GK1C型內燃機車頻繁停車現象探討與解決方案

田永喜

（太原重工股份有限公司儲運分公司 ，山西 太原 030024）

引言

GK1C型內燃機車是中國南車集團資陽機車有限公司在GK1型機車基礎上發展的系列產品，適用于鐵路、冶金、石化、港口、地方鐵路的調車和小運轉作業。機車上裝有1臺6240ZJ型中速柴油機（裝車功率990kW）、1臺液力換向和工況機構的ZJ4014GY型液力傳動箱。

1 GK1C型內燃機車停車現象的描述

GK1C型0458號機車啟動后，潤滑油壓0.2MPa上下，水溫、油溫在40℃，轉速460r／min上下保持穩定，動力充足，正常運轉投入生產，在運轉一定時間后溫度上升到60℃左右時候，整車處于較好工況，在乘務員提動手柄時，油壓瞬間下掉，油壓感應器動作，PC機控制信號發出，轉速瞬間下降到0位，機車停車。

2 故障的分析

針對機車所出現的故障，分析其故障發生原因及發生的可能，在采取逐個排除的方法進行處理，力圖找到解決問題的方法。

1）潤滑油失效。更換新的潤滑油，在使用一周后故障再次出現，故排除潤滑油失效因素所導致的停機故障。

2）潤滑油壓力感應器失效。對增壓器潤滑油感應器0.08MPa及0.16MPa進行更換，同時截斷潤滑油通路加裝指針式壓力表以直觀的觀察潤滑油變化情況，經過更換、安裝調試發現在機車運行的過程中，潤滑油壓在一段時間內保持穩定在0.2MPa以上，但在突然提動手柄的瞬間潤滑油壓直接掉落0位，柴油機停機。

3）檢查主潤滑油泵，拆解主潤滑油泵，并送檢相關部門檢測。主潤滑油泵工況良好，未出現斷翅跡象，同時供油能力優良。檢查潤滑油道，未發現有其他異物影響供油。

4）柴油機動力不足。柴油機動力不足主要有以下幾種情況：供油不足；燃燒不充分；活塞環斷裂，出現下竄氣現象；各缸爆發不協調，導致動力分散。

拆解6240柴油機各缸后，維修人員檢查各缸及活塞環未見明顯異常，對此經過技術人員和維修人員的詳細討論，在理論分析的基礎上嘗試性的調整氣門的開閉時間間隙。在經過一系列的調整后，上車安裝調試，自此未見故障再次發生。

3 故障及解決方案的分析總結

機車在整備出庫后，運轉正常，油溫、水溫、柴油機轉速保持在一個合理的區間，但是在運轉一定時間段后，在突然提動手柄，機車出現潤滑油壓和柴油機轉速瞬間下掉而導致的停車現象。在維修過程中通過調整配氣相位改變氣門開閉時間，而將故障消除。

6240四沖程柴油機在工作過程中，柴油機的進氣過程與排氣過程不僅有著緊密的聯系，而且對柴油機的性能起著重要作用，進排氣過程通常稱為換氣過程，換氣過程必須按照柴油機配氣相位的要求，準時將使氣缸內的廢氣排除干凈，使新空氣得到充足，只有換氣過程進行充分，柴油機的動力才能得到保證，經濟性才能有所提高。

1）自由排氣階段。整個排氣過程是從排氣門開啟到排氣門關閉而止的氣體流動過程。由于受到配氣機構動力性能的限制，氣門的開啟需要一個動作過程才能達到足夠的開度，為使排氣過程在活塞上行時候就有較大的排氣門開度，必須使排氣門在膨脹過程進行到下至點的某一個曲軸轉角時開始開啟。

2）強制排氣階段。自由排氣進行到下至點后，活塞從下至點轉而向上至點運動，這是氣缸內的廢氣在活塞的擠壓下被迫向排氣管流動。

3）進氣階段。從進氣門開啟到進氣門關閉時換氣過程中的進氣階段，6240柴油機是靠增壓空氣的壓力計活塞相應的運動而進入氣缸的。

4）燃燒室掃氣階段。進氣門提前開啟和排氣門滯后關閉，造成進氣過程與排氣過程一定時期中的相互重疊，在上止點前后進、排氣門存在同時進氣情況，出現氣門重疊角。燃燒室掃氣較好的清除了室內的殘余廢氣，增加了氣缸內新氣的沖量，有利于燃燒。如果掃氣不夠徹底將會產生燃燒不充分的現象，如果掃氣過重將會產生動力下降的現象。

配氣時間的調整，柴油機各缸的進、排氣門開閉要符合配氣相位圖的相關要求，嚴格按照柴油機的發火順序進行。如果柴油機配氣時間不符，不但會使動力性能下降，甚至會導致柴油機不能發動或是造成活塞撞擊氣門的重大事故，凸輪軸與曲軸間要符合特定的相位關系，所有柴油機配氣時間的調整和校對要從凸輪之間的相位關系開始。此故障正是由于氣門配氣間隙的調整時間不符合要求所致，在實際運用過程中出現了柴油機動力不足的狀況。

機車柴油機配氣相位的調整，在維修質量和運用磨耗，實時動態變形和使用環境因素的變化，柴油機配件相位會產生一定程度上的變化，這時要根據具體情況采取相關的措施進行調整。在處理的過程中，首先要檢查正時齒輪的安裝狀態，其次檢查齒輪齒面的嚙合情況，檢查間隙是否在相關的標準范圍內。假如出現某個氣門開啟、閉合過早或是過晚，而且誤差數值不太大的情況下，也可以采用調整氣門間隙的辦法來解決。假如發生各個氣缸、排氣門的敞開量比值存在大小不一，不在相應的值范圍或是超出某個值，表明各個缸的進氣門的開量比排氣門的量大，顯示出排氣門的配氣相位有提前的現象，要做一定程度的推遲性調整。反之，做相反方向的調整，具體辦法有，第一，移動凸輪軸，通過改變正時齒輪和凸輪軸的連接鍵對應的某個斷面形狀來實現相應的配氣相位的調整，可以在一定程度上使得齒輪與凸輪軸的配合對應位置出現一定的變動，這時候有個鍵要做相應的角度改變性調整，使得相位調整到位；第二，凸輪軸的正時齒輪軸向動態調整，一般說來，下置式凸輪軸的正時齒輪多制作為斜齒輪，如果在凸輪軸正時齒輪做某些量的軸向移動，可以改變與曲軸正時齒輪的嚙合位置，將凸輪軸偏移，進而改變配氣相位對應的位置，這時要保持軸向間隙不發生變化。

實際工作中，一般是通過調整止推凸輪緣或是正時齒輪輪轂的厚度來做調整，使得正時齒輪獲得軸向位移的動態量進行調整，變化兩者之間的厚度，配氣相位做一定程度的延遲。厚度可以采用經驗公式來獲得：H＝f（Amax－Amin）／2±μ 其中：H為增加止推凸緣長度或是縮減正時齒輪輪轂的厚度；f為變換系數，配氣延遲情況下，取f＝16.5；配氣提前的時候，取f＝15.2；Amax為同缸進、排氣門敞開量的較大值；Amin為相同氣缸進、排氣門微開量中較小數值；μ為配氣相位調整數值（經驗值），在理論上，進、排氣門敞開量差值的1／2，一般取μ＝0.02mm，配氣提前情況下取“＋”，配氣延遲情況取“－”，配氣相位的準確性和可靠性在一定程度上對柴油機的壽命、動力性能和經濟性能都有很大影響。

4 結語

柴油機經過一段時間的使用后，由于凸輪軸的進排氣凸輪出現磨損或是幾何形狀的變化，使得配氣機構的傳動部件的配合情況發生變化，引起柴油機動力性能的下降，油耗的變化，水溫的提高，維修不夠規范也會引起配氣相位的變化，所以在這種情況下，柴油機結構形式、用途及轉速都不相同，配氣相位的情況也會不相同，在柴油機修理過程中，需要針對柴油機的性能和使用工況，對配氣相位進行相關測試、調整，使得柴油機在一個合理的狀態工作。