GK1C型內(nèi)燃機(jī)車(chē)頻繁停車(chē)現(xiàn)象探討與解決方案

田永喜

（太原重工股份有限公司儲(chǔ)運(yùn)分公司 ，山西 太原 030024）

引言

GK1C型內(nèi)燃機(jī)車(chē)是中國(guó)南車(chē)集團(tuán)資陽(yáng)機(jī)車(chē)有限公司在GK1型機(jī)車(chē)基礎(chǔ)上發(fā)展的系列產(chǎn)品，適用于鐵路、冶金、石化、港口、地方鐵路的調(diào)車(chē)和小運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)。機(jī)車(chē)上裝有1臺(tái)6240ZJ型中速柴油機(jī)（裝車(chē)功率990kW）、1臺(tái)液力換向和工況機(jī)構(gòu)的ZJ4014GY型液力傳動(dòng)箱。

1 GK1C型內(nèi)燃機(jī)車(chē)停車(chē)現(xiàn)象的描述

GK1C型0458號(hào)機(jī)車(chē)啟動(dòng)后，潤(rùn)滑油壓0.2MPa上下，水溫、油溫在40℃，轉(zhuǎn)速460r／min上下保持穩(wěn)定，動(dòng)力充足，正常運(yùn)轉(zhuǎn)投入生產(chǎn)，在運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后溫度上升到60℃左右時(shí)候，整車(chē)處于較好工況，在乘務(wù)員提動(dòng)手柄時(shí)，油壓瞬間下掉，油壓感應(yīng)器動(dòng)作，PC機(jī)控制信號(hào)發(fā)出，轉(zhuǎn)速瞬間下降到0位，機(jī)車(chē)停車(chē)。

2 故障的分析

針對(duì)機(jī)車(chē)所出現(xiàn)的故障，分析其故障發(fā)生原因及發(fā)生的可能，在采取逐個(gè)排除的方法進(jìn)行處理，力圖找到解決問(wèn)題的方法。

1）潤(rùn)滑油失效。更換新的潤(rùn)滑油，在使用一周后故障再次出現(xiàn)，故排除潤(rùn)滑油失效因素所導(dǎo)致的停機(jī)故障。

2）潤(rùn)滑油壓力感應(yīng)器失效。對(duì)增壓器潤(rùn)滑油感應(yīng)器0.08MPa及0.16MPa進(jìn)行更換，同時(shí)截?cái)酀?rùn)滑油通路加裝指針式壓力表以直觀的觀察潤(rùn)滑油變化情況，經(jīng)過(guò)更換、安裝調(diào)試發(fā)現(xiàn)在機(jī)車(chē)運(yùn)行的過(guò)程中，潤(rùn)滑油壓在一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定在0.2MPa以上，但在突然提動(dòng)手柄的瞬間潤(rùn)滑油壓直接掉落0位，柴油機(jī)停機(jī)。

3）檢查主潤(rùn)滑油泵，拆解主潤(rùn)滑油泵，并送檢相關(guān)部門(mén)檢測(cè)。主潤(rùn)滑油泵工況良好，未出現(xiàn)斷翅跡象，同時(shí)供油能力優(yōu)良。檢查潤(rùn)滑油道，未發(fā)現(xiàn)有其他異物影響供油。

4）柴油機(jī)動(dòng)力不足。柴油機(jī)動(dòng)力不足主要有以下幾種情況：供油不足；燃燒不充分；活塞環(huán)斷裂，出現(xiàn)下竄氣現(xiàn)象；各缸爆發(fā)不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致動(dòng)力分散。

拆解6240柴油機(jī)各缸后，維修人員檢查各缸及活塞環(huán)未見(jiàn)明顯異常，對(duì)此經(jīng)過(guò)技術(shù)人員和維修人員的詳細(xì)討論，在理論分析的基礎(chǔ)上嘗試性的調(diào)整氣門(mén)的開(kāi)閉時(shí)間間隙。在經(jīng)過(guò)一系列的調(diào)整后，上車(chē)安裝調(diào)試，自此未見(jiàn)故障再次發(fā)生。

3 故障及解決方案的分析總結(jié)

機(jī)車(chē)在整備出庫(kù)后，運(yùn)轉(zhuǎn)正常，油溫、水溫、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速保持在一個(gè)合理的區(qū)間，但是在運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間段后，在突然提動(dòng)手柄，機(jī)車(chē)出現(xiàn)潤(rùn)滑油壓和柴油機(jī)轉(zhuǎn)速瞬間下掉而導(dǎo)致的停車(chē)現(xiàn)象。在維修過(guò)程中通過(guò)調(diào)整配氣相位改變氣門(mén)開(kāi)閉時(shí)間，而將故障消除。

6240四沖程柴油機(jī)在工作過(guò)程中，柴油機(jī)的進(jìn)氣過(guò)程與排氣過(guò)程不僅有著緊密的聯(lián)系，而且對(duì)柴油機(jī)的性能起著重要作用，進(jìn)排氣過(guò)程通常稱(chēng)為換氣過(guò)程，換氣過(guò)程必須按照柴油機(jī)配氣相位的要求，準(zhǔn)時(shí)將使氣缸內(nèi)的廢氣排除干凈，使新空氣得到充足，只有換氣過(guò)程進(jìn)行充分，柴油機(jī)的動(dòng)力才能得到保證，經(jīng)濟(jì)性才能有所提高。

1）自由排氣階段。整個(gè)排氣過(guò)程是從排氣門(mén)開(kāi)啟到排氣門(mén)關(guān)閉而止的氣體流動(dòng)過(guò)程。由于受到配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力性能的限制，氣門(mén)的開(kāi)啟需要一個(gè)動(dòng)作過(guò)程才能達(dá)到足夠的開(kāi)度，為使排氣過(guò)程在活塞上行時(shí)候就有較大的排氣門(mén)開(kāi)度，必須使排氣門(mén)在膨脹過(guò)程進(jìn)行到下至點(diǎn)的某一個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)開(kāi)始開(kāi)啟。

2）強(qiáng)制排氣階段。自由排氣進(jìn)行到下至點(diǎn)后，活塞從下至點(diǎn)轉(zhuǎn)而向上至點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，這是氣缸內(nèi)的廢氣在活塞的擠壓下被迫向排氣管流動(dòng)。

3）進(jìn)氣階段。從進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟到進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉時(shí)換氣過(guò)程中的進(jìn)氣階段，6240柴油機(jī)是靠增壓空氣的壓力計(jì)活塞相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入氣缸的。

4）燃燒室掃氣階段。進(jìn)氣門(mén)提前開(kāi)啟和排氣門(mén)滯后關(guān)閉，造成進(jìn)氣過(guò)程與排氣過(guò)程一定時(shí)期中的相互重疊，在上止點(diǎn)前后進(jìn)、排氣門(mén)存在同時(shí)進(jìn)氣情況，出現(xiàn)氣門(mén)重疊角。燃燒室掃氣較好的清除了室內(nèi)的殘余廢氣，增加了氣缸內(nèi)新氣的沖量，有利于燃燒。如果掃氣不夠徹底將會(huì)產(chǎn)生燃燒不充分的現(xiàn)象，如果掃氣過(guò)重將會(huì)產(chǎn)生動(dòng)力下降的現(xiàn)象。

配氣時(shí)間的調(diào)整，柴油機(jī)各缸的進(jìn)、排氣門(mén)開(kāi)閉要符合配氣相位圖的相關(guān)要求，嚴(yán)格按照柴油機(jī)的發(fā)火順序進(jìn)行。如果柴油機(jī)配氣時(shí)間不符，不但會(huì)使動(dòng)力性能下降，甚至?xí)?dǎo)致柴油機(jī)不能發(fā)動(dòng)或是造成活塞撞擊氣門(mén)的重大事故，凸輪軸與曲軸間要符合特定的相位關(guān)系，所有柴油機(jī)配氣時(shí)間的調(diào)整和校對(duì)要從凸輪之間的相位關(guān)系開(kāi)始。此故障正是由于氣門(mén)配氣間隙的調(diào)整時(shí)間不符合要求所致，在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中出現(xiàn)了柴油機(jī)動(dòng)力不足的狀況。

機(jī)車(chē)柴油機(jī)配氣相位的調(diào)整，在維修質(zhì)量和運(yùn)用磨耗，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變形和使用環(huán)境因素的變化，柴油機(jī)配件相位會(huì)產(chǎn)生一定程度上的變化，這時(shí)要根據(jù)具體情況采取相關(guān)的措施進(jìn)行調(diào)整。在處理的過(guò)程中，首先要檢查正時(shí)齒輪的安裝狀態(tài)，其次檢查齒輪齒面的嚙合情況，檢查間隙是否在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。假如出現(xiàn)某個(gè)氣門(mén)開(kāi)啟、閉合過(guò)早或是過(guò)晚，而且誤差數(shù)值不太大的情況下，也可以采用調(diào)整氣門(mén)間隙的辦法來(lái)解決。假如發(fā)生各個(gè)氣缸、排氣門(mén)的敞開(kāi)量比值存在大小不一，不在相應(yīng)的值范圍或是超出某個(gè)值，表明各個(gè)缸的進(jìn)氣門(mén)的開(kāi)量比排氣門(mén)的量大，顯示出排氣門(mén)的配氣相位有提前的現(xiàn)象，要做一定程度的推遲性調(diào)整。反之，做相反方向的調(diào)整，具體辦法有，第一，移動(dòng)凸輪軸，通過(guò)改變正時(shí)齒輪和凸輪軸的連接鍵對(duì)應(yīng)的某個(gè)斷面形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的配氣相位的調(diào)整，可以在一定程度上使得齒輪與凸輪軸的配合對(duì)應(yīng)位置出現(xiàn)一定的變動(dòng)，這時(shí)候有個(gè)鍵要做相應(yīng)的角度改變性調(diào)整，使得相位調(diào)整到位；第二，凸輪軸的正時(shí)齒輪軸向動(dòng)態(tài)調(diào)整，一般說(shuō)來(lái)，下置式凸輪軸的正時(shí)齒輪多制作為斜齒輪，如果在凸輪軸正時(shí)齒輪做某些量的軸向移動(dòng)，可以改變與曲軸正時(shí)齒輪的嚙合位置，將凸輪軸偏移，進(jìn)而改變配氣相位對(duì)應(yīng)的位置，這時(shí)要保持軸向間隙不發(fā)生變化。

實(shí)際工作中，一般是通過(guò)調(diào)整止推凸輪緣或是正時(shí)齒輪輪轂的厚度來(lái)做調(diào)整，使得正時(shí)齒輪獲得軸向位移的動(dòng)態(tài)量進(jìn)行調(diào)整，變化兩者之間的厚度，配氣相位做一定程度的延遲。厚度可以采用經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)獲得：H＝f（Amax－Amin）／2±μ 其中：H為增加止推凸緣長(zhǎng)度或是縮減正時(shí)齒輪輪轂的厚度；f為變換系數(shù)，配氣延遲情況下，取f＝16.5；配氣提前的時(shí)候，取f＝15.2；Amax為同缸進(jìn)、排氣門(mén)敞開(kāi)量的較大值；Amin為相同氣缸進(jìn)、排氣門(mén)微開(kāi)量中較小數(shù)值；μ為配氣相位調(diào)整數(shù)值（經(jīng)驗(yàn)值），在理論上，進(jìn)、排氣門(mén)敞開(kāi)量差值的1／2，一般取μ＝0.02mm，配氣提前情況下取“＋”，配氣延遲情況取“－”，配氣相位的準(zhǔn)確性和可靠性在一定程度上對(duì)柴油機(jī)的壽命、動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能都有很大影響。

4 結(jié)語(yǔ)

柴油機(jī)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后，由于凸輪軸的進(jìn)排氣凸輪出現(xiàn)磨損或是幾何形狀的變化，使得配氣機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)部件的配合情況發(fā)生變化，引起柴油機(jī)動(dòng)力性能的下降，油耗的變化，水溫的提高，維修不夠規(guī)范也會(huì)引起配氣相位的變化，所以在這種情況下，柴油機(jī)結(jié)構(gòu)形式、用途及轉(zhuǎn)速都不相同，配氣相位的情況也會(huì)不相同，在柴油機(jī)修理過(guò)程中，需要針對(duì)柴油機(jī)的性能和使用工況，對(duì)配氣相位進(jìn)行相關(guān)測(cè)試、調(diào)整，使得柴油機(jī)在一個(gè)合理的狀態(tài)工作。