铁道机车车辆专业论文

1、铁道机车车辆专业论文毕 业 设 计 （论文） 题目：柴油机常见故障分析及处理 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目：柴油机常见故障分析及处理一、 毕业设计论文内容 本文主要介绍了柴油机常见故障的分析及处理。对柴油机启机前准备与柴油机运转时，常见的故障进行原因分析，并给出检查以及处理的方法。例如当发生机车膨胀水箱出现虚水位时，就应该想到这是由于燃气窜入冷却水系统所致，继而就应该清楚的知道在燃烧室的周围，哪些零件具有水腔，这样就可以马上判断可能是气缸盖火力面出现裂纹，也可能时气缸盖套被穴蚀穿孔或出现裂纹等。 二、 基本要求 了解柴油机，知道柴油机常见的故障，并且能找到故障的原因，以及对故障原

2、因进行判断与处理。格式上符合工科论文的格式，能从总体上把握论文的主题，不偏题，不跑题，论据充分。三、 重点研究问题 （一）柴油机启机前准备工作中的故障分析与处理 （二）柴油机运转时的故障分析与处理四、 主要技术指标额定转数（r/min：1000最低转数（r/min: 430 ：标定功率（KW） 2650 ：装车功率（KW） 2430活塞平均速度（m/s: 9.17 ：燃油耗率（g/kw/h） 2407 ：机油耗率（g/kw/h） 3 ：柴油机质量（t） 22.67五、 进度计划序 论文内容 日期 完成情况（）号1 确定论文计划题目、领 3 月 20 日 25 取设计说明书2 调研收集资料 4

3、月 10 日 253 论文初稿 5 月 20 日 254 初稿审核、修改 6 月 13 日 155 定稿、编排、打印 6 月 20 日 10 开题报告一 文献综述 根据任务书的要求，本人通过学习以及对柴油机方面知识的积累，总结出一些有关柴油机常见故障分析及处理。其中包含了柴油机常见故障的原因、故障危害以及判断处理等等。二 选题目的和意义 铁路的快速发展的同时，也出现了一些常见的问题。乘务员们掌握了柴油机常见的故障现象与解决的正确方法后便可及时发现柴油机故障的先兆，以便及时采取措施，预防故障的发生和防止事故的扩大。 例如某段 2005 年 3 月对一台功率明显下降的 16V240ZJB 型柴油机

4、进行检修，通过测量发现一个气缸无压缩压力时，同时增压器又出现了喷机油的情况，以说明喷油器喷头已断掉，活塞外套与体已松动，因此造成大量的燃油和机油从增压器涡轮排气口排出。此种情况下已不能在没有作任何处理的情况下在去启机了，而是应及时打开摇臂轴座箱盖和曲轴箱检查孔盖，拔出喷油器进行检查，避免以后的事故扩大。可由于我段检修人员的业务不熟练，为证实该缸到底有无压缩压力，在不作任何检查情况下，又两次启机均证实该缸无压缩压力，结果当打开该缸的摇臂轴座箱时发现气门横臂已脱落，气门导套已弯曲。拔出喷油器又发现喷头已断掉。打开该气缸相应的曲轴箱检查孔盖，发现曲轴箱滤网上有铝合金碎片，吊下气缸盖后，发现气缸盖底面

5、被大凹，活塞顶部不但被打成无数麻坑，而且活塞外套与体已脱开，抱在缸套上。在该缸燃烧室内部找不到已断掉的喷头。这就是对故障分析与处理方面知识掌握的较少，结果把应该避免的问题不但没有避免，反而扩大造成了严重的损失。因此对柴油机的检修工作一定要做到故障的准确分析，及时的采取预防措施，防止因柴油机故障分析原因不明，处理措施不当造成的机车出现晚点、机破等事故，威胁旅客生命财产安全，给国民经济带来重大影响，对研究如何减少柴油机故障的发生率，以及出现故障后及时排除，防止故障的再次发生有重要意义。 中文摘要 柴油机是用柴油作燃料的内燃机。柴油机属于压缩点火式发动机。柴油机在工作时，吸入柴油机气缸内的空气，因活

6、塞的运动而受到较高程度的压缩，达到 500700的高温。然后将燃油以雾状喷入高温空气中，与高温空气混合形成可燃混合气，自动着火燃烧。燃烧中释放的能量作用在活塞顶面上，推动活塞并通过连杆和曲轴转换为旋转的机械功。 柴油机快速发展的同时也有一些故障危害，例如雨水或冷却水进入燃烧室，会发生水锤现象，即这些水随着活塞往复运动时，由于惯性和不可压缩性而对活塞顶面和气缸盖底面产生巨大的冲击力，甚至造成气缸盖碎裂、连杆弯曲、曲轴断裂等严重事故。这样的事故会对财产造成一定的损失，甚至会危害到人员生命安全。又例如柴油机功率不足柴油故障：机功率不足的现象有多种，造成的后果各不相同，有的不会发生损坏机件的后果，有的

7、不及时处理，不但会造成某些零部件故障的扩大，甚至会造成严重机破事故。 本文则对柴油机常见的故障原因，故障危害及故障的分析处理进行简单介绍。拿出几种柴油机常见的故障处理方法，以减少因柴油机故障所造成的危害。关键词：柴油机 燃油压力 示功阀 故障 目 录一 前言. 1二 柴油机启机前准备工作的故障分析及处理. 22.1 甩车时曲轴不转. 22.2 甩车时示功阀喷水. 32.3 甩车时示功阀喷机油. 42.4 甩车时示功阀喷火. 7三 柴油机运转时的故障分析及处理. 93.1 排气冒黑烟. 93.2 排气冒蓝烟. 123.3 排气冒白烟. 123.4 柴油机功率不足. 133.5 柴油机功率不稳定.

8、 153.6 柴油机游车. 163.7 联合调机器输出轴抖动，但柴油机转速没明显变化. 183.8 柴油机忽然停机. 183.9 回手柄柴油机转速下降太慢. 19结束语. 21参考文献. 22 一 前言 柴油机作为动力装置已经广泛的被使用到运输生产中，而且数量逐年增加，特别是在铁路运输中起着相当重要的作用。内燃机车作为铁路运输中不可缺少的牵引机在很早以前就被投入广泛的使用，当蒸汽机车被淘汰，内燃机车就以它大功率、高负荷的特性充当着铁路运输牵引主力军。但随着电气化铁路的发展，电力机车以它更优越的性能逐渐取代了内燃机车，在铁路第五次大提速之后，“多拉快跑”成为了铁路新的发展方向在资源满足的情况下都

9、改成了电气化铁路客车以及干线、重载货物的运输基本都已由电力机车来担当，内燃机车只能担当各支线（包括小运转、专线等）运输和货场及沿线各站的调车、编组作业任务。但不管怎样，内燃机车都以它独特的性能在铁路运输中依然是不可缺少的，不过也为它今后的发展提出了更高的要求，以满足现代铁路运输的需求。柴油机作为内燃机车的核心装置，它性能的好坏直接影响到内燃机车的运用以及铁路运输安全和经济效益。我段现约有 100 台内燃机车，以 DF4、DF5、DF7 型为主，主要担当长白线、沈吉线的客、货物运输以及各支线的小运转运输和各站的编组作业任务，在运用过程中经常会出现一些故障，其中每年因柴油机故障引发的事故占 50以

10、上，增加了机车乘务人员的心理负担，也给检修给机务运转及检修部门带来了巨大的压力，如果不能准确判断、及时处理将会造成晚点、机破，影响行车安全正点。如若处理不当还会使事故扩大，不仅造成了很大的人力物力资源的浪费，而且还会直接威胁旅客生命财产的安全，给国民经济带来重大影响。为此我对柴油机主要发生的故障原因做了简单的研究分析及谈论相应的处理措施，以预防更多事故的发生。二 柴油机启机前准备工作的故障分析及处理2.1 甩车时曲轴不转2.1.1 故障现象 按住启动按钮 1QA，柴油机曲轴不转动。2.1.2 原因分析（1）由于启动装置接触器 QC 线圈回路中出现故障，造成 QC 不吸合，其原因有： 司机控制器

11、主手柄没置于零位； 盘车机构没复位，即柴油机上的盘车机构的蜗杆轴没有与柴油机联轴节上的齿轮盘脱开而复位，使安装在盘车机构旁的行程开关（即转轴联锁 ZLS 的常闭触头）没闭合，造成按下启动按钮 1QA 后，启动接触器和启动机油泵接触的电路不能接通，无法使启动辅助发电机 QD 作为电动机运转； 转轴联锁 ZLS 的触头被绝缘性的异物或污物垫住； 辅助发电机接触器 FLC 常闭联锁触指（422423 号线）或燃油泵接触器 RBC 常闭联锁触指（4282034 号线）接触不良； 启动接触器 QC 主触头卡死或被异物垫住； QC 线圈断线。（2）启动接触器 QC 虽吸合，但启动辅助发电机 QD 回路有故

12、障，其原因有： 蓄电池亏电； QC 主触头因超程不足而虚接； 启动辅助发电机的电刷接触不良、卡死或松脱。2.1.3 检查及处理（1）首先检查主手柄是否置于零位。（2）检查盘车机构是否复位，行程开关触头接触是否良好。（3）用试灯分别检查辅助发电接触器 FLC 常闭联锁触指和燃油泵接触器RBC 常闭联锁触指的触头接触是否良好，在作应急处理时可用短接线进行电路短接。（4）检查启动接触器 QC 主触头接触情况，如有异状进行清理。（5）检查 QC 线圈，发现断线时重新接通。（6）如蓄电池电压低于 96V，处于亏电状态时，可以甩掉个别亏电严重的单节电池。（7）检查启动辅助发电机的电刷状态，对不良情况或异状

13、进行清理或处理。2.2 甩车时示功阀喷水2.2.1 故障现象 柴油机甩车过程中，有水从示功阀孔向外喷出。2.2.2 故障后果 甩车时，示功阀向外部喷出水来，说明燃烧室内有水进入。如果水来源与柴油机有关部件的水腔或水管的裂漏部位，当漏入到燃烧室里的水量达到一定程度时，会发生“水锤”现象，即这些水随着活塞往复运动时，由于惯性和不可压缩性而对活塞顶面和气缸盖底面产生巨大的冲击力，甚至造成气缸盖碎裂、连杆弯曲、曲轴断裂等严重事故，同时也会引起启机油乳化，因此绝不可疏忽这种现象。2.2.3 原因分析（1）机车放在露天时，由于机车顶盖上的排烟管盖罩采用了百叶窗结构，在柴油机运转中，较高温度和压力的废气源源

14、不断地由烟管向外排出，雨水是进不去的，但如果在柴油机停机状态下，又碰上大雨，百叶窗难以抵挡住较大雨水，则雨水会通过排烟管、增压器的涡轮端、排气总管、排气支管进入到气缸内。（2）中冷器的冷却水管裂漏，水管内的冷却水会随着进气流，通过增压器、进气稳压箱、进气支管源源不断地进入气缸内。（3）气缸盖火力面裂漏，或气缸套穴蚀穿透，水腔内的水进入燃烧室内。2.2.4 判断及处理 为了判断示功阀喷水的原因，有时还需要观察膨胀水箱的水位变化情况，包括柴油机停机状态和运转状态。（1）露天停放的停机状态的机车，大雨后甩车时出水，当甩完后启机，排气烟色正常，膨胀水箱的水位也正常（当柴油机加载后，水受热膨胀，此时膨胀

15、水箱水位会比冷机时升高 10mm 左右，属正常现象），则基本可以确认燃烧室内的水是大雨而漏进来的。在正式启机前，通过甩车已经将燃烧室内的水甩净，不会影响柴油机的正常工作。（2）柴油机启机后，膨胀水箱水位出现了不正常的升高（称虚水位），这是由于气缸工作后，高压的燃气透过气缸盖或缸套的裂缝，穴蚀透孔窜入到这些部件的冷却水腔内，迫使膨胀水箱的水位上升。此时可用逐个停缸法，即逐缸将高压喷油泵的齿条推到停止供油位，当在某个气缸用此法检查时，膨胀水箱的水位回落，则表明该缸的气缸盖水腔可能发生了裂纹，或该缸的汽缸壁已被穴蚀穿透。（3）如柴油机启机后，膨胀水箱水位有下降趋势且排烟为白色，说明冷却水系统的水漏入

16、燃烧室，此时应考虑可能是中冷器的水管裂漏。因为冷却水是在水泵作用下载水系统内循环的，其压力大于增压空气的压力，因此柴油机启机后，冷却水会从中冷器的水管裂漏处渗入到中冷器的空气腔内，随增压空气通过稳压箱、进气支管进入气缸。 在甩车时，可根据示功阀向外喷水的气缸数来判断冷却水进入燃烧室内的原因。由于大雨而漏水时，则柴油机左右多个气缸示功阀均有水喷出；而如由于气缸盖或缸套裂漏时，一般只有一个气缸示功阀有水喷出。2.3 甩车时示功阀喷机油2.3.1 故障现象 柴油机甩车过程中，有机油从示功阀孔向外喷出。2.3.2 故障后果 甩车是示功阀向外喷出机油，说明燃烧室内有机油进入。机油进入燃烧室会引起下列后果

17、：（1）机油消耗量增大。（2）机油在燃烧室内参与燃烧。会使与燃气接触的零部件（气缸盖、气门、喷油器、活塞、缸套等）表面形成积炭，造成磨损增大，喷油器雾化质量恶化，燃烧状态变差。机油还会随废气进入排气总管，到达增压器的喷嘴环，使其形成积炭，造成增压器喘振。（3）漏入燃烧室内的机油量达到一定程度时，还会发生“油锤”，对柴油机的破坏程度与“水锤”相同。因此也绝不可疏忽此种现象。2.3.3 原因分析造成机油进入燃烧室内的原因有四种可能：（1）气缸盖上部的摇臂轴承座内的机油进入燃烧室，其途径有以下两条： 气门与气门导管间的间隙过大。 喷油器与气缸盖喷油器座孔之间的密封不良（两者之间上部由橡胶密封圈密封，

18、下部的喷油器头部凸肩与气缸盖喷油器座孔台阶之间由铜垫 。进行密封）（2）活塞下部曲轴箱内的机油窜入燃烧室。 活塞销油堵松脱，活塞销内的压力机油大量窜到活塞与缸套壁之间，然后窜入燃烧室。尤其当油堵脱落拉伤缸套与活塞后，机油更容易从这些被拉出的沟槽里窜入燃烧室。 活塞刮油环弹力不足。 活塞油环或锥面气环上下面装反。 活塞油环刃口磨损超限。 铝活塞的活塞体与活塞套之间存在间隙，压力机油由此窜入燃烧室。（3）增压器机油腔内的机油进入压气机腔，随增压空气，经中冷器、稳压器、进气支管，最后到达燃烧室。 进入增压器油腔的机油压力超高。16V240ZJB 型柴油机装用的45GP802-1A 型增压器，进油压力

19、要求不超过 340kpa，在其机油供给管口上设一个 250kpa 的机油旁通阀形成旁通管路，当该阀因故障不能开启时，会造成进入增压器的机油压力超高。16V240ZJC 型柴油机装用的 ZN290 型或ABB VTC254-13 型增压器，进油压力不超过 600kpa，在增压器进油口上设一个机油进油压力调节器（或称油量控制器），进油孔直径为 4.5mmm，如该孔过大，则造成增压器油腔压力超高。 增压器转子轴承烧损，使转子轴擦伤油封，损坏油封的密封性能。 增压器回油道不畅通。（4）机体进气道有楼焊、开焊、螺纹孔钻透等问题，使曲轴箱内的机油渗漏到进气道。特别是进气道与主机油道之间的隔板发生漏焊和开焊

20、时，问题就更为严重，因为主机油道内是压力机油。2.3.4 判断及处理（1）如果示功阀喷油发生在一个气缸，则应考虑是由于气缸盖上部的摇臂轴座箱内的机油进入气缸内；或由于活塞等问题，使机油进入气缸内。具体判断如下： 如果喷油器回油管内有大量的机油与气体一起排出，则表明喷油器与气缸盖上喷油器安装孔座之间密封不良。 如果发现缸套在活塞销端方向的工作面有拉伤，则应考虑活塞销堵是否脱落。 如果无上述两种情况，则可能是气门与气门导管的间隙过大、活塞油环弹力不足、油环或锥面气环装反、活塞油环刃口磨损趋限、铝活塞的活塞体与活塞套之间存在有间隙等，这需要逐一检查，以确认之。（2）如果大部分气缸的示功阀出现喷机油现

21、象，则应考虑是否机体主机油道与扫气道（机体上的进气稳压箱下箱）之间的焊缝发生开焊。（3）如果在增压器的压气机出口法兰上出现漏油现象，或打开增压器涡壳下面的螺堵出现淌机油的现象，则示功阀喷机油的原因是由于该增压器油腔内的机油漏入压气机通道所致。通过上述各方面的观察与检查，查出原因后，采取相应的措施进行处理。2.4 甩车时示功阀喷火2.4.1 故障现象柴油机在甩车过程中，有火从示功阀孔向外喷出。2.4.2 故障后果甩车时，示功阀向外喷火，说明燃烧室内有燃油进入，由此可能产生下列后果：（1）喷油泵在“0”刻线仍能供油，说明此时喷油泵处于非停油位，这样的柴油机启机后往往停不了机。（2）由于燃烧室内积存

22、了燃油，当启机后，残存的燃油会发生爆燃而出现敲缸。（3）燃烧室内残存的燃油会进入曲轴箱的机油区，造成机油因稀释而报废。2.4.3 原因分析（1）喷油器供油量调整不当。对单螺旋线柱塞的喷油泵来说，在齿条刻线为 12 刻线时，供油量应为（375±5）ml/250 次。如果调整过大，就会造成齿条“0”刻线是仍会有一定的供油量，只要曲轴转动，喷油泵就不断向气缸内供给燃油。（2）喷油器雾化不良，而在上次停机前的空转时间又较长，使柴油机在停机前就在活塞顶上积存了较多尚未燃烧的燃油。（3）喷油泵夹头销脱落，使齿条处于供油位。（4）供油拉杆失调，使喷油泵齿条在供油位。（5）联合调解器停车阀的电磁连锁

23、 DLS 线圈处于失电状态时，阀芯顶杆扔未被调节器齿轮泵打下来的压力油顶起，堵住了动力活塞上、下油腔间的通路，动力活塞下油腔建立油压推动动力活塞上移，通过控制拉杆，使供油泵处于供油位，造成这种情况的原因有： 电磁连锁 DLS 芯杆过长，造成 DLS 阀芯被迫压向下方。 DLS 阀芯上部被异物垫住。 DLS 阀芯卡滞在下方，堵住了动力活塞上、下方油腔之间的通路。2.4.4 判断及处理（1）甩车时观察控制杆是否移动，如发生移动，则应检查电磁连锁 DLS芯杆是否过长，有无异物卡在芯杆与阀芯之间，或阀芯卡在下方。上述情况下各缸均会发生喷火现象。（2）如甩车时控制拉杆并不发生移动，但各缸喷油泵齿条刻线却

24、在供油位上，则应检查控制拉杆与联合调解器的连接部分是否有异常现象。在架修后重新组装的控制拉杆，由于左、右控制拉杆与横轴连接的摇臂的角度差异，会造成一侧在停油位，一侧在供油位，甩车时会出现一侧各缸正常、另一侧各缸发生喷火现象。（3）甩车时出现个别气缸喷火，大多是由于喷火气缸的喷油器雾化不良造成的结果。（4）如各缸均喷火，观察喷油泵齿条均不在“0”刻线，这是由于调整喷油泵供油量时，调整过大所致。 三柴油机运转时的故障分析与处理3.1 排气冒黑烟3.1.1 故障现象 柴油机在运转状态下，从烟囱冒出程度不同的黑烟 柴油机排气冒黑烟，说明燃料在燃烧室内空气不足的情况下进行燃烧。燃烧在高温缺氧情况下分解聚合成墨结晶状得炭烟，随废气排出而呈黑色。 当柴油机刚启动时，可以从烟囱看到有股类似蘑菇云的浓黑色烟气冲出，然后消失，排烟转向正常。这是由于柴油机刚启动时，喷油