內燃機車6240ZJ柴油機氣缸狀態檢測

何紅兵

（攀枝花鋼釩有限公司物流中心，四川攀枝花 617000）

1 現狀

內燃機車6240ZJ 柴油機氣缸組成主要由氣缸套、活塞、活塞環、氣缸蓋、氣門、噴油器等部件組成，其每個部件均按照既定的規律及順序依次連貫動作。柴油機氣缸組成作為柴油機的動力輸出源，其各部件的匹配質量、相互運動情況直接影響著柴油機氣缸工作狀態。在使用過程中，由于氣缸組成各部件磨損、燒蝕、積碳等原因，各部件技術狀況變壞，氣缸密封性能下降，柴油機動力性和經濟性也相應降低。柴油機氣缸壓力過低，將會造成柴油機輸出動力下降，燃油、機油消耗量急劇上升，甚至造成柴油機啟機困難故障；柴油機氣缸壓力過高或壓力不均，勢必會造成柴油機工作粗暴、局部爆燃、振動劇烈及聲音異常請情況，對機車正常運行造成嚴重影響。

攀枝花鋼釩有限公司現配置有GK1C 型內燃機車27 臺，其大修、架修、大/小輪修均由物流中心自備人員負責實施。自開展內燃機車全面自主檢修以來，物流中心一直將柴油機檢修作為重點技術攻關項目，通過赴外送培和自我摸索，柴油機檢修技術得到了長足進步。但經對2011—2014年，27 臺GK1C 型內燃機車6240 型柴油機故障統計分析，柴油機氣缸組件類故障率約為6%，但其故障處理所耗工時占比高達61%，屬檢修用工中的高比重項目，卻一直未能有一套科學便捷的故障判斷及處置方法支持檢修，存在技術管理漏項。

2 柴油機氣缸狀態檢測

常規的機車柴油機氣缸組成類故障判斷處理方法需對各氣缸進行完全分解檢查，視檢查情況更換不良部件后再重新組裝調試，存在檢修工期長、用工數量多、物料成本高的諸多弊端。如何準確檢測柴油機氣缸工作狀態、快速判斷處置氣缸故障點所在，已成為機車維修技術人員攻關的重點方向。通過多方討論實踐，基于氣缸壓力檢測裝置及工業窺視鏡，建立一套系統的氣缸狀態判斷方法，并付諸于實踐。

2.1 引入氣缸壓力檢測裝置

由6240ZJ 柴油機氣缸結構組成及其工作原理可知：柴油機氣缸工作狀態的好壞將直接在2 個部分給予直接反應：①氣缸壓縮壓力，即柴油機在惰轉（480 r/min）下，未爆發燃燒時的氣缸內空氣的最大壓縮壓力；②氣缸爆發壓力，即柴油機在常用工況（700 r/min、手動Ⅱ擋充油）下，爆發燃燒時的氣缸內燃氣的最大爆發壓力。根據這兩項氣缸壓力參數，可實現對氣缸組件匹配狀態、氣缸燃燒狀態進行綜合判斷。

結合物流中心檢修部門的實際條件，將柴油機主機生產廠商配套的氣缸功率檢測設備進行簡化運用，以柴油機專用BY-5 爆發壓力表來實現氣缸壓力的檢測，并由專業檢修人員對數據進行逐步分解，進而判斷出氣缸的綜合狀態及可能存在的故障點，實現柴油機氣缸類相關故障的綜合檢測與判斷。

2.2 建立柴油機氣缸壓力標準值

為保證內燃機車柴油機氣缸基本狀態有較準確的對照標準，通過對新購置的2 臺新機車（GK1C-0809/0810）柴油機氣缸狀態進行檢測，得到常用工況下的壓縮壓力，爆發壓力，形成檢測參照標準。

2.2.1 檢測壓縮/爆發壓力值

啟動柴油機，逐個打開氣缸蓋示功堵，并將高壓油泵齒條逐個推至斷油位，使用氣缸內的壓縮空氣將示功堵管路內的雜質吹出，清潔檢測管道。

啟動柴油機，轉速維持惰轉（480 r/min），待水溫達到42 ℃時，把爆發壓力表安裝至氣缸蓋示功堵（圖1）安裝口，將需要檢測的氣缸噴油泵齒條推至斷油位，使高壓油泵燃油無法進入氣缸參與燃燒，僅空氣進入氣缸內進行壓縮，然后打開示功堵鎖緊螺母，開始檢測壓縮壓力（記錄壓力表最高值，即氣缸最高壓縮壓力）。BY-5 爆發壓力表由一個特質機械壓力表、示功堵表接頭及旋鈕開關組成，用于測量內燃機氣缸燃燒室的爆發壓力。

將檢測完壓縮壓力的氣缸高壓油泵供油齒條安裝至正常供油位，提升柴油機轉速至700 r/min，變扭器手動Ⅱ擋，開始逐缸檢測柴油機氣缸爆發壓力（記錄壓力表最高值，即氣缸最高爆發壓力）。依次按照步驟對6240柴油機其它各氣缸壓縮壓力值、爆發壓力值進行檢測（表1），并予以記錄統計。注意事項：壓縮壓力測完后，將噴油泵夾頭裝回泵的齒條夾槽內，預防飛車；測量前用示功閥排氣，測量時不能用爆發壓力表的放氣閥排氣，防止燙傷。

圖1 BY-5 爆發壓力表測試氣缸爆發壓力

2.2.2 確定柴油機氣缸壓縮/爆發壓力標準值

由表1 統計可知，GK1C-0809/0810 兩臺機車的壓縮壓力值分布于1.8±0.2 MPa 范圍；爆發壓力值分布于4.8±0.2 MPa 范圍。根據上述檢測標準值，再此對其它機車6240 柴油機狀態進行對照檢測，基本符合該統計值，為此，綜合各項影響因素，將6240 柴油機常用工況（700 r/min、手動Ⅱ擋充油時）的壓縮壓力判斷標準值設定為1.8±0.2 MPa，爆發壓力判斷標準值設定為4.8±0.2 MPa。

表1 GK1C-0809/0810 機車氣缸壓縮/爆發壓力檢測值

3 建立柴油機氣缸狀態判斷標準

根據上述6240ZJ 柴油機氣缸狀態檢測方式，對各GK1C 型內燃機車進行狀態檢測，結合各項檢測數據及實際存在問題，得出如下技術規律，可對機車故障檢修判斷提供技術支持。

3.1 壓縮壓力現狀值與故障狀態判斷

氣缸壓縮壓力整體偏高時，將有助于柴油機燃燒，提高效率，無異常影響。氣缸壓縮壓力整體偏低（＜1.5 MPa）時，柴油機氣缸各部狀態均較差，氣缸套、活塞環磨損較大，應組織按內燃機車大輪修或局部范圍檢修。氣缸壓縮壓力整體偏低（≥1.5 MPa，＜1.8 MPa）時，柴油機狀態正常，可繼續運用，但應按正常計劃及時回庫狀態評估。氣缸壓縮壓力個別偏低（＜1.5 MPa）時，采取以下措施。

（1）啟動柴油機，推動高壓油泵供油齒條至斷油位，打開氣缸蓋罩殼，觀察氣缸圍墻內有無壓縮空氣竄出（潤滑油內冒氣泡或導管竄氣嘯叫）。若有氣泡從潤滑油內竄出，則噴油器墊異常，應重新選配安裝；若導管竄氣嘯叫，則導管磨損異常，應重新檢修氣缸蓋氣門導管。

（2）啟動柴油機，觀察柴油機異常氣缸蓋周圍是否有漏氣嘯叫聲，否則需重新選配安裝氣缸蓋。

（3）打開進氣管，盤動或使用電機甩車，觀察氣門密封是否良好，是否存在漏氣現象，否則需檢修氣缸蓋組件。

（4）使用滲透法檢查氣缸活塞環密封狀態，若不良，需開缸檢查。

（5）使用工業內窺鏡從噴油器安裝孔深入氣缸，檢測缸套壁及可見活塞邊緣是否存在拉傷情況，否則需檢修活塞組件。

3.2 爆發壓力現狀值與故障狀態判斷

氣缸爆發壓力個別偏高（≥5.4 MPa）時，氣缸參與燃燒的燃油過多，工作粗暴，噴油器須重新校正。氣缸爆發壓力個別偏低（≤4.5 MPa）時，氣缸參與燃燒燃油過少，無工作壓力，噴油器可能存在燒死或霧化不良情況，須重新校正噴油器或高壓油泵。氣缸爆發壓力整體偏高或偏低時，可能與噴油泵工作狀態，供油提前角度有關聯，需要進一步對供油系統工作狀態進行確定，然后制定相關調整措施。

表2 柴油機氣缸基本狀態檢查

4 實用效果

通過采用6240ZJ 柴油機氣缸壓縮/爆發壓力值檢測對比方法，對在廠檢修及故障回修的0489，0350，0272，0273 等機車柴油機進行全面檢測（表2），對照3.1 和3.2 的方式判斷故障點及原因，精準率100%。

通過對以上4 臺機車6240ZJ 柴油機氣缸壓力檢測數據分析，有針對性的制定出了解決措施，實現了快速判斷處理氣缸組件故障目的。此柴油機氣缸壓縮/爆發壓力值檢測方法的實施應用推廣，可大幅降低檢修成本，避免物料浪費，提高了檢修效率，而且對保持柴油機良好的工作性能有顯著的作用。

5 結束語

本文提出的6240ZJ 柴油機氣缸狀態的檢測與判斷方法由主機廠柴油機功率檢測設備原理簡化而來，它具有成本低、操作簡便、上手快速的特點，實用效果顯著，具有較高的推廣價值。