大功率內燃和諧機車動力組檢修工藝分析

范新生

摘 要：文章以HXN5型大功率內燃機車為對象，探討這種機車動力組的具體結構，并根據(jù)實際檢修工藝的需要，設計了一個相對完整的動力組檢修工藝流程，希望借此可以為內燃機的動力組檢修工藝設計提供一些參考。以此為基礎，還探討了這種檢修工藝方法在柴油機下排氣故障和燃油回油盒泄露問題中的具體應用。

關鍵詞：內燃機車；動力組；檢修；HXN5

中圖分類號：U269 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）27-0095-02

當前，我國引進的大功率內燃機車主要包括HXN3和HXN5兩種車型。其中，HXN3由大連機車廠與美國的EMD公司合作開發(fā)；HXN5則由戚墅堰廠與美國的GE公司合作開發(fā)。因為和諧型大功率交流機車在設計過程中，設計的理念、基本結構形式、傳動方式、模塊化與集成化的程度都與傳統(tǒng)的國內機車存在較大的差別，因此在機車的維護、檢修過程中所采取的模式也存在較大的差異。由于動力組是內燃機車的重要構成部分，同時也是影響內燃機車運行效率和穩(wěn)定性的核心部件，所以以大功率內燃和諧機車為對象，探討其動力組的檢修工藝方案和基本流程，對保證內燃機車的穩(wěn)定運行具有重要意義。

1 HXN5型大功率內燃機車動力組結構

大功率內燃機車柴油機多是采用動力組，其部件在維修中可以進行更換。動力組中的大多數(shù)部件都需要在動力組整體拆卸之后才能夠進行后續(xù)的拆卸，否則不能夠進行分解、檢修。一個完整的內燃機動力組主要包括三個主要部分：①氣缸蓋裝配附件，其中主要包括氣缸蓋罩、搖臂組、搖臂軸座、推桿組件、橫臂組件、噴油器、減壓閥、燃油管、氣門彈簧及附屬設備、鎖夾、旋轉機構、氣門、氣缸蓋等；②氣缸套/座組合，其中包括氣缸套、氣缸定位座、頂杠、噴油泵、高低壓油路等；③活塞連桿組，其中包括活塞部件，例如活塞裙、銷、連桿、活塞環(huán)等。

2 大功率內燃機車動力組整體檢修工藝設計與分析

為了對大功率內燃機車動力組進行完全、徹底的檢修，針對柴油機動力組的主要特點，設計一個合理、可靠的動力組整體檢修工藝流程尤為重要。一個完整的大功率內燃機動力組整體流程包括這樣六個主要部分：將動力組從柴油機上拆解下來—對動力組的各個零部件進行非拆解—清洗各個零部件—對各個零部件進行檢查/檢修—檢查/檢修之后組裝獲得新的動力組—將動力組組裝在柴油機上（完成整個動力組檢修工作）。

2.1 動力組的分解拆卸

將動力組從柴油機上拆下之后，應該及時把它置于動力組分解區(qū)，然后對動力組的各個零部件進行后續(xù)的分解。在分解中根據(jù)動力組的分解區(qū)具體工位及主要工作，可以分為總分解、動力組氣缸蓋分解、氣缸套分解、活塞連桿分解等。

2.2 動力組零部件的清洗

為了清晰的了解各個零部件的實際工作狀況，及時的發(fā)現(xiàn)其中存在的缺陷和問題，應該對動力組的各個零部件進行清洗。同時，考慮到零部件清洗過程中對車輛清洗環(huán)境的要求以及提高清洗設備的實際利用效率，在分解完成動力組的零部件之后，應該將這些零部件送入各個專門的零件清洗工位，利用各個清洗區(qū)中的專業(yè)清洗設備進行清洗，保證零件的清潔度。

2.3 動力組零部件的探傷

由于柴油機動力組大部分的零部件在柴油機運行過程中需要承受較大的載荷作用，因此，在柴油機的零部件內部容易產(chǎn)生一些細小的裂紋，這些裂紋雖然不能從表面觀察到，但是在長時間運行之后，將直接影響零部件的強度。因此，就需要對各個零部件（主要包括連桿組件、活塞組、軸、氣缸火力面等）進行探傷，發(fā)現(xiàn)其中存在的內部缺陷。對于需要探傷的零部件，在清洗、干燥之后，應把它們送到統(tǒng)一的探傷區(qū)。探傷的方式主要為磁粉探傷，但是對于活塞裙則應該采取著色探傷。

2.4 動力組的檢查/檢修

在對動力組的零部件進行清洗、探傷之后，要將各個零部件送回至動力組的檢查/檢修區(qū)，由各個具體檢修工位對各個零部件進行檢修，同時完成各個零部件的組裝工作。通常，按照和諧內燃機車的檢修工作需要，一般需要設置四個檢修工位：①活塞連桿檢修工位；②氣缸套檢修工位；③氣缸定位座檢修工位；④ 氣缸蓋檢修工位。

在實際的檢修過程中，還應該參考檢修工藝的工位設置情況。

其中，氣缸蓋的檢修工位需要完成的工作包括：①各個零部件的清洗潔凈度檢查；氣門導管、噴油器套筒運行情況、氣門座等裝配狀態(tài)的檢查，對其中的不良問題及時予以解決，解決不了的則應該進行更換；②進行氣缸蓋的漏氣測試試驗、氣門導管孔徑的公差以及圓度測試、氣門導管與氣門座的同軸度檢測、氣門桿的直徑尺寸公差測量；③安裝氣門、氣門蓋板、氣門附件、噴油器，安裝氣缸蓋孔塞、氣門座的安裝孔徑尺寸與公差測量，壓裝氣門座，拔出氣門導管并測量氣門導管的孔徑尺寸公差；④壓入并裝配氣門導管、測量氣門座與氣門導管的配合公差（同軸度），若存在問題則應該進行必要的修正。

活塞連桿的檢修工作主要包括：①連桿組件的預先裝配、配合公差的測量及形狀公差的測量；②連桿組件的分解、活塞銷孔徑與環(huán)槽的公差檢測；③活塞連桿組件的裝配。

氣缸套檢修需要完成的工作主要包括：①對氣缸孔表面狀態(tài)檢修觀察，確認其完整性和工作狀態(tài)；②對冷卻水腔的清洗潔凈度與穴蝕狀態(tài)進行檢查，若發(fā)現(xiàn)其中存在輕度的故障，則應該進行適當?shù)男迯停舨荒苄迯蛣t應該進行更換；③對氣缸的孔徑進行檢查，保證其公差滿足基本要求。

氣缸定位座的檢修工作主要包括：①氣缸定位座清潔度的檢查；②安裝頂桿、噴油泵與氣缸套。

在具體的檢修工藝設計過程中，要依據(jù)和諧內燃機車動力組的檢修工藝流程，對各項檢修工位的布置進行相應的設計，同時，還要考慮到各個工位完成的檢修內容和需要的工時的不同，為了最大程度的利用檢修使用的工裝設備，應該適當?shù)脑黾雍臅r較長的工位數(shù)量，以保證整個檢修工藝流程能夠順利地進行。

3 大功率內燃機和諧機車動力組檢修工藝的具體 應用

根據(jù)上文的大功率內燃機動力組檢修工藝流程，下面就針對柴油機下排氣故障和燃油回油盒泄露問題進行故障排除，并對檢修工藝的應用進行分析。

3.1 柴油機下排氣故障分析

3.1.1 下排氣故障分析

所謂下排氣故障指的是在排氣口中噴出燃氣，這是柴油機中的一種比較危險的故障現(xiàn)象，容易造成柴油機燒機油、冒黑煙、功率不足等問題，嚴重時甚至會導致曲軸箱的壓力增加，從而導致機油從呼吸孔中排除，造成軸研瓦、活塞抱缸等惡性故障，給柴油機造成重大的事故。根據(jù)實際的運行情況分析，柴油機下排氣通常是因為缸套拉傷、活塞環(huán)斷裂和活塞燒損造成的。當出現(xiàn)上述故障之后，燃燒室的整體密封性能將迅速下降，燃氣就會通過活塞與缸套的間隙從曲軸箱中排出。盡管導致下排氣的原因是多方面的，涉及到缸套、活塞與活塞環(huán)結構狀況、燃燒、潤滑、冷卻及應用保養(yǎng)等多個方面的原因，但是，總的來講主要還是運行保養(yǎng)不當和機油品質不佳造成的。

3.1.2 下排氣故障檢修工藝

為了減少內燃機車因為下排氣故障而使得機車臨修，就需要通過檢修工藝措施對故障原因和部位進行準確的判斷，這樣才能夠快速、高質量的完成相應的檢修任務。在實際的檢修工作中，采取的故障檢修工藝主要包括這樣三個方面：

①對排煙狀況進行觀察。該方法是在低溫（水溫在45 ℃左右）狀況下啟動，同時切斷氣缸燃油供應，并切斷單個缸或者單側缸的供油，若活塞燒損，則柴油機的排煙是藍色，此時，切斷對應的燃油供給之后若藍煙消失則能夠立即判斷活塞燒損的氣缸位置。

②澆注柴油。這種方法就是在停機的情況下從噴油器的安裝孔持續(xù)向各個氣缸中灌入柴油，然后觀察缸套中流下的柴油的量，其中流量相對較大的氣缸就是活塞燒損的缸。當活塞燒損嚴重時，澆注的柴油會馬上泄露下來（正常情況應該是澆注30 s之后才開始下流）。

③直接觀測。這種方法就是在停機之后將動力組拆解下來，同時將活塞推行至上止點，然后使用工作燈或者手電照射缸套的內壁，當發(fā)現(xiàn)缸套內側存在拉傷情況時，則判定為活塞燒損氣缸。通常，這種方法主要用于活塞燒損嚴重的現(xiàn)象。

3.1.3 下排氣故障處理技術方法

在完成柴油機的檢修之后，除保證機體的整體結構完整性和健康程度之外，還應該按照說明書中的相關規(guī)定嚴格選擇合適的燃油、潤滑油、液力油牌號，并保證質量，不得使用不符合要求的劣質油或者不符合牌號要求的其他油品。

3.2 燃油回油盒泄露故障

3.2.1 故障問題表現(xiàn)

部分內燃機車柴油機在使用過程中會出現(xiàn)回油盒泄露的問題，具體表現(xiàn)為回油盒長時間向兩端泄露燃油，使得清潔燃油流入到柴油機下方的污油盒中，這不但造成了經(jīng)濟損失，而且容易引發(fā)火災，造成柴油機車受損。

3.2.2 故障檢修分析

在柴油機工作過程中，多余的清潔燃油一般會從各個氣缸噴油器的噴油泵中流出，此時需要通過集油盒把流出的燃油收集到燃油箱中繼續(xù)加以利用。當出現(xiàn)兩端漏油的問題時，可能由這樣四個方面的原因引起：①回油盒堵塞使燃油不能回流到回油管中，這時因為集油盒、回油管中沒有壓力，所以只能夠依靠燃油自身的重力流動；②回油管堵塞導致噴出的燃油不能正常回流；③燃油箱通氣不暢導致回流的背壓增加致使燃油不能正常回流；④各個缸噴油泵故障使燃油回油量過大，燃油不能及時通過回油管回流而從回油盒中溢出。在檢修過程中，可以通過逐條試驗的方式對這些問題予以排除。

如果上述方式?jīng)]有解決問題，則可以考慮回油管的水平走勢。豎直的回油管中不會存在燃油，最大可能存留回油的是橫向回油管。由于回油管是自然回流，因此靠近燃油箱側的管路應該較低才能使燃油自動回流。但是，如果回油管中存在有凹段，就可能影響到燃油的正?；亓?。此外，回油管與燃油箱中存在的氣阻可能也會影響燃油的順利回流，使燃油從回油盒中漏出。

對于上述問題，首選的解決方法是更換燃油管路，然后再降低橫向回油管靠近燃油箱側的位置，使燃油得以順利回流。

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