DF4D柴油机台架试验

13 柴油机台架试验

对于厂修的柴油机应与新造的一样进行台架试验，以保证投入运用后的工作性能和工作可靠性，由于采用电力传动的内燃机车方案，其柴油机和牵引发电机构成了一个整体，即柴油发电机组。为了方便起见，对柴油机进行台架试验时，采用电测功。

出厂台架试验分为磨合试验、调整检查试验、验收试验三个阶段。

13.1试验总则

(1) 凡提交试验的柴油发电机组，必须具备柴油机总图中所示的全部零件，具有完整的总装配及规定零件装配记录证件，并应有专职检查印记，试验中的各项参数记录按统一的格式填写。

(2) 在标定功率下，试验台的进气系统的总压力损失，不大于2.5kPa，但当柴油机做性能试验时，加装空气流量装置时，其总压力损失不应大于4kPa。排气系统中，在每个增压器涡轮后的背压应小于3kPa。

(3) 试验用冷却水，应用去离子水，并加入2号硅系复合配方，总硬度不应超过0.2mg当量/L，总碱度为1.2～2.5mg当量/L。

燃油采用GB252－94中一级品以上的任一牌号的轻柴油。

机油：采用“大2”或“兰3”号四代机油。

(4) 每试验5台柴油机后，应对循环冷却水取样进行化验。

(5) 每试验15台柴油机后，应对柴油机机油取样化验，如闪点和粘度超过规定范围，而其余项目合格时，允许放出一部分旧油，加适量新油。但当其它指标超过规定时，必须更换机油。

(6) 当机油滤清器前、后压差超过0.2MPa时，应更换滤芯。

(7) 每次启动柴油机前，先启动辅助机油泵，使柴油机机油系统内充满机油，时间不少于1min。

(8) 每次启动柴油机前，必须打开示功阀，进行甩车，以便将气缸内的油水排出。

(9) 柴油机启机时的机油和冷却水进口温度不应低于20℃，加负荷时不应低于40℃。

(10) 各工况下柴油机转速与名义转速允差±5r/min，其它转速允差为±10r/min。采用无级联合调节器，只需调整柴油机的最高和最低限制转速。联合调节器的配速系统由步进电机、一对圆锥齿轮、一组调速弹簧、一对飞锤及匀速盘等组成。见图13－1。当步进电机接收到来自驱动电源的脉冲信号后，通过主、从动

圆锥齿轮及螺旋副，把步进电机的旋转运动转换为螺杆的垂直移动，改变调速弹簧的压缩高度，达到调整柴油机转速的目的。最高工作转速的限制由随从动圆锥齿轮一起转动的螺钉4与随螺杆一起下移的螺钉5共同完成；最低空转转速的限制由随从动圆锥齿轮一起转动的螺钉2与随螺杆一起上移的螺钉1共同完成。

图13－1 联合调节器配速系统

1－螺钉；2－螺钉；3－从动锥齿轮；4－螺钉；5－螺钉；6－主动锥齿轮；

7－步进电机；8－弹簧；9－匀速盘。

当16V240ZJD型柴油机装机车时，机车的控制系统将对柴油机实行8个转速档位的同步控制，8个档位的转速设定如下：

档位 1 2 3 4 5 6 7 8

转速(r/min) 430±10 600 710 800 850 900 950 1000±10

柴油机从最低转速430r/min升到最高转速1000r/min的时间约为15s，从最高转速1000r/min降到最低转速430r/min的时间约为18s，不符合时，可调节驱动电源装配中的脉冲发生器（电位器）。

(11) 机油消耗量的测量：从出厂产品的累计每100台中抽测一台，抽测的柴油机号由工厂质量检查单位确定，并在检查试验的第8工况时进行。

(12) 磨合试验可以使用工艺喷油器。若使用工艺喷油器，则从调整、检查试验起，必须更换产品喷油器，并于检查调整试验后，停机检查时，对喷油器进行雾化试验，并检查调整喷射压力及清洗喷油器进油管，然后方能继续进行验收试验。

13.2 试验规范与技术要求

a. 磨合试验

(1) 目的

磨合柴油机的零部件，使各运动件摩擦副逐渐适应大负荷条件下工作，查明和消除运转中所暴露的各种装配缺陷，同时使各运动件、各摩擦副逐步建立起正常的工作状态而稳定地工作。

磨合试验的规范和需要的时间，可以通过机油铁谱分析较精确的确定。总的来说，磨合试验规范的制

定既要达到磨合柴油机的目的，又要经济合理。标志一台新柴油机是否已经完成磨合，在宏观上有3个标准：柴油机能顺利地发出额定功率，燃油消耗率在技术要求指标范围内，各运动部件不应发生因磨合不良造成的拉伤现象。

通过柴油机的磨合，使运动副，特别是活塞、缸套要达到如下要求：

①消除相对滑动表面因加工造成的微观不平度，使缸套镜面光滑。尤其是目前机车柴油机的强化程度较高，如果缸套、活塞和活塞环的工作表面不够光洁，容易产生拉缸。因此，缸套工作表面是否形成光滑的镜面成为衡量柴油机磨合是否完毕及磨合质量好坏的重要标准之一。

②消除活塞环与缸套工作壁面间的有害间隙，使之迅速达到良好贴合。由于加工、装配及其复杂的工作状态，未经磨合好的柴油机，活塞环与缸套工作壁面不会有良好的贴合状态，由此会造成活塞与缸套工作面发生局部接触，不利于油膜的形成与保持，使摩擦副的金属表面产生干摩擦；活塞环对缸套的传热不良，接触热阻大幅度增高，导致活塞环与活塞的温度升高。试验表明，第一道环槽的温度，磨合前比磨合后高出30－55℃左右；也正由于没有磨合好的柴油机，活塞环与缸套不能保证有良好的贴合，造成活塞上、下油气互窜，随之积炭、结焦产生，因此柴油机的机油消耗率和曲轴箱内的气体压力是否迅速趋于稳定，也已成为评价柴油机磨合质量的标准之一，活塞环与缸套的贴合程度已成为制定磨合规范所必须考虑的重要因素。

③使活塞环工作面与缸套壁面桶形配合，形成理想的楔形油膜。在磨合的初始阶段，活塞环的表面尚未形成良好的桶形，不能产生理想的楔形油膜，造成一种润滑条件极差的边界摩擦。经验已表明，在磨合过程中，凡是发生异常磨损或拉缸现象的柴油机，其活塞环的工作面均不能达到桶形截面。因此，活塞环是否能达到良好地桶形截面，已成为磨合质量好坏的检验标准，摩擦力矩和燃油消耗率随时间的变化也已成为监测磨合进展情况的有效方法。

(2) 磨合试验工况

磨合试验工况见表13－1。

(3) 试验及调速中的注意事项

①磨合试验中，有时采用工艺喷油器，以免燃油管系内因清洁度不够而损坏产品喷油器。

②调整柴油机转速和校验联合调节器时，应带上147kW的负载，以保护连杆螺钉及连杆大头的结合齿免受过大的动应力。

③极限调速器的动作转速应为1120～1150r/min，检验3次均应达到要求。

表13－1 磨合试验工况表