內燃機車空壓系統常見故障的整改建議研究

楊銳

摘 要：空壓機應該具備高度可靠性才能滿足機車對它的要求，但是在實際工作中，空壓機的情況不太理想。空壓機的具體表現有幾種情況：空壓機不工作，總風缸無壓力；當總風缸的壓力比700kPa小，不充風；當總風缸到達800kPa定壓時，空氣壓縮機繼續打風。這樣不僅降低了機車的效率，還嚴重干擾了正常運輸秩序。所以查出空壓機的故障原因并制定出解決方案很有必要，要對空壓機進行仔細分析，加快對空壓機的整改步伐。

關鍵詞：內燃機；故障；整改措施

一、活塞式空壓機的結構及工作原理

由柴油機經皮帶輪帶動，具有三缸、W形排列、兩級壓縮、中間空氣冷卻式的特點的壓氣機是HW-120H型轉子空氣壓縮機。這種空氣壓縮機是一種高速往復式的輕型壓氣機，由固定機構、氣閥、運動機構和其他輔助機件組成。

安裝曲軸或是氣缸等機件的基礎是曲軸箱，同時曲軸箱也有儲存潤滑油的功能，曲軸箱箱體一側是整個運動機構的主要支點軸承座孔，另外一側是窺視孔，是一種將連桿套在曲軸上的工藝孔。曲軸箱的上面一共有3個孔，安裝低壓氣缸是用兩邊的孔，安裝高壓氣缸則是用剩下的中間位置的孔，這兩個壓氣缸的中心線夾角是60°。曲軸箱的下面部分安裝有排油堵，安裝孔有4個，而上面部分有一個e26加油堵。曲軸箱上有3個氣缸，它們的排列形狀類似于W，這三個排列的氣缸中間是高壓缸，剩下的兩個是低壓缸，球墨鑄鐵是氣缸和氣缸蓋所使用的材料，每個氣缸的上面都安裝了氣閥組和由鋁合金鑄造的氣缸蓋。

曲軸是45號鋼鍛造的，是單拐懸臂式，曲軸由212和210兩個球軸承支撐在箱體的軸承孔內。有三個連桿活塞并列罩在一個連桿軸頸上，均重鐵安裝在曲柄上，而曲軸的輸入端上安裝了有風扇皮帶槽的飛輪聯軸器，它的體內鉆安裝了油孔。之前提到了連桿是鋁合金材質的，由于這個材質適宜用作活動軸承，所以不用在設大小連桿瓦。整個連桿相當于易耗件，在磨損過度時要進行更換。

活塞的材料是鋁合金。其中高壓活塞半徑是45mm，而低壓活塞的半徑是57.5mm。活塞上有一道油環兩道氣環。空壓機之所以重量比較小，而且能夠在高轉速下平穩的工作，是因為活塞連桿機構都是輕金屬制造，這樣減小了運動體在工作中產生的同轉和往復的慣性力。當低壓活塞下行時排氣閥在各種壓力下將會關閉，當低壓活塞上行時，進氣閥同樣在各種作用力下關閉。壓縮空氣首先在中間冷卻器進行冷卻成為一級壓縮空氣，然后進入高壓缸內再次進行壓縮成為二級壓縮空氣，最后二級壓縮空氣進入到總風缸內進行儲存。

二、故障分析

1.柴油機輸出端帶動空壓機轉動，但是總風缸不充風的問題，可以用2009年的一個案例進行分析。GCY型號機車掛頭后，3857風泵不打分，而且回段后用手扳動空壓機轉動件時，感受到了卡滯感還有雜音，經過檢查發現潤滑針斷裂，空壓機輸出端的一側軸承已經燒毀變形。軸承的燒毀原因是：磨損過大和溫度升高，造成軸承合金融化后粘在了曲軸頸上，軸承的工作表面也出現了拖動的痕跡，導致曲軸頸與瓦背直接摩擦。HW-120H型空氣壓縮機的額定轉速是1500r/min，而活塞和缸套是利用連桿的油針飛濺進行潤滑的，如果油針折斷，就會出現潤滑效果不夠，摩擦力度加大的問題，而這個型號的油針是鑄鐵，鑄鐵雖然抗壓性好，但是易折斷。這樣縮短了空壓機的使用周期，需要頻繁更換空壓機。所以如果發生燒瓦事故，問題不太嚴重換掉周抽就可以了，但是問題嚴重就會損壞曲軸頸。

2.當總風缸壓力比700kPa小的時候，壓縮機是不工作的。通過檢查發現，高壓氣缸缸蓋表面出現燒黑現象，石棉墊也出現破損，啟動機器發現高壓缸蓋不停漏風，已經喪失了密封的作用。由柴油機帶動的GCY-450內燃機車，額定轉速是2100r/min，高于1500r/min轉速的HW-120H型號的空壓機，這就使空壓機超負荷工作，導致排氣壓力增大，將密封墊沖破，造成漏風。

3.總風缸達到定壓800kPa，空氣壓縮機繼續打風。造成這種現象的原因有兩點：（1）控制管路漏風，在控制管路的空氣壓力小于械減荷閥的彈力的情況下，進氣管道不能關閉，造成總風缸即使到達定壓，也不能停止打風。（2）氣壓自動減荷系統可靠性差，靈敏度不高。當空壓機內的潤滑油竄到械減荷閥時，小柱塞由于高溫形成積碳就會出現卡滯現象（如圖1），蝶閥芯關閉不了進氣通道，造成空壓機不停打風。

三、解決方案

針對以上三種問題提出三點改進建議：（1）因為之前的潤滑油針易折斷，所以要更換潤滑油針，可以選用鑄鋼材料，它的優點是：強度較高、硬度和耐磨性能夠適應空壓機長時間運轉，不容易折斷。在保養方面要注意保持油潤度，和皮帶的松緊度。（2）在壓縮機出風口上裝一個安全閥（如圖2）。（3）經常檢查控制管路是否漏風，如果發現漏風問題要及時緊固，及時清理積碳使械減荷閥的柱塞不卡滯，檢查閥芯彈簧彈力，及時更換。

總結

通過對空壓機的潤滑油針的更換和其他改進措施，還有各種方面的保養，這樣會很大程度的減少空壓機出現油針斷裂，總風達到定壓不停止打風等問題，提高機車的質量和使用效率，加強行車安全。

參考文獻

[1]李燕，陳燕華.針對配網中壓系統故障的分析及整改措施[J].重慶電力高等專科學校學報，2015，（2）.

[2]鄒明進.自動噴水滅火系統常見問題及整改措施[J].山東工業技術，2017，（23）.

（作者單位：南京地鐵運營有限責任公司）