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[摘 要]内燃机车机油系统具有润滑、密封及冷却功能,是保证内燃机车安全运行的重要前提,在机车运行中,机油系统比较容易发生压力故障,对机车的平稳运行造成影响,因此分析故障并找出故障原因十分必要,本文主要对东风4B型内燃机车机油系统常见故障进行了分析,并对日常的维护及保养做了简要介绍。
[关键词]东风4B型内燃机车 机油系统 故障原因 维护保养
中图分类号:S73 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)33-0000-01
机油在柴油机工作中除了在运动零件表面形成油膜,减少摩擦及磨损外,还有冷却散热、清洗、密封、防锈、缓和冲击和降低噪音等作用。在机车运用过程中,经常出现机油压力低的故障,主要分为两种情况,一种是机车在最低转速下,机油末端压力低于规定的要求,如:柴油机转速为430转、温度为60℃时机油末端压力低于120KPa,另一种是机车在最高转速时,增压器机油压力不能满足增压器的压力要求,如:柴油机转速为1000转、油温为60℃时,柴油机的增压器油压在250KPa以下。这两种情况,极易造成机车在运用时出现柴油机不能起机或者高手柄卸载,影响机车的正常运用。
一、机油系统的组成
机油循环回路主要包含了两个部分,即柴油机的机油系统和机车的机油系统。其中,柴油机的机油系统中主要包含了滤清器、机油泵、溢流阀、油压继电器定压阀、管路组成等,机车的机油系统中则主要包含了热交换器、逆止阀、粗滤器、温度表、起动机油泵、压力表、管路管件等。由上述机油系统组成可以发现,无论柴油机机油系统或者内燃机车机油系统,其中均包括了与油压测定相关的部分。从该点可以认为,油压对于机油系统作用的稳定发挥和机车的安全运行具有重要影响。
二、机油系统常见故障及原因分析
机油系统的任务就是要把一定压力、一定温度的清洁机油不断地压送到各运动零件的表面,但在工作中往往因各种原因产生故障。
1.管路出现泄漏
在机车运用过程中,如遇机油压力低,应首先检查是否有泄油、漏油问题。如机车有震动较大的位置,各管路由于长期受振动、接磨或者焊接存在缺陷,就容易发生开焊、断裂的问题,如果管路较粗,就会影响机油压力;如果是细小管路,虽然本身不会影响油压,但时间长也会使油底壳内的机油量不足,同样会造成机油压力低。
2.机油粗滤器脏
如果机车在外部环境较差的情况下使用,一些杂质会通过柴油机进气系统进入燃烧室,在油环的作用下被刮进油底壳,使机油杂质超标,影响机油品质,造成机油粗滤器过脏,阻力变大,影响柴油机的进口机油压力。在正常情况下,机油粗滤器前后压差为40KPa-100KPa,超出此范围应检查粗滤器滤芯是否过脏需要进行更换。
3.主机油泵故障
主机油泵安装在柴油机自由端的泵支撑箱上,由曲轴减震器前的泵传动主齿轮通过中间传动轴和具有内齿的连接齿套驱动。如果由于装配不当等原因导致主机油泵轴与传动轴的不同轴度超差,会使齿轮与齿套变成偏心面接触或者倾斜线接触,受力不均匀容易造成齿套剃齿,主机油泵无法正常运转,造成主机油泵出口压力低甚至没有压力。另外,当主机油泵的工作齿轮啮合间隙或者齿顶与泵体的径向间隙过大时,会造成出口压力低。齿轮啮合间隙应为0.292mm-0.708mm,齿顶与泵体径向间隙大于 0.80mm时超限。因此如发现主机油泵处压力不正常,应及时检查主机油泵是否装配正常,及主机油泵本身是否正常工作。
4.主机油泵调压阀故障
调压阀设在主机油泵的左侧,主要由调压阀体、压紧螺母和调压阀内外弹簧组成,调压弹簧下部设有回油通路,调压阀限制主机油泵的最高出口油压,当出口油压超过调压阀设定值(650KPa)时,一部分机油通过回油通路流回油底壳,当调压阀的弹簧折断或者阀体卡滞等造成阀体不能回落时,油压未超过设定值的情况下也会造成回油,最终引起主机油泵的出口油压偏低。
5.回油管截止阀关闭不严
16V240ZJB型柴油机设有辅助回油管,是为了在彻底更换机油时将低位管路(如热交换器前、粗滤器前后的管路)的机油引到油底壳前端的回油口,利用与管路的高度差使油回到油底壳。有时因截止阀本身质量问题或更换机油时,回油截止阀未关闭及关闭不到位也会是影响机油系统压力的原因之一。
6.柴油机内泄油量大
柴油机的曲轴与主轴瓦间隙超过大修限度或油路末端孔径已经超出磨损限度,造成柴油机系统出现较大泄漏量导致出现了较大的回油,造成机油系统压力难以建立。因此机车做中修或者大修时,柴油机内各部件应严格按规定选配,避免出现此种情况。
7.机油稀释
机油稀释会造成机油黏度降低,从而影响机油压力。多数机车的机油稀释与喷油器和喷油泵的回油管路泄露有关。另外,当喷油器雾化质量不良时,燃油不能充分燃烧并沿缸壁被油环刮进曲轴箱和油底壳,大量燃油混进机油内会造成机油稀释。新机油的运动黏度为12平方毫米/秒~16平方毫米/秒(I00℃时),运用中当运动黏度低于11.0平方毫米/秒应更换机油,否则会产生机油压力低甚至拉缸等严重后果。
8.柴油机油水温度较高
如果柴油机长期在高负荷状态下工作,或者油水温度长时间比较高,机油压力也会下降,而且温度越高压力下降越显著。因此,遇到这种情况,应及时检查柴油机的冷却系统是否出现故障。
9.静液压系统故障
机车静液压系统由温控阀、安全阀、静液压泵、马达、液压油箱油组成,风扇转速主要由温控阀影响,有时因温控阀内的感温元件作用不良,造成冷却风扇不转或转动太慢,空气流通量小,空气流速下降,换热效率降低,达不到冷却降温的要求,造成机车油、水温度无法控制在正常范围内,机油温度过高或过低也对机油压力有一定影响。
三、机油系统维护和保养
通过以上对机油系统常见故障的分析可以看出,日常维修和保养十分重要,如果维修和保养做好了,机车的故障率就可以大大降低。
1.经常检查油位,定期检验油质。机油的油位反映了油底壳内储油量及机油耗损的速度,油位过低会引起机油压力不足,油位过高又会使机油损耗率过大,因此,应经常检查油位是否在规定刻线内,并补充同牌号机油,不允许混用其他牌号机油,以免影响机油品质。
2.定期更换机油滤清器滤芯,清除滤清器外层杂质,保证滤清效果,油道畅通,滤清器前、后正常差为40-98KPa,当压力达到147KPa时,必须更换滤芯组,彻底清洗滤清器体盖。另外,还要清除优雅继电器触头的氧化皮和油污,以妨碍其正常动作,正常使用时,机油系统内回油道截止阀应严格关闭,否则会影响主循环油压和流量。
3.保证正常的机油温度。正常使用中机油温度有严格的要求,油底壳温度低于20℃时不得起动柴油机,油温低于40℃时,柴油机不得加负荷,油温高于50-60℃时,柴油机不得停机,机油出口温度不得超过88℃。如遇紧急情况停机时,应立即开动起动机油泵,保证润滑及散热。
四、结论
内燃机车在运行或调试当中比较容易发生机油系统故障,影响机车的安全、平稳运行。机油系统在工作中,要密切注意主機油泵等装置的工作状态,各油压表、温度表数据显示及管路是否漏泄等,如在正常运转时发生油压忽高忽低,应立即停机检查,以防事故扩大。另外增强对机油系统故障的原因分析,可以更加科学合理的做好机油系统的日常维护与保养工作,有效减少故障的发生率。
参考文献
[1] 李晓村.内燃机车故障综合分析与处理[M].北京:中国铁道出版社,2001
[2]刘达德.东风4B型内燃机车:结构·原理·检修[M]:北京:中国铁道出版社,2008
[3]王连森.内燃机车检修.中国铁道出版社.2013
[4] 赵天翔,曹新玉.柴油机润滑系统常见故障分析[J].科技创新导报.2012.08(26)
[5] 中国铁道部.铁路主要技术政策[S].
[关键词]东风4B型内燃机车 机油系统 故障原因 维护保养
中图分类号:S73 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)33-0000-01
机油在柴油机工作中除了在运动零件表面形成油膜,减少摩擦及磨损外,还有冷却散热、清洗、密封、防锈、缓和冲击和降低噪音等作用。在机车运用过程中,经常出现机油压力低的故障,主要分为两种情况,一种是机车在最低转速下,机油末端压力低于规定的要求,如:柴油机转速为430转、温度为60℃时机油末端压力低于120KPa,另一种是机车在最高转速时,增压器机油压力不能满足增压器的压力要求,如:柴油机转速为1000转、油温为60℃时,柴油机的增压器油压在250KPa以下。这两种情况,极易造成机车在运用时出现柴油机不能起机或者高手柄卸载,影响机车的正常运用。
一、机油系统的组成
机油循环回路主要包含了两个部分,即柴油机的机油系统和机车的机油系统。其中,柴油机的机油系统中主要包含了滤清器、机油泵、溢流阀、油压继电器定压阀、管路组成等,机车的机油系统中则主要包含了热交换器、逆止阀、粗滤器、温度表、起动机油泵、压力表、管路管件等。由上述机油系统组成可以发现,无论柴油机机油系统或者内燃机车机油系统,其中均包括了与油压测定相关的部分。从该点可以认为,油压对于机油系统作用的稳定发挥和机车的安全运行具有重要影响。
二、机油系统常见故障及原因分析
机油系统的任务就是要把一定压力、一定温度的清洁机油不断地压送到各运动零件的表面,但在工作中往往因各种原因产生故障。
1.管路出现泄漏
在机车运用过程中,如遇机油压力低,应首先检查是否有泄油、漏油问题。如机车有震动较大的位置,各管路由于长期受振动、接磨或者焊接存在缺陷,就容易发生开焊、断裂的问题,如果管路较粗,就会影响机油压力;如果是细小管路,虽然本身不会影响油压,但时间长也会使油底壳内的机油量不足,同样会造成机油压力低。
2.机油粗滤器脏
如果机车在外部环境较差的情况下使用,一些杂质会通过柴油机进气系统进入燃烧室,在油环的作用下被刮进油底壳,使机油杂质超标,影响机油品质,造成机油粗滤器过脏,阻力变大,影响柴油机的进口机油压力。在正常情况下,机油粗滤器前后压差为40KPa-100KPa,超出此范围应检查粗滤器滤芯是否过脏需要进行更换。
3.主机油泵故障
主机油泵安装在柴油机自由端的泵支撑箱上,由曲轴减震器前的泵传动主齿轮通过中间传动轴和具有内齿的连接齿套驱动。如果由于装配不当等原因导致主机油泵轴与传动轴的不同轴度超差,会使齿轮与齿套变成偏心面接触或者倾斜线接触,受力不均匀容易造成齿套剃齿,主机油泵无法正常运转,造成主机油泵出口压力低甚至没有压力。另外,当主机油泵的工作齿轮啮合间隙或者齿顶与泵体的径向间隙过大时,会造成出口压力低。齿轮啮合间隙应为0.292mm-0.708mm,齿顶与泵体径向间隙大于 0.80mm时超限。因此如发现主机油泵处压力不正常,应及时检查主机油泵是否装配正常,及主机油泵本身是否正常工作。
4.主机油泵调压阀故障
调压阀设在主机油泵的左侧,主要由调压阀体、压紧螺母和调压阀内外弹簧组成,调压弹簧下部设有回油通路,调压阀限制主机油泵的最高出口油压,当出口油压超过调压阀设定值(650KPa)时,一部分机油通过回油通路流回油底壳,当调压阀的弹簧折断或者阀体卡滞等造成阀体不能回落时,油压未超过设定值的情况下也会造成回油,最终引起主机油泵的出口油压偏低。
5.回油管截止阀关闭不严
16V240ZJB型柴油机设有辅助回油管,是为了在彻底更换机油时将低位管路(如热交换器前、粗滤器前后的管路)的机油引到油底壳前端的回油口,利用与管路的高度差使油回到油底壳。有时因截止阀本身质量问题或更换机油时,回油截止阀未关闭及关闭不到位也会是影响机油系统压力的原因之一。
6.柴油机内泄油量大
柴油机的曲轴与主轴瓦间隙超过大修限度或油路末端孔径已经超出磨损限度,造成柴油机系统出现较大泄漏量导致出现了较大的回油,造成机油系统压力难以建立。因此机车做中修或者大修时,柴油机内各部件应严格按规定选配,避免出现此种情况。
7.机油稀释
机油稀释会造成机油黏度降低,从而影响机油压力。多数机车的机油稀释与喷油器和喷油泵的回油管路泄露有关。另外,当喷油器雾化质量不良时,燃油不能充分燃烧并沿缸壁被油环刮进曲轴箱和油底壳,大量燃油混进机油内会造成机油稀释。新机油的运动黏度为12平方毫米/秒~16平方毫米/秒(I00℃时),运用中当运动黏度低于11.0平方毫米/秒应更换机油,否则会产生机油压力低甚至拉缸等严重后果。
8.柴油机油水温度较高
如果柴油机长期在高负荷状态下工作,或者油水温度长时间比较高,机油压力也会下降,而且温度越高压力下降越显著。因此,遇到这种情况,应及时检查柴油机的冷却系统是否出现故障。
9.静液压系统故障
机车静液压系统由温控阀、安全阀、静液压泵、马达、液压油箱油组成,风扇转速主要由温控阀影响,有时因温控阀内的感温元件作用不良,造成冷却风扇不转或转动太慢,空气流通量小,空气流速下降,换热效率降低,达不到冷却降温的要求,造成机车油、水温度无法控制在正常范围内,机油温度过高或过低也对机油压力有一定影响。
三、机油系统维护和保养
通过以上对机油系统常见故障的分析可以看出,日常维修和保养十分重要,如果维修和保养做好了,机车的故障率就可以大大降低。
1.经常检查油位,定期检验油质。机油的油位反映了油底壳内储油量及机油耗损的速度,油位过低会引起机油压力不足,油位过高又会使机油损耗率过大,因此,应经常检查油位是否在规定刻线内,并补充同牌号机油,不允许混用其他牌号机油,以免影响机油品质。
2.定期更换机油滤清器滤芯,清除滤清器外层杂质,保证滤清效果,油道畅通,滤清器前、后正常差为40-98KPa,当压力达到147KPa时,必须更换滤芯组,彻底清洗滤清器体盖。另外,还要清除优雅继电器触头的氧化皮和油污,以妨碍其正常动作,正常使用时,机油系统内回油道截止阀应严格关闭,否则会影响主循环油压和流量。
3.保证正常的机油温度。正常使用中机油温度有严格的要求,油底壳温度低于20℃时不得起动柴油机,油温低于40℃时,柴油机不得加负荷,油温高于50-60℃时,柴油机不得停机,机油出口温度不得超过88℃。如遇紧急情况停机时,应立即开动起动机油泵,保证润滑及散热。
四、结论
内燃机车在运行或调试当中比较容易发生机油系统故障,影响机车的安全、平稳运行。机油系统在工作中,要密切注意主機油泵等装置的工作状态,各油压表、温度表数据显示及管路是否漏泄等,如在正常运转时发生油压忽高忽低,应立即停机检查,以防事故扩大。另外增强对机油系统故障的原因分析,可以更加科学合理的做好机油系统的日常维护与保养工作,有效减少故障的发生率。
参考文献
[1] 李晓村.内燃机车故障综合分析与处理[M].北京:中国铁道出版社,2001
[2]刘达德.东风4B型内燃机车:结构·原理·检修[M]:北京:中国铁道出版社,2008
[3]王连森.内燃机车检修.中国铁道出版社.2013
[4] 赵天翔,曹新玉.柴油机润滑系统常见故障分析[J].科技创新导报.2012.08(26)
[5] 中国铁道部.铁路主要技术政策[S].