內(nèi)燃機車6240ZJ柴油機氣缸狀態(tài)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(xiàn)狀

內(nèi)燃機車6240ZJ 柴油機氣缸組成主要由氣缸套、活塞、活塞環(huán)、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(guī)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(zhì)量、相互運動情況直接影響著柴油機氣缸工作狀態(tài)。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(shù)狀況變壞，氣缸密封性能下降，柴油機動力性和經(jīng)濟性也相應(yīng)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(yán)重影響。

攀枝花鋼釩有限公司現(xiàn)配置有GK1C 型內(nèi)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(fù)責(zé)實施。自開展內(nèi)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(shù)攻關(guān)項目，通過赴外送培和自我摸索，柴油機檢修技術(shù)得到了長足進步。但經(jīng)對2011—2014年，27 臺GK1C 型內(nèi)燃機車6240 型柴油機故障統(tǒng)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(xué)便捷的故障判斷及處置方法支持檢修，存在技術(shù)管理漏項。

2 柴油機氣缸狀態(tài)檢測

常規(guī)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(diào)試，存在檢修工期長、用工數(shù)量多、物料成本高的諸多弊端。如何準(zhǔn)確檢測柴油機氣缸工作狀態(tài)、快速判斷處置氣缸故障點所在，已成為機車維修技術(shù)人員攻關(guān)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(yè)窺視鏡，建立一套系統(tǒng)的氣缸狀態(tài)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(jié)構(gòu)組成及其工作原理可知：柴油機氣缸工作狀態(tài)的好壞將直接在2 個部分給予直接反應(yīng)：①氣缸壓縮壓力，即柴油機在惰轉(zhuǎn)（480 r/min）下，未爆發(fā)燃燒時的氣缸內(nèi)空氣的最大壓縮壓力；②氣缸爆發(fā)壓力，即柴油機在常用工況（700 r/min、手動Ⅱ擋充油）下，爆發(fā)燃燒時的氣缸內(nèi)燃?xì)獾淖畲蟊l(fā)壓力。根據(jù)這兩項氣缸壓力參數(shù)，可實現(xiàn)對氣缸組件匹配狀態(tài)、氣缸燃燒狀態(tài)進行綜合判斷。

結(jié)合物流中心檢修部門的實際條件，將柴油機主機生產(chǎn)廠商配套的氣缸功率檢測設(shè)備進行簡化運用，以柴油機專用BY-5 爆發(fā)壓力表來實現(xiàn)氣缸壓力的檢測，并由專業(yè)檢修人員對數(shù)據(jù)進行逐步分解，進而判斷出氣缸的綜合狀態(tài)及可能存在的故障點，實現(xiàn)柴油機氣缸類相關(guān)故障的綜合檢測與判斷。

2.2 建立柴油機氣缸壓力標(biāo)準(zhǔn)值

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

2.2.1 檢測壓縮/爆發(fā)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(nèi)的壓縮空氣將示功堵管路內(nèi)的雜質(zhì)吹出，清潔檢測管道。

啟動柴油機，轉(zhuǎn)速維持惰轉(zhuǎn)（480 r/min），待水溫達到42 ℃時，把爆發(fā)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(nèi)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(fā)壓力表由一個特質(zhì)機械壓力表、示功堵表接頭及旋鈕開關(guān)組成，用于測量內(nèi)燃機氣缸燃燒室的爆發(fā)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(zhuǎn)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(fā)壓力（記錄壓力表最高值，即氣缸最高爆發(fā)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(fā)壓力值進行檢測（表1），并予以記錄統(tǒng)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(nèi)，預(yù)防飛車；測量前用示功閥排氣，測量時不能用爆發(fā)壓力表的放氣閥排氣，防止?fàn)C傷。

圖1 BY-5 爆發(fā)壓力表測試氣缸爆發(fā)壓力

2.2.2 確定柴油機氣缸壓縮/爆發(fā)壓力標(biāo)準(zhǔn)值

由表1 統(tǒng)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(fā)壓力值分布于4.8±0.2 MPa 范圍。根據(jù)上述檢測標(biāo)準(zhǔn)值，再此對其它機車6240 柴油機狀態(tài)進行對照檢測，基本符合該統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)值設(shè)定為1.8±0.2 MPa，爆發(fā)壓力判斷標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)定為4.8±0.2 MPa。

表1 GK1C-0809/0810 機車氣缸壓縮/爆發(fā)壓力檢測值

3 建立柴油機氣缸狀態(tài)判斷標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)上述6240ZJ 柴油機氣缸狀態(tài)檢測方式，對各GK1C 型內(nèi)燃機車進行狀態(tài)檢測，結(jié)合各項檢測數(shù)據(jù)及實際存在問題，得出如下技術(shù)規(guī)律，可對機車故障檢修判斷提供技術(shù)支持。

3.1 壓縮壓力現(xiàn)狀值與故障狀態(tài)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(tài)均較差，氣缸套、活塞環(huán)磨損較大，應(yīng)組織按內(nèi)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(tài)正常，可繼續(xù)運用，但應(yīng)按正常計劃及時回庫狀態(tài)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(nèi)有無壓縮空氣竄出（潤滑油內(nèi)冒氣泡或?qū)Ч芨Z氣嘯叫）。若有氣泡從潤滑油內(nèi)竄出，則噴油器墊異常，應(yīng)重新選配安裝；若導(dǎo)管竄氣嘯叫，則導(dǎo)管磨損異常，應(yīng)重新檢修氣缸蓋氣門導(dǎo)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(xiàn)象，否則需檢修氣缸蓋組件。

（4）使用滲透法檢查氣缸活塞環(huán)密封狀態(tài)，若不良，需開缸檢查。

（5）使用工業(yè)內(nèi)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(fā)壓力現(xiàn)狀值與故障狀態(tài)判斷

氣缸爆發(fā)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(fā)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(fā)壓力整體偏高或偏低時，可能與噴油泵工作狀態(tài)，供油提前角度有關(guān)聯(lián)，需要進一步對供油系統(tǒng)工作狀態(tài)進行確定，然后制定相關(guān)調(diào)整措施。

表2 柴油機氣缸基本狀態(tài)檢查

4 實用效果

通過采用6240ZJ 柴油機氣缸壓縮/爆發(fā)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(zhǔn)率100%。

通過對以上4 臺機車6240ZJ 柴油機氣缸壓力檢測數(shù)據(jù)分析，有針對性的制定出了解決措施，實現(xiàn)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(fā)壓力值檢測方法的實施應(yīng)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(jié)束語

本文提出的6240ZJ 柴油機氣缸狀態(tài)的檢測與判斷方法由主機廠柴油機功率檢測設(shè)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。