大功率内燃和谐机车动力组检修工艺分析

范新生

摘 要：文章以HXN5型大功率内燃机车为对象，探讨这种机车动力组的具体结构，并根据实际检修工艺的需要，设计了一个相对完整的动力组检修工艺流程，希望借此可以为内燃机的动力组检修工艺设计提供一些参考。以此为基础，还探讨了这种检修工艺方法在柴油机下排气故障和燃油回油盒泄露问题中的具体应用。

关键词：内燃机车；动力组；检修；HXN5

中图分类号：U269 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）27-0095-02

当前，我国引进的大功率内燃机车主要包括HXN3和HXN5两种车型。其中，HXN3由大连机车厂与美国的EMD公司合作开发；HXN5则由戚墅堰厂与美国的GE公司合作开发。因为和谐型大功率交流机车在设计过程中，设计的理念、基本结构形式、传动方式、模块化与集成化的程度都与传统的国内机车存在较大的差别，因此在机车的维护、检修过程中所采取的模式也存在较大的差异。由于动力组是内燃机车的重要构成部分，同时也是影响内燃机车运行效率和稳定性的核心部件，所以以大功率内燃和谐机车为对象，探讨其动力组的检修工艺方案和基本流程，对保证内燃机车的稳定运行具有重要意义。

1 HXN5型大功率内燃机车动力组结构

大功率内燃机车柴油机多是采用动力组，其部件在维修中可以进行更换。动力组中的大多数部件都需要在动力组整体拆卸之后才能够进行后续的拆卸，否则不能够进行分解、检修。一个完整的内燃机动力组主要包括三个主要部分：①气缸盖装配附件，其中主要包括气缸盖罩、摇臂组、摇臂轴座、推杆组件、横臂组件、喷油器、减压阀、燃油管、气门弹簧及附属设备、锁夹、旋转机构、气门、气缸盖等；②气缸套/座组合，其中包括气缸套、气缸定位座、顶杠、喷油泵、高低压油路等；③活塞连杆组，其中包括活塞部件，例如活塞裙、销、连杆、活塞环等。

2 大功率内燃机车动力组整体检修工艺设计与分析

为了对大功率内燃机车动力组进行完全、彻底的检修，针对柴油机动力组的主要特点，设计一个合理、可靠的动力组整体检修工艺流程尤为重要。一个完整的大功率内燃机动力组整体流程包括这样六个主要部分：将动力组从柴油机上拆解下来—对动力组的各个零部件进行非拆解—清洗各个零部件—对各个零部件进行检查/检修—检查/检修之后组装获得新的动力组—将动力组组装在柴油机上（完成整个动力组检修工作）。

2.1 动力组的分解拆卸

将动力组从柴油机上拆下之后，应该及时把它置于动力组分解区，然后对动力组的各个零部件进行后续的分解。在分解中根据动力组的分解区具体工位及主要工作，可以分为总分解、动力组气缸盖分解、气缸套分解、活塞连杆分解等。

2.2 动力组零部件的清洗

为了清晰的了解各个零部件的实际工作状况，及时的发现其中存在的缺陷和问题，应该对动力组的各个零部件进行清洗。同时，考虑到零部件清洗过程中对车辆清洗环境的要求以及提高清洗设备的实际利用效率，在分解完成动力组的零部件之后，应该将这些零部件送入各个专门的零件清洗工位，利用各个清洗区中的专业清洗设备进行清洗，保证零件的清洁度。

2.3 动力组零部件的探伤

由于柴油机动力组大部分的零部件在柴油机运行过程中需要承受较大的载荷作用，因此，在柴油机的零部件内部容易产生一些细小的裂纹，这些裂纹虽然不能从表面观察到，但是在长时间运行之后，将直接影响零部件的强度。因此，就需要对各个零部件（主要包括连杆组件、活塞组、轴、气缸火力面等）进行探伤，发现其中存在的内部缺陷。对于需要探伤的零部件，在清洗、干燥之后，应把它们送到统一的探伤区。探伤的方式主要为磁粉探伤，但是对于活塞裙则应该采取着色探伤。

2.4 动力组的检查/检修

在对动力组的零部件进行清洗、探伤之后，要将各个零部件送回至动力组的检查/检修区，由各个具体检修工位对各个零部件进行检修，同时完成各个零部件的组装工作。通常，按照和谐内燃机车的检修工作需要，一般需要设置四个检修工位：①活塞连杆检修工位；②气缸套检修工位；③气缸定位座检修工位；④ 气缸盖检修工位。

在实际的检修过程中，还应该参考检修工艺的工位设置情况。

其中，气缸盖的检修工位需要完成的工作包括：①各个零部件的清洗洁净度检查；气门导管、喷油器套筒运行情况、气门座等装配状态的检查，对其中的不良问题及时予以解决，解决不了的则应该进行更换；②进行气缸盖的漏气测试试验、气门导管孔径的公差以及圆度测试、气门导管与气门座的同轴度检测、气门杆的直径尺寸公差测量；③安装气门、气门盖板、气门附件、喷油器，安装气缸盖孔塞、气门座的安装孔径尺寸与公差测量，压装气门座，拔出气门导管并测量气门导管的孔径尺寸公差；④压入并装配气门导管、测量气门座与气门导管的配合公差（同轴度），若存在问题则应该进行必要的修正。

活塞连杆的检修工作主要包括：①连杆组件的预先装配、配合公差的测量及形状公差的测量；②连杆组件的分解、活塞销孔径与环槽的公差检测；③活塞连杆组件的装配。

气缸套检修需要完成的工作主要包括：①对气缸孔表面状态检修观察，确认其完整性和工作状态；②对冷却水腔的清洗洁净度与穴蚀状态进行检查，若发现其中存在轻度的故障，则应该进行适当的修复，若不能修复则应该进行更换；③对气缸的孔径进行检查，保证其公差满足基本要求。

气缸定位座的检修工作主要包括：①气缸定位座清洁度的检查；②安装顶杆、喷油泵与气缸套。

在具体的检修工艺设计过程中，要依据和谐内燃机车动力组的检修工艺流程，对各项检修工位的布置进行相应的设计，同时，还要考虑到各个工位完成的检修内容和需要的工时的不同，为了最大程度的利用检修使用的工装设备，应该适当的增加耗时较长的工位数量，以保证整个检修工艺流程能够顺利地进行。

3 大功率内燃机和谐机车动力组检修工艺的具体 应用

根据上文的大功率内燃机动力组检修工艺流程，下面就针对柴油机下排气故障和燃油回油盒泄露问题进行故障排除，并对检修工艺的应用进行分析。

3.1 柴油机下排气故障分析

3.1.1 下排气故障分析

所谓下排气故障指的是在排气口中喷出燃气，这是柴油机中的一种比较危险的故障现象，容易造成柴油机烧机油、冒黑烟、功率不足等问题，严重时甚至会导致曲轴箱的压力增加，从而导致机油从呼吸孔中排除，造成轴研瓦、活塞抱缸等恶性故障，给柴油机造成重大的事故。根据实际的运行情况分析，柴油机下排气通常是因为缸套拉伤、活塞环断裂和活塞烧损造成的。当出现上述故障之后，燃烧室的整体密封性能将迅速下降，燃气就会通过活塞与缸套的间隙从曲轴箱中排出。尽管导致下排气的原因是多方面的，涉及到缸套、活塞与活塞环结构状况、燃烧、润滑、冷却及应用保养等多个方面的原因，但是，总的来讲主要还是运行保养不当和机油品质不佳造成的。

3.1.2 下排气故障检修工艺

为了减少内燃机车因为下排气故障而使得机车临修，就需要通过检修工艺措施对故障原因和部位进行准确的判断，这样才能够快速、高质量的完成相应的检修任务。在实际的检修工作中，采取的故障检修工艺主要包括这样三个方面：

①对排烟状况进行观察。该方法是在低温（水温在45 ℃左右）状况下启动，同时切断气缸燃油供应，并切断单个缸或者单侧缸的供油，若活塞烧损，则柴油机的排烟是蓝色，此时，切断对应的燃油供给之后若蓝烟消失则能够立即判断活塞烧损的气缸位置。

②浇注柴油。这种方法就是在停机的情况下从喷油器的安装孔持续向各个气缸中灌入柴油，然后观察缸套中流下的柴油的量，其中流量相对较大的气缸就是活塞烧损的缸。当活塞烧损严重时，浇注的柴油会马上泄露下来（正常情况应该是浇注30 s之后才开始下流）。

③直接观测。这种方法就是在停机之后将动力组拆解下来，同时将活塞推行至上止点，然后使用工作灯或者手电照射缸套的内壁，当发现缸套内侧存在拉伤情况时，则判定为活塞烧损气缸。通常，这种方法主要用于活塞烧损严重的现象。

3.1.3 下排气故障处理技术方法

在完成柴油机的检修之后，除保证机体的整体结构完整性和健康程度之外，还应该按照说明书中的相关规定严格选择合适的燃油、润滑油、液力油牌号，并保证质量，不得使用不符合要求的劣质油或者不符合牌号要求的其他油品。

3.2 燃油回油盒泄露故障

3.2.1 故障问题表现

部分内燃机车柴油机在使用过程中会出现回油盒泄露的问题，具体表现为回油盒长时间向两端泄露燃油，使得清洁燃油流入到柴油机下方的污油盒中，这不但造成了经济损失，而且容易引发火灾，造成柴油机车受损。

3.2.2 故障检修分析

在柴油机工作过程中，多余的清洁燃油一般会从各个气缸喷油器的喷油泵中流出，此时需要通过集油盒把流出的燃油收集到燃油箱中继续加以利用。当出现两端漏油的问题时，可能由这样四个方面的原因引起：①回油盒堵塞使燃油不能回流到回油管中，这时因为集油盒、回油管中没有压力，所以只能够依靠燃油自身的重力流动；②回油管堵塞导致喷出的燃油不能正常回流；③燃油箱通气不畅导致回流的背压增加致使燃油不能正常回流；④各个缸喷油泵故障使燃油回油量过大，燃油不能及时通过回油管回流而从回油盒中溢出。在检修过程中，可以通过逐条试验的方式对这些问题予以排除。

如果上述方式没有解决问题，则可以考虑回油管的水平走势。竖直的回油管中不会存在燃油，最大可能存留回油的是横向回油管。由于回油管是自然回流，因此靠近燃油箱侧的管路应该较低才能使燃油自动回流。但是，如果回油管中存在有凹段，就可能影响到燃油的正常回流。此外，回油管与燃油箱中存在的气阻可能也会影响燃油的顺利回流，使燃油从回油盒中漏出。

对于上述问题，首选的解决方法是更换燃油管路，然后再降低横向回油管靠近燃油箱侧的位置，使燃油得以顺利回流。

参考文献：

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