DF4DD型机车柴油机差示压力动作的 原因分析及防范措施

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摘要:在柴油机工作时,当曲轴箱内的压力增大时,气压压向导电液液面,使U型管右侧液面升高。当曲轴箱内压力超过规定值时,右侧液面上升使插入的两根导线短路,联合调节器上的电磁连锁动作,迫使柴油机自动停机,起到保护柴油机的作用。

关键词:柴油机 差示压力 活塞环

一、问题提出

独山子石化公司铁路运输公司机务段段属机车中有2台DF4DD型内燃机车。 在2018年运用过程中,机车柴油机在上坡道运行时,差示压力频繁动作,影响到机车的正常运用。据当班乘务员反映,在柴油机高手柄运行时,差示压力计U型管右侧液面上升,液面淹没管内的两根通电导线,导致差示压力动作,迫使柴油机自动停机。

二、危害

这种故障若不能及时发现处理,有可能造成大量燃气窜入曲轴箱内,使曲轴箱内压力升高,当压力超过安全值时,则会引起柴油机爆炸,造成较大事故。

三、故障原因分析

(一) 差示压力计的作用原理

差示压力计装在机车机械间的后壁上,它是测示柴油机曲轴箱压力和曲轴箱压力升高到一定限度时,使柴油机自动停机的一种安全装置。

差示压力计用有机玻璃制成,其内部装有U型管,在U型管内装有导电液(水)。U型管上部有两个孔,左侧的孔通过管接头用铜管和曲轴箱相连通;右侧的孔通过软管通往车底与空气相连通。U型管右侧插有两根导线,分别与控制电路的有关电路相连接。U型管两侧导电液面的高度差,反映出大气与曲轴箱内的压力差。
在柴油机工作时,当曲轴箱内的压力增大时,气压压向导电液液面,使U型管右侧液面升高。当曲轴箱内压力超过规定值时,右侧液面上升使插入的两根导线短路,联合调节器上的电磁连锁动作,迫使柴油机自动停机,起到保护柴油机的作用。

(二)故障检查及判断

根据乘务员反馈的情况,组织检修人员跟车观察。在随后的运行中,机车在满负荷加载过程中,差示压力计右侧液面上升接通导线,造成差示压力动作,迫使柴油机停机。入库更换机车后进行故障查找:

(1)检查油气分离器。由于油气分离器连通曲轴箱,并从油气分离器上接一根管子通向差示压力计U型管左侧。将油气分离器拆下进行检查,各管路接口畅通无堵塞。由此可排除在柴油机加载过程中,存在着由于油气分离器堵塞造成的瞬时压力过高的可能。之后进行清洗安装。

(2)测缸压。如果气缸向曲轴箱窜气,那么测出的缸压可能会偏低,所以检修人员逐缸进行压缩压力的测试。但根据现有条件,只能在低手柄状态下测试,测出来的压力没有太大的变化,所以检查结果反映不出哪个缸存在窜气。

(3)检查电气线路。对差示线路进行检查,全部正常,排除电气存在误动作的可能。

(4)检查曲轴箱。打开曲轴箱检查孔盖,检查滤网正常无杂质(钨金、碳渣),观察各缸缸套无拉伤,连杆活动都正常,不存在拉缸的可能。

根据检查结果判断故障原因可能是:

(1)个别缸活塞环间隙增大或工作失效,致使与气缸密封不严而窜气。造成的原因主要是活塞环质量不合格。因为不管是从运行公里数还是柴油机负荷,这种车型比其他车型运行时间都要短,但此台车活塞环是目前唯一进行更换的;

(2)缸套与活塞磨耗严重,间隙超出正常值。

四、故障处理经过

判断出故障原因后,机务段安排检修开始检查处理。在相继拔出5缸和9缸缸套并拆下活塞环后进行数据测量。测量数值如表1。
后将剩余各缸的活塞环进行了更换。拆下的各缸活塞环,大部分磨损超限,四个缸的已断裂至缸内部。

五、后续及应对措施

更换活塞环后跟车观察,在机车柴油机在运用过程中,差示压力恢复正常。
预防措施:此故障属隐蔽不可视故障,在机车静态情况下是无法检查到的,只有在动态的情况下发生。这就要求检修人员要定期检测气缸的压缩压力;提醒乘务人员按操纵规程操纵机车,提回手柄应逐位进行,不能过急、过快;更换正规厂家生产的合格活塞环。
(文 / 徐耀培 吴明明 魏坚)

(作者单位:新疆独山子石化公司铁路运输公司机务段)


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