柴油机转速失控的故障分析及改进措施

柴油机转速失控的故障分析及改进措施1 前言阳泉运用车间配属14 台东风4 型内燃机车，担当石太线7 对客车牵引任务，由于长大坡道多、机车长时间高负荷工作，动力室振动较大，联合调节器工作环境恶劣。在牵引运用中，由于各种原因引起柴油机转速失控的故障时有发生。有时转入长大下坡道回手柄柴油机转速不降有超速可能，有时上坡道提不起转速有坡停的可能。造成故障的部件虽然较小，但对机车的安全和运用质量构成了威胁。因此，在运用中司机必须根据故障现象准确判断出原因并及时正确处理，才能防止机破及可能造成的事故。2 故障原因分析柴油机转速控制系统是由电器驱动系统及联合调节器组合控制，任何一个出现故障都需要一定的判断及处理时间，判断失误及处理不及时都要影响运用质量及安全。综合分析各种故障，有六种故障发生较多，现举例详细说明。2．1 2．1．1 电器驱动系统故障SKQ 控制器故障SKQ 插头脱落会造成柴油机转速不升不降；SKQ 的7 号触指虚接转速不升，8 号触指虚接转速不降：SKQ 的插头插座烧损线间短路会使手柄在非零位时转速失控。处理：以上故障可换端操纵（插头插座烧损短路时先拔下再换端）。2．1．2 无极调速驱动器故障面板灯不亮为保险烧损，若频繁烧损为1507 和1515 号线间RBC （正）虚接;1DZ 跳开可人为闭合；面板灯亮为驱动器内部电路故障；处理：更换保险或短接RBC(正)，驱动器为两组装置，当一套故障时可换另一套。两组都失效时先拔下驱动器插头然后手拧步进电机旋钮实行手动调速。2．1．3 步进电机故障步进电机接线损坏、轴承烧死、机械犯卡、线间两相短路。处理：手撬供油拉杆维持运行例：2008 年 1 月20 日，我值乘1584 次在土陉岭回完手柄试闸时，柴油机转速突然自动上升，赶紧采取降速措施。回段检修未查找到原因。22 日2606 次又遇到同样的现象，经仔细查找发现驱动器到步进电机的三根线中有两根在穿线管口处绝缘磨破造成“活“接地，当两线在机车运行中因晃动短路时使得降速信号线电源进入升速信号线，从而造成转速自动上升。2．2 联合调节器故障2．2．1 联合调节器最低转速止钉断裂2007 年11 月16 号，我在运行中回手柄时发生停机现象确认保护电路无异常后顶死DLS 芯杆再次起机，无法起动。人为拉动供油拉杆起机维持运行。到太原库内检查发现联合调节器最低转速止钉在4mm 处断裂，导致柴油机停机并无法再次起机。联合调节器是无级调速，当步进电机接到来自驱动电源的脉冲信号后进行相应转动，通过主从动锥齿轮及螺旋副的作用，把步进电机的旋转运动转换为配速活塞杆压缩调速弹簧的垂直运动，达到调整柴油机转速的目的。最低转速的限止，是由从动锥齿轮一起旋转的螺钉阻挡随配速螺杆一起上移的最低转速止钉来完成的。止钉工作时十分频繁地受到一定的冲击力和剪切力，且止钉由8mm 到4mm 处直径有一突变，造成该处应力集中，极易产生疲劳裂纹，严重时发生断裂。而且此故障隐蔽性强，不易发现。处理：运行中主手柄置于【保】位维持运行。2．2．2 联合调节器最低转速止钉脱落最低转速止钉前端有一段长为8mm 的直径为5mm 的右旋螺纹。最低转速调整螺钉与止钉接触时力的方向与螺钉的紧固方向正好相反，止钉反复多次受到冲击力和剪切力的作用，容易造成止钉松动甚至脱落，回手柄就会停机。处理：运行中主手柄置于【保】位维持运行。2．2．3 联合调节器最高转速调整螺钉脱落此螺钉脱落后会造成提手柄至1000r/min 时，柴油机转速继续上升造成极限调速器动作；若是止钉脱落掉在步进电机锥齿轮与配速锥齿轮啮合处时，会造成高手柄位转速回不去。处理：打开调速器盖，清除卡滞螺钉并拧入代用螺钉。2．2．4 DLS 支架与支架底座连接的铆钉松动脱落2007 年7 月 3 号，运行中机车突然停机，经检查后发现联合调节器电磁连锁线圈DLS 支架与支架底座连接的 4 个4mm 铆钉松动脱落，支架体与底架分离。此故障虽易于发现，但由于机车在运行途中处理起来相当困难，如处理不当，极易造成机破。我个人分析认为：一方面柴油机高负荷运转时动力室内工作环境恶劣，联合调节器受到震动较大；另一方面DLS 得电后，铁芯下移，压下停车阀铁芯，停车阀铁芯下部压力油（0．65～0．70MPa）,有一个反作用力，最终作用在DLS 支架与支

架底座连接的铆钉上，而铆钉材质为铝质，在这两方面因素反复作用下，导致连接铆钉松动脱落，造成停车阀铁芯上移，打开了回油路，使动力活塞下部的压力油下泄，无法建立油压，造成柴油机停机。处理：人为撬动供油拉杆维持运行。3 改进措施3．1 定期打开调速器盖检查利用下表整车及库内预备时间对调速器内部做详细检查，及时紧固松动的螺钉。对步进电机接线更要逐一排查，把隐患消灭在萌芽状态。另外调速器盖不要紧固太死以免耽误处理故障时间。3．2 改进最低转速止顶为了防止最低转速止钉断裂及松脱，将其改为左旋螺钉。这样，既增加了最低转速止钉自身强度，同时最低转速止钉受最低转速调整螺钉作用力的方向与止钉螺纹紧固方向一致，止钉只会越来越紧固，而不会松动。这种改进措施简单易行，也不会影响止钉原有的使用性能。3．3 施加焊接工艺为增强DLS 支架与支架底座的连接强度，DLS 支架与底板之间的接在缝两侧施加焊接，原铆钉连接处保留不变。这种改进方法简便实用，也不会影响使用性能。 4 效果实施上述改进措施后，经过两个多月的实际运用检验，柴油机再未发生上述故障，说明改进措施是合理和可行的，确保了机车的运用安全和运用质量，达到了改进的预期目的。