畢 永 趙 啟

(呼和浩特鐵路局集團公司大板機務段 內(nèi)蒙古 赤峰 025150)

1 問題的提出

大板機務段配屬的128臺DF8B型內(nèi)燃機車柴油機大多數(shù)使用的是302D型調(diào)速器。它是一種全制式液壓調(diào)速器，結(jié)構(gòu)上具有壓力反饋補償、工作油壓高、間接配速、降速停機和溫度補償?shù)忍攸c。在實際運用中表現(xiàn)出柴油機啟機柔和、沖擊轉(zhuǎn)速小、不冒黑煙、變工況反應靈敏、補償力度大等優(yōu)點。由于其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，零部件精度要求高，造成零配件互換性差、檢修困難等問題。機車在線上運行時多次發(fā)生停機或者啟不了機等故障，回段后查找故障原因為調(diào)速器不良所致，經(jīng)統(tǒng)計分析302D型調(diào)速器發(fā)生熱機不能啟動或啟機后不能停機故障占調(diào)速器故障的43%左右，發(fā)生故障后需要反復啟機、停機調(diào)整，造成大量燃油及人工的浪費，而且給柴油機質(zhì)量埋下了較大隱患，影響正常的運輸生產(chǎn)秩序。

2 調(diào)速器啟停機控制原理

調(diào)速器作為柴油機的控制系統(tǒng)，對柴油機的啟、停機起到重要的控制作用，決定著柴油機的可靠性。在柴油機啟、停過程中通過電磁閥、液壓系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)等一系列的關(guān)聯(lián)動作，使柴油機能夠快速啟動或停機[1]。調(diào)速器的啟停機液壓系統(tǒng)原理如圖1所示，其中啟停機主要是由電磁閥裝配、調(diào)速螺母、限油桿、滑閥裝配、伺服馬達等部件來相互配合、反饋完成的。

2.1 柴油機啟動控制原理

靜止的柴油機經(jīng)過預潤滑后，在啟動電機帶動的同時由控制系統(tǒng)給調(diào)速器停車電磁閥通電，使停車電磁閥得電吸合，密封高壓油路[2]。由于柴油機轉(zhuǎn)速被拖動上升，通過傳動系統(tǒng)輸入給調(diào)速器傳動軸，使調(diào)速器轉(zhuǎn)速上升，帶動齒輪泵對調(diào)速油進行壓縮，高壓油在滑閥的控制分配下流入伺服馬達，驅(qū)動輸出軸轉(zhuǎn)動來拉動柴油機拉桿系統(tǒng)，達到給柴油機提供啟動燃油的目的，當轉(zhuǎn)速、燃油量達到一定值后，柴油機就能啟動正常工作。

2.2 柴油機停機控制原理

運轉(zhuǎn)中的柴油機，需要使其停止，可靠停機是柴油機的一項重要指標。當柴油機需要停機時，通過控制系統(tǒng)使調(diào)速器的電磁閥斷電，打開密封中的高壓油路，使配速活塞中的液壓油泄漏，配速活塞上行，配速彈簧的壓力被釋放，滑閥裝配控制伺服馬達動力缸油回泄油池，在復原彈簧的作用下使輸出軸反轉(zhuǎn)，拉動拉桿讓噴油泵齒條回到停油位，停止缸內(nèi)燃油供給，最終柴油機停止工作。

3 調(diào)速器啟機故障原因分析

3.1 工作油壓力低

當調(diào)速器處于熱機時，由于調(diào)速器油的黏度會隨著溫度升高而有所減小，造成調(diào)速器油壓降低，如果組裝時齒輪泵端面間隙過大，液壓油會從端面流失，造成調(diào)速器在熱機狀態(tài)下啟動工作油壓≤0.5 MPa，轉(zhuǎn)速100～150 r/min，產(chǎn)生無法啟機的故障。

圖1 302D型調(diào)速器啟停機控制油路原理圖

3.2 電磁閥調(diào)整不當或故障

電磁閥對調(diào)速器的啟機通過密封高壓油路進行控制，其結(jié)構(gòu)由兩部分組成：機械部分主要負責密封；電器部分主要施加密封力。在高溫下若有電磁閥漏油、關(guān)閉不實、調(diào)整不當或電磁閥閥芯變形等造成機械密封不良，使壓力油過度泄漏而無法啟機。電磁閥線圈阻值過大、線圈高溫下絕緣層破損產(chǎn)生漏電、短路、施加電壓偏小等因素會使電磁閥電磁力削弱，使其作用的機械密封部分性能變差，造成啟機后再次停機。

3.3 組裝調(diào)整不到位或磨損

在調(diào)速器組裝、調(diào)整過程中，合理的調(diào)整間隙是保證其質(zhì)量的首要條件，由于滑閥限油桿磨損使調(diào)整螺母距離底座間隙過大，造成啟機時限油量過小。啟機限位螺釘松動或調(diào)整不當，造成啟機時配速活塞頂部充油不流暢。電磁閥底座與上體密封的調(diào)整螺母松動，造成高壓油路密封不良等組裝調(diào)整不到位，同樣會產(chǎn)生調(diào)速器啟機困難或無法啟機的故障。

4 調(diào)速器啟機快速調(diào)整方法

4.1 間隙調(diào)整

(1)調(diào)速器在零位空載運轉(zhuǎn)時，調(diào)整停車調(diào)節(jié)螺母，使得在消除間隙的情況下，與配速活塞頂端之間的間隙為(0.8±0.1)mm，將此合理的調(diào)整間隙作為初調(diào)的必要條件。此時調(diào)速器啟停機的成功率在82%左右。

(2)再將調(diào)速器在零位空載運轉(zhuǎn)，將配速缸頂部的啟機限位螺釘往下旋轉(zhuǎn)到與配速活塞接觸，然后再退回1.5圈，使螺栓頂部與配速活塞端面之間保持一個螺紋的間隙，擰緊鎖緊螺母。圖2為配速缸示意圖。

圖2 配速缸示意圖

4.2 電磁閥檢查及調(diào)整

檢查停車電磁閥密封良好無泄漏，使停車電磁閥斷電，調(diào)速器應完全停機。在確定停車電磁閥失電斷開和沒有卡滯的前提下，如果出現(xiàn)不能停機的情況，應將停車調(diào)節(jié)螺母的間隙微微調(diào)小。如果出現(xiàn)不能啟機的情況應將停車調(diào)節(jié)螺母的間隙微微調(diào)大。停車電磁閥由閥桿、線圈、閥門、底座組成，其中閥門為球形閥門，閥桿為可調(diào)式電磁閥，在運用過程中若發(fā)生故障，可通過調(diào)整閥桿手動關(guān)閉閥門進行應急處置。 圖3為電磁閥結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3 停車電磁閥示意圖

5 調(diào)速器啟機故障解決方法

5.1 油壓檢查

打開調(diào)速器頂蓋快速檢查電磁閥有無泄漏，用點溫計測量調(diào)速器油溫有無異常，觀察伺服馬達輸出軸轉(zhuǎn)動位置，中體上安裝檢測壓力表，如果油壓≤0.5 MPa(轉(zhuǎn)速100～150 r/min)，表示調(diào)速器在高溫下工作油壓低，在臺架試驗和水阻試驗時已經(jīng)不能通過調(diào)整排除故障，應立即更換調(diào)速器，避免不必要的人工、材料的浪費。

5.2 電磁閥檢查

手動檢查電磁閥裝置閥桿吸力是否有力(要求吸力≥20 N)，如果感覺吸力不夠，用萬用表檢查電壓電阻是否滿足要求(電阻1 100～1 300 Ω，電壓65～75 V)，若電阻不夠，直接更換線圈，若電壓不夠，直接調(diào)整機車輸出電壓。檢查電磁閥底部線圈輸出線根部有無破損，由于線圈質(zhì)量問題，長時間高溫容易導致線圈根部絕緣層破損，一旦發(fā)現(xiàn)破損需要立即更換電磁線圈。

5.3 組裝調(diào)整檢查

(1)手動檢查滑閥限油桿是否有松動磨損，發(fā)現(xiàn)松動磨損調(diào)整圖3中的停車調(diào)節(jié)螺母。

(2)檢查啟機限位螺釘是否松動或位置不當，重新調(diào)整到與配速活塞相碰后反旋1.5圈。

(3)檢查電磁閥底座與中體油孔接觸處是否密封，發(fā)現(xiàn)松動用14 mm專用開口扳手校正電磁閥底部調(diào)整螺母。

(4)檢查電磁閥是否有漏油現(xiàn)象，在斷電的情況下通過手動按壓調(diào)整確定閥桿行程。

6 結(jié)束語

自2021年3月采取措施以來，302D型調(diào)速器啟停機困難的故障率，從原來的30%降低到10%以下，即使柴油機臺架試驗和水阻交車試驗發(fā)生啟機故障，也能快速排除該問題，有效降低碳排放，減少不必要的人工、材料的消耗。