HXN5型內燃機車曲軸箱壓力高故障解析

張彥華

（哈爾濱機務段，哈爾濱 150001）

HXN5型內燃機車曲軸箱壓力高故障解析

張彥華

（哈爾濱機務段，哈爾濱 150001）

對HXN5型內燃機車柴油機的故障進行統計，闡述內燃機車柴油機的原理及故障現象，并對故障原因進行解析。

HXN5型內燃機車；曲軸箱；故障

1　故障統計

1.1故障性質統計

2011年，我段共發生曲軸箱壓力高故障47件，其中發生機破17件，占總數的36.2%，臨修30件，占總數的63.8%。

1.2引起曲軸箱壓力高故障的因素及數據統計

表1　曲軸箱壓力高故障統計Tab.1 Pressure and high failure statistics of the crankshaft box

從故障統計結果可以看出，引起曲軸箱壓力高的因素有很多，其中電器方面發生20件，占42.5%；柴油機方面發生27件，占58.5%。電器與柴油機方面的故障發生率相差不多，但電器方面的故障較為集中，柴油機方面故障較為分散，且不易處理。

2　原理及故障現象

2.1原理

HXN5機車加載時曲軸箱內為負壓，通過增壓器、消音器（煙囪）、與增壓器相連的引射管、曲軸箱引出，延伸到煙囪的排放管及油氣分離器，將曲軸箱抽成負壓。它是兩種方式共同作用的結果。

第一種作用方式是通過增壓器排出的廢氣流經煙囪時，將煙囪處斜口朝上的排放管管口抽成負壓，該負壓經排放管作用于曲軸箱將其抽成負壓。

由于增壓器排出的廢氣吸力不能滿足曲軸箱負壓的要求，因此，在增壓器壓氣端引出一根引射管，并將另一端連接到煙囪側排放管管口，增壓器的高壓風通過引射管作用于排放管管口，將排放管管口一部分區域抽成負壓，負壓經排放管作用于柴油機曲軸箱。

2.2故障現象

當機車曲軸箱壓力高時，柴油機會立即停機，顯示器下方顯示“請勿嘗試啟動柴油機”。事件日志顯示：01-8140曲軸箱空氣壓力超出上限；01-6063曲軸箱空氣壓力太高，不能重啟柴油機。此外，機車曲軸箱壓力高，可以啟動柴油機時，需要在智能顯示器內輸入重置密碼或進入三級菜單進行故障信息“重置”后，方可啟機。

3　故障原因解析

3.1增壓器故障

主要表現為增壓器掃膛，因為增壓器本身或外界因素造成增壓器動平衡破壞，出現掃膛。掃膛后，增壓器轉速降低，排出的壓縮空氣壓力不足以將曲軸箱抽成負壓，系統起保護，柴油機停機。

3.2動力組失效

動力組失效主要有兩方面，一是柴油機氣閥破損，二是連桿折損、活塞托頂。造成燃氣下竄引起曲軸箱壓力突然升高。

3.3曲軸、連桿碾瓦

曲軸、連桿碾瓦造成活塞運動軌跡發生改變，缸套、活塞拉傷燃氣下竄，引起曲軸箱壓力突然升高。

3.4引射管、油氣分離器堵塞

引射管堵塞時增壓器壓縮空氣無法進入排放管或壓縮空氣壓力不足，造成吸力不足，油氣分離器堵塞，引射管排出壓縮空氣產生的吸力不能全部到達曲軸箱。引射管、油氣分離器堵塞時，曲軸箱壓力會隨著檔位的升高壓力逐漸增大。在判定柴油機及增壓器故障時，可以啟動柴油機進行自負荷，以此來判定故障。

3.5消音器（煙囪）襯板裂

消音器（煙囪）襯板裂損不會對曲軸箱壓力造成過大的影響，只有襯板裂損嚴重、大塊襯板脫落后才會引起曲軸箱的壓力增高，主要原因是增壓器排出的廢氣流經煙囪時，由于襯板脫落，造成排氣出口增大，吸力不足，此外，容易在煙囪內部形成氣旋，影響排放管管口的真空度。

由于HXN5機車設計缺陷，消音器（煙囪）襯板裂損問題嚴重，最終將300臺機車的消音器（煙囪）襯板全部拆除，同時為防止曲軸箱壓力高，進行了引射管改造，由原先只由左側增壓器安裝引射管，改為左右側增壓器均安裝引射管，并用一個三通管連接起來。通過一段時間的跟蹤，該改造項目完全可以滿足曲軸箱的負壓要求。

3.6曲軸箱壓力傳感器COP及連接線束ECB故障

傳感器COP及ECB線束故障可造成反饋到柴油機控制器ECU的數據不準確。一般情況下，曲軸箱傳感器COP及ECB線束故障時曲軸箱壓力會有極大變化，診斷數據中若發現曲軸箱壓力超出規定值，極有可能是COP或ECB線束故障。

曲軸箱壓力傳感器COP安裝在柴油機輸出端機體上，用于測量曲軸箱內的壓力（如圖1）。它的壓力敏感元件采用不銹鋼隔離膜充油結構的硅壓阻壓力敏感元件。曲軸箱壓力傳感器COP故障主要集中在壓力敏感元件和連接器上。

圖1　曲軸箱壓力傳感器COP結構Fig.1 COP structure of the crankcase pressure sensor

柴油機導管連接器ECB線束安裝于柴油機左8缸處，是左8缸處5個柴油機傳感器的聯接線束，曲軸箱壓力傳感器COP是其中一個連接插頭，該線束的作用是將傳感器檢測到的信息傳送到柴油機控制單元ECU。它的故障主要是由于焊接問題導致各連接傳感器的插頭阻值發生變化或產生虛接，使傳感器的輸入或輸出電壓發生變化，造成反饋到柴油機控制器ECU的信息不準確。

發生故障時，在停機狀態下從顯示屏觀察COP壓力傳感器的讀數，正常COP壓力約為0KPa，如果讀數大于0.1KPa，說明ECB線束或傳感器COP存在故障。判斷ECB線束故障的方法是，測量其單根線阻值，邊測量邊搖晃線束，正常阻值應小于1Ω，若大于1Ω，說明線束阻值過大，需要更換。

Analysis on the Pressure of the Crankcase Pressure of HXN5 type Diesel locomotive

ZHANGYan-hua
（Harbin depot，Harbin 150001，China）

The failure ofthe diesel engine ofHXN5 type diesel engine was carried out.The principle and the failure phenomenon ofdiesel engine were described.

HXN5 type diesel locomotive；Crankcase；Fault

U269.5

B

1674-8646（2015）07-0077-01