重載運行條件下D F4B、C型機車柴油機機油壓力低而自動停機的故障分析及處理

金其炳

（上海鐵路機務綜合開發有限公司，中國 上海 200070）

1 問題的提出

上海鐵路局合肥機務段現配屬DF4B、C型機車185臺。從2009年起DF4B、C型內燃機車試行重載運行，由原來的2000噸載荷升至3500噸，機車柴油機由于壓力低而自動停機的故障較為突出。2009年發生12起，2010年發生16起，2011年發生20起。故障件數逐年上升。

機油系統是維持柴油機正常運轉的一個不可缺少的重要部分，它的任務是向柴油機各摩擦副的接觸面提供具有一定壓力、溫度、流量的清潔機油，使接觸面間保持一定厚度的油膜，避免和減少磨損,同時沖洗帶走滯留在接觸面間的金屬屑以及由于摩擦而產生的熱量。機油的壓力是影響潤滑性能的關鍵指標。壓力低會導致摩擦副之間的油膜不理想，使之產生干摩擦或半干摩擦，加劇增壓器轉子及軸承、活塞及缸套、連桿頸與瓦、曲軸與瓦之間的磨損，降低使用壽命，危及行車安全。本文針對由于柴油機機油壓力低而自動停機的故障進行分析，并提出對策和解決措施。

2 故障原因分析

在柴油機運轉時，當柴油機壓力在柴油機兩端增壓器進油管處低于80Kpa時，柴油機將自動停機。

2.1 聯合調節器方面的故障引起

2.1.1 聯合調節器的工作油臟

由于聯合調節器的工作油臟，使得聯合調節器在調速過程中，會使滑閥等運動件發生卡滯現象。當回手柄時，通過無級調速的步進電機，改變壓速寶塔彈簧的壓力，使轉速調節機構的柱塞升起，動力活塞下油腔的高壓油放出一部分回油池。動活塞下移，使噴油泵供油量減少，柴油機轉速下降到一定程度后，轉速調節機構的柱塞堵死滑閥與套座中的有關工作油通過，動力活塞下油腔的油壓重新趨于穩定，柴油機在新的轉速下重新穩定。如果由于油臟，使柱塞、滑閥、滑閥套之間產生卡滯現象，造成動力活塞下方的高壓油回出到一定程度后，不能終止流出，使動力活塞桿在動力活塞彈簧作用下繼續下移，直到通過控制拉桿將噴油泵齒條推倒零刻線使柴油機發生停機為止。

2.1.2 聯合調節器內油路漏油

如石棉墊、牛皮墊圈等損壞產生油路漏油，柴油機回手柄后，動力活塞下油腔的工作油除正常卸走一部分外，加上油路泄漏，該處油壓繼續下降，動力活塞桿繼續下移，發生停機為止。

2.1.3 聯合調節器自動停電閥線圈失電，閥芯在彈簧力的作用下抬起，打開了動力活塞下油腔與上油腔及油池的通路，動力活塞下油腔的油壓卸下，動力活塞在彈簧的壓力下下移，推動控制拉桿，使噴油泵處于停油位，柴油機停機。

2.1.4 滑閥裝配的套座上、下竄動，間隙過大。回手柄時，滑閥、柱塞卡在停機位。

2.2 油壓繼電器方面的故障引起

停機油壓繼電器誤動作或油壓繼電器管路堵塞。停機油壓繼電器使用時間過長，沒有及時校驗，當壓力下降到0.8MPa，停機油壓繼電器動作，使柴油機停機。另外，由于柴油機上安裝的油壓繼電器管內徑只有3mm左右，在增壓器濾清器的拆裝過程中，極易造成污物進入該接頭處，造成堵塞。該故障發生時，往往機車上儀表顯示壓力正常但機車停機。

2.3 柴油機方面的故障引起

柴油機曲軸箱內氣體壓力超高，差示壓力計動作，柴油機停機。或者柴油機超轉速。當柴油機超轉速時，極限調速器動作，通過杠桿系統，使噴油泵齒條推向停油位置，柴油機停機。

2.4 輔助系統方面的故障引起。

2.4.1 主機油泵故障。傳動齒輪剃齒或傳動軸斷裂，均可使柴油機停機。

2.4.2 泵前管路漏氣。油底殼油位低，致使油壓下降，當泵前管路漏氣時，由于主機油泵工作形成的負壓，將空氣吸入而使主機油泵真空度下降，供油量不足，特別是油底殼內部吸油管管口法蘭密封不嚴或管路上部出現裂紋時，如果油底殼油位偏低，機車在運行中機油波動造成吸氣，導致機油壓力波動或下降而使柴油機停機。

2.4.3 濾清器前后壓差大。當機油中雜質過多或濾清器濾芯太臟或裝反時，易發生柴油機停機。

2.5 機油品質下降

當出現機油稀釋或機油乳化或機油溫度高等現象時，將引起機油品質下降。

2.5.1 機油稀釋就是機油黏度下降到報廢限。當未完全燃燒的燃油甚至沒有燃燒的燃油，特別是后者，少量的燃油進入機油內就會引起黏度迅速下降，造成機車稀釋。

2.5.2 機油乳化是指機油中有水進入。機油溫度高是指機車在長時間大載荷運用中，隨著機油油溫逐步升高，機油黏度下降，機油壓力下降，容易造成停機。

2.5.3 機油長時間處于高溫狀態也容易引起機油加速老化。

3 對策與解決措施

根據以上出現的情況和分析，有針對性提出相應的對策與解決措施。

3.1 清洗聯合調節器并更換工作油

檢查聯合調節器油路有無泄漏,查出處所并修理。為了保證油泵齒輪的正常工作，當勻速盤與套座之間的壓板固定后，通過壓板與中體之間的墊片來調整套座與中體底面之間的軸向間隙，使之在0.03－0.08MM范圍內。如回手柄時，滑閥、柱塞卡在停機位，查出處所并修理。重新啟機后，注意觀察壓力和曲軸箱內氣體壓力，如發現壓力偏低或差示壓力超高，應查出原因才可以，不可以短接這些保護裝置，強迫柴油機運轉。

3.2 檢查輔助系統方面狀態,防止循環管路故障

在機車日常運用中，對司機室末端機油壓力表及車體側壁壓力表隨時觀察，發現壓力低時，首先檢查各回油閥是否關嚴，濾清器前后壓力差是否超過100Kpa，前后增壓器壓力表顯示是否低于78Kpa。如果各部位檢查良好而主機油泵壓力低時，打開熱交換器排油閥，持續有氣排出，則為泵前管路漏氣，應檢查處理漏氣處所。當主機油泵出口無壓力顯示時，則為主機油泵故障或傳動軸斷，此時嚴禁啟機。

3.3 防止機油品質下降

3.3.1 為防機油稀釋，要求同一臺柴油機上裝用的噴油泵，霧化狀態良好；修復過或運用中的噴油器噴霧質量良好；活塞與缸套配合間隙要控制在范圍內。

3.3.2 為防止防機油乳化，要求在日常運用中要經常檢查膨脹水箱內水的水質、水位以及機油的油質、油位情況，發現水內有油為熱交換器銅管漏,需要及時處理。

3.3.3 控制機油溫度。由于機油溫度升高，機油壓力下降明顯，且易造成機油加速老化。因此，在機車日常運用中，應將機油溫度控制在85℃以下。這就要求乘務員在日常運用中，隨時檢查高低溫冷卻風扇的運轉狀態以及冷卻水循環情況，發現溫度高時及時提票處理。

4 處理的效果和建議

4.1 處理的效果

采取上述措施后，故障件數大幅減少。2012年僅發生1件，2013年至今為發生一件因機油壓力低而自動停機的現象。

4.2 建議

4.2.1 在司機室安裝機油低溫報警裝置。在機油壓力低于油壓繼電器的動作值前即報警，提示乘務員采取措施,防止過大損失。

4.2.2 改進增壓器機油濾清器，使其具切換功能，當發生故障時可立即切換。

4.3.3 主機油泵在廠修時更換，避免運行途中發生故障及段方修復的困難。目前機車大修時廠方為了節約檢修成本,僅對主機油泵進行檢查及修復,預期壽命無法控制,造成部分主機油泵在運行一段時間后容易出故障。廠方一般是出故障后再更換，這樣處理既影響機車的運用，更是對安全的一個威脅。因此，建議廠方在DF4B、C型內燃機車廠修時，更換主機油泵。

4.4.4 目前，全部用大功率的電力機車取代內燃機車還不現實。在較長的時間內，內燃機車還是主力機型。由于內燃機車重載后故障的爆發規律性不清，需要各機務段摸索和收集故障信息，建成交流平臺，以便發生故障時能及時處理，減少損失，共同確保機車運用安全。

[1]鐵道部大連機車車輛工廠.東風4型內燃機車[M].大連:大連理工大學出版社,1993.

[2]侯天理,何國煒.柴油機手冊[M].上海:上海交通大學出版社,1993.

[3]葉嵐.東風4型內燃機車[M].大連北車集團機車車輛廠出版社,2000.

[4]張世芳.內燃機車柴油機[M].中國鐵道出版社,1991.