內(nèi)燃機(jī)車空壓系統(tǒng)常見故障的整改建議研究

楊銳

摘 要：空壓機(jī)應(yīng)該具備高度可靠性才能滿足機(jī)車對它的要求，但是在實(shí)際工作中，空壓機(jī)的情況不太理想。空壓機(jī)的具體表現(xiàn)有幾種情況：空壓機(jī)不工作，總風(fēng)缸無壓力；當(dāng)總風(fēng)缸的壓力比700kPa小，不充風(fēng)；當(dāng)總風(fēng)缸到達(dá)800kPa定壓時，空氣壓縮機(jī)繼續(xù)打風(fēng)。這樣不僅降低了機(jī)車的效率，還嚴(yán)重干擾了正常運(yùn)輸秩序。所以查出空壓機(jī)的故障原因并制定出解決方案很有必要，要對空壓機(jī)進(jìn)行仔細(xì)分析，加快對空壓機(jī)的整改步伐。

關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機(jī)；故障；整改措施

一、活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

由柴油機(jī)經(jīng)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(diǎn)的壓氣機(jī)是HW-120H型轉(zhuǎn)子空氣壓縮機(jī)。這種空氣壓縮機(jī)是一種高速往復(fù)式的輕型壓氣機(jī)，由固定機(jī)構(gòu)、氣閥、運(yùn)動機(jī)構(gòu)和其他輔助機(jī)件組成。

安裝曲軸或是氣缸等機(jī)件的基礎(chǔ)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(cè)是整個運(yùn)動機(jī)構(gòu)的主要支點(diǎn)軸承座孔，另外一側(cè)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(nèi)。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(fēng)扇皮帶槽的飛輪聯(lián)軸器，它的體內(nèi)鉆安裝了油孔。之前提到了連桿是鋁合金材質(zhì)的，由于這個材質(zhì)適宜用作活動軸承，所以不用在設(shè)大小連桿瓦。整個連桿相當(dāng)于易耗件，在磨損過度時要進(jìn)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?；钊嫌幸坏烙铜h(huán)兩道氣環(huán)?？諌簷C(jī)之所以重量比較小，而且能夠在高轉(zhuǎn)速下平穩(wěn)的工作，是因?yàn)榛钊B桿機(jī)構(gòu)都是輕金屬制造，這樣減小了運(yùn)動體在工作中產(chǎn)生的同轉(zhuǎn)和往復(fù)的慣性力。當(dāng)?shù)蛪夯钊滦袝r排氣閥在各種壓力下將會關(guān)閉，當(dāng)?shù)蛪夯钊闲袝r，進(jìn)氣閥同樣在各種作用力下關(guān)閉。壓縮空氣首先在中間冷卻器進(jìn)行冷卻成為一級壓縮空氣，然后進(jìn)入高壓缸內(nèi)再次進(jìn)行壓縮成為二級壓縮空氣，最后二級壓縮空氣進(jìn)入到總風(fēng)缸內(nèi)進(jìn)行儲存。

二、故障分析

1.柴油機(jī)輸出端帶動空壓機(jī)轉(zhuǎn)動，但是總風(fēng)缸不充風(fēng)的問題，可以用2009年的一個案例進(jìn)行分析。GCY型號機(jī)車掛頭后，3857風(fēng)泵不打分，而且回段后用手扳動空壓機(jī)轉(zhuǎn)動件時，感受到了卡滯感還有雜音，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)潤滑針斷裂，空壓機(jī)輸出端的一側(cè)軸承已經(jīng)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(xiàn)了拖動的痕跡，導(dǎo)致曲軸頸與瓦背直接摩擦。HW-120H型空氣壓縮機(jī)的額定轉(zhuǎn)速是1500r/min，而活塞和缸套是利用連桿的油針飛濺進(jìn)行潤滑的，如果油針折斷，就會出現(xiàn)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(jī)的使用周期，需要頻繁更換空壓機(jī)。所以如果發(fā)生燒瓦事故，問題不太嚴(yán)重?fù)Q掉周抽就可以了，但是問題嚴(yán)重就會損壞曲軸頸。

2.當(dāng)總風(fēng)缸壓力比700kPa小的時候，壓縮機(jī)是不工作的。通過檢查發(fā)現(xiàn)，高壓氣缸缸蓋表面出現(xiàn)燒黑現(xiàn)象，石棉墊也出現(xiàn)破損，啟動機(jī)器發(fā)現(xiàn)高壓缸蓋不停漏風(fēng)，已經(jīng)喪失了密封的作用。由柴油機(jī)帶動的GCY-450內(nèi)燃機(jī)車，額定轉(zhuǎn)速是2100r/min，高于1500r/min轉(zhuǎn)速的HW-120H型號的空壓機(jī)，這就使空壓機(jī)超負(fù)荷工作，導(dǎo)致排氣壓力增大，將密封墊沖破，造成漏風(fēng)。

3.總風(fēng)缸達(dá)到定壓800kPa，空氣壓縮機(jī)繼續(xù)打風(fēng)。造成這種現(xiàn)象的原因有兩點(diǎn)：（1）控制管路漏風(fēng)，在控制管路的空氣壓力小于械減荷閥的彈力的情況下，進(jìn)氣管道不能關(guān)閉，造成總風(fēng)缸即使到達(dá)定壓，也不能停止打風(fēng)。（2）氣壓自動減荷系統(tǒng)可靠性差，靈敏度不高。當(dāng)空壓機(jī)內(nèi)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(xiàn)卡滯現(xiàn)象（如圖1），蝶閥芯關(guān)閉不了進(jìn)氣通道，造成空壓機(jī)不停打風(fēng)。

三、解決方案

針對以上三種問題提出三點(diǎn)改進(jìn)建議：（1）因?yàn)橹暗臐櫥歪樢渍蹟?，所以要更換潤滑油針，可以選用鑄鋼材料，它的優(yōu)點(diǎn)是：強(qiáng)度較高、硬度和耐磨性能夠適應(yīng)空壓機(jī)長時間運(yùn)轉(zhuǎn)，不容易折斷。在保養(yǎng)方面要注意保持油潤度，和皮帶的松緊度。（2）在壓縮機(jī)出風(fēng)口上裝一個安全閥（如圖2）。（3）經(jīng)常檢查控制管路是否漏風(fēng)，如果發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)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(jié)

通過對空壓機(jī)的潤滑油針的更換和其他改進(jìn)措施，還有各種方面的保養(yǎng)，這樣會很大程度的減少空壓機(jī)出現(xiàn)油針斷裂，總風(fēng)達(dá)到定壓不停止打風(fēng)等問題，提高機(jī)車的質(zhì)量和使用效率，加強(qiáng)行車安全。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：南京地鐵運(yùn)營有限責(zé)任公司）