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新型式机车内部构架器具的问题简析
更新日期:2013年11月19日  浏览次数:次   字体【
  典型故障(机破事例)事例11998年7月21日,某DF4B机车牵引2203次列车,途中机车乘务员突然听到动力室“咔”的一声,同时柴油机转速由950r/min左右降到了600r/min左右。乘务员回手柄后,检查发现前烟囱有大量机油喷出,而此时柴油机已自动停机。乘务员请求救援(乘务员途中巡视时,发现排气总管有发红现象)。经检查,发现前涡轮增压器有严重喷油痕迹及作者简介:陈跃年,1985年毕业于西南交通大学内燃机车专业,现从事教学工作,讲师。
  转子卡住现象。对涡轮增压器进行分解检查,涡轮叶片断裂1片(断裂处有旧的裂纹),打坏3片,涡轮端径向轴承断裂。分析认为,排气总管有发红现象说明废气温度偏高,而断裂叶片本身已有缺陷,因此发生断裂。由于涡轮叶片断裂1片、打坏3片,造成转子组的动平衡被破坏,从而使径向轴承因承受冲击载荷而断裂。同时,径向轴承断裂造成两个后果:一是转子卡死;二是大量机油从轴承断裂处喷出,造成机油压力下降,停车油压继电器动作,柴油机自动停机。
  事例21999年10月31日,某DF4B机车牵引Y204次列车。运行中,柴油机转速突然从920r/min左右降到650r/min左右,乘务员把主手柄置“升”位,柴油机转速没有相应上升;乘务员回手柄后,再将主手柄置“升”位,柴油机转速升至750r/min左右就不再上升,并且烟囱冒出大量黑烟。乘务员回手柄后,各仪表显示正常、各部件无异常,检查燃油系统也正常。乘务员再次将主手柄置“升”位,现象如前。
  经检查,确认涡轮增压器转子卡死。对增压器进行分解检查,发现其轴承缺油烧损,而且已经抱轴。进一步检查,发现有一片状铁物堵在涡轮增压器进油管出口处,解剖进油管,发现其内壁产生剥离,剥离产生片状铁物堵塞于进油管,使涡轮增压器轴承因缺油而烧损抱轴,转子卡死。
  一般故障喘振机理喘振的本质是气体的振动。简单而言,当压气机的吸气量大于出气量时,压气机进气口处的空气有部分压不进去,聚集在压气机叶片之间,发生涡旋,造成喘振。喘振使增压器转子轴产生高频轴向颤动,并使柴油机的工作状态趋于不稳定,增压器与柴油机的寿命受到严重影响。
  产生原因增压系统不良因素。空气滤清器太脏、中冷器因某种原因冷却能力下降等,使气缸内的空气量不能满足燃烧的需要,造成排气温度上升,促使增压器转子转速上升,压气机吸气量增加,而增加的这部分空气难以全部进入气缸,产生喘振。
  增压器喷嘴环积炭或截面积过小、转子卡滞等。前者使废气流经喷嘴环时流速增大,涡轮转速上升,压气机吸气量加大,使“多余”的部分空气堵在压气机进气口处而产生喘振。后者先是使压气机的吸气量下降,造成气缸内燃烧恶化,排气温度升高,进而使增压器转子转速升高,压气机吸气量增大,最后因空气“过剩”而发生喘振。
  另外,一般要求增压器的喘振裕度在12%以上,如45GP802-1A型增压器与16V240ZJB柴油机配套工作时的最小喘振裕度(当柴油机转速在900r/min左右按牵引特性的功率值工作时,增压器的喘振裕度为最小)较难达到这个数值。因此,16V240ZJB柴油机在900r/min下工作时,涡轮增压器就比较容易发生喘振。
  柴油机的不良因素。主要有气门打不开或关不严、燃油雾化质量差、柴油机过载或负荷波动大、因保护装置起作用等原因使柴油机突卸负荷。当进气门不能打开或开度很小时,气缸无法充入新鲜空气或充气量很少,使增压器供气“过剩”。由于气门早开迟关,故废气总管的废气会倒流入气缸内,造成气缸内的燃烧恶化,从而使排气温度上升。
  至于气门关不严、燃油雾化质量差、柴油机过载等因素都将使燃烧恶化,排气温度上升。当柴油机功率向下波动特别是突卸负荷时,气缸内所需的空气量也急剧下降。此过程中,增压器转子转速无法迅速下降,这样,增压器供气“过剩”,发生喘振。
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