内燃机车常见故障处理
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四、增压系统

49.增压器增压压力高

增压压力高主要是增压器超速或柴油机故障引起的。

【故障原因】

(1)柴油机过载,引起增压器超速。

(2)柴油机排烟温度高,引起增压器超速。

(3)柴油机喷油提前角滞后,排气阀漏泄,造成涡轮进口前的燃气能量增大,引起增压器超速。

(4)增压器涡轮喷嘴环叶片变形,积炭,使喷嘴环出口通道截面积减小,导致喷嘴环出口燃气速度高,引起增压器超速。

(5)由于海拔高,气压低,造成涡轮排气阻力小,引起增压器超速。

【处理方法】

(1)提高操纵技术,防止柴油机过载。

(2)调整增压压力,按定值整修进气通路。

(3)调整供油提前角(B型机21°、C型机18°)防止柴油机后燃。

(4)整修增压器,防止燃油雾化不良。

50.增压器增压压力低

柴油机在大负荷工况下,B型机增压压力不得小于0.13MPa,C型机增压压力不得小于0.18MPa,若增压压力下降10%以上,应立即进行检查。否则,将会造成气缸内空气充量不足,燃油消耗大,排气温度高,柴油机功率下降。

【故障原因】

(1)空气滤清器太脏,引起进气阻力增加。

(2)压气机空气道与中冷器空气道太脏,引起空气流阻增加。

(3)增压器喷嘴环通道截面积过大,涡轮转速降低,造成增压压力下降。

(4)喷嘴环叶片超温变形,使气流通道截面积增大,造成涡轮转速降低。

(5)喷嘴环镶套变形,导致涡轮径向间隙超限,燃气漏泄严重,使涡轮效率降低。

(6)涡轮出口通道积炭太厚或有异物堵塞,造成涡轮排气阻力增大而使转速降低。

(7)增压器油封漏油或轴承损坏,增加转子阻力而使转速下降。

(8)压气机工作轮背面气封间隙过大或气封损坏,造成压气机漏气严重。

(9)压气机出口与中冷器进口管道连接处的胶管裂纹或管卡松缓漏气。

(10)柴油机活塞环、气门漏气,不但影响压缩压力,而且也使增压压力降低。

【处理方法】

(1)进气阻力增大,一般是由于空气滤清器太脏,应按规定进行清洗或更换。若在运行中发生时可将空气滤清器滤片卸下几片,以增加空气供给量。若中冷器过脏应回段清除。

(2)进气通路漏气,多发生在压气机出口与中冷器进口连接的胶管(帆布)或管卡处,日常应检查胶管(帆布)有无破损及管卡的紧固状态。

(3)增压器喷嘴环通道截面积过大,应检查测量喷嘴环出口截面积,与出厂时打在喷嘴环镶圈上的数值是否相符。可适当减小喷嘴环出口面积,提高涡轮转速。

(4)喷嘴环叶片超温变形,应卸下喷嘴环组装,校正喷嘴环出口截面积,对变形严重或烧损的叶片,应更换新片。

(5)喷嘴环镶套变形,应更换镶套。

(6)增压器的气封、油封,应检查整修清除积污,轴承损坏时应更换。

(7)检查烟筒有无堵塞现象,并清除积炭。

(8)更换活塞环,消除气门漏气现象。

51.增压器回油温度高

【故障原因】

(1)机油系统油压低(观察动力间增压器油压表)。机油脏、滤清不良,保护阀故障。

(2)增压器机油管路漏泄或堵塞。

(3)增压器轴承烧损。

(4)涡轮端气封或油封损坏。

(5)增压器冷却水腔积垢太厚,水管堵塞,水温过高。

【判断处理】

(1)机油系统油压低,导致循环油量过少。若增压器机油进口压力低于196kPa时,应检查增压器机油滤清器和保安阀。若滤清器机油压差大于19.6kPa时,应清洗滤清器。若保安阀弹簧预紧力不当或弹簧折损,应进行调整或更换。

(2)增压器机油管路漏泄或堵塞,造成润滑增压器轴承的机油量减少,引起回油温度增高。应检查修复或更换油管。

(3)增压器轴承烧损。由于轴承严重发热,使润滑轴承的机油受热引起回油温度增高。应更换新轴承。

(4)涡轮端气封或油封损坏,高温燃气进入油腔引起回油温度增高,应修复或更换气封、油封。

(5)增压器冷却水腔积垢太厚、水管内有异物堵塞或水温过高,使轴承冷却不良引起回油温度增高。应清洗冷却水腔、检查进、出水管。

52.增压器漏机油

【故障原因】

(1)增压器油腔进油压力过高。按规定45GP802-1A型增压器机油进口压力为245~363kPa,为避免进入增压器的机油压力过高,在增压器机油进油管路上装有245kPa的旁通保安阀。当机油压力高于保安阀动作值时,保安阀芯打开,部分机油流回曲轴箱,以保证进入增压器的油压不超高。当该保安阀动作值调高,或阀芯打不开时,则会造成机油进口油压过高。

(2)增压器油腔回油受阻。由于增压器回油管内积存油污,或回油管与增压器回油孔处的石棉垫孔径小。由于回油受阻必定会增高油腔内的机油压力,机油突破油封、气封,进入压气机流道和涡轮端,发生漏机油现象。

(3)增压器轴承损坏,油封漏油。当转子轴与轴承发生不正常磨损时,造成轴承损坏,使油封漏油。若油封间隙调整不当,也会使油封漏油。

(4)增压器本身的质量问题。当油封圈和轴承座间垫片漏泄,进油道工艺孔漏泄,将造成压气机端窜油;当气封圈和轴承座间垫片漏泄,涡轮轴梯形螺纹和气封圈不同心,将造成涡轮端窜油。

【判断处理】

(1)当增压器漏机油时,应观察动力间墙壁上的仪表,确认增压器进口油压。若增压器进口油压过高,一般是旁通保安阀阀芯打不开所致。

(2)若增压器进口油压过低,而柴油机进口油压正常,基本上是旁通保安阀阀芯卡死在开启位或旁通保安阀弹簧断裂。

(3)若增压器进口油压显示正常,则应检查增压器回油通道是否畅通,对于存在的问题予以清除处理。

(4)若上述检查均未发现问题,则应考虑轴承及油封受损,特别当同时出现增压器转速下降,柴油机功率降低的情况时,更需要拆开增压器进行处理。

53.增压器空气道内有机油

【故障原因】

(1)增压器进油管油压高,旁通保安阀失效,润滑轴承的油封损坏,使机油窜入空气道。

(2)增压器回油管堵塞或部分堵塞,使润滑轴承的机油无法回油或回油不畅,经油封窜入空气道。

【判断处理】

(1)打开压气机蜗壳下方的螺堵,漏油严重时有油流出;轻微漏油时,可用小拇指伸进螺孔内验证。

(2)针对保安阀和油封的故障,进行检修或更换,并清扫和疏通增压器回油管路。

54.增压器产生碰撞声或轻微振动

【故障原因】

(1)压气机导风轮、叶轮与导流罩相碰。

(2)增压器涡轮、涡轮叶片与涡轮壳相碰。

(3)转子叶片积炭严重,动平衡被破坏。

(4)轴承磨损严重,工作不正常。

(5)增压器安装螺丝松动。

【处理方法】

除紧固增压器安装螺丝外,运行中应注意观察,以免扩大后果,回段检查处理。

55.增压器产生强烈振动

【故障原因】

(1)当有异物,诸如焊豆、砂粒、螺母、垫圈等,由进气系统进入增压器,使导风轮和叶轮边缘产生锯齿状,甚至使叶片局部断裂或掉块。

(2)转子组装不良,动平衡被破坏。

(3)转子轴零件损坏。如压气机工作轮及涡轮叶片损坏、脱落,特别是涡轮叶片在高温燃气中以极高的转速工作,叶片根部离心力非常大。除产生剧烈振动外,轴承及有关部件要遭到损坏。

(4)轴承损坏或间隙过大。由于油质不洁或缺油,使轴承产生严重磨损或烧损。

(5)旋转件与固定件相接。主要是叶轮、导风轮、涡轮与壳体相碰擦。

【处理方法】

增压器的转子组在组装前要经过精确的动平衡试验其不平衡度不许超过规定值。运行中,应注意观察,维持运行、回段检修。

56.增压器油压表指针突然跳动

【故障原因】

(1)增压器径向轴承烧损或损坏,油压表指针突然下降。

(2)增压器止推轴承烧损或损坏,油压表指针突然上升。

【处理方法】

设在动力室的增压器油压表故障时,可参考司机室的机油压力表的显示值。

57.增压器喘振

【故障原因】

(1)柴油机突降转速或突然卸载时,由于增压器转子转速不能很快跟随柴油机转速的下降而下降,造成柴油机过渡过程的喘振。

(2)增压器压气机流道内积污或有异物,引起气流堵塞。

(3)增压器涡轮通道部分堵塞,或喷嘴环积炭过多,或喷嘴环截面积过小,产生气流波动。

(4)增压器轴承损坏或轴承油垢过多,转子有卡滞现象。

(5)压气机与涡轮机不匹配,增压器与柴油机不匹配,装在同一台柴油机上的两台增压器性能相差较大。

(6)进气阻力大,如空气滤清器或中冷器堵塞,压气机进气道的帆布套抽瘪,或进气系统漏气,如扩散弯管、收敛弯管的接头漏气,造成空气供给量不足。

(7)中冷器水温高于45℃,使增压器进气温度超过60℃,或中冷器冷却水管因裂漏而堵,焊管数过多,造成中冷器冷却效率低,空气密度下降。

(8)配气机构故障,如进、排气阀弹簧卡住,横臂导杆断裂,气阀间隙调整螺钉松动,造成气门打不开或关不严。

(9)喷油器雾化质量差,造成燃烧状态不良,排气温度升高。

(10)联合调节器的降速针阀或减载针阀开度过大,使柴油机降速、减载过快,造成增压器转子的转速下降追随不上。

(11)联合调节器转速失控,从而造成柴油机功率不稳,增压器转子转速难以适应而产生喘振。

(12)柴油机过载或载荷波动大。柴油机过载时,使增压器转子转速增高,造成压气机的吸气量小于出气量而喘振。当功率向下波动时,增压器转子转速无法迅速下降与之适应而发生喘振。

(13)海拔高、气压低、环境温度高使空气密度下降。

【处理方法】

(1)由于某种原因造成柴油机突然停机,此时发生柴油机喘振是正常现象,可不作处理。

(2)检修时加强对增压器的清洗和除炭,特别是对喷嘴环的清理,喷嘴环面积每增加1cm2,转子转速约降低250r/min,可适当撬一下叶片,以增大喷嘴环面积,必要时,更换喷嘴环。或在压气机端出气蜗壳与叶轮罩之间加上0.5mm厚的石棉垫,并清除增压器卡滞现象。

(3)定期清洗空气滤清器,当空气阻力增加到2.45kPa以上时,应及时清洗。

(4)严格控制中冷器冷却水的进口温度,对堵焊冷却水管过多的单节应予以换新,防止中冷器冷却效率下降,同时,亦应处理进气系统的漏泄处所。

(5)针对配气机构的故障,如气门打不开或关不上,应逐项进行检查处理。

(6)若爆发压力偏低影响喷油器雾化质量,可适当地减薄喷油泵调整垫片的厚度,以降低排气温度使增压器转子的转速适当降低。

(7)装在同一台柴油机上的两个增压器尽可能选用性能相近的增压器,两个增压器应经试验台检测合格方可使用。

(8)运行中增压器发生喘振时,可将压气机蜗壳上的两个测试堵卸下进行放气,以缓解喘振。

(9)机车操纵手柄,降负荷不要过快。对于无级调速机车基本上每降10r/min不少于1s,对于有级调速机车逐挡降速时间每位不应少于3~4s。

(10)除严格掌握操纵外,应调整降速针阀和减载针阀,不使其开度过大,同时应消除柴油机转速失控现象。

(11)当大气条件发生变化时,应按规定对柴油机功率进行修正。

58.增压器进气道帆布过松造成喘振

【故障原因】

机车在运行中,增压器进气道属负压区。当帆布过松时,在气流负压的作用下,帆布瘪入钢丝骨架内,改变了进气道形状,使气流流通面积减小,因此易造成增压器喘振。

【处理方法】

经常检查帆布的紧固情况和进气道的通风状态,发现帆布或钢丝骨架破损应及时整修。

59.主手柄移动过快造成喘振

【故障原因】

主手柄移动过快,柴油机转速变化的速度同时增快,此时进气道中空气流量瞬时变化很大,容易导致进气负压发生急剧的变化,促使空气流量减小,气流速度降低,因此容易出现喘振。

【处理方法】

(1)运行中回手柄,降负荷时,司机在操纵上不要过快,对于有级调速机车,逐挡降速时间每位不少于3~4s;对于无级调速机车,每降10r/min不少于1s。

(2)司机控制器主手柄回到“1”位稍停,待柴油机转速降到430r/min基本稳定后,再回到零位,不要急于直接回到零位。

60.压缩压力低

【故障原因】

(1)空气滤清器堵塞或压气机故障,使空气压力不足。

(2)气阀间隙过小。

(3)气阀与气阀座之间配合不严密。

(4)进气阀小横臂移位。

(5)气环开口间隙过大,气环开口没有错开。

(6)气缸套拉伤或磨耗到限。

【处理方法】

(1)清扫或更换空气滤清器,无效时,应倾听增压器压气侧是否有异声,如有异声应检修压气机是否故障。

(2)若无异声,可通过压缩压力表进行检测。“段修规程”规定,在正常油水温度下,柴油机430r/min时为2.65~2.84MPa,各缸差B型机不大于0.147MPa。C型机不大于0.150MPa。针对故障进行整修。

61.空气稳压箱有放炮声

【故障原因】

柴油机在运转中,当排气阀故障不能开启时,做功后的废气不能从气缸内排出。当进气阀开启时,由于气缸内废气压力高,使夹杂有燃气的废气,从进气阀逆流到空气稳压箱内,与新鲜空气混合而爆燃,造成空气稳压箱有放炮声,同时增压器进气道帆布管出现一张一收的现象。

【判别方法】

运行中出现上述现象,可用逐缸停缸法,鉴别发生故障的气缸。

【处理方法】

判明故障缸后,应停止该缸供油,维持运行。待停车后,再打开缸头盖进行处理。

62.排气小波纹管漏油

【故障原因】

喷油器雾化质量低劣。

【故障分析】

由于排气小波纹管漏油的气缸喷油器雾化不良,造成相当数量的燃油不能参与燃烧,这些燃油随废气排出气缸。在流经排气小波纹管时,由于排气小波纹管与排气总管连接处封不住燃油的渗漏,因此流经该处的燃油顺着法兰接口面向外漏出。

【处理方法】

(1)修理或更换喷油器。为确保喷油器雾化质量,应用手动慢压试验台进行喷射压力和雾化质量的调试与验证,以每分钟50~90次的喷油速度进行慢压试验。有些机务段采用转速较高的电动雾化试验台,其雾化质量得不到保证,喷射压力也达不到要求。

(2)小波纹管是个带夹层的结构。其内的衬套与外壁的波纹管之间形成一个圆环形筒体,一部分未燃烧的燃油进入小波纹管的环形夹层内。此时若只更换该缸的喷油器,小波纹管向外漏油的现象仍不能立即解决,所以除更换喷油器外,也应更换小波纹管。

63.排烟总管发红

【故障原因】

在标定功率时,B型机排气支管温度不大于510℃,排气总管温度不大于600℃,各缸温差不大于80℃(C型机排气支管温度不大于520℃,排气总管温度不大于620℃,各缸温差不大于85℃)。在上述规定的温度下,黑暗中的排气总管呈暗红色或红色,这是正常现象。在光线较强的条件下,排气总管不应有发红的现象;在光线较暗的条件下,排气总管不应有亮红的现象。

若超出上述温度和现象,应做如下分析:

1)增压系统故障

(1)空气滤清器过脏、堵塞、造成空气供给量不足。

(2)中间冷却器太脏或水温过高,造成增压空气温度高。

(3)增压器增压压力低。

①压气机损坏,导风轮、叶轮、增压器涡壳积垢。

②涡轮机损坏,喷嘴环、叶片变形,涡轮积炭严重。

③轴承装置损坏,气封、油封漏,使增压器转速降低。

(4)进气通道破损,管卡松或进、排气支管密封垫漏,百叶窗关闭。

(5)排气背压高,气流阻力大。

2)配气机构故障

(1)气门间隙调整不当或气门关不严。

(2)气门弹簧折损或弹力弱。

(3)进气门横臂移位,使进气门不能开启。

(4)压缩压力低。

3)燃油系统故障

(1)喷油泵出油阀裂,出油阀弹簧断,喷油泵供油量大。

(2)喷油泵滚轮、滚轮衬套损坏,滚轮销脱落,造成供油滞后。

(3)各喷油泵齿条实际拉出刻线差别太大。

(4)喷油器喷油雾化不良或漏油造成后燃。

(5)喷油器针阀体裂,针阀弹簧断,造成喷油压力不足。

(6)喷油提前角小,燃油后燃现象严重。

4)调速器故障

(1)油泵卡死在增载位。

(2)油泵电阻Rgt的三根引线接错,造成电阻短路。

5)其他原因

(1)柴油机过载,长时间处于高手柄位。

(2)机油窜入气缸参与燃烧。

【判断处理】

(1)定期清洗空气滤清器。如因大气条件的影响,高原地区空气压力低,应按规定进行柴油机功率修正。

(2)仔细倾听增压器的转动声响,若有异声,应立即拆检处理。

(3)观察中冷器进口水温,若超过45℃,应查找原因,不准超过50℃。

(4)检查喷油器的喷射压力和喷雾质量,对不符合要求的喷油器应进行检修或更换。

(5)用压力表测量压缩压力,若发现压缩压力偏低,应检查燃烧室是否漏气,如无疑点,则要对燃烧室进行压铅检查。当活塞到达上死点时,活塞顶与气缸盖底面的距离超过4mm,如超出应重新调整气缸盖垫片。

(6)用压力表测量爆发压力,若发现爆发压力偏低,应通过减薄喷油泵调整垫片的方法,提高爆发压力。