东风七型内燃机车柴油机常见故障分析及处理2.docx
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东风七型内燃机车柴油机常见故障分析及处理
东风七型内燃机车柴油机常见故障分析及处理
本论文首先对机车柴油机的作用以及当前的发展形势作了基本
的简介,再次对东风七型柴油机基本工作原理、主要部件及其构造进
行了阐述,同时对柴油机的各系统的作用及容易发生的故障部件、系
统作简要叙述,然后结和我段所配属机车柴油机的实际情况对机车柴
油机运行故障原因、判断方法、处理方法进行研究。
希望通过这些研
究,对本单位的机车柴油机的故障排除有一定帮助,能尽量减少机破
和运缓的发生。
柴油机作为内燃机车的动力设备,其运行状态的好坏
直接影响到机车的安全可靠运行,希望通过这些研究,减少机破和运
缓的发生,以适应铁路跨跃式发展的需要。
通过对东风七型机车柴油机运行故障分析及处理方法研究,可以至
少做到:
(1)预防故障的发生或防止事故的扩大。
(2)进行应急处理、减少机破事故。
(3)对其他机务段故障发生造成事故后,进行事后分析,以便确认
责任和吸取教训。
:
柴油机,故障分析,判断方法,处理方法
柴油机是我国铁路、交通运输、工矿等行业应用比较广泛的动力之
一。
机车柴油机是用于内燃机车的柴油机。
由于柴油机热效率高,在
世界范围内的铁路机车上已经得到了广泛的使用。
柴油机按结构形式的不同,分风冷和水冷,增压与非增压柴油机;
按柴油机转速和活塞平均速度的不同,又分低速柴油机、中速柴油机
和高速柴油机;按使用用途可分为船用、路用和固定发电用柴油机。
一般交通航运部门多数采用低速柴油机,交通运输、工矿企业用的大
多为高速柴油机,铁路运输牵引用内燃机车动力采用中速和高速增压
柴油机。
机车柴油机是用于内燃机车的柴油机。
是内燃机车的动力装置,又
称压燃式内燃机。
由于柴油机热效率高,在世界范围内的铁路机车上
已经得到了广泛的使用。
柴油机在动力设备上,发生的故障约占设备
故障的40%~60%左右。
因此,正确诊断故障原因和排除故障,是保
证动力设备正常运用的重要举措。
L1.2柴油机的发展状态
柴油机是内燃机车的动力装置,又称压燃式内燃机。
主要结构特点
包括汽缸数,气缸排列形式,汽缸直径,活塞冲程,增压与否等。
现
代机车用的柴油机都配装废气涡轮增压器,以利用柴油机废气推动涡
轮压气机,把提高了压力的空气经中冷却器冷却后送入柴油机进气管,
从而大幅度提高了柴油机功率和热效率。
柴油机有四冲程和二冲程两
种方式,同等转速的四冲程机的热效率一般高于二冲程,所以大部分
采用四冲程。
从转速看,分为高速机、中速机和低速机。
为满足各种
功率的需要,生产有相同的汽缸直径和活塞的各种缸数的产品。
我国从1958年开始研制干线机车柴油机,先后批量生产的机车柴油
机有10E207J,12vl80ZJ,16V240ZJ和16V280ZJ。
当前,铁路客、货列车牵引主要采用电力机车和电传动内燃机车,
液力传动内燃机车所占比重较低o铁路干线牵引列车的电传动内燃机
车主要有东风4、东风7、东风8、东风9、东风11、HXN3、HXN5内
燃机车。
由于铁路运输的特殊性,对机车用柴油机提出了特殊要求:
铁路牵引工况变化频繁,而且有50%以上的时间柴油机是在部分负荷
下工作,因此对柴油机的工作特性,要求在部分负荷时经济性要好,
在较大负荷变化范围内经济性变化平稳。
机车柴油机采用中、高速柴
油机。
工况用或调车用机车柴油机气缸数为6,8,10缸,干线机车
柴油机多为12,16缸,V形布置,都采用增压或增压中冷,燃烧室
多为直接喷射式。
同时内燃机车是我段的主力机车类型,维护好内燃
机车柴油机有着很重要和深远的意义。
本论文首先对东风7型柴油机的基本工作原理、机构作简单介其次
对柴油机主要部件和各系统的作用及容易发生的故障部件、系统作简
要叙述,然后结合我段所配属东风7型机车柴油机的实际情况对机车
柴油机运行故障症状、诊断方法、诊断故障的原因及提出排除故障的
措施和处理方法进行研究。
希望通过这些研究,对本单位的东风7型
机车柴油机的故障排除有一定帮助,能尽量减少机破和运缓的发生。
柴油机作为内燃机车的动力设备,其运行状态的好坏直接影响到机车
的安全可靠运行,希望通过这些研究,减少机破和运缓的发生,以适
应铁路跨跃式发展的需要。
第二章、东风7型内燃机车柴油机的构造与工作原理
2.1东风7型柴油机的概述
燃料通过燃油输送系统送入柴油机的气缸内,在一定的条件下燃烧,
将化学能转变为热能而作机械功的设备称作内燃发动机。
东风7型内
燃机车的动力采用12V240ZJ-6型柴油机,这是一台中速、四冲程、V
型、12缸、脉冲式废气涡轮增压柴油机,它装有QJY-5c型无级调速
装置。
2.2东风7型柴油机构造及其主要部件
2.2.1东风7型柴油机的构造
柴油机机体采用焊接结构,50度V型夹角空腔为空气道,以便充分
利用空间,增大空气稳压箱的容积。
主机由道装在机体内部左侧,活
塞冷却机油道装在机体内部的右侧。
柴油机通过四个弹性支承在机车
车架上。
柴油机的悬挂式曲轴采用合金钢体锻造,它有七个主轴颈、六个曲
柄销。
柴油机采用主副连杆结构。
柴油机采用湿式气缸套。
由汽缸套和水套组成,两者之间空腔为冷
却水腔。
柴油机采用的单体式喷油泵。
2.2.2东风7型柴油机的主要部件
柴油机主要部件:
固定件主要有气缸体(机体)、气缸套、气缸盖。
运动件主要有曲轴、活塞杆组(活塞、连杆、活塞环、活塞销、连杆
轴承)。
2.3东风7型柴油机的工作原理
柴油机的工作原理是进气、压缩、燃烧膨胀作功、排气四个冲程的
工作过程,即活塞、曲轴和气缸盖的进、排气阀的相对位置及气缸气
体压力和气缸容积的变化情况。
第一冲程一一进气,它的任务是使气缸内充满新鲜空气。
当曲轴旋
转肘,连杆使活塞由上止点向下止点移动,同时,利用与曲轴相联的
传动机构使进气阀打开,外面空气充入气缸。
第二冲程——压缩。
压缩时活塞从下止点间上止点运动,这个冲程
的功用有二,一是提高空气的温度,为燃料自行发火作准备:
二是为
气体膨胀作功创造条件。
第三冲程——燃烧膨胀。
在这个冲程开始时,大部分喷入燃烧室内
的燃料都燃烧了。
燃烧时放出大量的热量,因此气体的压力和温度
便急剧升高,活塞在高温高压气体作用下向下运动,并通过连秆使曲
轴转动,对外作功。
所以这一冲程又叫作功或工作冲程。
随着活塞
的下行,气缸的容积增大,气体的压力下降,工作冲程在活塞行至下
止点,排气阀打开时结束。
第四冲程——排气。
排气冲程的功用是把膨胀后的废气排出去,以
便充填新鲜空气,为下一个循环的进气作准备。
第三章、柴油机部件及系统容易产生的故障简介
3.1柴油机部件容易产生的故障简介
3.1.1 主要固定件
柴油机的固定件主要有气缸体(机体)、气缸套、气缸盖。
气缸体安装柴油机所有零部件的刚性骨架,采用铸焊组合结构。
气
缸体里有润滑系统、冷却水的油、水道,空气系统的空气腔,这些因
素,使气缸体构造复杂,仅有微小的变形或缺陷,柴油机就能发生故
障。
如气缸体刚度不够,变形,保证不了柴油机的凸轮轴孔、主轴孔
的同轴度,易发生漏油、漏水、漏气等故障,加工面质量还不到设计
要求,可能会引起密封不良等现象。
气缸套在柴油机工作中,由于燃油直接在汽缸内喷射燃烧,使气缸
受到高温、高压的作用,气缸直接承受周期性变化的气体压力和活塞
压力,以及气缸盖螺栓的预紧力,气缸内表面直接受到高温燃气。
如
果润滑、冷却不当,造成熔着磨损;未经滤清的空气和润滑油中的杂
质、磨损的金属屑末,都是外来的硬质磨料,造成气缸套工作表面的
磨料磨损;所以这些因素都会影响气缸套的正常使用,发生柴油机压
缩压力低,燃烧状况恶化,冒黑烟,曲轴箱背压高,机油消耗量大等
故障,影响柴油机性能和工作的可靠性。
气缸盖在柴油机运转时,气缸盖地面直接承受燃气的高温、高压作
用。
同时为了确保密封,气缸盖螺栓的预紧力大大超过最大气体压力
的机械应力。
由于受气体压力和温度的交变,使气缸盖产生机械应力
和热应力都具有交变性质,气缸盖地面气阀座孔和喷油座孔产生的裂
纹多半是热疲劳产生的,容易产生裂纹。
同时在必须保证和有关零件
的正常配合,防止漏气、漏水、漏油等故障,如与气缸套密封不良,
发生窜燃气,影响柴油机的性能,压缩压力低、燃烧不良,冒黑烟;
气阀与气缸盖阀座不严,同样造成以上故障。
气阀与导管磨损或卡滞、
润滑油进入气缸或排烟管,造成柴油机工作不正常,燃烧冒蓝烟,润
滑油消耗大;气缸盖冷却水腔的畅通是柴油机正常运转的重要保障,
如冷却不当,易造成冷却水汽化,部件过热,出现卡阀、热裂、拉缸
等故障。
3.1.2运动件
柴油机运动件主要有曲轴组、活塞杆组、连杆组。
曲轴是活塞往复运动通过连杆转变为曲轴的运动。
柴油机运动运转
中,曲轴承受着交变的弯曲和扭转负荷,轴颈承受着严重的摩擦,因
此要求曲轴应有较高的抗疲劳性、强度和冲击韧性;轴颈表面有较高
的耐磨性和表面粗糙度。
柴油机曲轴烧损,除缺油、拉伤或因同轴度不良的因素外,主轴承
的腐蚀、剥离,主轴承与主轴承座接触不良等原因也有着重要的关系。
活塞在气缸里做上下往复运动,摩擦面间缺油或存在杂质容易发生
熔着磨损或拉伤摩擦表面,造成拉缸,严重的抱缸。
同样,活塞冷却
条件差,活塞热胀,造成配合间隙不良,也易发生拉缸、抱缸事故。
连杆是把活塞往复运动变为曲轴的回转运动。
需要控制连杆两端孔
的轴线平行度与扭曲度,两端孔轴线不平行与扭曲,加速柴油机气缸
套与活塞的不正常磨损。
要严格控制连杆大端孔的圆度和粗糙度,控
制连杆瓦与孔座的接触面积,要求应与主轴承相同,不然容易发生烧
瓦故障。
连杆螺钉是用来紧固连杆体与轴承盖的,是柴油机承受负载主要的
零件之一,连杆螺钉受交变拉伸引起疲劳损坏,能造成柴油机的严重
破损。
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