HXN5型内燃机车曲轴箱压力高故障解析

张彦华

（哈尔滨机务段，哈尔滨 150001）

HXN5型内燃机车曲轴箱压力高故障解析

张彦华

（哈尔滨机务段，哈尔滨 150001）

对HXN5型内燃机车柴油机的故障进行统计，阐述内燃机车柴油机的原理及故障现象，并对故障原因进行解析。

HXN5型内燃机车；曲轴箱；故障

1　故障统计

1.1故障性质统计

2011年，我段共发生曲轴箱压力高故障47件，其中发生机破17件，占总数的36.2%，临修30件，占总数的63.8%。

1.2引起曲轴箱压力高故障的因素及数据统计

表1　曲轴箱压力高故障统计Tab.1 Pressure and high failure statistics of the crankshaft box

从故障统计结果可以看出，引起曲轴箱压力高的因素有很多，其中电器方面发生20件，占42.5%；柴油机方面发生27件，占58.5%。电器与柴油机方面的故障发生率相差不多，但电器方面的故障较为集中，柴油机方面故障较为分散，且不易处理。

2　原理及故障现象

2.1原理

HXN5机车加载时曲轴箱内为负压，通过增压器、消音器（烟囱）、与增压器相连的引射管、曲轴箱引出，延伸到烟囱的排放管及油气分离器，将曲轴箱抽成负压。它是两种方式共同作用的结果。

第一种作用方式是通过增压器排出的废气流经烟囱时，将烟囱处斜口朝上的排放管管口抽成负压，该负压经排放管作用于曲轴箱将其抽成负压。

由于增压器排出的废气吸力不能满足曲轴箱负压的要求，因此，在增压器压气端引出一根引射管，并将另一端连接到烟囱侧排放管管口，增压器的高压风通过引射管作用于排放管管口，将排放管管口一部分区域抽成负压，负压经排放管作用于柴油机曲轴箱。

2.2故障现象

当机车曲轴箱压力高时，柴油机会立即停机，显示器下方显示“请勿尝试启动柴油机”。事件日志显示：01-8140曲轴箱空气压力超出上限；01-6063曲轴箱空气压力太高，不能重启柴油机。此外，机车曲轴箱压力高，可以启动柴油机时，需要在智能显示器内输入重置密码或进入三级菜单进行故障信息“重置”后，方可启机。

3　故障原因解析

3.1增压器故障

主要表现为增压器扫膛，因为增压器本身或外界因素造成增压器动平衡破坏，出现扫膛。扫膛后，增压器转速降低，排出的压缩空气压力不足以将曲轴箱抽成负压，系统起保护，柴油机停机。

3.2动力组失效

动力组失效主要有两方面，一是柴油机气阀破损，二是连杆折损、活塞托顶。造成燃气下窜引起曲轴箱压力突然升高。

3.3曲轴、连杆碾瓦

曲轴、连杆碾瓦造成活塞运动轨迹发生改变，缸套、活塞拉伤燃气下窜，引起曲轴箱压力突然升高。

3.4引射管、油气分离器堵塞

引射管堵塞时增压器压缩空气无法进入排放管或压缩空气压力不足，造成吸力不足，油气分离器堵塞，引射管排出压缩空气产生的吸力不能全部到达曲轴箱。引射管、油气分离器堵塞时，曲轴箱压力会随着档位的升高压力逐渐增大。在判定柴油机及增压器故障时，可以启动柴油机进行自负荷，以此来判定故障。

3.5消音器（烟囱）衬板裂

消音器（烟囱）衬板裂损不会对曲轴箱压力造成过大的影响，只有衬板裂损严重、大块衬板脱落后才会引起曲轴箱的压力增高，主要原因是增压器排出的废气流经烟囱时，由于衬板脱落，造成排气出口增大，吸力不足，此外，容易在烟囱内部形成气旋，影响排放管管口的真空度。

由于HXN5机车设计缺陷，消音器（烟囱）衬板裂损问题严重，最终将300台机车的消音器（烟囱）衬板全部拆除，同时为防止曲轴箱压力高，进行了引射管改造，由原先只由左侧增压器安装引射管，改为左右侧增压器均安装引射管，并用一个三通管连接起来。通过一段时间的跟踪，该改造项目完全可以满足曲轴箱的负压要求。

3.6曲轴箱压力传感器COP及连接线束ECB故障

传感器COP及ECB线束故障可造成反馈到柴油机控制器ECU的数据不准确。一般情况下，曲轴箱传感器COP及ECB线束故障时曲轴箱压力会有极大变化，诊断数据中若发现曲轴箱压力超出规定值，极有可能是COP或ECB线束故障。

曲轴箱压力传感器COP安装在柴油机输出端机体上，用于测量曲轴箱内的压力（如图1）。它的压力敏感元件采用不锈钢隔离膜充油结构的硅压阻压力敏感元件。曲轴箱压力传感器COP故障主要集中在压力敏感元件和连接器上。

图1　曲轴箱压力传感器COP结构Fig.1 COP structure of the crankcase pressure sensor

柴油机导管连接器ECB线束安装于柴油机左8缸处，是左8缸处5个柴油机传感器的联接线束，曲轴箱压力传感器COP是其中一个连接插头，该线束的作用是将传感器检测到的信息传送到柴油机控制单元ECU。它的故障主要是由于焊接问题导致各连接传感器的插头阻值发生变化或产生虚接，使传感器的输入或输出电压发生变化，造成反馈到柴油机控制器ECU的信息不准确。

发生故障时，在停机状态下从显示屏观察COP压力传感器的读数，正常COP压力约为0KPa，如果读数大于0.1KPa，说明ECB线束或传感器COP存在故障。判断ECB线束故障的方法是，测量其单根线阻值，边测量边摇晃线束，正常阻值应小于1Ω，若大于1Ω，说明线束阻值过大，需要更换。

Analysis on the Pressure of the Crankcase Pressure of HXN5 type Diesel locomotive

ZHANGYan-hua
（Harbin depot，Harbin 150001，China）

The failure ofthe diesel engine ofHXN5 type diesel engine was carried out.The principle and the failure phenomenon ofdiesel engine were described.

HXN5 type diesel locomotive；Crankcase；Fault

U269.5

B

1674-8646（2015）07-0077-01