内燃机车空压系统常见故障的整改建议研究

杨锐

摘 要：空压机应该具备高度可靠性才能满足机车对它的要求，但是在实际工作中，空压机的情况不太理想。空压机的具体表现有几种情况：空压机不工作，总风缸无压力；当总风缸的压力比700kPa小，不充风；当总风缸到达800kPa定压时，空气压缩机继续打风。这样不仅降低了机车的效率，还严重干扰了正常运输秩序。所以查出空压机的故障原因并制定出解决方案很有必要，要对空压机进行仔细分析，加快对空压机的整改步伐。

关键词：内燃机；故障；整改措施

一、活塞式空压机的结构及工作原理

由柴油机经皮带轮带动，具有三缸、W形排列、两级压缩、中间空气冷却式的特点的压气机是HW-120H型转子空气压缩机。这种空气压缩机是一种高速往复式的轻型压气机，由固定机构、气阀、运动机构和其他辅助机件组成。

安装曲轴或是气缸等机件的基础是曲轴箱，同时曲轴箱也有储存润滑油的功能，曲轴箱箱体一侧是整个运动机构的主要支点轴承座孔，另外一侧是窥视孔，是一种将连杆套在曲轴上的工艺孔。曲轴箱的上面一共有3个孔，安装低压气缸是用两边的孔，安装高压气缸则是用剩下的中间位置的孔，这两个压气缸的中心线夹角是60°。曲轴箱的下面部分安装有排油堵，安装孔有4个，而上面部分有一个e26加油堵。曲轴箱上有3个气缸，它们的排列形状类似于W，这三个排列的气缸中间是高压缸，剩下的两个是低压缸，球墨铸铁是气缸和气缸盖所使用的材料，每个气缸的上面都安装了气阀组和由铝合金铸造的气缸盖。

曲轴是45号钢锻造的，是单拐悬臂式，曲轴由212和210两个球轴承支撑在箱体的轴承孔内。有三个连杆活塞并列罩在一个连杆轴颈上，均重铁安装在曲柄上，而曲轴的输入端上安装了有风扇皮带槽的飞轮联轴器，它的体内钻安装了油孔。之前提到了连杆是铝合金材质的，由于这个材质适宜用作活动轴承，所以不用在设大小连杆瓦。整个连杆相当于易耗件，在磨损过度时要进行更换。

活塞的材料是铝合金。其中高压活塞半径是45mm，而低压活塞的半径是57.5mm。活塞上有一道油環两道气环。空压机之所以重量比较小，而且能够在高转速下平稳的工作，是因为活塞连杆机构都是轻金属制造，这样减小了运动体在工作中产生的同转和往复的惯性力。当低压活塞下行时排气阀在各种压力下将会关闭，当低压活塞上行时，进气阀同样在各种作用力下关闭。压缩空气首先在中间冷却器进行冷却成为一级压缩空气，然后进入高压缸内再次进行压缩成为二级压缩空气，最后二级压缩空气进入到总风缸内进行储存。

二、故障分析

1.柴油机输出端带动空压机转动，但是总风缸不充风的问题，可以用2009年的一个案例进行分析。GCY型号机车挂头后，3857风泵不打分，而且回段后用手扳动空压机转动件时，感受到了卡滞感还有杂音，经过检查发现润滑针断裂，空压机输出端的一侧轴承已经烧毁变形。轴承的烧毁原因是：磨损过大和温度升高，造成轴承合金融化后粘在了曲轴颈上，轴承的工作表面也出现了拖动的痕迹，导致曲轴颈与瓦背直接摩擦。HW-120H型空气压缩机的额定转速是1500r/min，而活塞和缸套是利用连杆的油针飞溅进行润滑的，如果油针折断，就会出现润滑效果不够，摩擦力度加大的问题，而这个型号的油针是铸铁，铸铁虽然抗压性好，但是易折断。这样缩短了空压机的使用周期，需要频繁更换空压机。所以如果发生烧瓦事故，问题不太严重换掉周抽就可以了，但是问题严重就会损坏曲轴颈。

2.当总风缸压力比700kPa小的时候，压缩机是不工作的。通过检查发现，高压气缸缸盖表面出现烧黑现象，石棉垫也出现破损，启动机器发现高压缸盖不停漏风，已经丧失了密封的作用。由柴油机带动的GCY-450内燃机车，额定转速是2100r/min，高于1500r/min转速的HW-120H型号的空压机，这就使空压机超负荷工作，导致排气压力增大，将密封垫冲破，造成漏风。

3.总风缸达到定压800kPa，空气压缩机继续打风。造成这种现象的原因有两点：（1）控制管路漏风，在控制管路的空气压力小于械减荷阀的弹力的情况下，进气管道不能关闭，造成总风缸即使到达定压，也不能停止打风。（2）气压自动减荷系统可靠性差，灵敏度不高。当空压机内的润滑油窜到械减荷阀时，小柱塞由于高温形成积碳就会出现卡滞现象（如图1），蝶阀芯关闭不了进气通道，造成空压机不停打风。

三、解决方案

针对以上三种问题提出三点改进建议：（1）因为之前的润滑油针易折断，所以要更换润滑油针，可以选用铸钢材料，它的优点是：强度较高、硬度和耐磨性能够适应空压机长时间运转，不容易折断。在保养方面要注意保持油润度，和皮带的松紧度。（2）在压缩机出风口上装一个安全阀（如图2）。（3）经常检查控制管路是否漏风，如果发现漏风问题要及时紧固，及时清理积碳使械减荷阀的柱塞不卡滞，检查阀芯弹簧弹力，及时更换。

总结

通过对空压机的润滑油针的更换和其他改进措施，还有各种方面的保养，这样会很大程度的减少空压机出现油针断裂，总风达到定压不停止打风等问题，提高机车的质量和使用效率，加强行车安全。

参考文献

[1]李燕，陈燕华.针对配网中压系统故障的分析及整改措施[J].重庆电力高等专科学校学报，2015，（2）.

[2]邹明进.自动喷水灭火系统常见问题及整改措施[J].山东工业技术，2017，（23）.

（作者单位：南京地铁运营有限责任公司）