8机车运行中突然停机的分析与处理Word文档下载推荐.docx

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运动件、燃油系统、调控系统、机油系统，由于这些部件发生故障造成柴油机停机的原因归纳为机械类原因。

（一）运动件原因。

柴油机的运动件通常是指活塞组、连杆组、曲轴组。

它们的作用是将燃在气缸内燃烧的热能转变为机械能从而对外输出功率。

柴油机工作时，运动件受燃气压力、运动中的惯性力、扭转振动中的扭转力矩等周期性的作用，受力情况十分复杂，因此也极易发生断裂破损等现象。

1活塞组原因。

由于活塞顶与环槽区的破损，导致柴油机机车牵引工况下喷油冒火，燃气窜入曲轴箱，达到一定程度后，差示压力计动作停机，甚至曲轴箱防爆安全阀崩开释放燃气，危及行车安全。

造成活塞顶部的破损主要有如下原因：

1）活塞顶部的局部温度过高。

活塞环带区及其以上部分称为活塞头部，活塞头部的上端面即为活塞顶。

由于活塞顶面直接与高温燃气相接触，为此在活塞顶面采用了硬膜阳极氧化处理，以增加表面硬度，耐热性和抗蚀能力。

同时采用喷射冷却和内油道冷却。

喷射冷却是将机油从连杆油路引入，经活塞销、连杆小头油路再从喷嘴喷出，冷却活塞顶内壁。

内油道冷却是冷却机油通过活塞销内油道进到销屋进油槽，上进油槽只设在销座孔的一方，该槽内有通往活塞上部第一冷却油道的油孔。

第1、2油道及第2、3油道之间，各有垂直槽相通。

冷却油在第一油道内分两路流动，汇合后经垂直槽向下到第二油道，再分两路流动，汇合后与垂直槽到第3油道又分两路流动，最后汇合经销座另一侧的回油孔泄入曲轴箱。

2）第一道气环的折断。

活塞环分为气环和油环，安装在活塞的环槽中，活塞环在环槽内的运动形式复杂，常受交变弯曲应力的作用，导致疲劳破损、异常磨耗以及其他故障，因而活塞环是易于损坏的零件之一。

活塞环虽然结构形状简单，但是它在柴油机中属于工作条件恶劣及作用重大的关键零件之一，其工作的优劣涉及到柴油机好坏，对整个柴油机工作的可靠性和耐久性有很大的影响。

气环主要发挥密封、传热及支承作用，当第一道气环因燃烧不良、喷油器质量差、燃油质量差等使用环槽中严重积炭而固死、变形，或由于进入缸内空气不洁、环槽磨损超限或环与环槽间隙过大，活塞与气缸间润滑不良等原因均能导致第一道气环的折断。

3）进气量少，柴油机燃烧不良。

大气→空气滤清器→涡轮增压器的压气机→扩散通道→空气中间冷却器→收敛通道→进气稳压箱→进气支管→气缸盖进气道→进气门→气缸。

（进气通路）

从上图可以看出，空气在进入气缸前要经过九个主要部件，它们都能影响到进气量的多少，当进气量减少后导致柴油机燃烧不良。

2连杆组故障

连杆组由连杆体、连杆小头衬套、连杆轴瓦、连杆螺栓及其它附件组成。

连杆组的作用是把活塞组和曲轴组连接起来，将燃气膨胀过程中作用在活塞顶上的燃气压力传给曲轴，并把活塞组的往复运动转变为旋转运动，推动曲轴向外输出功率。

连杆组工作中承受着气体压力，活塞连杆的往复惯性力以及连杆组本身摆动时产生的摆动惯性力的作用。

而这些作用力都是带有冲击性和交变性的载荷，因此连杆组是受力严重的主要传力作功部件之一，连杆组一组发生损坏，势必造成柴油机的重大破坏事故。

3曲轴组故障。

柴油机曲轴组通常包括曲轴、正时齿轮、联轴节、减振器及一些附件。

曲轴组的作用是将活塞上的燃气压力通过连杆转换为曲轴的扭转力矩，向外输出功率，以驱动牵引发电机及辅助装置运转。

此外，曲轴还要带动柴油机自身的一些附件，如凸轮轴、配气机构、喷油泵、调速器、冷却水泵和主机油泵等。

曲轴是一根细长而弯曲的轴，在柴油机工作时，曲轴周期性承受气体压力，往复惯性力，旋转惯性力及其力矩的联合作用，使曲轴产生弯曲、扭转、密切和控压等复杂交变应力，同时也造成轴系的扭转振动高变的振动。

曲轴在各种力的作用下高速旋转，使轴颈与轴瓦之间产生强烈磨擦和磨损。

在长期交变应力作用下，曲轴容易产生疲劳破坏造成停机，影响机车运行。

（二）燃油系统故障

燃油系统是柴油机燃料的供给系统，其作用是根据柴油机不同工况的要求保证柴油机每一个工作循环中，选择最佳时机，定质、定时、定量地向气缸内喷射雾状燃油，由燃油箱、燃油预热器、燃油泵、燃油粗滤器、燃油精滤器、喷油器以及高、低压输油管和各种仪表等组成。

在该系统中容易发生故障造成停机的有：

1燃油泵停止工作

16V240ZJB型柴油机的燃油泵为两台结构完全相同的齿轮式油泵，分别由一台功率为0.6KW的直流电动机驱动，将燃油从油箱内吸出，以一定的压力充满低压管路，供喷油泵使用。

当燃油泵联轴节松脱或紧固螺钉不良时会造成燃油泵不工作；

同时，燃油受挤压后产生的压力作用在泵体内齿轮轴上，使轴承磨损加剧也会影响油泵正常工作，甚至迫使其停止供油，造成柴油机停机。

2燃油管路进入大量空气

从上图中可以看出，在这一流程过程中，各管路接口或胶管连接处有漏气处所时，将使系统内部产生大量空气，喷油泵柱塞偶件在充油行程及供油行程的过程中出现燃油的不连续，导致喷油器喷入气缸的燃油无法呈“良好的雾化状态”，无法实现“定质”喷油，严重时造成柴油机停止工作。

3齿条卡死

调节齿圈和齿条是喷油泵的主要组成部件之一，用来转动柱塞的组件。

齿条穿过泵体与齿圈啮合，拉动齿条便可转动齿圈和柱塞，因此齿条相对于泵体的位置决定了齿圈及柱塞的圆周位置，也就决定了柱塞偶件的供油时刻及供油量。

在机车运行过程中，齿条一旦卡死，喷油泵的油量就不能进行调节。

若柴油机要增速、增载，由于喷油泵供油量无法增大，造成柴油机功率和转速上升困难；

如果柴油机要降速、减载，由于喷油泵供油量无法减少，最后会导致柴油机“飞车”的严重后果。

造成齿条卡死的主要原因有：

1、由于柱塞卡死在柱塞套内；

2、齿条与其定位螺钉犯卡；

3、柱塞尾部平面与推杆头之间无间隙。

4燃油压力不足

柴油机正常运转时，燃油压力应为０.15－0.25Mpa，如低于此压力则为压力不足，易使喷油器产生间隔喷射现象，使柴油机转速不稳定、敲缸、燃油燃烧不充分、加速机油稀释，严重时导致柴油机停机。

造成燃油压力不足的原因主要有：

燃油粗滤器和燃油精滤器太脏；

安全阀和限压阀弹簧折损或压力调整过低；

燃油泵前的粗滤器及其管路漏泄，破坏了燃油泵的吸入真空度；

燃油箱油位过低；

吸油管堵塞；

燃油泵转速不足或齿轮与体间隙过大等。

（三）调控系统故障

调控系统包括调节装置和控制装置两部分。

所谓调节是指对柴油机－发电机组的转速和功率的调节，使机组在某一转速下稳定工作且功率恒定。

控制装置是将调节装置发出的调节信号及时准确地传递到各喷油泵齿条上，从而改变各缸喷油量的中间执行机构。

为了使柴油机每一转速下都有预定的经济功率以保证充分发挥其能力，16V240ZJB型柴油机采用转速－功率联合调节器（B型有级调速和C型无级调速），联合调节器发出的调节信号必须及时准确地传递给喷油泵齿条，以达到控制供给气缸燃油量的目的，使喷油泵的供油量适应柴油机工作的需求。

联合调节器执行机构与各缸喷油泵齿条之间利用控制装置作为连接，将联合调节器的动作及时准确地传递给各缸喷油泵齿条。

在调控系统故障中，最典型的就是联合调节器故障，危害性也最大。

2003年8月28日，DF4B型7382机车担当哈尔滨－绥化间20336次，牵引43辆，3552吨，计长51.2，绥化1：

43分开车，泥河站2：

01分通过，运行至万发屯第二接近时发生游车，后极限调速器动作停机。

2：

11分列车在进站岔区停车，检查无异状后启机不能，齿条拉不出来，撬车启机，2：

18分起车，2：

24分全列进站，乘务员2：

20分与“110”指挥中心联系，初步判断联调故障，不能运行，请求救援。

救援列车到后6：

50分开车，7：

08分到段。

回段后，经技术部门检查认定停机原因为调控传动装置从动伞型齿轮剃齿，责任定厂家。

从这个事故概况中我们对联合调节器故障的危害性有了一定的认识，那么造成联合调节器故障的原因有那些呢？

根据统计，联合调节器产生故障的原因有50％左右是由于工作油品质不良或污秽所致。

联合调节器采用20号航空机油，在加油的过程中没有使用清洁的专用容器、没有用绸布过滤；

油位过高引起机件搅动损失，产生泡沫，破坏油的粘度；

油位过低引起工作油过热；

内部磨合不够、箱体内不清洁等都是诱发联合调节器故障的原因，其后果轻则影响联合调节器工作的稳定性，柴油机功率不足，重则造成游车导致机破。

（四）机油系统故障

柴油机工作时，一些零部件之间产生相对运动，参与运动的部件表面必然产生摩擦和磨损，为了使柴油机各运动零部件在工作时具有良好的润滑条件，提高柴油机工作的可靠性、耐久性和经济性，设置了机油系统。

该系统以机油泵为机油循环流动的动力，并经过滤清和冷却，通过管路把清洁的、具有一定压力和适当温度的机油输送到柴油机各零部件的摩擦表面，使机油发挥减磨、冷却、清洗、密封、防锈的作用。

它由主机油泵、启动机油泵、辅助机油泵、机油粗滤器、机油离心精滤器、增压器机油精滤器、机油热交换器以及管道、阀门、仪表等组成。

机油系统故障按机油压力的不正常显示主要可分为3种情况：

1无机油压力

柴油机工作时，主机油泵工作，其通路为：

机油泵是机油循环的动力，主机油泵更是主循环油路的动力源，因此造成无机油压力的主要原因都和主机油泵有关：

油底壳内机油液面低于主机油泵吸油口；

主机油泵传动齿轮套损坏；

主机油泵吸油口进入空气；

主机油泵损坏等。

2机油压力低

机油压力过低，则机件的摩擦表面就得不到很好的润滑，活塞得不到良好冷却，增大了摩擦阻力，增加了柴油机的功率消耗和机件的磨损，而且机件间剧烈摩擦产生的高温，将破坏机件间的配合间隙，使这些机件表面烧损甚至咬死，造成了机件的早期损坏，发生烧瓦、抱轴、抱缸等现象，严重时可造成机破事故。

造成机油压力低的主要原因有：

机油滤清器堵塞或作用不良；

连杆瓦和主轴瓦的间隙过大；

机油泵齿轮间隙过大；

油管有漏油处所；

主机油泵减压阀弹簧的弹力过弱或弹簧折损；

主机油泵吸油管吸入空气或滤网过脏；

主轴承和连杆大端轴承磨损过大；

油压继电器的油管不畅通；

主机油泵出口处限压阀卡滞在开启位；

主机油泵齿轮端面与泵体座板相磨；

机油过度稀释等。

3机油压力高

机油压力过高的主要原因有：

1）机油粘度过大；

2）柴油机启动时温度过低；

3）油道堵塞；

4）主机油泵的调压阀弹簧压力调整过高。

机油粘度大引起机油循环困难，不易压入间隙小的摩擦机件之间，降低润滑效能，加剧机件磨耗，还会造成机油温度过高。

油道堵塞，机油则不能流通，机件就得不到润滑及冷却，易造成机件严重磨损或烧损事故。

减压阀弹簧压力调整过高，则失去正常调节作用，甚至因油压过高而胀裂油管和机油滤清器等处的密封衬垫。

机油压力的不正常显示除上述主要3种外还有一种情况，即机油压力忽高忽低。

造成这种现象的原因有两种：

1）主机油泵的传动齿套局部剃齿；

2）油底壳内的机油液面偏低。

二电气类原因

东风4B型内燃机车电气设备遍布整个机车车体内外。

机车两端设有司机室（工具司机室）。

本司机室内充有正、副操纵台。

在操纵台上装设有司机控制器、制动装置的自动制运阀和单独制动阀、控制开关、计量仪表、电炉、信号显示灯等，操纵台下部还设有热风机。

司机室的前窗上部设置有两个电风扇。

第I司机室与动力室之间是电气室，是电气设备的集中处所。

装备有电阻制动装置、电器柜、牵引整流柜、励磁整流柜、启动发电机、励磁机、继电器、转换开头、组合接触器、保护继电器、驱动器、电压调整器、过渡装置、电阻器、畜电池闸刀等。

在动力室，装有同步牵引发电机，启动机油泵电动机、燃油输送泵电动机组、油泵继电器等。

在动力室的后部装有预热锅炉及其循环水泵电动机组、辅助机油泵电动机组等，均布置在预热锅炉周围。

预热锅炉控制柜设在动力室墙壁上，在动力室两侧壁设有车体通风机等。

在冷却室F部装设有空气压缩机组。

有机车速度表位感器。

在机车车体中部燃油箱的两侧，装有蓄电池箱，共有12箱，每箱内装饰组酸性蓄电池。

机车的照明设施安装在车体内外有关位置上。

机车头灯安装在机车两端的顶部。

此外，机车上还装有自动信号、自动停车装置和列车无线调度电话。

机车各电气设备是通过设在正操纵台、电气柜及柴油机接线盒内的接线柱同电机、电器的接线端子用电线联接。

从东风4B型内燃机车电气设备的总体布置中我们可以发现，这是一个极为庞大而复杂的系统，对于整个机车来讲电器设备就如同遍布全身的神精系统，其中任何一个环节出现问题都会产生无法估量的后果。

运行中，柴油机突然停机属电器方面的原因有以下几：

（1）电磁联锁DLS故障；

（2）油压继电器等保护装置动作；

（3）因卸载“飞车”使紧急停车装置动作；

（4）燃油泵电机不工作；

（5）其它原因。

（一）电磁联锁DLS故障

联合调节器电磁联锁是用来控制柴油机投入正常工作或停止运行的装置。

在机车电路图中，其电磁线圈以符号DLS表示，主要由螺管式电磁机构及桥式触头等组成。

当吸引线圈通电后，电磁吸力将动铁芯吸向静铁芯。

同时，动铁芯带动碰杆下移，将阀压下，便联合调节器动力活塞下方能建立油压，柴油机则可启动和正常运转。

常闭触头（反联锁）断开，使得在本身的电磁线圈中接入经济电阻Rdls，以免长期工作时此线圈烧坏。

当线圈无电时，动铁芯在弹簧的作用F释放，油阀开启，使活动室上下方油路沟通。

在动力活塞弹簧作用下，动力活塞下降，并通过杠杆系统把柴油机供油齿条拉到停油位，使柴油机停止运转。

因此，在电磁联锁DLS发生故障动作对会导致柴油机停机。

那么什么原因会使DLS在运行中跳开呢？

主要有以下五种原因：

（1）主机油泵故障或机油端严重泄漏、破损、使机油压力低于98KPa。

（2）由于柴油机故障，引起差示压力计CS动作，4ZJ吸合，4ZJ常闭触头断开，使DLS断电。

此时1XD亮。

（3）油压继电器1—2YJ虚接，导线松脱，使DLS电路断电。

（4）由于4ZJ常闭触头虚接，使DLS断电。

（5）电磁联锁DLS线圈子烧损或供电电路故障。

（二）继电器等保护装置动作

继电器按用途可分为两类：

一类是控制继电器，用以控制机车各部分正常地工作，如时间继电器、过渡继电器、中间继电器；

另一类是保护继电器，当机车有关部分发生故障时，发出故障信号或切除故障电路，起保护作用，如：

空转继电器、水温继电器、过流继电器、接地继电器等。

在东风4B型内燃机车上采用的大都是电磁场式继电器，它们靠磁路系统中的电磁线圈子通电而动作。

另外，根据机车上不同的需求，还有利用液体压力或气体压力驱动的继电器，如油压继电器、水温继电器等，在特定条件下动作，或装置本身故障导致误动作，使柴油机卸载、停机。

1接地继电器

应用接地继电器的目的是为了保护牵引发电机、牵引电动机以及主电路中其它电器设备不因接地而遭到损害。

所谓“接地”是指主电路的绝缘损坏处与“地”相连，其中的“地”即车体、车架以及与之相连的导电物体，如牵引电动机与发电机的机壳等。

发生接地后，容易造成主电路的短路，使牵引发电机因电流过大而烧损。

当发生“接地”故障时，接地继电器DJ动作，接通接地信号灯电路，使接地信号灯亮，同灯切断励磁接触器线圈供电电路，切断牵引发电机的励磁，柴油机卸载。

应当指出的是，如果主电路上只有一点接地，并不立即造成危害，但保护装置必须在此时起作用，否则等到两点接地时才起作用，可能已经导致了电气设备的损坏。

2过流继电器

过流继电器LJ是用以保护机车主电路，使主电路不致因电流过大而烧坏的电器设备。

它是通过电流互感器ILH—LLH测量和变换三相同步交流发电机的电流，通过整流后，流过过流继电器线圈而起作用的。

当主电路出现6480安的电流时（主整流柜直接测负载电流），由于电流互感的变化为5000/5，因此流过过流继电器LJ线圈上的电流整定约为6.5安。

LJ动作，过电流红灯亮，同时切断同步牵引发电机的励磁电路，柴油机卸载。

3差示压力计

在内燃机车中，当柴油机曲轴箱内的正压力超过一定数值时，就可能引起爆炸，故在机车上装设有差示压力计，以防止发生这种爆炸事故。

差示压力计是一根U型有机玻璃管，管内盛染食盐水。

U型管的一端通大气，其上插入两根银针；

另一端通过钢管接到柴油机曲轴箱内。

当柴油机正常工作时，银针在食盐水液面之上，因此两根银针互不接通。

当柴油机曲轴箱内的压力超过一定数值时，U型管中食盐水液面升高，从而使银针与液面接触，两根银针通过食盐水而接通。

因此，两根银针组成一个常开触头，当这个常开触头闭合的时候，接通中间继电器4ZJ线圈子电路而动作，一方面使差示红灯亮；

另一方面使DLS线圈失电，柴油机熄火停车。

4油压继电器

油压继电器是用来保证柴油机在机油压力根据不同工况保持一定数后才可以正常工作的保护电器。

若机油压力低于规定数值，则使柴油机卸载或停机，以避免因润滑不良而损坏。

油压继电器由测量机构与执行机构组成。

测量机构是油压发送器，主要由作用室体、波纹管、弹簧箱组体等组成。

作用室内充满着机油，故应密封不得泄漏。

而执行机构则由微动开关，调节螺钉和弹簧片等组成。

油压继电器的作用室下部通过机油管与柴油机机油出口相连，因此，作用于波纹管的压力即为柴油机机油出口压力。

当机油油压加大到一定数值后，波纹管被压缩就可以克服弹簧反力，推动弹簧座杆与微调螺钉向上移动，推动微动开关动作。

如机油油压降低到继电器的释放参数所规定的数值时，在弹簧的张力作用下，弹簧座杆与微调螺钉一起下移，微动开关释放，切断相关电路，对柴油机进行保护。

东风4B型内燃机车上装有两种结构相同而动作参数不同的油压继电器，共四个。

其中两个在电路图中记作1YJ、2YJ，它们是在柴油机转速低于430转/分进行机油油压保护的，当油压达到100kpa时动作，而在80kpa时释放。

如果机油压力低于上述动作值，继电器不吸合，其触头切断联合调节器电磁联锁（DLS）线圈电路。

联合调节器动力活塞上下方油路沟通，油压建立不起来，在动力活塞弹簧的作用下，通过杠杆系统将柴油机供油齿条拉到停油位，使柴油机停机。

假如柴油机已在正常工作，1YJ、2YJ是吸合的。

此刻，若有某种原因使机油油压下降，且降至低于80kpa时，1YJ、2YJ释放，同样会产生上述保护过程。

另外两个油压继电器3YJ、4YJ是当机油油压达到80kpa时动作，80kpa时释放。

当柴油机在高转速（大于780转/分）下运行，若此时由于某种原因引起机油油压下降。

当下降到低于3YJ、4YJ的释放压力时，常开触头断开，切断牵引发电机励磁接触器LC线圈的供电电路，同步牵引发电机因无励磁而停止发电，柴油机卸载。

5水温继电器

水温继电器是用来防止柴油机冷却水温度过高的保护继电器，它的作用原理与油压继电器相似。

执行机构为触头，而测量机构主要由温包、波纹管、推杆、拉伸弹簧和有关的杠杆所组成。

杠杆可绕刀支架转动，它的一端与拉伸弹簧固接，另一端由推杆支撑。

在杠杆上部的拔臂上安装着动触头弹片。

插在柴油机冷却水管里的温包中封有容易蒸发的温感液体。

当柴油机冷却水温度升高超过88℃时，感温液体通过金属毛细管，进入波纹管室内，使波纹管受到压缩，推杆向上移动，顶动杠杆。

杠杆克服弹簧的拉力，绕刀支架逆时针转动、推动动触头弹片开始变形，此后弹簧发生突变，迅速闭合常开触头，接通中间继电器2ZJ线圈供电电路，2ZJ的常闭触头切断牵引发电机励磁接触器LC线圈的供电电路，同步牵引发电机因无励磁而停止发电，使柴油机卸载。

（三）因卸载“飞车”使紧急停车装置动作

所谓飞车就是指柴油机转速失控而急速上升超过规定的极限转速。

飞车的本质是油多载少，引起飞车的原因有：

异物卡滞供油拉杆或供油拉杆严重变形、动作不畅；

甩缸处理不当造成供油拉杆卡滞；

极限调速器固死或调整不当；

校核极限调速器动作过快；

撬车不当；

停车器杆卡滞或失灵；

柴油机突然卸负荷，必然水温继电器、接地继电器等突然动作，此时极限调速器又失灵等。

飞车一旦发生，会造成柴油机有关部件的破坏，飞车严重时，除柴油机和增压器的严重损坏外，还会造成牵引发电机、启动变速箱、静液压变速箱及所驱动装置的损坏，后果是极为严重的。

燃烧形成的最基本条件是燃料和氧气。

因此只要控制住燃料和空气两个要素中的一个，即断油或停气就能实现停机。

16V240ZJB型柴油机采用机械式超速自动停车装置即极限调速器。

柴油机在运转中，降速和卸载时供油量不能随着降下来，便产生了加速力矩，对有级调速的联合调节器来说，切断燃油供给用增加阻力矩来抵消柴油机的加速力矩。

增加阻力矩只有加大负荷才能实现，由于负荷的增加使燃油的消耗量加大，关闭了燃油泵则管路里剩余的燃油很快消耗掉，柴油机也就很快停下来。

发生飞车时，首先将司机控制器手柄恢复到原来的位置上，甚至比原来再高一些，关闭燃油泵，立即按下紧急停车按钮，同时迅速打开燃油系统放气阀，排出燃油总管内的存油，使柴油机尽快停机。

无级调速的联合调节器，因为关闭燃油泵后无级调速驱动器已失电，司机将手柄置于升位也起不到用负荷压转速的目的，要迅速制止飞车方法如上。

（四）燃油泵不工作

柴油机启动前必须向柴油机燃油系统供燃油，这一程序是闭合燃油泵按钮4K来完成的，燃油泵接触器线圈得电后，其常开主触头RBC闭合，接通燃油泵电动机1