DF8B型内燃机车柴油机302D型调速器启机故障分析及解决方法

毕 永 赵 启

(呼和浩特铁路局集团公司大板机务段 内蒙古 赤峰 025150)

1 问题的提出

大板机务段配属的128台DF8B型内燃机车柴油机大多数使用的是302D型调速器。它是一种全制式液压调速器，结构上具有压力反馈补偿、工作油压高、间接配速、降速停机和温度补偿等特点。在实际运用中表现出柴油机启机柔和、冲击转速小、不冒黑烟、变工况反应灵敏、补偿力度大等优点。由于其系统结构复杂，零部件精度要求高，造成零配件互换性差、检修困难等问题。机车在线上运行时多次发生停机或者启不了机等故障，回段后查找故障原因为调速器不良所致，经统计分析302D型调速器发生热机不能启动或启机后不能停机故障占调速器故障的43%左右，发生故障后需要反复启机、停机调整，造成大量燃油及人工的浪费，而且给柴油机质量埋下了较大隐患，影响正常的运输生产秩序。

2 调速器启停机控制原理

调速器作为柴油机的控制系统，对柴油机的启、停机起到重要的控制作用，决定着柴油机的可靠性。在柴油机启、停过程中通过电磁阀、液压系统、执行机构等一系列的关联动作，使柴油机能够快速启动或停机[1]。调速器的启停机液压系统原理如图1所示，其中启停机主要是由电磁阀装配、调速螺母、限油杆、滑阀装配、伺服马达等部件来相互配合、反馈完成的。

2.1 柴油机启动控制原理

静止的柴油机经过预润滑后，在启动电机带动的同时由控制系统给调速器停车电磁阀通电，使停车电磁阀得电吸合，密封高压油路[2]。由于柴油机转速被拖动上升，通过传动系统输入给调速器传动轴，使调速器转速上升，带动齿轮泵对调速油进行压缩，高压油在滑阀的控制分配下流入伺服马达，驱动输出轴转动来拉动柴油机拉杆系统，达到给柴油机提供启动燃油的目的，当转速、燃油量达到一定值后，柴油机就能启动正常工作。

2.2 柴油机停机控制原理

运转中的柴油机，需要使其停止，可靠停机是柴油机的一项重要指标。当柴油机需要停机时，通过控制系统使调速器的电磁阀断电，打开密封中的高压油路，使配速活塞中的液压油泄漏，配速活塞上行，配速弹簧的压力被释放，滑阀装配控制伺服马达动力缸油回泄油池，在复原弹簧的作用下使输出轴反转，拉动拉杆让喷油泵齿条回到停油位，停止缸内燃油供给，最终柴油机停止工作。

3 调速器启机故障原因分析

3.1 工作油压力低

当调速器处于热机时，由于调速器油的黏度会随着温度升高而有所减小，造成调速器油压降低，如果组装时齿轮泵端面间隙过大，液压油会从端面流失，造成调速器在热机状态下启动工作油压≤0.5 MPa，转速100～150 r/min，产生无法启机的故障。

图1 302D型调速器启停机控制油路原理图

3.2 电磁阀调整不当或故障

电磁阀对调速器的启机通过密封高压油路进行控制，其结构由两部分组成：机械部分主要负责密封；电器部分主要施加密封力。在高温下若有电磁阀漏油、关闭不实、调整不当或电磁阀阀芯变形等造成机械密封不良，使压力油过度泄漏而无法启机。电磁阀线圈阻值过大、线圈高温下绝缘层破损产生漏电、短路、施加电压偏小等因素会使电磁阀电磁力削弱，使其作用的机械密封部分性能变差，造成启机后再次停机。

3.3 组装调整不到位或磨损

在调速器组装、调整过程中，合理的调整间隙是保证其质量的首要条件，由于滑阀限油杆磨损使调整螺母距离底座间隙过大，造成启机时限油量过小。启机限位螺钉松动或调整不当，造成启机时配速活塞顶部充油不流畅。电磁阀底座与上体密封的调整螺母松动，造成高压油路密封不良等组装调整不到位，同样会产生调速器启机困难或无法启机的故障。

4 调速器启机快速调整方法

4.1 间隙调整

(1)调速器在零位空载运转时，调整停车调节螺母，使得在消除间隙的情况下，与配速活塞顶端之间的间隙为(0.8±0.1)mm，将此合理的调整间隙作为初调的必要条件。此时调速器启停机的成功率在82%左右。

(2)再将调速器在零位空载运转，将配速缸顶部的启机限位螺钉往下旋转到与配速活塞接触，然后再退回1.5圈，使螺栓顶部与配速活塞端面之间保持一个螺纹的间隙，拧紧锁紧螺母。图2为配速缸示意图。

图2 配速缸示意图

4.2 电磁阀检查及调整

检查停车电磁阀密封良好无泄漏，使停车电磁阀断电，调速器应完全停机。在确定停车电磁阀失电断开和没有卡滞的前提下，如果出现不能停机的情况，应将停车调节螺母的间隙微微调小。如果出现不能启机的情况应将停车调节螺母的间隙微微调大。停车电磁阀由阀杆、线圈、阀门、底座组成，其中阀门为球形阀门，阀杆为可调式电磁阀，在运用过程中若发生故障，可通过调整阀杆手动关闭阀门进行应急处置。 图3为电磁阀结构示意图。

图3 停车电磁阀示意图

5 调速器启机故障解决方法

5.1 油压检查

打开调速器顶盖快速检查电磁阀有无泄漏，用点温计测量调速器油温有无异常，观察伺服马达输出轴转动位置，中体上安装检测压力表，如果油压≤0.5 MPa(转速100～150 r/min)，表示调速器在高温下工作油压低，在台架试验和水阻试验时已经不能通过调整排除故障，应立即更换调速器，避免不必要的人工、材料的浪费。

5.2 电磁阀检查

手动检查电磁阀装置阀杆吸力是否有力(要求吸力≥20 N)，如果感觉吸力不够，用万用表检查电压电阻是否满足要求(电阻1 100～1 300 Ω，电压65～75 V)，若电阻不够，直接更换线圈，若电压不够，直接调整机车输出电压。检查电磁阀底部线圈输出线根部有无破损，由于线圈质量问题，长时间高温容易导致线圈根部绝缘层破损，一旦发现破损需要立即更换电磁线圈。

5.3 组装调整检查

(1)手动检查滑阀限油杆是否有松动磨损，发现松动磨损调整图3中的停车调节螺母。

(2)检查启机限位螺钉是否松动或位置不当，重新调整到与配速活塞相碰后反旋1.5圈。

(3)检查电磁阀底座与中体油孔接触处是否密封，发现松动用14 mm专用开口扳手校正电磁阀底部调整螺母。

(4)检查电磁阀是否有漏油现象，在断电的情况下通过手动按压调整确定阀杆行程。

6 结束语

自2021年3月采取措施以来，302D型调速器启停机困难的故障率，从原来的30%降低到10%以下，即使柴油机台架试验和水阻交车试验发生启机故障，也能快速排除该问题，有效降低碳排放，减少不必要的人工、材料的消耗。