DF4DD型機(jī)車柴油機(jī)差示壓力動(dòng)作的原因分析及防范措施

文 / 徐耀培 吳明明 魏堅(jiān)

一、問(wèn)題提出

獨(dú)山子石化公司鐵路運(yùn)輸公司機(jī)務(wù)段段屬機(jī)車中有2臺(tái)DF4DD型內(nèi)燃機(jī)車。 在2018年運(yùn)用過(guò)程中，機(jī)車柴油機(jī)在上坡道運(yùn)行時(shí)，差示壓力頻繁動(dòng)作，影響到機(jī)車的正常運(yùn)用。據(jù)當(dāng)班乘務(wù)員反映，在柴油機(jī)高手柄運(yùn)行時(shí)，差示壓力計(jì)U型管右側(cè)液面上升，液面淹沒(méi)管內(nèi)的兩根通電導(dǎo)線，導(dǎo)致差示壓力動(dòng)作，迫使柴油機(jī)自動(dòng)停機(jī)。

二、危害

這種故障若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，有可能造成大量燃?xì)飧Z入曲軸箱內(nèi)，使曲軸箱內(nèi)壓力升高，當(dāng)壓力超過(guò)安全值時(shí)，則會(huì)引起柴油機(jī)爆炸，造成較大事故。

三、故障原因分析

（一）差示壓力計(jì)的作用原理

差示壓力計(jì)裝在機(jī)車機(jī)械間的后壁上，它是測(cè)示柴油機(jī)曲軸箱壓力和曲軸箱壓力升高到一定限度時(shí)，使柴油機(jī)自動(dòng)停機(jī)的一種安全裝置。

差示壓力計(jì)用有機(jī)玻璃制成，其內(nèi)部裝有U型管，在U型管內(nèi)裝有導(dǎo)電液（水）。U型管上部有兩個(gè)孔，左側(cè)的孔通過(guò)管接頭用銅管和曲軸箱相連通；右側(cè)的孔通過(guò)軟管通往車底與空氣相連通。U型管右側(cè)插有兩根導(dǎo)線，分別與控制電路的有關(guān)電路相連接。U型管兩側(cè)導(dǎo)電液面的高度差，反映出大氣與曲軸箱內(nèi)的壓力差。

在柴油機(jī)工作時(shí)，當(dāng)曲軸箱內(nèi)的壓力增大時(shí)，氣壓壓向?qū)щ娨阂好?，使U型管右側(cè)液面升高。當(dāng)曲軸箱內(nèi)壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí)，右側(cè)液面上升使插入的兩根導(dǎo)線短路，聯(lián)合調(diào)節(jié)器上的電磁連鎖動(dòng)作，迫使柴油機(jī)自動(dòng)停機(jī)，起到保護(hù)柴油機(jī)的作用。

（二）故障檢查及判斷

根據(jù)乘務(wù)員反饋的情況，組織檢修人員跟車觀察。在隨后的運(yùn)行中，機(jī)車在滿負(fù)荷加載過(guò)程中，差示壓力計(jì)右側(cè)液面上升接通導(dǎo)線，造成差示壓力動(dòng)作，迫使柴油機(jī)停機(jī)。入庫(kù)更換機(jī)車后進(jìn)行故障查找：

（1）檢查油氣分離器。由于油氣分離器連通曲軸箱，并從油氣分離器上接一根管子通向差示壓力計(jì)U型管左側(cè)。將油氣分離器拆下進(jìn)行檢查，各管路接口暢通無(wú)堵塞。由此可排除在柴油機(jī)加載過(guò)程中，存在著由于油氣分離器堵塞造成的瞬時(shí)壓力過(guò)高的可能。之后進(jìn)行清洗安裝。

（2）測(cè)缸壓。如果氣缸向曲軸箱竄氣，那么測(cè)出的缸壓可能會(huì)偏低，所以檢修人員逐缸進(jìn)行壓縮壓力的測(cè)試。但根據(jù)現(xiàn)有條件，只能在低手柄狀態(tài)下測(cè)試，測(cè)出來(lái)的壓力沒(méi)有太大的變化，所以檢查結(jié)果反映不出哪個(gè)缸存在竄氣。

（3）檢查電氣線路。對(duì)差示線路進(jìn)行檢查，全部正常，排除電氣存在誤動(dòng)作的可能。

表1

（4）檢查曲軸箱。打開(kāi)曲軸箱檢查孔蓋，檢查濾網(wǎng)正常無(wú)雜質(zhì)（鎢金、碳渣），觀察各缸缸套無(wú)拉傷，連桿活動(dòng)都正常，不存在拉缸的可能。

根據(jù)檢查結(jié)果判斷故障原因可能是：

（1）個(gè)別缸活塞環(huán)間隙增大或工作失效，致使與氣缸密封不嚴(yán)而竄氣。造成的原因主要是活塞環(huán)質(zhì)量不合格。因?yàn)椴还苁菑倪\(yùn)行公里數(shù)還是柴油機(jī)負(fù)荷，這種車型比其他車型運(yùn)行時(shí)間都要短，但此臺(tái)車活塞環(huán)是目前唯一進(jìn)行更換的；

（2）缸套與活塞磨耗嚴(yán)重，間隙超出正常值。

四、故障處理經(jīng)過(guò)

判斷出故障原因后，機(jī)務(wù)段安排檢修開(kāi)始檢查處理。在相繼拔出5缸和9缸缸套并拆下活塞環(huán)后進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量。測(cè)量數(shù)值如表1。

后將剩余各缸的活塞環(huán)進(jìn)行了更換。拆下的各缸活塞環(huán)，大部分磨損超限，四個(gè)缸的已斷裂至缸內(nèi)部。

五、后續(xù)及應(yīng)對(duì)措施

更換活塞環(huán)后跟車觀察，在機(jī)車柴油機(jī)在運(yùn)用過(guò)程中，差示壓力恢復(fù)正常。

預(yù)防措施：此故障屬隱蔽不可視故障，在機(jī)車靜態(tài)情況下是無(wú)法檢查到的，只有在動(dòng)態(tài)的情況下發(fā)生。這就要求檢修人員要定期檢測(cè)氣缸的壓縮壓力；提醒乘務(wù)人員按操縱規(guī)程操縱機(jī)車，提回手柄應(yīng)逐位進(jìn)行，不能過(guò)急、過(guò)快；更換正規(guī)廠家生產(chǎn)的合格活塞環(huán)。