DF11 型机车延长中修检修周期的技术可行性分析

黄 文 上海铁路局上海机务段

1 前言

国内DF11机车中修检修周期普遍为25～30 万km，大修周期为80±10 万km，二中一大修制。上海局DF11内燃机车中修检修周期为≮30 万km。

随着大量新技术、新材料、新工艺的广泛采用，DF11机车各项性能指标趋于稳定，在运用可靠性上大幅提高。如何在保证机车运用安全的前提下，提高机车使用率，减少检修率，节省维修成本，是机务工作者需要考虑的一项重要课题。本文拟对DF11机车中修延长到45 万km 的技术可行性进行分析。

2 主要互换部件对延长中修检修周期的影响

以下分析主要互换部件故障机理、故障原因和故障后果对延长检修周期的影响。

2.1 轮对

轮对是影响机车运用安全性的一个最关键的部件。

2.1.1 踏面剥离、磨耗

目前DF11机车已全部改造为整体碾钢轮。上海机务段2010 年底轮对踏面剥离而落轮仅1 件，表明了目前整体碾钢轮质量能满足运行的需要。统计分析沪蚌线10 台机车和沪宁线4 台机车，平均10 万km 踏面磨耗量为0.56 mm，接近30 万km 时的最大平均磨耗量在2 mm 之内，因此可以认为踏面的磨耗不会影响中修延长到45 万km。

2.1.2 轮缘磨耗

对沪蚌线10 台机车和沪宁线4 台机车的统计，一个中修期的轮缘平均磨耗量为3.375 mm，10 万km 平均磨耗1.39 mm。由于机车轮缘磨耗早期较快，随着公里数增长，轮缘磨损明显放缓，因此延长中修到45 万km，大部分轮对的轮缘厚度仍能保证机车安全运行，需落轮更换的不会有明显增长。

2.1.3 空心轴轴承、六连杆

从上海机务段近2 年来DF11中修机车空心轴轮对检修来看，空心轴轴承及六连杆传动机构尚未发生过故障，并且段规中修也不作分解检修。据厂方对大修的空心轴传动系统全面分解测量鉴定，确认该系统安全可靠度非常高，一个大修期不会发生重大质量问题，因此延长中修周期不会有任何问题。

2.2 柴油机

柴油机主要零部件的质量和寿命是影响中修公里的另一个主要方面。

2.2.1 活塞连杆

目前DF11机车柴油机装用小开档精铸加工活塞，质量保证期在60 万km，因此在45 万km 内可靠运用更应没有问题。上海局内担当的沪蚌、沪宁线牵引区间，空气湿润，风砂不大，因此活塞环槽磨损不严重，经对7 台中修机车柴油机活塞的测量统计，环槽磨耗平均为0.014 mm，最大为0.04 mm，气环油环平均磨耗均为0.02 mm，环与环槽间隙最大为0.19mm，平均为0.15mm，距段规规定的环与环槽间隙不得大于0.30mm 的技术标准，尚有较大富余，因此延长中修周期仍可保持良好密封状态。

2.2.2 曲轴

经对10 台中1 修和10 台中2 修柴油机曲轴的测量统计，中1 修主轴颈最大磨耗0.03 mm，平均磨耗量为0.012 mm，连杆颈最大磨耗0.023 mm，平均为0.01 mm。中2 修主轴颈最大磨耗0.03 mm，平均为0.012 mm，连杆颈最大磨耗0.035mm，平均为0.018 mm。因此只要不发生碾瓦等非正常磨损，曲轴的磨耗量很小，能保证延长中修公里后正常使用。

2.2.3 增压器

增压器是当前影响机车安全运行的最关键的一个大部件，近年来增压器故障直接造成DF11机车机破运缓要占到总数的30～40%，剔除异物侵入损坏增压器（占到增压器故障的25%左右），轴承烧损和叶轮故障是最主要的二大故障，而其中又以轴承烧损最为突出。为了保证延长中修周期的机车运用可靠，在20 万km 时增加一次增压器互换检修是必需的。

2.3 辅助

2.3.1 散热器

从上海机务段DF11机车全部装用大连通用热动力公司的胀管式散热器，至今已有30 多台机车已走行满一个大修期而未发生任何故障，说明散热器质量可靠，因此延长中修周期不会有问题。

2.3.2 静压泵、马达

虽然静压泵、马达新造后质量保证期为30 万km，但从中修分解检查情况看，除极个别配流盘磨损超限和缸体孔间复合铜层剥离等故障外，总体质量是好的，延长中修到45 万km 应无大的问题。

2.4 电机

2.4.1 主发电机

目前主发电机的惯性故障是绕组引线断裂。定子引线因是多根并联，所以不会造成直接的影响。但是转子的励磁绕组连线一旦断裂，便造成无流无压，危害很大。当然这是极个别的，与延长中修公里数也基本无关（中修时也往往无法检查到）。集电环碳刷完全可以延长使用到45 万km。

2.4.2 牵引电机

ZD106 电机制造质量较好，加上选用碳刷质量良好，换向器的磨耗很小，一个中修期在0.05 mm 左右，因此延长中修到45 万km，也不会发生换向器磨耗超限的问题。

目前CE-7 碳刷能满足一个中修期正常使用，平均磨耗0.6mm/万km，如果延长中修到45 万km，中间应增加一次更换碳刷。进口轴承在中1、中2 修时基本状态良好，延长公里应无问题。

2.4.3 辅助电机

加强清洁保养，延长中修公里也应不存在问题。

2.5 电器

电器，包括整流柜元件、微机系统等只要在小修中做好维护，均能满足延长中修周期的要求。

2.6 制动

2.6.1 单元制动器

从中修分解看，各零部件磨损状况较理想，能满足中修延长周期需要。

2.6.2 空压机

目前V2.4/9 空压泵故障率较高，主要集中在小油泵、风阀、轴承连接橡胶轮等零部件上，可在小修中增加补强措施而不影响延长中修周期。

2.7 车体、转向架

上海机务段DF11机车使用至今，除曾经发生过2 件启动电机座下地板外，车体、转向架从未发现严重开裂变形故障，均能满足延长中修周期要求。

3 延长中修检修周期对机车运用可靠性的影响

上海局2010 年DF11机车发生机破13 件，10 万km 件数0.051。

从表1 中可看出，属于“小而广”故障引发的机破3 件，因材质造成机破3 件，其它1 件。从故障发生时机车中修公里来统计：5 万km 以下3 件，至10 万km 以下0 件，至15 万公里以下有2 件，至20 万km 以下有3 件，25 万km 以下3件，可见机车走行公里大小与机破的发生没有绝对的正比例关系。

表1 上海局2010 年DF11 机车机破统计

在13 件机破中没有1 件是因各类轴承、轴瓦、齿轮、活塞缸套等部件磨耗过量造成的，这说明DF11机车牵引条件和环境对主要大部件的磨耗没有很明显的影响，现行的30 万km 指标存在富裕过剩。

要提高机车整体质量可靠性，最主要是解决零部件的寿命管理问题和制造工艺的合理性问题。

4 延长中修周期的技术补强措施

4.1 充分发挥车载装置的作用

目前，DF11机车广泛使用的机车车载装置主要有：列车运行监控记录装置、机车轴承温度监测装置、机车微机控制装置，DF11故障记录仪和机车当量记录仪等。加强对各装置数据的地面转储分析，建立并记录从机车新造（大修）开始就比较完整的质量信息数据库，随时分析跟踪机车基本性能状态，掌握运用动态的变化，尤其对柴油机增压器等内部不可见的运动件的质量状态实施监控，及时发现处理各种隐患，尽量少做那些不必要的维修工作，以真实的资料和数据做科学分析，有针对性地预防故障，使维修工作做得更有效、更经济。

4.2 大中修增压器换新

增压器是重大惯性故障高发的部件。不计异物侵入损坏，增压器自身故障几乎都发生在大中修后机车上，这说明新造增压器在第一个中修期内的质量是相当稳定可靠的。在大中修修程中，增压器虽然进行了各类轴承的更换和检修，但更换的轴承等零件质量可能不是非常稳定可靠，检测手段有限，要发现转轴、轮叶内部裂损缺陷等故障非常困难，组装工艺显然也达不到专业生产厂的水平，加之涡轮叶轮长期在高温下高速旋转，叶片和拉筋丝易发生高温疲劳而断裂。有必要采取大中修增压器换新的措施，中修成本每台机车增加8 万元左右，但对确保机车在延长中修周期间的可靠运用是值得的。

4.3 增加一次滑油换新

随着机车走行公里的不断延长，柴油机滑油也随之老化，滑油中烟炱成份快速增长，积聚成长链状分子，影响柴油机、增压器中各类磨擦副的正常润滑。可考虑在30 万km 时增加一次更换滑油，保证曲轴和轴瓦等的正常使用创造良好的润滑条件。

4.4 增加一次轮对顶轮探伤和轴承动态检测

机车运用的安全可靠性是考虑一切问题的首要条件，尽管车轴、轮芯的裂损概率几乎为零，但轮对踏面下的制造性缺陷造成的贯通性裂损对机车运用安全将造成严重威胁。因此在30 万km 时增加一次顶轮探伤和轴承动态检测，在现有条件下也是较易做到的。

5 结语

DF11机车以走行公里为计量单位的“二中一大”定期检修模式，对于保持机车基本性能发挥了重要作用，但同时存在“检修过剩”的问题。在保证机车运用安全性和可靠性的前提下，通过技术补强措施，减少过剩维修，避免维修不足，充分利用部件的寿命潜力，上海局DF11机车中修检修周期是完全可以延长到45 万km，实行“一中一大”的检修模式。