R12V280ZJ型柴油机运用与维护保养手册2013

1、R12V280ZJ 型柴油机 运用与维护保养手册 南车戚墅堰机车有限公司 2013 年 3 月 目 录 第一章第一章柴油机总体柴油机总体 .7 7 第 1 节柴油机概述 .7 1.1 四冲程柴油机理论工作循环 .7 1.2 四冲程柴油机实际工作循环 .8 1.3 柴油机名称.9 1.4 柴油机气缸布置及旋向.9 1.5 柴油机起吊.10 第 2 节柴油机总体布置 .11 2.1 总体概述.11 2.2 柴油机外形.11 第 3 节 柴油机技术参数 .13 3.1 基本结构参数.13 3.2 主要工作参数.13 3.3 柴油机安全保护.14 3.4 柴油机牵引特性.14 第 4 节 柴油机主要部

2、件技术规格 .14 第二章第二章 柴油机运用及维护保养柴油机运用及维护保养 .1616 第 1 节 柴油机运用 .16 1.1 柴油机运用安全常识.16 1.2 柴油机用油水要求.16 1.3 柴油机起机前准备.19 1.4 柴油机盘车.19 1.5 柴油机甩车.20 1.6 柴油机起动.20 1.7 柴油机升降速.20 1.8 柴油机加减载.21 1.9 柴油机停机.21 1.10 柴油机停放.21 第 2 节 柴油机维护保养 .22 2.1 日常维护.22 2.2 每 1000020000 公里维护.23 2.3 每 2000040000 公里维护.25 2.4 机油报废化验指标.26 2

3、.5 注意事项.26 2.6 柴油机主要零部件拧紧力矩表.26 第 3 节 柴油机封存与启封 .28 3.1 柴油机封存.28 3.2 柴油机启封.30 第三章第三章 柴油机各系统及主要部件柴油机各系统及主要部件 .3131 第 1 节 机体总成 .31 1.1 结构简介.31 1.2 机体.32 1.3 主轴承盖螺柱和气缸盖螺柱.33 1.4 气缸套.33 1.5 主轴瓦.34 1.6 各观察孔盖.34 1.7 前后油封.35 1.8 增压器支架.35 1.9 主要工装工具.35 1.10 易损易耗件.36 第 2 节 油底壳组装 .37 2.1 结构简介.37 2.2 油底壳检查及使用.3

4、7 2.3 油底壳安装.38 2.4 易损易耗件.38 第 3 节 连接箱 .39 3.1 结构简介.39 3.2 连接箱预装.39 第 4 节 机体支承 .40 4.1 结构及安装.40 4.2 主要技术要求.40 第 5 节 油气分离器 .41 5.1 结构简介.41 5.4 易损易耗件.41 第 6 节 盘车结构 .42 6.1 结构介绍及安装.42 6.2 盘车位与锁定位操作.42 6.3 使用.43 第 7 节 曲轴总成 .43 7.1 结构简介.43 7.2 曲轴总成拆卸及组装.44 7.3 主要工装工具.45 7.4 易损易耗件.45 第 8 节 卷簧减振器 .45 8.1 结构

5、简介.45 8.2 卷簧减振器拆装.46 8.3 卷簧减振器使用.47 8.4 主要工装工具.47 8.5 易损易耗件.47 第 9 节 大圆薄板联轴节 .47 9.1 结构简介.47 9.2 联轴节使用.48 第 10 节 活塞总成 .48 10.1 结构简介.48 10.2 活塞总成组装检查.49 10.3 易损易耗件.49 第 11 节 连杆总成 .50 11.1 结构简介.50 11.2 连杆总成组装检查.50 11.3 连杆预组装.51 11.4 活塞连杆组分解.51 11.5 活塞连杆组组装.52 11.6 主要工装工具.53 11.7 易损易耗件.53 第 12 节 齿轮传动装置

6、 .53 12.1 结构简介.53 12.2 齿轮传动装置组装间隙.54 12.3 齿轮传动装置拆装.54 12.4 主要工装工具.55 12.5 易损易耗件.55 第 13 节 配气机构 .56 13.1 结构简介.56 13.2 气门驱动机构.56 13.3 气缸盖总成.58 13.4 主要工装工具.60 13.5 易损易耗件.61 第 14 节 燃油系统 .61 14.1 燃油精滤器.63 14.2 燃油进回管路.64 14.3 喷油泵.66 14.4 喷油器.67 14.5 易损易耗件.69 第 15 节 电喷控制系统 .70 15.1 电喷控制系统组成.71 15.2 信号检测系统.

7、71 15.3 电喷控制器.74 15.4 电喷工作过程简介.76 15.5 常见故障处理.77 15.6 故障编码.80 第 16 节 柴油机增压和进排气系统 .81 16.1 增压器.82 16.2 进排气管路.85 16.3 中冷器.85 第 17 节 冷却水系统 .87 17.1 概述.87 17.2 冷却水泵.89 17.3 主要工装工具.91 17.4 易损易耗件.91 第 18 节 机油系统 .92 18.1 概述.92 18.2 机油泵.94 18.3 主要工装工具.95 18.4 易损易耗件.96 第四章第四章 柴油发电机组总装配与调整柴油发电机组总装配与调整 .9797 第

8、 1 节 概述 .97 第 2 节 柴油发电机组总装配及调整 .97 2.1 机体检查.97 2.2 安装气缸套.98 2.3 水系统第一次水压试验.98 2.4 安装曲轴组和主轴承盖.98 2.5 安装凸轮轴.99 2.6 安装大圆薄板联轴节.99 2.7 安装盘车机构.100 2.8 安装活塞连杆组.100 2.9 安装推杆下体.101 2.10 安装喷油器回油管.101 2.11 确定第一缸上止点.101 2.12 安装齿轮传动装置.101 2.13 安装稳压箱.102 2.14 气缸盖密封环厚度的测定.102 2.15 安装气缸盖总成.102 2.16 安装凸轮轴齿轮.103 2.17

9、 安装测速传感器.103 2.18 安装喷油器.104 2.19 安装摇臂轴座等.104 2.20 安装喷油泵高压油管.104 2.21 第二次水系统试验.105 2.22 安装油底壳装配.105 2.23 安装柴油机支承（一）及工艺支承.105 2.24 安装减振器装配.105 2.25 安装前油封罩盖.106 2.26 安装水泵.106 2.27 安装后油封装配.106 2.28 安装连接箱装配.106 2.29 安装主发电机装配.107 2.30 安装支承（二）.107 2.31 安装气缸盖罩盖.108 2.32 安装观察孔盖.108 2.33 安装增压器支架.108 2.34 安装进排

10、气系统.108 2.35 安装燃油系统.109 2.36 安装机油系统.109 2.37 安装冷却水系统.109 2.38 第三次柴油机水系统水压试验.109 2.39 柴油机机油系统油压及冲洗试验.109 2.40 安装防火罩.110 2.39 安装柴油机铭牌.110 2.41 柴油发电机组落成检查.110 2.42 柴油发电机组出段.110 第 3 节 柴油机重要零部件标识 .110 3.1 主要零件标识清单.111 3.2 重要标识.112 第五章第五章 柴油机常见故障判断与处理柴油机常见故障判断与处理 .115115 第一章第一章柴油机柴油机总体总体 R12V280ZJ 型柴油机是南车

11、戚墅堰机车有限公司（以下简称戚墅堰公司）为满足我国铁 路大功率调车机车和新一代铁路次干线、支线内燃机车的需要，在与 AVL 合作开发的 R16V280ZJ 型柴油机的基础上，通过自主创新，结合消化吸收引进技术，开发的新一代高可 靠性、低油耗和低排放的机车柴油机。该柴油机最大程度的采用了 280 系列柴油机的成熟零 部件和结构，提高了柴油机零部件的通用系列化和运用可靠性。对柴油机的燃烧系统、增压 系统及配气系统等进行设计优化，改善柴油机的综合性能，特别是降低柴油机部分负荷的燃 油消耗率及改善排放。采用 ABB 公司研制的铁路机车用 TPR56 高压比涡轮增压器，采用 BOSCH 公司单体电控泵燃

12、油喷射装置及 HAINZMANN 的电子控制系统等等。 第第 1 节节柴油机柴油机概述概述 1.1 四冲程柴油机理论工作循环 R12V280ZJ 型柴油机的工作循环是周期性的将燃料燃烧所产生的热能转化为机械能的过 程。每次循环由进气、压缩、燃烧膨胀、排气四个冲程组成，即曲轴旋转两圈（720）完成 一个工作循环，柴油机周而复始的循环上述工作过程，从而使其保持连续稳定运转。在柴油 机每个工作循环过程中，燃烧需要三个要素：氧气、燃油和热量。 1.1.1 进气冲程 进气冲程是四冲程柴油机每个工作循环的第一个阶段。在这一阶段，活塞在气缸中从上 止点开始下移，进气门在配气凸轮的驱动下打开，新鲜空气通过增压

13、器增压并经中冷器冷却 后，经稳压箱、气缸盖进气道进入气缸，给燃烧室提供氧气。当活塞往下运动到下止点时， 进气门关闭。进气冲程准备了燃烧所需的三要素之一：氧气。柴油机工作循环如图 1-1-1 所 示。 1.1.2 压缩冲程 压缩冲程是四冲程柴油机每个工作循环的第二个阶段。在这一阶段，活塞在气缸中从下 止点上行，进排气门关闭，整个燃烧室被封闭，压缩过程开始。随着活塞的不断上行，在进 气冲程进入气缸内空气不断被压缩，空气压力、温度不断升高。当燃烧室内的温度升高到一 定值时，产生了燃烧所需的第二要素：热量。 当活塞在接近上止点时，喷油器将柴油以雾状喷入燃烧室，燃烧室中具备了燃烧所需的 第三个要素：燃油

14、。当雾状的燃油与高温高压的空气接触，燃油自发点燃了。这就开始了循 环的第三个阶段：燃烧膨胀冲程。至此曲轴旋转了一整转。 图 1-1-1 柴油机工作循环 1.1.3 燃烧膨胀冲程 燃烧膨胀冲程是四冲程柴油机每个工作循环的第三个阶段。在这一阶段，喷入气缸内的 柴油与高温高压的空气混合后迅速燃烧，燃烧压力、燃烧温度都急剧上升，这种高压的燃烧 气体作用在活塞顶上，推动活塞下移，并通过连杆转动曲轴向外界输出功率。此冲程即是将 燃气热能转化为机械功的作功过程。 1.1.4 排气冲程排气冲程 排气冲程是四冲程柴油机每个工作循环的第四个阶段，也是最后一个阶段。在这个阶段， 活塞在下止点时，排气门打开，气缸内废

15、气向外排出，活塞从下止点继续上行，直到活塞再 次到达上止点排气门关闭为止。 至此，柴油机完成了一个工作循环，即四个冲程；曲轴旋转了两圈来完成整个工作循环。 1.2 四冲程柴油机实际工作循环 柴油机的实际工作循环中存在着许多不可逆的损失，因而不可能达到理论循环的热效率 和循环平均压力。分析这些损失，柴油机工作循环主要是受工质成分、传热损失、换气损失、 燃烧损失等因素的影响。为了更好的组织柴油机的工作循环，提高柴油机工作过程的热效率。 针对 R12V280ZJ 型柴油机的实际工作循环简要进行阐述。 1）为避免活塞由下止点向上止点移动过程进行排气时产生过大的阻力，以减少耗功并进 行充分排气，因此，往

16、往是排气门在活塞到达下止点前打开。 2）排气门在活塞到达上止点时就关闭，会使排气冲程接近结束时产生较大节流作用，缸 内压力又会上升，使排气耗功和残余废气量增加。所以往往有一个排气延迟关闭角。这样还 可以利用排气管中气体的流动惯性将气缸内废气吸出，以增加进气充量。 3）进气过程中，进气门是提前打开的，当活塞从上止点下移开始进气时，进气门已有一 定开度，在气体惯性作用下增加进气充量，当然这个提前角过大会使缸内的上一循环的残余 废气倒灌到进气管。 4）同样，进气门是在活塞到达下止点后才关闭的，否则会由于没有这个迟闭角，因进气 道节流作用使进气流动的惯性无法利用，减少吸入气缸内新鲜空气，或因过大节流，

17、使缸内 负压增大，增大吸气耗功。 5）在实际工作循环中有一个进气门提前开、排气门迟后关的所谓进排气门重叠角，可以 利用增压空气压力高于排气管内压力将残留在气缸内废气清扫出去，降低废气温度，改善活 塞、气门等零部件的工作条件。 根据上述情况，实际柴油机的进排气门开闭按设计的配气相位要求进行。 6）由于燃烧的有限速度和喷油至着火需要一段物理、化学的准备期，故希望燃烧能在上 止点后不久就结束，以增加后期膨胀比。因此喷嘴供油不是在上止点，而是在上止点前一定 的角度，此即喷油提前角。R12V280ZJ 柴油机为上止点前 16曲轴转角。 1.3 柴油机名称 R12V280ZJ 柴油机参照 GB/T 725

18、-2008内燃机产品名称和型号编号规则的规定进行命 名。具体如下： 12：表示该柴油机气缸数为 12 个。 V：表示该柴油机两列气缸为 V 型排列。 280：表示该柴油机气缸直径为 280。 Z：表示该柴油机采用废气涡轮增压、增压空气中间冷却。 J：表示该柴油机用于铁路机车。 1.4 柴油机气缸布置及旋向 对 R12V280ZJ 型柴油机，安装两只增压器、高温中冷水泵、主机油泵以及油气分离器的 一端称为柴油机自由端；柴油机连接箱连接主发电机的一端称为柴油机主发电机端，也称为 柴油机功率输出端。面向柴油机主发电机端，右手侧称为为柴油机的右侧，气缸编号从柴油 机自由端到主发电机端，分别为 R1、R

19、2、R3、R4、R5、R6 缸；左手侧称为柴油机的左侧，气 缸编号从柴油机自由端到主发电机端，分别为 L1、L2、L3、L4、L5、L6 缸。右手侧增压器为 右增压器，左手侧增压器为左增压器。 柴油机曲轴旋转方向：面向柴油机主发电机端，柴油机曲轴顺时针方向旋转。 图 1-1-5 R12V280ZJ 型柴油机定向及旋转方向视图 1.5 柴油机起吊 注：柴油机整机起吊必须注意操作人员安全，整机吊运作业必须遵守重大物件的装卸作注：柴油机整机起吊必须注意操作人员安全，整机吊运作业必须遵守重大物件的装卸作 业安全管理规则和做好安全防护工作。业安全管理规则和做好安全防护工作。 R12V280ZJ 型柴油机

20、和戚墅堰公司其它 280 系列柴油机一样，采用成熟可靠的吊装方式， 即采用气缸盖紧固螺柱安装吊具进行起吊。R12V280ZJ 型柴油机质量（干重）：23500kg，长 宽高：4122mm1804mm3098mm。起重能力必须满足重量和体积要求。 R12V280ZJ 型柴油机采用整机吊具进行起吊，吊具承载能力要满足该柴油机重量要求， 吊具使用前，需检查吊具是否有裂纹，各零件是否正常，转动应灵活，不应卡滞。吊具应定 期进行探伤检查。柴油机整机吊具的安装位置为 L1L2、L4L5、R1R2、R4R5 气缸之间 的气缸盖紧固螺柱上。 柴油机整机一般情况下通过安装于机体下部的四个支承座座落在专用的存放架

21、上，或座 落在四个专用的存放座上，注意柴油机底部的油底壳不能成为座落面，也不能碰到地面，因 油底壳为薄钢板焊接件，不能承载。吊装完毕后拆除吊具并妥善放置。 第第 2 节节柴油机柴油机总总体布置体布置 2.1 总体概述 柴油机采用球墨铸铁整体铸造的机体，左右两列各 6 个气缸按 V 型 50夹角排列，在 V 型角中间，自下而上布置主油道、冷却水腔和空气腔。安装悬挂式曲轴的主轴承孔深埋在机 体立板中部，两个 M523 的主轴承螺柱将主轴承盖紧固在机体上，另外用两根 M332 的水 平螺栓将主轴承盖拉紧。用蠕虫状石墨铸铁浇铸的气缸盖由 4 个 M483 的螺柱紧固在机体上。 湿式油底壳用螺栓与机体连接，柴油机由 4 个支承承载，其内的锥形橡胶堆除了承载以外， 还有定位与隔振作用。 合金钢全纤维挤压加工的曲轴前端锥度压装曲轴齿轮和卷簧减振器，由曲轴齿轮驱动机 体前端齿轮箱内的凸轮轴齿轮和水