中可看出，屬于“小而廣”故障引發的機破3 件，因材質造成機破3 件，其它1 件。從故障發生時機車中修公里來統計：5 萬km 以下3 件，至10 萬km 以下0 件，至15 萬公里以下有2 件，至20 萬km 以下有3 件，25 萬km 以下3件，可見機車走行公里大小與機破的發生沒有絕對的正比例關系。

表1 上海局2010 年DF11 機車機破統計

在13 件機破中沒有1 件是因各類軸承、軸瓦、齒輪、活塞缸套等部件磨耗過量造成的，這說明DF11機車牽引條件和環境對主要大部件的磨耗沒有很明顯的影響，現行的30 萬km 指標存在富裕過剩。

要提高機車整體質量可靠性，最主要是解決零部件的壽命管理問題和制造工藝的合理性問題。

4 延長中修周期的技術補強措施

4.1 充分發揮車載裝置的作用

目前，DF11機車廣泛使用的機車車載裝置主要有：列車運行監控記錄裝置、機車軸承溫度監測裝置、機車微機控制裝置，DF11故障記錄儀和機車當量記錄儀等。加強對各裝置數據的地面轉儲分析，建立并記錄從機車新造（大修）開始就比較完整的質量信息數據庫，隨時分析跟蹤機車基本性能狀態，掌握運用動態的變化，尤其對柴油機增壓器等內部不可見的運動件的質量狀態實施監控，及時發現處理各種隱患，盡量少做那些不必要的維修工作，以真實的資料和數據做科學分析，有針對性地預防故障，使維修工作做得更有效、更經濟。

4.2 大中修增壓器換新

增壓器是重大慣性故障高發的部件。不計異物侵入損壞，增壓器自身故障幾乎都發生在大中修后機車上，這說明新造增壓器在第一個中修期內的質量是相當穩定可靠的。在大中修修程中，增壓器雖然進行了各類軸承的更換和檢修，但更換的軸承等零件質量可能不是非常穩定可靠，檢測手段有限，要發現轉軸、輪葉內部裂損缺陷等故障非常困難，組裝工藝顯然也達不到專業生產廠的水平，加之渦輪葉輪長期在高溫下高速旋轉，葉片和拉筋絲易發生高溫疲勞而斷裂。有必要采取大中修增壓器換新的措施，中修成本每臺機車增加8 萬元左右，但對確保機車在延長中修周期間的可靠運用是值得的。

4.3 增加一次滑油換新

隨著機車走行公里的不斷延長，柴油機滑油也隨之老化，滑油中煙炱成份快速增長，積聚成長鏈狀分子，影響柴油機、增壓器中各類磨擦副的正常潤滑。可考慮在30 萬km 時增加一次更換滑油，保證曲軸和軸瓦等的正常使用創造良好的潤滑條件。

4.4 增加一次輪對頂輪探傷和軸承動態檢測

機車運用的安全可靠性是考慮一切問題的首要條件，盡管車軸、輪芯的裂損概率幾乎為零，但輪對踏面下的制造性缺陷造成的貫通性裂損對機車運用安全將造成嚴重威脅。因此在30 萬km 時增加一次頂輪探傷和軸承動態檢測，在現有條件下也是較易做到的。

5 結語

DF11機車以走行公里為計量單位的“二中一大”定期檢修模式，對于保持機車基本性能發揮了重要作用，但同時存在“檢修過剩”的問題。在保證機車運用安全性和可靠性的前提下，通過技術補強措施，減少過剩維修，避免維修不足，充分利用部件的壽命潛力，上海局DF11機車中修檢修周期是完全可以延長到45 萬km，實行“一中一大”的檢修模式。