机车柴油机气门下陷量与柴油机排温高故障.pdf

第 1 3卷第 3期 2 00 7年 7月 铁道 运 营技 术 R a i l wa y Ope r a t i o n Te c h no l o g y Vo l 1 3 N o 3 J u l y 2 0 0 7 机车柴油机气门下陷量与柴油机排温高故障 陈树福 王 刚 徐 秀 良 王笑芳 1 北京交通大学机 电学 院 硕士研究生 高级工程师 北京 1 0 0 0 4 4 2 北京铁路局 丰台机务段天津北运用 车间 高级工程师 天津3 0 0 2 4 1 3 北京铁路局丰 台机务段天津北运用车间 工程师 天津3 0 o 2 4 1 摘要 分析 了 D F 型内燃机车柴油机排温高故障的主要原 因 当气 门下 陷量达到一定量时 其对压缩压力 的影响远大 于气 缸垫厚度对压缩压力 的影响 当气 门下 陷量超过 3 5 9mm时 压缩 压力就会低 于 东风 型内燃机 车段修规程 规定 的最低值 2 6 5 MP a 从而 影响柴油 的燃 烧状 态 造成柴油机 排 温高故 障 关键词 内燃机 车 柴油机 排温高 压缩压力 气 门下 陷量 气缸垫厚度 中图分类号 U 2 6 9 5 2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 6 8 6 8 6 2 0 0 7 0 3 0 0 1 2 0 2 2 0 0 3年 原天津北机务段 中修的多台 D F 4 B 型机 车发生柴油机排温高故障 特别是 D F 4 型 9 2 2 7号机 车 柴油机总管排 温达到 6 3 0 各支管排温均在 5 5 0 左右 为查找故障原 因 对柴油机进行全面检 查 发现气 门间隙 配气相位及供油提前角均在正 常范围内 只有压缩压力偏低 各缸均在 2 5 MP a左 右 小于 东风 型内燃机车段修规程 以下简称 段 规 规定的最低值 2 6 5 MP a r 1 因该车活塞 缸套均 用新 品 对排温最高 的 4个缸的缸盖检查 发现气 门密封状态 良好 但是 气缸垫厚度 比实测数值厚 0 2 mm 气门下陷量均在 4 0 m m左右 1 排温高的原 因 1 1 燃烧要素 影响柴油机排气温度 的原 因是多 方面的 但 主要可以归纳为 3个方面 即燃油 空 气 压缩空气温度 在燃油方面 如果排除燃油本身 质量 的问题 引起排温高的主要 因素应是燃油雾化 不 良 将 9 2 2 7机 车的 1 6个喷油器全部拆下 在试 验台上进行试验 但发现各 喷嘴均雾化 良好 在空 气方 面 对中修后排温高的机车 特别是 9 2 2 7机车 的空气增压系统 空气滤清器进行了认真检查 未 发现任何问题 所以造成排温高故障的原 因只能是 气缸燃烧室的压缩空气温度不足 1 2 燃烧室结构 内燃机车燃烧室是 由气缸套 气 1 2 缸盖底面 活塞顶面围成的一个密闭空间 当活塞在 气缸内向上运动时 气缸 内的空气受到压缩 当活塞 到达上止点前 压缩空气温度达到燃油的燃烧温度 燃油以雾化状态喷人燃烧室 燃油爆燃做功 所以影 响空气压缩温度 的最主要 的因素就 是空气 的压缩 比 原天津北机务段 中修 D F 4 型机车组装 的柴油机 气缸盖 活塞均为新 品 且在组装过程 中 严格落实 工艺 压铅值均在规定范围以内 在理想状态下 气 环切 口的漏气量不超过气缸排量的 5 可 以忽略 不计 这样 能对燃烧室压缩压力产生影响的因素只 有 2 个 即气缸垫厚度和气门下陷量 2 气 缸垫厚 度对压缩压 力的影响 为 了便于计算分析 把燃烧室 的容积 分为 2 部分 即 为以缸套 内径为直径的圆为底 面 以压缩室间隙为高的圆柱部分容积 V 以为燃烧 室容积减去 部分后余下的容积 即 V z V 一 V 2 1 计算燃烧 室容积D F 船型内燃机车柴油机压 缩 比为 s 1 2 5 由压缩 比计算公式可知 s 1 2 5 1 式中 为气缸工作容积 即排量 d m 为气缸总容积 d m 维普资讯 机车柴油机气门下陷量与柴油机排温高故障 为燃烧 室容积 d m D F 4 B型 机 车 柴 油 机 总排 量 为 1 9 9 0 5 d m 则 Vh 1 9 9 0 5 1 6 1 2 4 4 d m 由式 1 得 V c V h r 1 0 8 1 7 3 9 1 m m3 2 2 计算 根 据 段规 规定 压缩 室 间隙为 3 8 4 0 m m 取 中间值 即 6 3 9 ra m V 2 一 V l 一 仃R 6 9 0 5 3 0 6 8 mm 式 中 为 D F 4 R 型 柴 油 机燃 烧 室半 径 mm R 1 2 0mm 2 3 不同气缸垫厚度对压缩压力的影响根据 段 规 规定 D F 4 型机 车柴油 机 压缩 压 力 为 2 6 5 2 8 4 MP a 取 中间值 P 2 7 4 5 MP a 设进气压力为常数 P 进气温度为常数 压缩 后气缸内温度为常数 当气缸垫变化 增大或减 小 时 燃烧室容 积为 压缩压力 为 P 则 V 2 7 r R 6 根据热力方程式口 P V T 常数 则 2 一 由式 2 得 P l P Pl P 1 9 1 0 81 7 3 9 1 9 05 3 0 6 8 4 5 2 3 9 0 6 取 6值 分别为 3 6 3 7 3 8 3 9 4 0 4 1 4 2 计 算不同压缩室间隙时压缩压力的数值 如表 1 表 1 压 缩室间隙与压缩压 力对应表 由表 1 可以看出 压缩室间隙在 3 6 4 2mm变 化时 对压缩压力的影响不是很大 因压缩室间隙 的变化 直接 由气缸垫厚度决定 其二者的变化量 是一致的 所以 压缩室间隙对压缩 压力 的影响即 为气缸垫厚度对压缩压力的影响 3 气 门下 陷量对压缩压 力的影响 根据 D F 循型 段规 规定 气门底 面对气缸 盖 底面的下陷量 h原形尺寸为 1 5 2 0 m m 中修限度 为不大于 4 5 m m 当气缸垫选择适 当 气 门下陷量 为原形尺寸中间值 1 7 5 m m时 燃烧室压缩压力值 P 为 2 7 4 5 MP a 3 1 计算燃烧 室容积的变化量 当气 门下陷量 h 变化时 会造成燃烧室容积改变 变化量用 表示 V b 4 7 r Rl 一 1 7 5 2 1 1 2 4 1 h 1 7 5 m m 式 中 R 为 D F 循型柴油机气 门阀盘半径 mm R 41 mm 3 2计算压缩压力的变化 量 当气门下陷量变化 时 对应 压缩 压力 为 P 2 根据热力方程式 P V T 常数 则等 1 1 19 一 一 一 P V h P 1 0 81 7 3 9 1 而盯 丽 取气 门下 陷量 h值 分别 为 1 5 2 0 3 0 3 5 9 4 0 4 5 计算出不同气门下陷量时压缩压力的数值 如表 2 表 2气 门下陷量与压缩压力对应表 表 2和表 1 相 比较 可 知 气 门下 陷量对 压缩 压 力 的影响远大于气缸垫厚度对压缩压力 的影响 说 明气门下陷量是柴油机排温高的主要原因 特别是 当气 门下 陷量超过 3 5 9 mm 压缩 压力低于 段规 规定的最低值 2 6 5 M P a时 检修更换气 门 并把气 门下 陷量控制在 2 0 mm以 内 就可 以提 高压缩 压 力 改善燃烧状态 下转第 1 5页 3 维普资讯 铁路专用线运营管理模式的探讨 另外 一些专用线长达 1 0多 k m 甚至几 十 k m 专用线沿线 的安全单靠企业 自身来维 护 是不 可能也是不现实的 因此 必须有铁路部 门的支持配 合 才能适应新形势下专用线安全运输的需要 2 代维修模式 代维修管理模式 企业一般将专用线的行车主 要设备委托铁路维护修理 而车辆取送 调度指挥等 运输作业仍由企业 自主完成 或按货物交接方式办 理铁路运输作业 这一模式在设备检修上实现 了专 业化管理 保证了设备检修的技术标准和设备质量 但由于铁路是一个设备联网 生产联动的大网络系 统 是各生产环节共同参与和互补才能完成 的运输 生产过程 铁路运输安全不同于其他大多数生产企 业 它是一个需要多方密切合作的复杂系统工程 如 企业配备动力 自行取送车辆 那么存在设备修理与 运输管理分属不同企业 的问题 而专业之间交叉较 多 运输安全责任难 以明确 加大了保证铁路运输安 全的难度 另外 企业与铁路按货物交接 对于线路 较长 作业量较大的专用线来说 车辆取送 费又将是 一 笔不小支出 企业生产成本也会大大增加 因此 这种管理模式一般适用于规模较小 货物 到发量不大 取送作业时间较短 不具备动力设备的 专用线 在这一管理模 式中 企业通过铁路运输的货 物由铁路部 门负责取送 而行车设备 的检修则由企 业 自行委托铁路相关单位负责 这样可使企业全身 心地投入到主业生产中 保证企业生产效率 3委托 管理模式 委托管理是指企业将其部分或全部管理权 由具 有较强专业管理能力 并能够承担相应经营风险的 法人或 自然人去实施有偿管理 以明晰企业所有者 管理者责权利益关系的一种管理方式 委托方与受 托方之间的关系是一种严格意义上的合作关 系 在委托管理 中 委托方不必配置大量的非主业 生产人员及辅助人员 减轻了委托方的人员压力 降 低生产管理成本 而受托 的企业具有较强的生产管 理能力和专业队伍 具有丰富的生产和技术管理经 验 解决实际问题的能力较强 委托管理使双方都能 有效发挥各 自作用 有利于设施的正常运转和维护 有利于安全生产 有利于委托方的企业经济效益的 最大化 更有利于整体提升企业双方经济效益 企业专用线委托管理后 运输业务全部委托铁 路部门进行管理 铁路部 门从各单位抽调专业技术 人员和职工 组建专业 队伍 按现行技术标准和作业 要求 对专用线行车设备进行全面检修 统一指挥运 输作业 编组运送企业货物 确保铁路运输环节畅通 无阻和运输生产安全 而企业可全身心投入主业生 产 既降低 了运输成本 又提高 了经济效益 1 9 8 4 年 贵州省华 电清远发电有限责任公司就 选择 了委托管理方式 近2 0 年的运营情况证明 这种 管理方式 良好 实现路企双赢 广西贵港发电有限公 司也看到了委托管理的优势 在专用线建设 阶段便 提议 并积极与铁路部门商谈 专用线开通即与铁路 签订协议 按这一模式运 营管理 效果 良好 4 结论 分析表 明 目前企业专用线委托所在铁路局管 理的模式是最优的 值得推广 委托管理既避免了自 行管理或代维修模式容易出现管理粗放 事故隐患 多等问题 又提升 了专用线设备检修能力和技术水 平 实现 了管理 的专业化 系统化 保证 了铁路的运 输安全 同时能最大限度降低企业运输成本 提高企 业货物运输效率和铁路运输设备利用率 发挥企业 与铁路各 自的优势 实现企业与铁路的双赢 上接第 1 3页