DF5B型內(nèi)燃機(jī)車電空閥凍害原因分析及防范措施

劉明強(qiáng) 劉志利

摘要：根據(jù)DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車冬運(yùn)期間發(fā)生的故障統(tǒng)計(jì)，簡要分析造成機(jī)車電空閥凍害主要原因，闡述了應(yīng)對(duì)DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車電空閥凍害防范措施，通過實(shí)施以及在運(yùn)用機(jī)車應(yīng)用，2016年 冬運(yùn)期間DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車未發(fā)生電空閥凍害。

關(guān)鍵詞：DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車;電空閥;凍害;措施

1.問題的提出

鐵法礦區(qū)鐵路牽引動(dòng)力2004年開始由蒸汽機(jī)車轉(zhuǎn)型為內(nèi)燃機(jī)車，目前，運(yùn)輸部現(xiàn)有運(yùn)用內(nèi)燃機(jī)車共13臺(tái)，其中DF_4B型機(jī)車5臺(tái)，DF_5B型機(jī)車8臺(tái)。由于DF_4B型內(nèi)燃機(jī)車和DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同，DF_4B型內(nèi)燃機(jī)車電氣室與柴油機(jī)機(jī)械間相隔，電氣室在車體內(nèi)部，而DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車電氣室設(shè)計(jì)在機(jī)車前部，不與柴油機(jī)機(jī)械間相連，所以兩種車型發(fā)生臨故的現(xiàn)象不盡相同。在對(duì)2013年至2015年機(jī)車冬運(yùn)期間DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車臨故統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)，DF_5B型機(jī)車冬運(yùn)期間臨故發(fā)生較多，由于冬運(yùn)期間氣溫低，造成DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車電氣室電空閥故障發(fā)生凍害，機(jī)車不能換向走車，影響機(jī)車正常運(yùn)用，導(dǎo)致煤炭運(yùn)輸缺少動(dòng)力，造成路車在礦一次作業(yè)時(shí)間延長，生產(chǎn)秩序和行車安全受到嚴(yán)重制約，針對(duì)此情況我們進(jìn)行細(xì)致調(diào)查研究、分析總結(jié)，進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，采取了相應(yīng)防范措施，對(duì)DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車冬運(yùn)防寒進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，通過機(jī)車冬運(yùn)期間運(yùn)用，收到了較好效果。

2.DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車冬運(yùn)期間發(fā)生的凍害原因分析

2.1.2013年至2015年DF_5B型機(jī)車冬運(yùn)期間臨故故障統(tǒng)計(jì)表

由2013年至2015年DF_5B型機(jī)車冬運(yùn)期間臨故故障統(tǒng)計(jì)表來看，電空閥凍害故障發(fā)生38臺(tái)次，其故障率占機(jī)車冬運(yùn)期間凍害臨故50.66%，由此看來，解決電空閥凍害故障，造成機(jī)車不能換向走車，確保內(nèi)燃機(jī)車安全運(yùn)用，是刻不容緩的一項(xiàng)重要課題。

2.2.DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車換向方式

DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車換向作用方式^[1]：機(jī)車的換向，是通過電空閥控制1-6C輔助觸頭構(gòu)成1-2HKf線圈回路，同時(shí)由電空閥控制換向風(fēng)缸的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)的。

當(dāng)需要換向時(shí)，首先將SK換向手柄放置到前或后的位置，然后將SK主手柄由0位提到1位，閉合的1-6C輔助觸頭便將1-2HKf電空閥的勵(lì)磁線圈回路接通，由風(fēng)源凈化裝置來的壓縮空氣經(jīng)電空閥進(jìn)入換向風(fēng)缸前或后的位置，并推動(dòng)換向活塞移動(dòng)，從而帶動(dòng)1-2HKf轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)，并接通1-2HKf向前或向后的觸點(diǎn)位置，并由此決定了1-6D的勵(lì)磁電流方向，最終實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)車前后換向。

2.3.冬運(yùn)期間DF_5B型機(jī)車電空閥凍害，造成機(jī)車不能換向臨修故障原因分析

DF_5B型機(jī)車電氣室內(nèi)的電空接觸器和組合接觸器均設(shè)有電空閥（主要指1-6C和1-2HK），在-10℃以下低溫狀態(tài)時(shí)易出現(xiàn)換向動(dòng)作失靈的故障，表現(xiàn)為1-6C不吸合及換向困難。這主要是因?yàn)椋寒?dāng)溫度降到-10℃以下時(shí)，無論是與1-2HK電空閥風(fēng)路相連的換向風(fēng)缸皮碗，還是與1-6C的主接觸器電空閥風(fēng)管路相連的風(fēng)缸皮碗，都會(huì)由于潤滑油脂的凝固變干而與缸壁接觸不嚴(yán)，從而導(dǎo)致1-6C觸點(diǎn)吸合不良，且出現(xiàn)換向作用不良;同時(shí)，當(dāng)溫度降到-10℃以下時(shí)，DF_5B型機(jī)車的風(fēng)源凈化裝置對(duì)壓縮空氣的脫水作用降低，導(dǎo)致由電空閥風(fēng)管路進(jìn)入到換向風(fēng)缸和主接觸器風(fēng)缸的壓縮空氣含水，而使風(fēng)管路內(nèi)結(jié)冰，從而使由電空閥主導(dǎo)的換向作用無法實(shí)現(xiàn)，且主接觸器（1-6C）不吸合，此類故障的存在，嚴(yán)重影響了機(jī)車的正常運(yùn)用。

3.DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車凍害防范措施

為防止冬運(yùn)期間DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車電空閥發(fā)生凍害，2016年冬運(yùn)之前，我們對(duì)DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車電氣室電空閥防寒問題進(jìn)行了深入的研究、試驗(yàn)，采取了以下兩項(xiàng)創(chuàng)新防范措施：

3.1.機(jī)車電氣室外加裝防寒被

根據(jù)DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車電氣室外型，自行設(shè)計(jì)并多次聯(lián)系外圍防寒被生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)加工了防寒被，自行設(shè)計(jì)制作防寒被固定裝置，然后將防寒被安裝在DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車電氣室外部。

3.2.機(jī)車電氣室內(nèi)加裝電暖風(fēng)機(jī)，在機(jī)車電氣室內(nèi)設(shè)計(jì)制作固定架裝置，用以安裝電暖風(fēng)機(jī)。

⑴.暖風(fēng)機(jī)選擇形式：采用電暖風(fēng)機(jī)，型號(hào)為PTC-DNF600，此電暖風(fēng)機(jī)額定功率為600W，額定電壓為DC110V。

⑵.電源供給方式：以啟發(fā)電機(jī)（QF）發(fā)電狀態(tài)為暖風(fēng)機(jī)電源供給模式，在發(fā)電狀態(tài)下，QF可穩(wěn)定提供DC110V的電流。

⑶.暖風(fēng)機(jī)固定方式：將暖風(fēng)機(jī)以構(gòu)架為基礎(chǔ)固定在電氣室地板上（電氣室進(jìn)門處腳踏下方），距離1-6C在水平方向約300mm。

⑷.漏電保護(hù)方式：從安全角度出發(fā)，設(shè)DC110V漏電保護(hù)裝置，以實(shí)現(xiàn)安全使用暖風(fēng)裝置的目的。

⑸.電源可控安全模式：采用暖風(fēng)機(jī)安全供電模式，每使用60分鐘，停止供電10分鐘;同時(shí)，司乘人員可根據(jù)現(xiàn)場情況靈活處理各項(xiàng)突發(fā)問題;另外，在電氣室設(shè)1個(gè)控制開關(guān)，其與漏電保護(hù)裝置開關(guān)一起，構(gòu)成電路雙開關(guān)結(jié)構(gòu)。

通過這兩項(xiàng)防范措施的實(shí)施，極大地改善了電氣間的溫度，降低了電氣室（電空閥）因低溫凍害造成的機(jī)車臨故修。

4.防范措施實(shí)施應(yīng)用情況

4.1.提高機(jī)車運(yùn)用率，降低了機(jī)車臨故率

在2016年10月上旬，按照機(jī)車冬運(yùn)防止電空閥凍害防范措施，開始對(duì)運(yùn)用8臺(tái)DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車進(jìn)行安裝，通過冬運(yùn)期間機(jī)車運(yùn)用，效果非常明顯。根據(jù)統(tǒng)計(jì)2015年冬運(yùn)期間因電氣室低溫造成的臨故（電空閥故障）共發(fā)生18起，而2016年冬運(yùn)期間，未發(fā)生一起因低溫造成電空閥故障而引發(fā)的機(jī)車臨故，提高了機(jī)車運(yùn)用率，降低機(jī)車臨故率，有效地保證了煤炭運(yùn)輸生產(chǎn)動(dòng)力需求。

4.2.減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度

冬運(yùn)期間機(jī)車發(fā)生臨故，由于低溫寒冷，處理因電氣室低溫造成的電空閥故障，須在檢修庫內(nèi)進(jìn)行，有時(shí)由于機(jī)車臨故多，檢修庫內(nèi)檢修臺(tái)位緊張，處理機(jī)車故障不得不在庫外進(jìn)行，員工處理機(jī)車故障時(shí)，不但由于寒冷室外作業(yè)處理故障時(shí)間長，而且增加員工勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)影響機(jī)車正常運(yùn)用。采取防范措施后，減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短機(jī)車臨修入庫檢修時(shí)間，提高了工作效率。

5.經(jīng)濟(jì)效益

冬運(yùn)期間，處理內(nèi)燃機(jī)車電氣間低溫造成的機(jī)車不能換向臨修至少需要一天時(shí)間，按2015年冬運(yùn)期間因電氣間低溫造成的臨故共發(fā)生18起計(jì)算，處理該類機(jī)車臨修需要18天。而2016年冬運(yùn)期間，未發(fā)生一起因低溫造成的機(jī)車臨故，提高了機(jī)車運(yùn)用效率，因此冬運(yùn)期間，機(jī)車因未出現(xiàn)該類臨修而在線路多正常運(yùn)用18天。

2016年運(yùn)輸部運(yùn)量4.4億噸公里，按投入13臺(tái)機(jī)車運(yùn)用計(jì)算，平均每天每臺(tái)內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)量為=（4.4億噸公里÷13臺(tái)機(jī)車）÷365天

=92729.1885噸公里/天

因此可提高內(nèi)燃機(jī)車在線運(yùn)用天數(shù)18天，所創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益（創(chuàng)產(chǎn)值）

= 平均每天單臺(tái)內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)量×機(jī)車多在線運(yùn)用18天×運(yùn)價(jià)。

= 92729.1885噸公里/天×18天×0.43元/噸公里

=71.77萬元。

6.安全效益

以往DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車在冬運(yùn)期間，因電氣室內(nèi)電空閥凍害發(fā)生機(jī)車臨故，造成機(jī)車停留在鐵道線路區(qū)間，不能獨(dú)立安全走車，運(yùn)輸部調(diào)度要立即另派機(jī)車前往救援，將其牽引回修造公司進(jìn)行處理，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)秩序和行車安全。

通過制定DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車凍害防范措施的實(shí)施，確保了機(jī)車電氣室溫度在零上10℃以上，消除了因低溫造成的電空閥凍害，保障了正常生產(chǎn)秩序和行車安全。2016年冬運(yùn)期間，未發(fā)生一起因低溫電空閥凍害造成的機(jī)車臨故，從而保證了機(jī)車安全運(yùn)用

7.結(jié)束語

DF_4B型和DF_5B型內(nèi)燃機(jī)車目前是鐵法能源公司運(yùn)輸部煤炭運(yùn)輸主要?jiǎng)恿Γ诳偨Y(jié)內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)用、檢修經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，對(duì)內(nèi)燃機(jī)車檢修進(jìn)行必要的技術(shù)創(chuàng)新，提高機(jī)車運(yùn)用率，降低機(jī)車臨故率，減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高檢修工作效率是十分必要的。

參考文獻(xiàn)

[1]朱建昌主編.《內(nèi)燃機(jī)車電傳動(dòng)》【M】.中國鐵道出版社. 2009年.北京

[2] 鐵道部大連機(jī)車車輛廠編.《東風(fēng)4B型內(nèi)燃機(jī)車電力傳動(dòng)》【M】.大連理工大學(xué)出版社 .第1版.1989年5月

作者簡介：劉明強(qiáng)（1964—），男，高級(jí)工程師，2009年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)任鐵法能源公司鐵路運(yùn)輸部修造公司副經(jīng)理。

（作者單位：鐵法能源公司運(yùn)輸）