張彥華

（哈爾濱機(jī)務(wù)段，哈爾濱 150001）

HXN5型內(nèi)燃機(jī)車曲軸箱壓力高故障解析

張彥華

（哈爾濱機(jī)務(wù)段，哈爾濱 150001）

對HXN5型內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)的故障進(jìn)行統(tǒng)計，闡述內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)的原理及故障現(xiàn)象，并對故障原因進(jìn)行解析。

HXN5型內(nèi)燃機(jī)車；曲軸箱；故障

1　故障統(tǒng)計

1.1故障性質(zhì)統(tǒng)計

2011年，我段共發(fā)生曲軸箱壓力高故障47件，其中發(fā)生機(jī)破17件，占總數(shù)的36.2%，臨修30件，占總數(shù)的63.8%。

1.2引起曲軸箱壓力高故障的因素及數(shù)據(jù)統(tǒng)計

表1　曲軸箱壓力高故障統(tǒng)計Tab.1 Pressure and high failure statistics of the crankshaft box

從故障統(tǒng)計結(jié)果可以看出，引起曲軸箱壓力高的因素有很多，其中電器方面發(fā)生20件，占42.5%；柴油機(jī)方面發(fā)生27件，占58.5%。電器與柴油機(jī)方面的故障發(fā)生率相差不多，但電器方面的故障較為集中，柴油機(jī)方面故障較為分散，且不易處理。

2　原理及故障現(xiàn)象

2.1原理

HXN5機(jī)車加載時曲軸箱內(nèi)為負(fù)壓，通過增壓器、消音器（煙囪）、與增壓器相連的引射管、曲軸箱引出，延伸到煙囪的排放管及油氣分離器，將曲軸箱抽成負(fù)壓。它是兩種方式共同作用的結(jié)果。

第一種作用方式是通過增壓器排出的廢氣流經(jīng)煙囪時，將煙囪處斜口朝上的排放管管口抽成負(fù)壓，該負(fù)壓經(jīng)排放管作用于曲軸箱將其抽成負(fù)壓。

由于增壓器排出的廢氣吸力不能滿足曲軸箱負(fù)壓的要求，因此，在增壓器壓氣端引出一根引射管，并將另一端連接到煙囪側(cè)排放管管口，增壓器的高壓風(fēng)通過引射管作用于排放管管口，將排放管管口一部分區(qū)域抽成負(fù)壓，負(fù)壓經(jīng)排放管作用于柴油機(jī)曲軸箱。

2.2故障現(xiàn)象

當(dāng)機(jī)車曲軸箱壓力高時，柴油機(jī)會立即停機(jī)，顯示器下方顯示“請勿嘗試啟動柴油機(jī)”。事件日志顯示：01-8140曲軸箱空氣壓力超出上限；01-6063曲軸箱空氣壓力太高，不能重啟柴油機(jī)。此外，機(jī)車曲軸箱壓力高，可以啟動柴油機(jī)時，需要在智能顯示器內(nèi)輸入重置密碼或進(jìn)入三級菜單進(jìn)行故障信息“重置”后，方可啟機(jī)。

3　故障原因解析

3.1增壓器故障

主要表現(xiàn)為增壓器掃膛，因為增壓器本身或外界因素造成增壓器動平衡破壞，出現(xiàn)掃膛。掃膛后，增壓器轉(zhuǎn)速降低，排出的壓縮空氣壓力不足以將曲軸箱抽成負(fù)壓，系統(tǒng)起保護(hù)，柴油機(jī)停機(jī)。

3.2動力組失效

動力組失效主要有兩方面，一是柴油機(jī)氣閥破損，二是連桿折損、活塞托頂。造成燃?xì)庀赂Z引起曲軸箱壓力突然升高。

3.3曲軸、連桿碾瓦

曲軸、連桿碾瓦造成活塞運動軌跡發(fā)生改變，缸套、活塞拉傷燃?xì)庀赂Z，引起曲軸箱壓力突然升高。

3.4引射管、油氣分離器堵塞

引射管堵塞時增壓器壓縮空氣無法進(jìn)入排放管或壓縮空氣壓力不足，造成吸力不足，油氣分離器堵塞，引射管排出壓縮空氣產(chǎn)生的吸力不能全部到達(dá)曲軸箱。引射管、油氣分離器堵塞時，曲軸箱壓力會隨著檔位的升高壓力逐漸增大。在判定柴油機(jī)及增壓器故障時，可以啟動柴油機(jī)進(jìn)行自負(fù)荷，以此來判定故障。

3.5消音器（煙囪）襯板裂

消音器（煙囪）襯板裂損不會對曲軸箱壓力造成過大的影響，只有襯板裂損嚴(yán)重、大塊襯板脫落后才會引起曲軸箱的壓力增高，主要原因是增壓器排出的廢氣流經(jīng)煙囪時，由于襯板脫落，造成排氣出口增大，吸力不足，此外，容易在煙囪內(nèi)部形成氣旋，影響排放管管口的真空度。

由于HXN5機(jī)車設(shè)計缺陷，消音器（煙囪）襯板裂損問題嚴(yán)重，最終將300臺機(jī)車的消音器（煙囪）襯板全部拆除，同時為防止曲軸箱壓力高，進(jìn)行了引射管改造，由原先只由左側(cè)增壓器安裝引射管，改為左右側(cè)增壓器均安裝引射管，并用一個三通管連接起來。通過一段時間的跟蹤，該改造項目完全可以滿足曲軸箱的負(fù)壓要求。

3.6曲軸箱壓力傳感器COP及連接線束ECB故障

傳感器COP及ECB線束故障可造成反饋到柴油機(jī)控制器ECU的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。一般情況下，曲軸箱傳感器COP及ECB線束故障時曲軸箱壓力會有極大變化，診斷數(shù)據(jù)中若發(fā)現(xiàn)曲軸箱壓力超出規(guī)定值，極有可能是COP或ECB線束故障。

曲軸箱壓力傳感器COP安裝在柴油機(jī)輸出端機(jī)體上，用于測量曲軸箱內(nèi)的壓力（如圖1）。它的壓力敏感元件采用不銹鋼隔離膜充油結(jié)構(gòu)的硅壓阻壓力敏感元件。曲軸箱壓力傳感器COP故障主要集中在壓力敏感元件和連接器上。

圖1　曲軸箱壓力傳感器COP結(jié)構(gòu)Fig.1 COP structure of the crankcase pressure sensor

柴油機(jī)導(dǎo)管連接器ECB線束安裝于柴油機(jī)左8缸處，是左8缸處5個柴油機(jī)傳感器的聯(lián)接線束，曲軸箱壓力傳感器COP是其中一個連接插頭，該線束的作用是將傳感器檢測到的信息傳送到柴油機(jī)控制單元ECU。它的故障主要是由于焊接問題導(dǎo)致各連接傳感器的插頭阻值發(fā)生變化或產(chǎn)生虛接，使傳感器的輸入或輸出電壓發(fā)生變化，造成反饋到柴油機(jī)控制器ECU的信息不準(zhǔn)確。

發(fā)生故障時，在停機(jī)狀態(tài)下從顯示屏觀察COP壓力傳感器的讀數(shù)，正常COP壓力約為0KPa，如果讀數(shù)大于0.1KPa，說明ECB線束或傳感器COP存在故障。判斷ECB線束故障的方法是，測量其單根線阻值，邊測量邊搖晃線束，正常阻值應(yīng)小于1Ω，若大于1Ω，說明線束阻值過大，需要更換。

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