【摘 要】針對(duì)DF4機(jī)車(chē)柴油機(jī)燃油系統(tǒng)因燃油粗濾器堵塞導(dǎo)致燃油壓力低、故障頻繁發(fā)生的問(wèn)題，提出四種解決對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】DF4型機(jī)車(chē) 燃油粗濾器 故障分析

【中圖分類號(hào)】 G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A

【文章編號(hào)】0450-9889（2015）06C-0186-03

一、問(wèn)題的提出

案例一：某段，某機(jī)班庫(kù)內(nèi)接班啟動(dòng)柴油機(jī)后燃油壓力為200KPa，運(yùn)行中滿負(fù)荷時(shí)為170KPa，列車(chē)運(yùn)行到某站出站后，儀表檢查發(fā)現(xiàn)燃油壓力開(kāi)始慢慢下降，由170KPa降到50KPa，司機(jī)同時(shí)使用兩臺(tái)燃油輸送泵維持運(yùn)行，但壓力還是不斷在下降，到站側(cè)線停車(chē)，司機(jī)用無(wú)線電話將情況向段調(diào)度室匯報(bào)，然后利用交會(huì)時(shí)間清洗燃油粗濾器，清洗完后空載壓力為250KPa，滿負(fù)荷壓力為200KPa。

案例二：某段，列車(chē)出站后燃油壓力不穩(wěn)定，時(shí)有時(shí)無(wú)。最后無(wú)燃油壓力，但燃油輸送泵工作正常。司機(jī)在區(qū)間被迫停車(chē)，將情況向段調(diào)度室匯報(bào)，然后拆燃油粗濾器捅破濾網(wǎng)。燃油壓力有100KPa，啟動(dòng)柴油機(jī)，走車(chē)一百多米后再次無(wú)燃油壓力，再次停車(chē)，將燃油粗濾器濾芯全部取出后燃油壓力正常。

以上兩個(gè)案例，都是因?yàn)槿加痛譃V器故障，致使燃油系統(tǒng)燃油壓力低，柴油機(jī)無(wú)法正常工作，機(jī)車(chē)被迫途停和機(jī)破。為此，有必要對(duì)燃油粗濾器的故障進(jìn)行分析，找出相應(yīng)的對(duì)策，從根本上解決燃油粗濾器故障引起的燃油壓力不足的現(xiàn)狀。

二、燃油系統(tǒng)概述

燃油系統(tǒng)包括低壓輸油系統(tǒng)及高壓供油噴射系統(tǒng)兩個(gè)部分，其中低壓輸油系統(tǒng)包括燃油箱、燃油輸送泵、粗濾及精濾器、燃油預(yù)熱器、低壓輸油及回油管道等部件。高壓噴射系統(tǒng)包括噴油泵、噴油器及高壓油管等部件。

DF4型內(nèi)燃機(jī)車(chē)16V240ZJB型柴油機(jī)的燃油系統(tǒng)流程如圖1所示。

燃油從油箱中抽吸出來(lái)，先經(jīng)粗濾器濾清，再在燃油輸送泵中加壓到196Kpa～294 KPa。此低壓油進(jìn)入燃油精濾器過(guò)濾，而后送到左右燃油總管。每根燃油總管上并聯(lián)安裝有8組噴油泵及噴油器。為保持進(jìn)入噴油泵的油壓穩(wěn)定，左右燃油總管的末端都連到同一調(diào)壓閥（限壓閥），調(diào)壓閥的回油管接到燃油預(yù)熱器，當(dāng)燃油總管內(nèi)油壓達(dá)到120±10 kPa時(shí)，閥頂開(kāi)，部分余油流向燃油預(yù)熱器后返回燃油箱，當(dāng)由于其他原因造成燃油總管油壓過(guò)低時(shí)，調(diào)壓閥緊閉回油通路，使總管內(nèi)保壓。

燃油精濾器前設(shè)置安全閥，防止因燃油精濾器堵塞，油壓過(guò)高可能損壞精濾器或產(chǎn)生漏泄，當(dāng)精濾器前的輸油管路內(nèi)的油壓達(dá)到250±15 kPa時(shí)，安全閥開(kāi)通，使部分燃油返回燃油箱。

為顯示管路油壓而設(shè)置油壓表，燃油精濾器前壓力表安裝在動(dòng)力室儀表盤(pán)上，精濾器后壓力表布置在兩個(gè)司機(jī)室的操縱臺(tái)上。

柴油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，燃油壓力應(yīng)為147～245KPa，如低于147KPa（司機(jī)操縱臺(tái)上燃油壓力顯示值），則為燃油壓力低。

通過(guò)燃油精濾器前后壓力變化可判斷粗濾器和精濾器堵塞情況，上述案例均表現(xiàn)為粗濾器堵塞。

三、燃油粗濾器堵塞的原因

DF4型機(jī)車(chē)燃油系統(tǒng)用燃油粗濾器為RC-30W型（圖2）。在濾清器體內(nèi)帶孔的芯桿上串連著19～20個(gè)盤(pán)形銅絲網(wǎng)濾清元件。燃油粗濾器主要是靠燃油通過(guò)濾芯時(shí)過(guò)濾掉燃油中的微粒。

燃油箱是內(nèi)燃機(jī)車(chē)儲(chǔ)存燃油的容器，箱體由鋼板焊接而成。為防止機(jī)車(chē)運(yùn)行途中晃動(dòng)造成燃油液面的波動(dòng)，DF4型機(jī)車(chē)的柴油機(jī)燃油箱特別設(shè)計(jì)了迷宮式隔板，隔板底部有小孔相通。由于機(jī)車(chē)長(zhǎng)時(shí)間使用，使燃油箱底部沉積有一定量的包含各種燃油有機(jī)衍生物和銹渣等雜質(zhì)的油泥，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法清洗。因回油有一定的壓力會(huì)沖刷油箱底部的污物而污染燃油。

當(dāng)燃油系統(tǒng)工作時(shí)，隨著燃油泵的抽油，燃油從燃油箱經(jīng)燃油粗濾器時(shí)，油泥雜質(zhì)等經(jīng)常造成燃油粗濾器堵塞，直接造成途停機(jī)破，影響運(yùn)輸安全。

四、針對(duì)燃油粗濾器堵塞所采用的對(duì)策

（一）設(shè)定合理的燃油箱和燃油粗濾器定期清潔周期

在機(jī)車(chē)使用一段時(shí)間后，燃油箱底部沉積有包含各種燃油有機(jī)衍生物和銹渣等雜質(zhì)，如在合理的時(shí)間內(nèi)定期對(duì)燃油箱進(jìn)行清潔，可避免污染燃油，大幅降低燃油粗濾器堵塞的可能。燃油粗濾器也要設(shè)定合理周期，定期清洗，確保運(yùn)用可靠。

（二）加裝旁通閥，手動(dòng)聯(lián)通粗濾器兩端管路

增加燃油粗濾器旁通閥，燃油壓力低時(shí)，人工打開(kāi)旁通閥，連通粗濾器兩端管路。燃油不經(jīng)過(guò)濾直接進(jìn)入精濾器。

這種方式可以在短期內(nèi)解決油壓低而途停事故發(fā)生。但是，同時(shí)會(huì)給燃油精濾器造成壓力，增加精濾器堵塞的幾率，故只能作為應(yīng)急措施，不可長(zhǎng)期使用。

（三）加裝智能控制裝置，自動(dòng)聯(lián)通粗濾器兩端管路

南寧機(jī)務(wù)段研制了燃油壓力自動(dòng)控制裝置。當(dāng)燃油粗濾器堵塞造成燃油壓力降低到80Kpa～100Kpa以下時(shí)，自動(dòng)控制裝置接通旁通電磁閥電源，打開(kāi)燃油粗濾器旁通油路，同時(shí)燃油旁通指示燈亮。燃油旁通電磁閥帶有手動(dòng)功能，當(dāng)自動(dòng)控制失效時(shí)，可手動(dòng)轉(zhuǎn)換。智能控制裝置的控制盒主要實(shí)現(xiàn)壓力檢測(cè)和旁通閥控制功能。智能控制裝置在運(yùn)用中不需要做任何操作。在運(yùn)用途中，如發(fā)現(xiàn)燃油旁通指示燈亮，運(yùn)行中不需停機(jī)檢查（自動(dòng)聯(lián)通粗濾器兩端管路），注意觀察燃油壓力的變化，并回到機(jī)務(wù)段及時(shí)處理。當(dāng)燃油壓力降低于80Kpa不能自動(dòng)旁通時(shí)，可手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)旁通電磁閥手輪實(shí)現(xiàn)旁通。這種方式與安裝旁通閥原理一樣，也只能作為應(yīng)急措施，解決短期維持運(yùn)行不途停。

南寧機(jī)務(wù)段自2012年底加裝此設(shè)施后的內(nèi)燃機(jī)車(chē)使用狀況良好。燃油壓力自動(dòng)控制裝置工作原理如下：

1.控制盒

控制盒主要實(shí)現(xiàn)壓力檢測(cè)和旁通閥控制功能。為了安裝檢修維護(hù)方便，我們將壓力檢測(cè)與控制部分做成一體，通過(guò)接線端口與旁通電磁閥、機(jī)車(chē)電路連接。該部分安裝在柴油機(jī)間墻表附近，從燃油粗濾器后壓力表處接入壓力燃油，用于控制旁通閥的動(dòng)作。其內(nèi)部接線圖如圖3：

2.旁通電磁閥

電磁閥為先導(dǎo)式常閉電磁閥，其工作原理是通電時(shí)，電磁力驅(qū)動(dòng)先導(dǎo)閥打開(kāi)先導(dǎo)閥，主閥上腔壓力迅速下降，在主閥上下腔內(nèi)形成壓差，依靠介質(zhì)壓力推動(dòng)主閥關(guān)閉件上移，閥門(mén)開(kāi)啟；斷電時(shí)，彈簧力把先導(dǎo)閥關(guān)閉，入口介質(zhì)壓力通過(guò)節(jié)流孔迅速進(jìn)入主閥上腔在上腔內(nèi)形成壓差，從而使主閥關(guān)閉。其特點(diǎn)是體積小，線圈功率低，長(zhǎng)期使用溫升很低，要求介質(zhì)的壓力應(yīng)大于0.01Mpa才能正常使用，安裝時(shí)燃油流向必須與閥體上標(biāo)注一致。其結(jié)構(gòu)圖如圖4：

3.控制裝置接線圖

控制裝置在DF4機(jī)車(chē)上的接線如圖5，其與機(jī)車(chē)電路連接點(diǎn)主要是兩端操縱臺(tái)下的接線排，可用一根三芯電纜完成。

為了避免燃油泵未得電工作，柴油機(jī)燃油管路無(wú)壓力時(shí)，該控制電路有電磁閥動(dòng)作并自鎖，產(chǎn)生誤動(dòng)作，控制電路正電源的接入點(diǎn)必須在柴油機(jī)啟動(dòng)后才能閉合的電路后。對(duì)DF4系列機(jī)車(chē)，其合適的接入點(diǎn)為輔助發(fā)電開(kāi)關(guān)5K后的X15/6。

（四）更換雙聯(lián)可切換燃油粗濾器

由廣州機(jī)務(wù)段研制的雙聯(lián)可切換燃油粗濾器，設(shè)置了“切換手柄”。機(jī)車(chē)在運(yùn)用過(guò)程中出現(xiàn)燃油粗濾器致使燃油壓力低時(shí)，乘務(wù)員只需要將“切換手柄”轉(zhuǎn)至備用燃油粗濾器即可。

雙聯(lián)可切換燃油粗濾器將原來(lái)的RC-30W型粗濾器改為筒式濾芯，濾網(wǎng)為200目，過(guò)濾精度為80μm，過(guò)濾面積是原來(lái)的3.5倍，減小了過(guò)濾阻力。

這種方式的特點(diǎn)是既實(shí)現(xiàn)旁通，同時(shí)還進(jìn)行過(guò)濾，避免不經(jīng)過(guò)濾的燃油直接進(jìn)入精濾器，缺點(diǎn)是造價(jià)高，安裝改造成本是原RC-300型燃油粗濾器的3倍。

（五）油水分離器代替燃油粗濾器

國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)大多配備的是燃油粗濾器。這種濾芯在過(guò)濾較大顆粒固體雜質(zhì)時(shí)效果不錯(cuò)，但是對(duì)于水和較小顆粒的金屬磨屑過(guò)濾能力較差。

進(jìn)口柴油機(jī)的內(nèi)燃機(jī)車(chē)普遍配備的是油水分離器，利用燃油經(jīng)過(guò)濾器渦輪時(shí)，在離心力的作用下，較大的顆粒物及水滴與燃油分離開(kāi)，由于水的比重大于燃油，水滴會(huì)沉到濾器底部的集水杯中。該濾器不僅過(guò)濾固體雜質(zhì)的能力很強(qiáng)，而且能對(duì)燃油中的水分實(shí)現(xiàn)分離。

但由于油水分離器均為進(jìn)口產(chǎn)品，成本較高。分離器的價(jià)格（兩聯(lián)的價(jià)格約1.3萬(wàn)元）是我們自己生產(chǎn)的燃油粗濾器價(jià)格（RC-30W型價(jià)格為890元）的約15倍。

通過(guò)對(duì)燃油粗濾器加裝手動(dòng)或智能旁通閥、更換雙聯(lián)可切換濾清器、引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的油水分離器等對(duì)策，可以解決燃油壓力低造成機(jī)車(chē)卸載途停故障的發(fā)生，但要最終解決問(wèn)題，還要靠定期對(duì)燃油箱和燃油粗濾器進(jìn)行清洗。

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[3]李曉村，內(nèi)燃機(jī)車(chē)故障綜合分析與處理[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2001

【作者簡(jiǎn)介】王杰華（1963- ）女，湖南安鄉(xiāng)人，柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授。