1、第19卷第1期 2013年1月 铁道运营技术 Railway Operation Technology vO119 NO1 Jan 2013 内燃机车柴油机压缩压力不足的原因及预防 兰红卫 (南宁铁路局柳州机车车辆厂，工程师，广西柳州 545007) 摘要：对内燃机车柴油机压缩压力不足的原因进行了分析，介绍了压缩压力不足时的检查处理方法，提出 了严格制定和执行工艺标准、加强运用保养等预防措施，以避免柴油机压缩压力不足造成柴油机油 耗增大、水温高等问题对机车造成的伤害。 关键词：内燃机车；柴油机；压力不足；气缸套；气缸盖；活塞 中图分类号：U26211 文献标识码：A 文章编号：10068686
2、(2013)004002 柴油机在测量压缩压力时，若出现压力不足，会 导致机车油耗增大，严重时还会造成机车冒黑烟、水 温高等故障。机车冒黑烟、水温高不但会影响机车 的正常使用，而且直接影响机车的使用寿命。为避 免柴油机压缩压力不足对机车造成的伤害，需要研 究影响柴油机压缩压力不足的因素并采取必要的预 防措施。 1 原因分析 柴油机燃烧室主要是由气缸套、活塞顶部、气缸 盖所形成。由于组成燃烧室的某些部件的配合尺寸 或配合气密性与技术要求不符，致使气缸密封性能 下降和空气压缩比过小而造成压缩压力不足。 11 气缸套与气缸盖间的调整垫片密封不良 由 于配件检修或安装不良，如：气缸盖与气缸套接合的 平
3、面度不合工艺要求、气缸盖螺栓预紧力不足，造成 气缸盖螺栓在柴油机工作过程中松动；气缸盖螺母 拧紧力矩过大可造成螺栓失效；螺母拧紧方法不合 工艺要求可造成气缸盖与调整垫片的接触面受力不 均；或因机车无冷却水等原因引起柴油机干烧，气缸 盖等部件发生塑性变形。柴油机工作过程中，以上 原因可引起压缩气体从调整垫片处泄漏，导致柴油 机压缩压力下降。 12气缸盖故障气缸盖故障主要指气门弹簧失 效；进、排气门与横臂冷态间隙过大；气门与气门座 40 接触之处夹有积炭等杂质；气门与气门座接触面磨 损、崩块；气门杆积炭过多或弯曲导致气门运动不灵 活；气门座圈松动或安装气门座圈时，其外圆周与气 缸盖接触面有空隙及气
4、缸盖火力面裂损等。在柴油 机工作过程中，以上故障可引起压缩气体从气缸盖 气门、气门座圈、火力面裂损点等部位泄漏，导致柴 油机压缩压力下降。在实际工作中，因气门原因引 起空气密封性不良占有很大的比例。 13 活塞装配故障 活塞装配故障主要指活塞环 槽磨损严重，导致活塞环槽与活塞环的配合间隙过 大及活塞环折断、活塞火力面裂损。在柴油机工作 过程中，以上故障可引起压缩气体从活塞环槽或活 塞环折断处或活塞火力面裂损点等部位泄漏，导致 柴油机压缩压力下降。在活塞装配故障中，因活塞 环故障引起空气密封性不良占有很大的比例。 14气缸套故障 气缸套故障主要指气缸套工作 面磨损超限、气缸套与活塞配合间隙超限、
5、气缸套裂 损等。在柴油机工作过程中，以上故障可引起压缩 气体从气缸套内壁处泄漏，导致柴油机压缩压力下 降。在气缸套故障中，工作面磨损过限引起空气密 封性不良占有很大的比例。 15气缸的进气置不足气缸的进气量不足主要 因为空气进入气缸阻力大。引起空气流动阻力大的 因素：一是进排气气门间隙过大，导致气门开度减 小；二是进气管道堵塞，如进气管内有异物或空气滤 内燃机车柴油机压缩压力不足的原因及预防 清器失效等。以上原因可减少柴油机在进气冲程中 物或空气滤清器是否失效。 的进气量，导致柴油机压缩压力下降。 16空气的压缩比过小压缩比是影响柴油机性 能指标最重要的结构参数，对整机热力过程的影响 至关重要
6、。在机械负荷允许的情况下，选择较高的 压缩比来保证较好的换气质量，实现较高的燃烧品 质，从而改善燃烧过程，提高柴油机的动力性和经济 性等综合性能。如果连杆弯曲度超限或大小头中心 距超限等，会造成活塞与气缸盖间的余隙高度变大， 空气压缩比减小，导致柴油机压缩压力下降。 2检查和处理方法 大修后的柴油机进试验站进行台架试验，柴油 机启机后，当油水温度达到6575时，使用柴油 机压缩压力表测量各缸的压缩压力值。当压缩压力 不足时，应进行初步检查，如初步检查仍查不出压缩 压力不足的原因需做进一步检查。 21 初步检查的项目 211 检查活塞与气缸盖间的余隙高度(压铅值) 当检查压铅值不符合工艺要求时，
7、须查找引起的原 因，如系连杆弯曲、气缸盖调整垫片的厚度过小或过 大等，可通过更换连杆或增减气缸盖调整垫片厚度 的方法来解决。 212检查气缸盖调整垫片的密封性能该项检查 可采用听取柴油机工作声音的经验判断法，当柴油 机在加载工况时，可听到调整垫片周围发出“哧、 哧”的声音，同时手放于其周围可以感觉到有气 体冲到手上，此时可以判断调整垫片密封不良，须吊 下气缸盖检查处理。 213检查是否有大部件破损 打开曲轴箱检查孔 盖，目视连杆、缸套等有无异常。 214检查气门与横臂冷态间隙用塞尺检查气门 间隙，不合格须恢复，打开凸轮轴检查孔盖，目视进 排气下体的外观状态有无异常。 215检查活塞与气缸套的密
8、封性能从喷油器安 装口加入适量的机油，重新测量压缩压力，如压缩压 力不合格，说明活塞与气缸套密封不良，则吊气缸盖 检查活塞和气缸套。 216检查进气管道的状态检查进气管内有无异 22进一步检查的项目 通过以上方法仍查不出压 缩压力不足的原因，只能吊下气缸盖做进一步检查。 221 检查气缸盖气门与气门座的状态 主要检查 气门座有无松动或脱落，气门杆是否弯曲，气门是否 崩块以及气门与气门座的密封情况。 222检查气缸盖火力面的状态 重点检查气缸盖 火力面是否裂损，必要时做气缸盖密封性试验。 223 检查活塞的状态 重点检查活塞火力面以及 活塞环是否裂损，活塞环与活塞环槽间隙是否超限等。 224检查
9、气缸套的状态 重点检查气缸套内径是 否超限，气缸套工作面有无裂损。 3 预防措施 柴油机压缩压力不足的研究不仅仅是探讨如何 处理故障，更重要的是探索在故障发生前如何把其 消灭在萌芽的状态，即柴油机压缩压力不足的研究 必须以预防为主，故障处理为辅。 31 严格制定工艺标准 311 机车大修技术标准不得低于铁标铁标 即铁道部颁布的技术标准，如对16V240ZJD柴油机 气缸盖水腔须进行压力为05 MPa的水压试验，保 压5 min不许泄漏；气门与气门座研配后，灌注煤油 作密封性试验，保持5 min不得泄漏等。 312部分大修技术标准甚至要高于铁标 由于 国产240型柴油机基本上淘汰有避阀穴的活塞，
10、全 面使用无避阀穴的活塞，故在压缩比保持不变时其 与气缸盖间的余隙高度已增大。为此，东风4D型内 燃机车大修规程(TGJW1612008)等已做相应修 改，但东风4c型内燃机车大修规程(TGJw1402008) 等未做相应修改。东风4C、东风5、东风7C型内燃 机车大修规程中活塞与气缸盖间的余隙高度要求与 柳州机车车辆运用经验值的比较见表1。 表1 柴油机余隙高度比较表 (下转第44页) 41 第l9卷第1期 2013年1月 铁道运营技术 Railway Operation Technology Vo119 NO1 Jan 2013 客流的时间价值为rot =800+(4x58)=5O(元 h
11、)；中端客流的时间价值为rot。=500+(4x5x8)= 3125(元，h)。由于A类B类列车上座率差别不大， 且都接近100，故上座率均取概数100。 将所查数据带入公式(4)中，计算出运行图中的 平均出行成本为 C= (Pl+P )+NB(P2+P ) NA+N B 66(445+5041+14(315+31257 801 023 62556 ：一 1 023 =061(元人km) 根据公式(5)，计算得出旅客所能接受的运输成 本为 C = +( + ) ：叫 一 一 8 00085+450 l66600 (66600+14600) +5 0OO85+7312514600 +_丁 ：08
12、2(元人-km) 由计算结果可知061082，即京沪高速铁路列 车运行图中的，旅客平均出行成本指标值合理。 4 结束语 如今，旅客对客运专线的需求越来越高。列车 运行图的质量，直观反映客运专线运输组织的好 坏。由于客运专线与既有线存在差异，需要对客运 专线列车运行图的评价在传统运行图评价的基础上 做进一步的研究与改进。运行图的评价不仅仅停留 在运输服务提供方，更多的指标应该从旅客的角度 出发。随着国民经济的发展，铁路运输管理应该朝 着人性化服务的方向发展。本论文中的高速列车运 行图的旅客出行成本评价使得高速铁路运行图的评 价体系更加完善。 参考文献： 1彭其渊客运专线运输组织M科学出版社，20
13、07 (2周伟旅客时间价值J交通运输工程学报2003(9)：3 3左大杰，王慈光，倪少权旅客留剩率与列车上座率的关 系研究J铁路运输与经济，2010，32(7)：2528 4张力旅客出行广义费用及客运产品分担率研究J北京 交通大学学报，2011，35(3)：6871 5国家统计局中国统计年鉴2009Z北京：中国统计出版 社。2010 (上接第41页) 32严肃执行工艺 日常检修须严格执行工艺标 准，定期、定员检查配件的检修、组装、试验工序，确 保工艺标准执行到位。 工艺执行中有易走偏之处，因此对气门与气门 座研配后须灌注煤油作密封性试验，活塞环安装须 检查活塞环槽与活塞环的配合间隙，气缸盖安装
14、前 须确保燃烧室内无异物，气缸盖螺栓(人工紧固)须 分次交替紧固，气缸盖安装后检查活塞与气缸盖间 的余隙高度，测量柴油机压缩压力时油水温度应在 6575等工艺，在日常工作中应重点核查。 33严格执行机车的运用保养要求 在日常工作 中，应爱护机车及按时对机车进行维护保养，在一个 44 中修期内，其各方面性能将会得到很好发挥。因此， 建议机车司机在动车前检查机油、冷却水是否充足， 如机车油、水不足时应在补充后动车；机车运用中柴 油转速应慢升、慢降等。机车小修时，使用单位应化 验机油，检查喷油器、进排气门冷态间隙、空气滤清 器等。 4 结束语 柴油机压缩压力不足的防治是一个系统工程， 要想彻底消除柴油机压缩压力不足的隐患，对大修 厂来说，必须严格制定工艺标准、严把质量关，同时 也需要用户严格执行机车的运用保养要求，这样才 能减少或消除故障的发生。
