內(nèi)燃機(jī)車渦輪增壓器的維護(hù)保養(yǎng)

劉志新

摘 要：內(nèi)燃機(jī)車渦輪增壓器的維護(hù)保養(yǎng)直接影響到機(jī)車的正常應(yīng)用。對DF4系列內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)用的ZN系列渦輪增壓器各種故障原因進(jìn)行了分析，提出了解決措施。

關(guān)鍵詞：增壓器轉(zhuǎn)子掃膛;原因分析;解決措施

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國鐵路實(shí)行了跨越式的發(fā)展模式，鐵道部制定了中長期網(wǎng)規(guī)劃，為我國鐵路的大發(fā)展大繁榮奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。近幾年隨著我國機(jī)車牽引定數(shù)的增加和機(jī)車運(yùn)行速度的提高，對內(nèi)燃機(jī)車制造質(zhì)量、運(yùn)行維護(hù)和檢修水平提出了更高的要求，以滿足日益嚴(yán)格的機(jī)車運(yùn)行安全性、可靠性的質(zhì)量要求。渦輪增壓器作為內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)最重要的部件之一，確保其可靠運(yùn)用是內(nèi)燃機(jī)車高速重載運(yùn)行的關(guān)鍵。目前在京通線、通霍線、大鄭線上運(yùn)行的大部分DF4系列內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)配裝的增壓器都是ZN系列。2010年，在上述線路上因ZN系列渦輪增壓器軸承損壞造成的轉(zhuǎn)子掃膛（壓氣機(jī)葉輪與葉輪罩殼接磨）導(dǎo)致DF4系列內(nèi)燃機(jī)車故障56臺次，在ZN系列渦輪增壓器各類故障中高居榜首。

1增壓器故障原因分析

導(dǎo)致ZN系列渦輪增壓器發(fā)生軸承燒損及其他故障的原因一般都很復(fù)雜，是多種因素長期作用的結(jié)果。通過對機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)研和對故障增壓器的解體檢查、分析，總結(jié)出可能導(dǎo)致ZN系列渦輪增壓器軸承燒損和其他故障的主要因素有以下幾方面。

1.1柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的影響

（1）增壓器的空氣濾清器過臟或堵塞，造成壓氣機(jī)前真空度太大，或者柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)泄漏嚴(yán)重，例如壓氣機(jī)出口至中冷器進(jìn)口間連接用的膠管發(fā)生破裂，而機(jī)車還要維持原功率運(yùn)行，導(dǎo)致渦輪增壓器長期在超高轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，極大地降低了渦輪增壓器軸承的壽命。

（2）增壓器的空氣濾清器破損，使得部分較大的硬質(zhì)顆粒進(jìn)入并打壞壓氣機(jī)，或進(jìn)氣道的焊渣未清理干凈，在機(jī)車運(yùn)行中被振落后隨著空氣進(jìn)入打壞壓氣機(jī)工作輪的葉片，使增壓器轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡受到破壞，增壓器振動(dòng)過大，最后導(dǎo)致軸承損壞，增壓器停止工作。

1.2柴油機(jī)排氣系統(tǒng)的影響

（1）柴油機(jī)進(jìn)、排氣氣門閥口、閥座破損，氣門掉塊，或排氣支管、排氣總管的波紋管襯套裂損，其碎片隨廢氣進(jìn)入渦輪增壓器，打壞渦輪葉片。

（2）柴油機(jī)燃燒不良，造成排氣溫度超限，增壓器長期處在高溫區(qū)域運(yùn)行，縮短了渦輪的使用壽命。

1.3柴油機(jī)機(jī)油系統(tǒng)的影響

（1）增壓器機(jī)油精濾器的濾芯太臟，造成濾清器前后機(jī)油壓差過大，使進(jìn)入渦輪增壓器的機(jī)油壓力低于其需求值，軸承不能正常地建立油膜而燒損。

（2）柴油機(jī)主機(jī)油泵故障或主機(jī)油泵零部件磨損，導(dǎo)致柴油機(jī)主油路的機(jī)油壓力偏低，不能滿足渦輪增壓器對機(jī)油進(jìn)油壓力的需求而導(dǎo)致軸承燒損。

（3）增壓器機(jī)油精濾器的濾芯破損或過濾精度不適合，過濾精度超過50μm時(shí)，容易使硬質(zhì)顆粒進(jìn)入損壞軸承;過濾精度在20μm以內(nèi)，容易堵塞機(jī)油精濾器，造成軸承因供油不足而損壞。

（4）增壓器機(jī)油精濾器至增壓器間連接管道焊接后未作徹底清理，部分焊渣隨著機(jī)油進(jìn)入軸承里導(dǎo)致軸承燒損。

（5）機(jī)油稀釋或機(jī)油指標(biāo)超差（包括機(jī)油黏度、顆粒度等）導(dǎo)致軸承燒損。

1.4機(jī)車柴油機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行

機(jī)車柴油機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，與其匹配的增壓器也始終在超高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運(yùn)行，將嚴(yán)重影響增壓器軸承及其他旋轉(zhuǎn)件的應(yīng)用壽命。

1.5操作失誤或操作不當(dāng)

在運(yùn)行過程中，司機(jī)操作失誤或操作不當(dāng)將引發(fā)渦輪增壓器軸承燒損故障，進(jìn)而導(dǎo)致渦輪增壓器掃膛。主要有以下幾種情況：

（1）渦輪增壓器機(jī)油管路未連或未預(yù)先起動(dòng)機(jī)油泵即起動(dòng)柴油機(jī)。

（2）停機(jī)后未堅(jiān)持繼續(xù)供油3min。

（3）長期快速加載和卸載等操作或常用緊急剎車等。

2解決措施

針對上述不同故障原因，我們采取了以下措施。

（1）對渦輪增壓器機(jī)油精濾器實(shí)行日常監(jiān)測管理，嚴(yán)格限制機(jī)油精濾器前后壓力損失控制在0.1MPa以內(nèi)，并建議該壓差達(dá)到0.08MPa時(shí)就清洗或更換濾芯。做到定期檢查和清洗空氣濾清器，發(fā)現(xiàn)濾芯有破損或有破損跡象時(shí)及時(shí)更換?？諝鉃V清器清洗還可以按照進(jìn)氣阻力大小來判斷，例如在進(jìn)氣阻力達(dá)到2.45kPa以上時(shí)清洗，或者按照每使用300h清洗一次。如機(jī)車運(yùn)行區(qū)段處于風(fēng)沙較大的地區(qū)，則應(yīng)根據(jù)具體情況，適當(dāng)縮短清洗周期，并且定期更換濾芯。

（2）在機(jī)車正常運(yùn)行期間，定期檢查渦輪增壓器與中冷器間的連接管道，發(fā)現(xiàn)膠管破裂時(shí)及時(shí)處理。

（3）在安裝渦輪增壓器時(shí)，須仔細(xì)檢查進(jìn)氣通道，把焊渣等雜質(zhì)清理干凈。

（4）定期檢查柴油機(jī)的排氣系統(tǒng)，尤其加強(qiáng)對柴油機(jī)排氣支管和排氣總管襯套的檢查，及時(shí)更換有裂紋的零部件。

（5）發(fā)現(xiàn)柴油機(jī)排溫超限時(shí)，必須查明原因并=排除后再運(yùn)用。

（6）對柴油機(jī)主機(jī)油泵的出口壓力進(jìn)行監(jiān)測，確保機(jī)油壓力在柴油機(jī)允許范圍內(nèi)。

（7）采用過濾精度在20～50μm之間的渦輪增壓器機(jī)油精濾器，最好采用過濾精度為30μm的精濾器。

（8）渦輪增壓器制造廠給出渦輪增壓器與機(jī)油精濾器之間的連接管道的詳細(xì)焊接工藝供各路局和主機(jī)廠參考。

（9）定期化驗(yàn)機(jī)油，發(fā)現(xiàn)機(jī)油指標(biāo)超限后實(shí)行全部更換，而不是注入新油，通過稀釋機(jī)油中的雜質(zhì)來達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

（10）嚴(yán)格要求各路局，不允許柴油機(jī)以任何型式的超負(fù)荷運(yùn)行存在。如在高原地區(qū)運(yùn)行，及時(shí)對柴油機(jī)功率按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行修正。

（11）渦輪增壓器制造廠加強(qiáng)質(zhì)量控制，進(jìn)一步降低渦輪增壓器本身的質(zhì)量事故。

（12）對機(jī)車司機(jī)進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)和應(yīng)急故障處理培訓(xùn)，并對他們進(jìn)行降低質(zhì)量故障宣傳。

3效果

通過采取上述一系列的解決措施，使DF4系列內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)用ZN系列渦輪增壓器的故障率明顯降低。從2019年運(yùn)行的DF4系列內(nèi)燃機(jī)車因增壓器故障而造成的機(jī)車故障數(shù)比上一年降低了85%以上，大大提高了DF4系列內(nèi)燃機(jī)車的運(yùn)行安全可靠性，保證了鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩珪惩ā?/p>

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