內(nèi)燃機(jī)車增壓器故障分析及處理措施

陸迎啟 上海鐵路局徐州機(jī)務(wù)段

內(nèi)燃機(jī)車增壓器故障分析及處理措施

陸迎啟 上海鐵路局徐州機(jī)務(wù)段

通過對(duì)徐州機(jī)務(wù)段2010-2016年增壓器故障統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，提出針對(duì)增壓器故障的處理措施。

增壓器；故障；分；措施

1 前言

增壓器是內(nèi)燃機(jī)車上不可或缺的部件，其重要性不言而喻。增壓器故障直接影響到內(nèi)燃機(jī)車的正常運(yùn)行，不僅僅是造成機(jī)車途中故障的重要原因之一，大的增壓器故障比如增壓器噴油，還會(huì)引起接觸網(wǎng)線燒斷，造成重大行車事故，打亂正常的鐵路運(yùn)輸秩序。2014年武漢局曾經(jīng)發(fā)生一起增壓器噴油，燒斷接觸網(wǎng)的事故，影響客車59趟，給鐵路運(yùn)輸造成重大影響。因此，通過對(duì)增壓器的故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，提出切實(shí)可行的措施，確保增壓器的正常運(yùn)行，以減少對(duì)鐵路運(yùn)輸安全生產(chǎn)的影響，是我們機(jī)車檢修系統(tǒng)人員共同的責(zé)任和目標(biāo)。

2 增壓器故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

對(duì)我段2010-2016年DF4B,DF11,DF8B,DF7C,DF7G機(jī)車增壓器故障的統(tǒng)計(jì)如表1、表2、表3。

表1 2010-2016年發(fā)生增壓器故障分布表

從三個(gè)表格的增壓器故障數(shù)據(jù)分析可以看出，我段內(nèi)燃機(jī)車從2010-2016年增壓器共發(fā)生故障101件次。其中主要以DF4B機(jī)車增壓器為主，發(fā)生64件次，約占故障總數(shù)的63.4%，其次是DF11機(jī)車增壓器，發(fā)生25件次，約占故障總數(shù)的24.8%，其它機(jī)型增壓器發(fā)生12件次，約占故障總數(shù)的11.8%。從增壓器故障類型來看渦端進(jìn)氣殼裂紋30件；氣門掉塊及異物打壞增壓器21件；軸承損壞造成油封漏油、轉(zhuǎn)子掃膛固死17件；支架栽絲斷、殼體絲扣壞占11件；燃燒原因造成轉(zhuǎn)子固死7件，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活、效率低5件；水腔漏水3件；鑲套脫落3件；轉(zhuǎn)子軸向移動(dòng)量大3件；葉片掉塊1件。通過統(tǒng)計(jì)可以看出，增壓器自身質(zhì)量原因造成的增壓器故障共89件，非增壓器自身質(zhì)量問題造成故障12件。

表2 2010-2016年增壓器故障分類統(tǒng)計(jì)表

表3 2010-2016年各類型機(jī)車增壓器故障統(tǒng)計(jì)

3 故障原因分析

3.1 渦輪進(jìn)氣殼裂紋

增壓器渦輪進(jìn)氣殼工作環(huán)境惡劣，長(zhǎng)期處于高溫環(huán)境中，溫差變化大，熱應(yīng)力疲勞比較嚴(yán)重。通過調(diào)查統(tǒng)計(jì)，在使用過程中產(chǎn)生裂紋的渦輪進(jìn)氣殼都是在走行35萬km以上，而增壓器在使用一個(gè)中修期后（走行30萬km）進(jìn)行中修時(shí)，維修廠家只是進(jìn)行狀態(tài)修復(fù)，檢查試驗(yàn)不裂不漏便不進(jìn)行換新。可以看出，增壓器在中修時(shí)不能更新渦輪進(jìn)氣殼是導(dǎo)致渦輪進(jìn)氣殼裂紋的主要原因。典型的如2011年8月份DF11-0136機(jī)車后增壓器，故障情況如圖1，渦端進(jìn)氣殼裂紋。通過查履歷簿，該增壓器大修后走行42萬km。

圖1 DF11-0136機(jī)車后增壓器渦端進(jìn)氣殼

3.2 氣門掉塊，異物打壞增壓器問題

通過調(diào)查分析，發(fā)生該類故障的主要原因一是氣門質(zhì)量不良，二是檢修職工在檢修增壓器及其相關(guān)系統(tǒng)時(shí)沒按“四按三化”要求檢查修理。典型的如2016年5月份發(fā)生的DF11-0412機(jī)車因10缸排氣門掉塊，從燃燒室順排氣管進(jìn)入前增壓器，卡在噴嘴環(huán)葉片間，打壞渦端葉輪，如圖2。

圖2 DF11-0412機(jī)車10缸排氣門掉塊打壞增壓器

3.3 軸承損壞造成油封漏油、轉(zhuǎn)子掃膛固死

通過調(diào)查分析，軸承損壞的主要原因一是軸承自身質(zhì)量不高，運(yùn)用過程中破損，二是增壓器檢修過程中軸承組裝不良，配合間隙調(diào)整不符合要求，超出規(guī)定的技術(shù)要求。典型的如2014年7月發(fā)生的DF11-0350機(jī)車前增壓器，因壓端軸承存在質(zhì)量問題，損壞，造成轉(zhuǎn)子掃膛固死，如圖3。

圖3 DF11-0350機(jī)車前增壓器軸承損壞造成轉(zhuǎn)子掃膛固死

3.4 增壓器支架栽絲斷，絲扣壞

增壓器支架栽絲用于固定支架，在一個(gè)中修期內(nèi)大概要運(yùn)用3年左右時(shí)間（走行30萬km），長(zhǎng)期使用出現(xiàn)疲勞斷裂。通過調(diào)查，維修廠家在增壓器中修修理時(shí)不對(duì)支架載絲換新，而對(duì)支架螺栓也沒有明確的強(qiáng)度要求，是造成支架栽絲斷，絲扣壞的主要原因。

3.5 增壓器轉(zhuǎn)子固死主要原因如下

（1）增壓器長(zhǎng)期運(yùn)行，渦輪端反螺紋上產(chǎn)生積炭，反螺紋被填滿，密封效果不好，導(dǎo)致機(jī)油滲出遇高溫燃?xì)庑纬煞e炭，使轉(zhuǎn)子阻力增大，產(chǎn)生固死現(xiàn)象。

（2）在機(jī)車運(yùn)用中，機(jī)油壓力過大，反螺紋密封失去效果，導(dǎo)致機(jī)油滲出，形成積炭固死。

（3）柴油機(jī)燃燒不良，后燃嚴(yán)重造成增壓器的工作環(huán)境惡化，導(dǎo)致機(jī)油遇高溫燃?xì)庑纬煞e炭。

4 采取的措施

4.1 加強(qiáng)壽命分析和管理

根據(jù)實(shí)際調(diào)查分析情況，要求增壓器修理廠家要加強(qiáng)壽命管理，在增壓器中修時(shí)更換新渦輪進(jìn)氣殼，并且采用與出氣殼連接法蘭面為花邊的渦輪進(jìn)氣殼，消除應(yīng)力集中，這種進(jìn)氣殼是大連機(jī)車車輛研究所設(shè)計(jì)的，使用效果良好。

4.2 嚴(yán)把物資采購(gòu)關(guān)

針對(duì)氣門掉塊，及時(shí)同供應(yīng)廠家聯(lián)系，反饋質(zhì)量問題，必要時(shí)更換質(zhì)量比較穩(wěn)定的供應(yīng)廠家。物資部門嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)，嚴(yán)格資質(zhì)審查及合同明確責(zé)任及賠償條款。針對(duì)異物打壞增壓器問題，要加強(qiáng)對(duì)職工的質(zhì)量意識(shí)教育，特別是在安裝增壓器及處理增壓器相關(guān)系統(tǒng)、部位活件時(shí)，要嚴(yán)格落實(shí)“四按三化”記名檢修要求，仔細(xì)、認(rèn)真檢查，確保清潔干凈，無異物殘留，以免留下故障隱患。

4.3 嚴(yán)格按工藝進(jìn)行組裝

對(duì)于軸承質(zhì)量和組裝問題，及時(shí)反饋修理廠家，一是選用質(zhì)量穩(wěn)定的軸承廠家，二是強(qiáng)化增壓器檢修組裝過程質(zhì)量控制，嚴(yán)格落實(shí)相關(guān)技術(shù)要求。

4.4 針對(duì)支架栽絲斷，殼體絲扣壞故障的處理措施

（1）增壓器在進(jìn)廠修理時(shí)要求支架螺栓采用8.8級(jí)高強(qiáng)度螺栓，同時(shí)對(duì)殼體絲扣進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)絲扣不好及時(shí)采取鑲裝鋼絲套的方法以確保絲扣良好。

（2）在柴油機(jī)上安裝增壓器時(shí)，要確保支架底面處于一個(gè)平面內(nèi)，如不在同一平面內(nèi)，用調(diào)整墊進(jìn)行調(diào)整，以防止支架懸空，受到附加應(yīng)力作用，造成支架螺栓或栽絲斷。

（3）在機(jī)車運(yùn)用過程中，加強(qiáng)對(duì)支架螺栓或栽絲的檢查，防止螺栓或栽絲存在松動(dòng)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)跡象，及時(shí)處理。

4.5 對(duì)于增壓器轉(zhuǎn)子固死采取的措施

（1）大中修、小輔修各級(jí)修程及機(jī)車出入庫(kù)整備，嚴(yán)格控制增壓器機(jī)油進(jìn)油壓力符合技術(shù)要求：溫度在60℃時(shí)，柴油機(jī)在最低轉(zhuǎn)速時(shí)機(jī)油進(jìn)油壓力為不低于0.14 MPa,在1 000 r/ min時(shí)，DF4B、DF7機(jī)車為0.25 MPa～0.35 MPa，DF8B、DF11、DF11G機(jī)車為0.25 MPa～0.40 MPa。

（2）機(jī)車大中修及小輔修修程，一是嚴(yán)格按技術(shù)要求調(diào)整檢測(cè)配氣相位，二是嚴(yán)格按技術(shù)要求檢修組裝噴油泵、噴油器，避免柴油機(jī)出現(xiàn)后燃故障。

5 結(jié)論

我段已將以上措施納入長(zhǎng)效技術(shù)管理，較好的保證了增壓器運(yùn)行的可靠性，從我段近兩年增壓器的情況來看，2015年共出現(xiàn)增壓器故障5件，2016年共出現(xiàn)增壓器故障3件，增壓器故障大幅度下降，有效保證了我段機(jī)車的正常運(yùn)用，確保了鐵路運(yùn)輸?shù)恼＿\(yùn)行。以上措施是我們?cè)谌粘９ぷ髦械慕?jīng)驗(yàn)積累，把這些取得預(yù)期效果的措施進(jìn)行總結(jié)，以供同行參考。

責(zé)任編輯：宋 飛

來稿時(shí)間：2016-12-07