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浅谈内燃机车柴油机飞车的原因分析及预防措施
【摘要】本文重点从内燃机车柴油机飞车的原因分析,造成危害、预防措施及改进措施等方面进行论述,杜绝飞车事故隐患,提高机车运行的安全和可靠性。
【关键词】飞车;原因分析;预防措施;改进方案
1 引起柴油机飞车的主要原因分析
柴油机发生飞车的原因是多种多样的,总结起来主要有以下几方面:
1.1 甩缸操作不当,使供油拉杆卡在供油位
机车乘务员应牢固掌握柴油机甩缸操作的规范程序,运行中因处理故障需要进行甩缸时,应在柴油机停机或主手柄在零位时进行,将夹头销从体内拔出,旋转90度,卡与夹头销体内浅槽内,将夹头销体上调整螺母顺时针拧到底,并与以固定,若机车乘务员拔出了某缸喷油泵齿条夹头销后,没按规定方法固定,在柴油机振动作用下,在夹头体里发生松脱,回弹到喷油泵齿条拨叉座刚性法兰与泵体之间,使该喷油泵齿条正好被卡死,造成柴油机控制拉杆无法回移,导致其余喷油泵齿条卡滞在某一相同刻线下供油位。如果此时柴油机负荷减小,则导致转速急剧上升,因为控制拉杆被机械卡滞在某一位置,极限停车装置不能使控制拉杆拉动喷油泵齿条回到供油零点,柴油机转速将会越来越高。
1.2 联合调节器工作油过脏或本身故障,同时超速停车装置失去作用。
如联合调速器工作油过脏,容易使滑阀柱塞卡滞,排油孔被异物堵住不排油,会造成司机回手柄降负载时,联合调节器不能及时将控制拉杆拉回,无法减少喷油泵供油量,造成柴油机发出功率不能完全被主发电机吸收,于是柴油机转速提高,容易造成飞车事故。
当控制拉杆移动受阻时,回手柄过程中,联合调节器和极限调速器虽然工作状态良好,但也拉不动控制拉杆,使喷油泵无法减油,造成柴油机飞车。
1.3 供油拉杆卡滞或失去控制
1)柴油机在检修完毕后,未及时整理工具和清理作业现场,使工具遗落在柴油机机体上,由于是V形柴油机,机体顶面是倾斜的,柴油机在运行中因振动等原因,最终工具下滑到控制拉杆旁,容易将将控制拉杆卡住,或者作业后棉丝等异物卡在控制拉杆上,使供油拉杆不能移动。
2)供油拉杆系统中滚轮、拉杆、横轴以及各喷油泵齿条保养给油维护不到位,若供油拉杆滚轮等各转动部件,日常保养不到位,造成滚轮卡在,使供油拉杆不能向减油位移动,也会造成柴油机飞车事故。
1.4 喷油泵故障卡滞在供油位
油泵柱塞转动不灵,这是柴油机飞车常见原因,柱塞处于最大供油位置,调速器拉不动,以致转速升高,调速器起不到控制油量作用,引起柱塞转动不灵原因包括柱塞被破损,油泵内有脏物,使杂质进入柱塞副间隙中,柱塞套定位螺钉太长或弯曲,装配时顶死柱塞套。
1.5 人工扳动供油拉杆维持运行时操作过急、过量。
若启机困难需要人工扳动供油拉杆维持运行时,应使用活口扳手卡在供油拉杆输出轴转角,在启机即将爆发瞬间缓慢搬动,切记不应用力过猛,从而造成飞车事故发生。
2 发生飞车时的应急处理
柴油机发生“飞车”时或有“飞车”迹象时,应迅速采取有效措施,力争在最短时间内使柴油机停机,避免因慌乱采取措施不当造成“飞车”时间延长,故障损失扩大,柴油机一旦发现“飞车”迹象时,应立即按下列方法处理:
1)在机械间时迅速击打紧急停车按钮,使供油齿条移到停油位,并关断燃油管路来油阀。
2)如发生在回手柄减负荷过程中应将主手柄恢复原位置,断开燃油泵开关4K,闭合总控1K和机控2K后提主手柄,千万不要卸掉负荷,尽可能提高手柄位置,用加负荷压转速方法迫使柴油机停机。柴油机加负荷后,燃油总管里剩余燃油会很快消耗掉,就能很快停机,这样既能防止柴油机“飞车”,又保护了柴油机零部件不受损坏或减少损坏程度。
3)不能强迫加负荷时,断开所有控制开关后,关闭燃油泵截止阀,用管钳松开柴油机第1、9缸旁,从燃油精滤器出油总管通往各喷油泵油管接头,放出燃油管路中燃油而迫使柴油机迅速停机。
4)如已发生“飞车”,在“飞车”停止后要立即盘车防止局部散热不良而烧结。遇飞车预兆时,禁止开放燃油精滤器排气阀,因为如果此时开放燃油精滤器排气阀,燃油管路内呈负压状态,在大气压力作用下,管路内剩余燃油将加速流向气缸内,反而扩大事故造成损失,柴油机停机后,必须检查柴油机及辅助传动装置各部状态,发现前、后台车通风机破损或尼龙绳断时,严禁再次启动柴油机。
3 柴油机飞车的预防措施
1)日常检查柴油机时,重点检查供油齿条及供油拉杆动作是否灵活,发现卡在,应急处理后方能启动柴油机,加强机车保养,及时消除动力间柴油机附近擦车用棉丝等异物,检查确认供油拉杆无弯曲、变形,滚轮无卡在,动作应灵活。
2)柴油机联合调节器工作油过脏时,应及时按规定进行更换,小辅修期间,严格按工艺标准进行作业,认真落实“合”字验收法,保证柴油机紧急停车作用良好,启机时,副司机应站在联合调节器进行防护,启机时发现柴油机转速飞升或出现异常情况时,应立即打击紧急停车按钮,迫使柴油机停机。
3)加强机车乘务员业务技术培训,提高机车应急处理能力,运行途中处理故障需要甩缸应按规定程序进行,严禁甩缸出库作业,严禁盲目搬动供油拉杆。
4 防止内燃机车柴油机飞车的改进措施
4.1 原有的极限保护装置不能可靠防止柴油机飞车
在实际运用中我们发现,当多种原因致使供油齿条特别是供油拉杆卡死而造成柴油机转速飞升时,即使极限保护装置能可靠地动作,但往往却因极限调速器作用于横轴和供油拉杆上力矩不足,而不能将供油拉杆及齿条推向停油位。为尽快排除燃油管路里剩余燃油使柴油机停机,乘务员应根据处理故障有关规定,及时关闭燃油泵等,但因燃油管路内仍然剩有大量燃油,燃油管路里剩余燃油由于负压不能排出。实际上,在关闭燃油泵情况下,柴油机仍可空转很长时间,也就是说,这些剩余燃油就足以使柴油机转速飞升、导致飞车,并能高速运转很长一段时间,加重了飞车故障损失。
4.2 真正断绝燃油的供应是使柴油机停机的最有效措施
大家知道,柴油机气缸燃烧做功三要素为:空气、燃料和燃点,为在各种情况下有效防止柴油机飞车事故发生,我们采用真正断绝燃油供应,才是使柴油机停机最有效措施,而设计了防止柴内燃机车油机飞车装置。
本装置通过检测柴油机转速,在柴油机超速时自动断开燃油泵及电磁联锁电路并利用压力空气吹出燃油管路内剩余燃油,以达到使柴油机尽快停机的目的。
4.3 新型控制设备的组成
本装置从柴油机转速传感器捡取转速信号,经控制装置进行超速判断。若转速超高时驱动电路动作,经执行机构立即关闭燃油泵和电磁联锁电源,同时开启专用风路及放油路将燃油管内余油吹扫出去、自动打滑油以对柴油机进行保护,并由语音提示防飞车装置动作。
本装置分为机械部分和控制电路部分。
a.机械部分包括二个电空阀、风缸、逆止阀、截止阀、三通接头、排油箱及有关管路。
二个电空阀DF1、DF2因电路运用而开放时,总风管内压缩空气经截止阀、逆止阀、风缸和电控阀DF1进入柴油机前部精滤器前燃油管内,将燃油经过设在柴油机后部电控阀DF2而迅速吹出管道。设置逆止阀能使风缸储存风压以备使用。另外,DF1还具有延时关断功能,以防止装置动作后过量消耗风压。
b.控制电路部分组成
控制电路中检测部分与柴油机转速测速发电机相连,并将其转速信号转化为模拟电压。当柴油机的转速达到极限转速时,其电压就上升到了设定的控制阀值,则将推动警报红灯闪烁及导通继电器J1、J2和动作,J1、J2动作后不仅切断了机车燃油泵风停机联锁电路导致停机及自动泵滑油保护柴油机,同时也使得电空阀DF1和DF2得电。DF1和DF2的运用就使压力空气进入燃油管路,迅速吹出燃油,强迫柴油机立即停机。
结语
本装置可以准确地判断柴油机飞车的发生,并能及时地断绝燃油供应,确保柴油机在较短的时间内停机且简单可靠,安装方便,无需乘务员特殊操作。
参考文献:
李晓村《内燃机车柴油机》中国铁道出版社2002.8