DF8B机车柴油机调速故障分析与改进

DF8B机车柴油机调速故障分析与改进

摘要：上个世纪初，为了适应工业发展的形势，瑞典的机械建造者制造出了世

界上第一台柴油机。柴油内燃机的出现极大地提高了铁路火车的牵引性能，很快

就得到了广泛应用并且取代了蒸汽引擎。而在今天的铁路生产中，柴油机的重要

地位仍然不可撼动。本文主要论述了DF8B型机车柴油机的电路组成、常见故障

原因以及解决方法，旨在减少机车柴油机调速故障的发生，推动我国铁路事业的

发展。

关键词：DF8B机车柴油机；调速；故障；分析与改进

随着我国铁路行业的不断进步发展，车辆的速度成为了评价铁路运输的一项

重要指标。要想精准控制车辆的速度，就要使柴油机的旋转速度更精准。现如今，DF8B型牵引车主要功能是对载货火车提供牵引力，在目前我国的转速控制电路主要由指令输人铁路行业有着较为广泛的应用。但是，由于我国在牵引机车领域的

研究成果尚不完善，故障时而发生，对我国“铁路大提速”时代的到来有一定的阻碍。因此，DF8B机车柴油机调速故障问题对我国铁路事业的发展十分重要并且亟待解决。

一、DF8B机车柴油机的组成

DF8B机车柴油机是一种非常常见的柴油机，是DF8B机车最主要的组成部分。DF8B机车柴油机主要由司控器电路、驱动器电路和步进电机电路三部分组成，具有额定功率较大、运行速度较快、牵引能力强等优点。DF8B机车柴油机在2006

年通过了市场质量检测并在之后投入生产使用。下面是对这几种组成部分的简单

介绍。

1.司控器电路部分

司控器部分分为四个端口，这四个端口相互制约、配合从而保证正常工作。

司控器的最小组成部分是编码器集成芯片，这些芯片为司控器提供信号指令，司

控器按照不同的指令执行不同的功能。机车的总电源在编码器中拥有最高的优先级，若总开关断开，即当端口全为低电平时，司控器不工作。当端口不全为低电

平时，四个端口的逻辑值对应四位二进制数，这十五种二进制数代表十五种不同

的调速指令，传送给司控器，使其工作。

2.驱动器电路

驱动器是DF8B机车柴油机中的信号接收与传送装置，可以将接收到的信号

传送给马达。驱动器电路中的连锁装置可以为驱动器电路提供能量。DF8B型机车中有两种不同的驱动器，这两种驱动器由于拥有不同的技术参数而拥有不同的作用，相辅相成。驱动器电路和司控器电路的工作机制非常相似，都由逻辑信号指示，运行精准可靠而且可以通过反馈对错误指令及时进行修正。

3.步进电机电路

步进电机电路是DF8B机车柴油机中的定位装置，当在柴油机接收到信号指

令之后，步进电机就会将这些逻辑信号转换成角度，从而实现定位。在步进电机

中最重要的元素是电机和限流电阻，限流电阻的作用是根据不同的转矩要求来限

定工作电流与电压，以保证步进电机在额定参数下正常运行、减少过载带给步进

电机的损害，延长DF8B机车柴油机的使用寿命。

二、常见的DF8B机车柴油机调速故障及原因

虽然DF8B机车柴油机在我国牵引机车中的应用十分广泛，但DF8B机车柴油

机调速故障发生的概率要远远高于其他机车柴油机。尤其是机车刚刚组装完毕时，

由于惯性因素，DF8B机车柴油机故障率极高。下面对几个经典的DF8B机车柴油

机调速故障类型进行分析。

1.柴油机无法执行调速命令，转速不能改变

这类故障是DF8B机车柴油机最容易发生的一类故障,柴油机中的许多部位的

损坏都可能导致这类故障的发生，所以故障的处理较为繁琐。在上文中，我们提

到步进电机电路中的限流电阻可以保证步进电机不被烧坏、正常工作，而柴油机

无法正常变速的最常见原因就是限流电阻故障。若是限流电阻的电阻值过小或连

接方式有误，就会导致其步进电机被烧坏，这时步进电机不能将接受到的信号进

行转换，从而导致了DF8B机车柴油机不能正常调速。第二种主要原因是芯片故障，如果芯片短路，柴油机就不能接受信息，导致不能进行调速。与此同时，当

电路中存在焊接不实的断点时，柴油机也无法执行调速命令。

2.DF8B机车柴油机各个部分技术参数不一致

在柴油机初次进行安装时，驱动器电路部分还无法完全适应机车的运行模式，从而出现信号偏差。除此之外，机车运行参数的理论值和实际值存在偏差，这一

点极易被忽略，有些经验不足的工作人员意识不到现场参数调节的重要性，从而

使机车柴油机的各个部分无法正确处理信号指令，从而发生故障。这种故障在单

位对工作人员进行培训后可以有效避免。

3.司控器电路部分接触不良导致的柴油机转速忽高忽低

如果司控器的端口部分断路，那么司控器电路与司机控制室发出的信号就不

会互相匹配，这样一来，就会出现柴油机转速忽快忽慢、极不稳定，这样不仅使

机车的速度难以控制，并且对列车的运行安全是一个极大的威胁。

4.机车柴油机转速在未下达指令时自动变化

通过上文可知，DF8B机车柴油机的调速的本质是因为接收到了相应的数字信号。如果柴油机在未下达指令时就进行变速，一定是在运行过程中产生了虚假信号，而这些虚假信号被柴油机检测到并且被执行。这种故障的产生原因复杂多变，强烈的车身震动可能导致输入信号传达不准确、机车电磁绝缘阀绝缘性能差等原

因都可能导致这种故障的发生。对于这种故障我们应该不断提高原件的质量标准，还可以通过延迟程序来检测是否产生虚假信号，从而阻止这种故障的发生。

三、DF8B机车柴油机调速故障的改进

1.对步进电机电路中的限流电阻进行精确计算并且要经过多次的测试与调整，确保阻止最优。

首先，在进行柴油机出厂检测时，应该更加重视对限流电阻阻值得检查，发

现不合格品立刻修正，严防不合格的DF8B机车柴油机进入市场。其次，研发人

员要考虑到限流电阻阻值会随温度变化而变化的特点根据南方气候特点,在设计限

流电阻时留出这个变化范围，以免在温度变化时，步进电机的运行参数超出额定值。再次，在制作时对端口的焊接严格把关，避免出现接触不良的问题。

2.加强员工培训，坚决执行安装后的设备调试

首先企业要完善通车前的设备检查规范，做到条理清晰、标准严格。其次，

要在设备装配完毕后进行测试，如果司控器、驱动器和步进电机三部分的技术参

数不统一，工作人员要在不影响设备性能的条件下进行微调。然后，在进行通车

前的排查时，针对DF8B机车柴油的两种不同种类要进行分类标记，避免混淆。

再次，要对司机控制室和步进电机定位的匹配程度进行排查，确保档位调速的准

确性。

3.重视绝缘监测