柴油机敲缸故障的原因分析及其处理

V1003 型内燃机车柴油机敲缸故障的原因分析及其处理方法 一 机车概况及故障的出现 云南磷肥厂两台自备机车均为原民主德国产 V1003 型内燃 机车 这是一种由柴油机 本型机车为 12KVD21A 3 型柴油机 提供动力 经液力变换器把动力传递给机车动轮而进行工作的 液力传动调车机车 自 1977 年和 1978 年进厂以来 就一直担 负着我厂大宗原 材 燃料及各类产品的铁路运输工作 机车 运用年代长 检修及维护保养的手段 条件都比较落后 因此 故障率越来越高 1997 年 2 月 我厂 15411 机车出现柴油机敲缸现象 维持 使用到 3 月份 柴油机的敲击声越来越大 故障日益明显 如 不及时进行排除 很可能扩大为设备大事故 甚至可能导致柴 油机整体报废 就必然影响到我厂铁路运输工作的顺利进行 影响工厂的经济效益 制约工厂的发展 因此 15411 机车柴 油机敲缸故障被确定为铁路队九七年技术攻关重点 二 原因分析 针对 15411 机车敲缸故障 经过多次检查 并反复启动柴 油机进行试验和比较 可以列出可能导致柴油机发生敲缸故障 的各方面因素 如下因果图 图 1 汽缸中有异物 进 排汽阀关闭不严进 排汽阀关闭不严 连杆轴套 轴瓦磨损连杆轴套 轴瓦磨损 柴油机连接件松动柴油机连接件松动 检修马虎 责任心差 机车使用时间长 零部件老化 消音器坏 技术素质低 喷油器损坏或结焦严重喷油器损坏或结焦严重 燃油含杂质 冷机启动频繁 柴油油量过大 进 排汽阀间隙不当进 排汽阀间隙不当 维护保养差 长时间超负荷运行 燃油喷射压力调整不当燃油喷射压力调整不当 喷油提前角调整不当喷油提前角调整不当 图 1 V1003 型机车柴油机敲缸故障因果图 柴柴柴 油油油 机机机 敲敲敲 缸缸缸 故故故 障障障 法 环 料 人机 V1003 型内燃机车柴油机敲缸故障的原因分析及其处理方法 上图列出了可能会导致机车柴油机发生敲缸故障的几乎全 部因素 但是要进一步对故障进行处理 就必须排除次要因素 确定主要因素 从图 1 中人 机 料 环 法五大因素分解可 以看出 共有 17 个因素可能导致柴油机敲缸故障 根据我厂 机车的使用年限长 机械零部件老化 磨损严重 检修和维护 保养条件差等实际情况 经过进一步分析 并对全部 17 个因 素进行排查 结论是 1 检修马虎 责任心差 技术素质 低 维护保养差 机车使用时间长 零部件老化 四个因素都 客观存在 但都是间接和次要因素 给予排除 2 冷机启动 频繁和长时间超负荷运行这两个因素是机车 操作规程 所不 允许的 根据机车的实际应用也可以排除 3 两台机车用的 同一批柴油 而 15409 机车未发现异常 因此关于燃油的两个 因素被排除 4 检查消音器正常 5 近期没打开过柴油机 因此汽缸中不可能有异物 作如上分析和检查之后 可以确定造成柴油机敲缸故障的 主要原因是以下七项 1 燃油喷射压力调整不当 2 进 排汽阀关闭不严 3 进 排汽阀间隙调节不当 V1003 型内燃机车柴油机敲缸故障的原因分析及其处理方法 4 喷油提前角调整不当 5 喷油器损坏或严重结焦 6 连杆轴套 轴瓦磨损 7 柴油机连接件松动 三 处理故障的对策 从以上原因分析的结果来看 可能导致机车柴油机发生敲 缸故障的七个主要因素中 1 燃油喷射压力调整不当 2 进排汽阀关闭不严 3 进排汽阀开启间隙调节不当 5 喷 油器损坏或严重结焦 7 柴油机连接件松动 这五个方面我 们自己的力量和条件就可以处理 而 4 喷油提前角调整不当 6 连杆轴套 轴瓦磨损 这两个方面由于我们没有必须的检 修设备和测量工具 所以是不能很全面的解决这两个方面的问 题的 基于以上原因 提出解决问题的途径和方案 一 解决问题的途径如图 2 所示 接下页 V1003 型内燃机车柴油机敲缸故障的原因分析及其处理方法 投资少 周期短 见效快 NO YES NO 投资多 周期长 图 2 处理敲缸故障路径图 B 自己组织力 量处理 D 送大修厂大 修处理 C 聘请专家协 助处理 O 目标 消除 敲缸故障 A 柴油机敲缸 故障 YES YES V1003 型内燃机车柴油机敲缸故障的原因分析及其处理方法 如上图所示 解决问题的路径有五条 第一条 A B O 第二条 A C O 第三条 A D O 第四条 A B C O 第五条 A B C D O 二 方案的确定 本着为工厂节约资金 并尽可能地缩短故障处理周期的原 则 拟定了三个方案 第一方案 即走第一条途径 A B O 此为投资省 周期短的首选方案 如此方案解决不了问题 则进入第二方案 第二方案 即走第四条途径 A B C O 如此方 案解决不了问题 则进入第三方案 第三方案 即走第一条途径 A B C D O 送 V1003 型机车定点大修厂 山东齐鲁石化机械厂 进行大修处 理 V1003 型内燃机车柴油机敲缸故障的原因分析及其处理方法 三 处理办法 方案确定以后 我们根据首选方案 于 3 月 10 日开始实施 对柴油机进行解体 边解体边检查边处理 重点针对自己有条 件 有能力的五个主要原因进行了处理 并对另外两个主要原 因进行了检查和简单处理如下 一 燃油喷射压力调整不当 喷油器损坏 严重结焦 1 把 15411 机车柴油机整组共 12 只喷油器拆卸检查 发现确实有部分喷油器严重结焦 一定程度上会影响燃油的 雾化和喷射角度 因此对全组 12 只喷油器进行了彻底的除 焦处理 并在柴油和煤油中清洗干净 2 随后 在喷油咀压力试验台上对喷油咀的喷射状态及 开启压力进行了检查 试验 如表 1 接下页 V1003 型内燃机车柴油机敲缸故障的原因分析及其处理方法 表 1 喷油咀试验及调整记录表 汽缸号标准A1A2A3A4A5A6 喷射状态正常正常不对 称 不对 称 油滴正常 调整后喷 射状态 对称 无油滴 斜喷正常正常正常正常正常正常 开启压力 kg c 153156149160150154 A 排 缸 调整压力 kg c 150 10 155156155154155154 汽缸号标准B1B2B3B4B5B6 喷射状态斜喷正常正常油滴正常正常 调整后喷 射状态 对称 无油滴 斜喷 正常正常正常正常正常正常 开启压力 kg c 147152158150155157 B 排 缸 调整压力 kg c 150 10 156155154155155155 通过试验发现问题并作如下处理 1 A3 缸喷油咀喷油不对称 开启压力低 无法调整 更 换喷油咀 2 A4 缸喷油咀喷油不对称 开启压力稍高 无法调整 更换喷油咀 V1003 型内燃机车柴油机敲缸故障的原因分析及其处理方法 3 A5 缸喷油咀有油滴形成 开启压力偏低 调整后恢复 正常 4 B1 缸喷油咀出现斜喷 且开启压力过低 无法调整 更换喷油咀 5 B4 缸喷油咀有油滴形成 开启压力稍低 调整后恢复 正常 6 其它各缸喷油咀喷射状态正常 调整开启压力使之在标 准规定的范围之内 二 进 排汽阀关闭不严密 拆卸柴油机汽缸头后卸下汽阀 检查发现全部 12 缸的 48 只汽阀 每缸进 排汽阀各 2 只 均在不同程度上存在结焦 烧蚀等问题 故判定确实存在汽阀关闭不严密的现象 因此作 如下处理 1 使用汽阀座专用铰刀对汽阀座进行修正 铰去汽阀座上 的结焦和烧蚀的痕迹 2 全组 48 只汽阀用磨汽门机磨削处理 V1003 型内燃机车柴油机敲缸故障的原因分析及其处理方法 3 用细磨膏进行汽阀与阀座之间的严密性配合研磨 并在 洗净后加柴油进行严密性试验直至合格 作如上处理后 进 排汽阀关闭不严密的问题得到了解决 三 汽缸头连接件松动 拆卸汽缸头时 用扭矩扳手检查缸头螺母和摇臂座螺母 发现有少数螺母紧固量达不到规定的扭矩 因此 在安装汽缸 头时 严格按规定的扭矩和顺序紧固各连接件 具体包括 1 按规定把汽缸头螺栓扳紧至 55 公斤 米 2 按规定的顺序分 10 25 40 45 5公斤 米四个步骤扳紧 汽缸头螺母 3 按规定扳紧汽缸头摇臂座紧固螺母至 7 5 公斤 米 4 按规定扳紧喷油咀架横担螺母至 7 公斤 米 5 按规定扳紧其它连接件 四 进 排汽阀间隙调节不当 拆卸汽缸头前 对汽阀间隙作了一次全面检查 发现有的汽阀 间隙过小 只有 0 25 毫米 有的汽阀间隙又过大 达 0 35 毫 V1003 型内燃机车柴油机敲缸故障的原因分析及其处理方法 米 均为冷车测量 V1003 型机车柴油机的使用和保养规程规定 汽阀间隙应 按保养计划进行检查调节 热车时的汽阀间隙应为 0 25 毫米 冷车时的汽阀间隙应为 0 30 毫米 根据我们自己的技术及设备 条件 汽阀间隙在冷车时调整较为准确 因此我们按柴油机的点火顺序 认真把每一汽阀的间隙调 整至 0 30 毫米 并在调整完毕后按规定又作了一次严格检查 确认全部 48 个汽阀的间隙均为 0 30 毫米 五 对于连杆轴套 轴瓦磨损的问题 由于条件限制 只作如下简单处理 1 目视检查各连杆及其轴套 轴瓦 未发现有异常现象 因此未作拆卸 2 按规定用扭矩扳手检查并扳紧连杆螺栓至 40 2公斤 米 四 处理效果 到 5 月 5 日 以上重点项目以及其它的附属检修项目全部 结束 进行试车 柴油机敲缸故障消失 达到了预期的目的 V1003 型内燃机车柴油机敲缸故障的原因分析及其处理方法 五 结论 从上述的处理结果来看 导致本次 15411 机车柴油机敲缸 故障的原因确实如我们所分析的一样 是由于上面所列的几个 主要原因的综合影响 造成了柴油机出现严重的敲缸故障 因此 为避免类似故障的再次发生 做好以下几点是非常 必要的 1 严格按机车的检修规程进行机车的大 中 小修 并严 把检修质量关 2 机车的日常维护保养工作应该加强 3 对机车各部件进行尺寸 压力等方面的调整时 一定要 按规程要求进行 不可随便 不可马虎 并必须进行复查 六 经济评价 本次 15411 机车敲缸故障经过我们自己的努力 除了更换 4 只喷油咀 基本上没有更换零 配件 因此本次故障处理的 费用支出