HXN3型內燃機車C6修檢修技術平臺的建立

李良喜, 寧國華, 李 航, 張 煒, 閻國卿

(中車大連機車車輛有限公司， 遼寧大連 116022)

為適應鐵路發展的需要，與世界發達國家先進的機車檢修技術接軌，降低機車全壽命周期費用,提高機車運用效率,在堅持以可靠性為中心的維修理論、總結分析機車運用檢修數據、調研對比國外機車修程修制的基礎上,結合我國當前裝備制造工業水平和機車運用檢修實際情況,中國鐵路總公司實施了機車修程修制的改革，頒發了鐵總運〔2015〕30號《中國鐵路總公司關于公布和諧型交流傳動機車修程修制改革方案的通知》。通知規定了和諧型交流傳動機車在修程上設置C1、C2、C3、C4、C5、C6修6個等級，其中C1～C4修為段級修程,C5、C6 修為高等級修程。

HXN3型大功率交流傳動內燃機車自2009年投入運用以來，目前為止大部分機車已完成2年檢、C5修等中高級修程，這對于保障機車的安全運行起到了關鍵的作用。

1 機車檢修解決的主要問題

1.1 慣性質量問題整改落實

HXN3型大功率交流傳動內燃機車在前期的運用過程中，出現的主要慣性質量問題統計11種，問題描述、原因分析及整改措施見表(1)：

表1 慣性質量問題分析表

1.2 適應性改進項目整改落實

HXN3型內燃機車是大連機車車輛公司與EMD公司的技術引進項目，沒有相應的原型車，因此在新造和運用過程中暴露出部分適應性問題，部分問題在新造以及機務段內運用過程中已經進行相應改進整改，但仍有部分項目沒有及時整改完成，經統計HXN3型內燃機車需要利用檢修時進行的適應性改進項目57項，現已經全部整改完成。列舉主要項目記錄表(2)。

表2 整改記錄表

2 擬定HXN3型內燃機車主要部件C6修技術標準

在現行的和諧系列內燃機車檢修規程中，對C6修提出了明確的要求：機車全面分解檢修,全面性能參數測試,恢復基本性能,可同時進行機車或主要部件的技術提升。在運用里程和時間上也做了規定：內燃機車里程180×(1±10%)萬km，時間不超過10年。

按照中國鐵路總公司的要求，結合HXN3型機車C1～C5修各級檢修所積累的經驗，現擬定HXN3型內燃機車主要部件C6修技術標準。

2.1 柴油機

(1)柴油機解體

柴油機全面解體，各部件清洗、清整后進入檢修工序。

(2)柴油機更新部件

①更新各類密封件、橡膠件。如凸輪軸箱密封橡膠條、噴油泵進油管、燃油進油軟管和燃油回油軟管等。

②更新各類軸瓦及軸套，進排氣 部件及高壓油管。

③更新活塞、活塞銷及氣缸套。

④更新機帶燃油泵，啟動馬達。

⑤更新各類傳感器及電噴線束。

(3)柴油機各主要部件檢修技術標準

①機體及油底殼

機體主軸孔孔徑尺寸、圓度及同軸度符合限度要求。

機體機座支承、油底殼焊縫探傷，不許有裂紋。

②曲軸及凸輪軸

曲軸軸頸不許有拉傷、碰傷等缺陷，油孔暢通不許有異物。

曲軸軸頸和圓根探傷，不許有裂紋，對輕微拉傷可進行拋光處理。

曲軸主軸頸尺寸和徑向跳動量、連桿頸尺寸和圓柱度符合限度要求。

凸輪軸進、排氣和供油凸輪型面探傷，不許有裂紋，凸輪及軸頸工作表面不許有剝離、拉傷及變色等現象。

③氣缸蓋及連桿

清洗氣缸蓋裝配氣道、水腔，對整個火力面進行探傷，不許有裂紋。

連桿探傷，不許有裂紋。連桿大端孔(無連桿瓦)圓柱度符合限度要求。

④柴油機齒輪及主要螺栓

齒輪輪齒探傷，不許有裂紋，齒面點蝕面積不超過該齒面面積的10%，硬傷不超過該齒面面積的5%。

主軸承螺栓、氣缸螺栓、橫拉螺栓探傷檢查，連桿螺栓更新。

⑤增壓器及中冷器

增壓器解體檢修，止推軸承體、主軸和壓端軸套、壓氣機軸承座、渦輪盤片、壓氣機、噴嘴環探傷檢查，不許有裂紋。 更新全部軸承、油封、緊固件和密封件。

中冷器拆解檢修，芯組全面清洗，變形的散熱器片須校正。進行水側0.6 MPa、空氣側0.45 MPa壓力試驗，歷時30 min不許有泄漏，試驗后外觀重新油漆。中冷器泄漏時允許焊修及堵管，堵管數不許超過總數的3%。

⑥系統3大泵及油氣分離器

柴油機主機油泵、高溫水泵和低溫水泵解體檢修，更新軸承和密封件。組裝后試驗符合技術要求。

清洗油氣分離器濾芯，更新引射管節流管和噴嘴。

(4)柴油機組裝及試驗

柴油機零部件組裝橫動量或間隙應符合要求。

柴油機試驗按相關技術文件執行。

2.2 車體及轉向架

(1)車體

①車體、底架各梁外觀檢查，不許有明顯塑性變形及裂損。 底架端部、中梁、邊梁組對焊縫不許有開焊或裂紋。

②車體側墻各立柱、梁板有裂紋須焊修，局部腐蝕須徹底清除，腐蝕面積超過原構件相應面的40%或深度超過30%的須切換。

③牽引拉桿底座、減振器安裝座、旁承座、牽引緩沖座焊縫探傷檢查，不許有裂紋。

④車鉤緩沖裝置下車檢修：車鉤按鐵標探傷符合要求，緩沖器按相關技術規范檢修。

⑤承載式燃油箱氣密性試驗不許有泄漏。

⑥撒沙裝置作用良好，連接緊固處不許有松緩，撒沙空氣管路清潔，連接狀態良好。

⑦司機室各部件及車體附件下車檢修，功能良好。

(2)轉向架

①構架

構架各梁不許有裂紋、開焊、硬傷和局部變形。構架拐臂座、軸箱拉桿座、電機吊座、油壓減振器座、整體起吊座、制動器吊座、橫向止擋座、側擋座、電機吊桿座焊縫探傷檢查，不許有裂紋，有裂紋時，允許消除裂紋后焊修。

②輪對

更新車輪輪餅。車軸須進行超聲波探傷；各軸頸進行磁粉探傷。各軸頸尺寸及公差符合限度要求，各軸頸拉傷深度及車軸端面旋修量符合限度要求。

③驅動裝置

驅動裝置解體檢修，更新抱軸箱軸承，抱軸箱體不許有裂損、變形，螺紋不許有斷扣、亂扣、毛刺和碰傷。抱軸箱體與電機結合面磁粉探傷不許有裂紋，密封板與抱軸箱體外側焊縫磁粉探傷不許有裂紋，抱軸箱各孔徑尺寸公差及同軸度符合限度要求。

主、從動齒輪齒廓和齒廓端面探傷不許有裂紋， 齒形偏差及公法線長度須符合限度要求，齒邊角折損及齒面剝離、點蝕剝落面積不超過限度時，允許打磨后使用。齒輪禁止焊修。 主動齒輪壓入量符合限度要求。

④牽引裝置

更新球軸承、尼龍套、牽引螺栓，牽引桿、連接桿焊縫探傷檢查。牽引銷、拐臂及各連接銷整體探傷檢查。

⑤基礎制動裝置

單元制動器解體、清潔、檢修，更新尼龍件、橡膠件、緊固件。組裝后須進行靈敏度試驗、閘瓦間隙調整器試驗、制動力試驗、彈簧停車裝置性能試驗。

閘瓦掉塊面積不大于5%，厚度符合限度要求。

⑥轉向架其他部件

橡膠關節、二系旁承及各橡膠墊更新，輪緣潤滑裝置、軸箱軸承更新，拆解的螺栓更新。

其他部件軸箱體、彈簧、油壓減振器等解體檢修。

2.3 電機及電器

(1)各類電機(含主輔發、牽引電機)解體檢修，更新軸承，定子繞組浸漆，轉子做動平衡試驗，組裝后出廠試驗合格，重新面漆。

(2)電器部件按相關技術標準檢修試驗。

2.4 系統及制動

(1)系統管路及制動管路進行酸洗磷化，水壓試驗，更新系統濾芯。

(2)各濾器、交換器、預熱器、泵組解體檢修，組裝后按技術標準出廠試驗合格。

(3)各類風機解體檢修，風扇動平衡。組裝后出廠試驗。

(4)制動系統各部件解體檢修，更新主要部件，組裝后出廠試驗。

2.5 機車總裝及試驗

(1)主發電機與柴油機總組裝各調整精度符合技術要求。

(2)組裝轉向架及機車整備后，車鉤高度、排障器、掃石器、出沙口高度及側擋間隙符合限度要求。

(3)機車試驗

機車須進行以下試驗：稱重試驗、絕緣電阻測量、調試整備、負載試驗、制動試驗、重聯試驗、淋雨試驗。柴油機起機、制動試驗須分別在兩端司機室操作。

(4)機車試運包括廠線試運和正線試運。

3 建立HXN3型內燃機車主要部件檢修技術平臺

HXN3型內燃機車在機務段已運用近8年時間，為我國鐵路運輸做出了巨大的貢獻，同時也暴露出機車的缺陷和存在的問題，結合前期機車檢修中所遇到的問題及解決方案，初步建立HXN3型內燃機車主要部件檢修平臺。

3.1 柴油機機體的檢修技術

經過一段時期使用的柴油機機體，由于機體受力的作用，加之內部應力釋放，導致機體曲軸孔的同軸度變化而超差，修復方案如下：

將檢測同軸度超差的柴油機機體放在工作平臺上，打開螺栓組取下瓦蓋，共9位，用平面磨床磨削瓦蓋上平面，為提高效率及精度，9塊瓦蓋一起磨削并使其上平面等高。磨削量可根據同軸度超差大小來選擇，范圍在0.20～0.30 mm,要求不低于0.20 mm，便于曲軸孔的完整加工。磨削后將瓦蓋裝回機體，將變成橢圓孔的曲軸孔按新造圖紙進行鏜削加工，恢復曲軸孔尺寸及公差，同時修復孔的同軸度。

3.2 車體及各類構件焊接裂紋的修復技術

對于車體、轉向架構架等結構件，當焊縫出現裂紋時按以下方法進行修復。

(1)焊修前應徹底打磨裂紋，打磨時應由上向下逐層進行,直至經探傷裂紋徹底消除，并依據缺陷尺寸打磨修整出相應的半圓形坡口。

(2)用打磨工具將待焊周圍鐵銹、油漆等打磨掉，待焊部位及焊縫兩側30 mm必須打磨出金屬光澤方可施焊。焊修的環境溫度不應低于5℃。

(3)采用手工電弧焊方法進行焊修。焊條牌號為：E5016 ，焊條直徑為φ3.2，焊接規格為電流110～120 A，焊接速度為：18～20 m/h。

(4)焊接后對焊縫及其鄰近區域用錘擊法消除焊接應力，當出現焊接氣孔、夾渣等缺陷時，應徹底消除缺陷后再進行焊接。

(5)焊接后的焊縫應無氧化皮、熔渣及其他雜物，打磨到與周邊平滑過渡，打磨保證彈簧座板平面度0.5。

(6)采用磁粉探傷檢查修補焊縫及周圍30 mm 范圍內是否有缺陷存在，如無缺陷視為合格，如有缺陷時按上述步驟修復直至合格為止。

3.3 承載式燃油箱檢修技術

燃油箱為機車的關鍵部件，檢修時需對其進行氣密性試驗，如有泄漏應對燃油箱進行修復。

(1)氣密性試驗

密封燃油箱所有開口，連接試驗裝置，打開空壓機，加壓，使箱內壓力達到0.04 MPa，之后關閉空壓機和截斷閥。保壓15 min以后，使用肥皂水和油漆刷，檢查燃油箱表面所有的焊縫。在焊縫上涂肥皂水，用圓頭木錘或相近物敲擊，觀察有無氣泡。當發現有漏點時，用粉筆或石筆標記漏點，并按順序編寫序號。

(2)漏點的焊接修復

①焊接施工人員須經培訓并獲得相應的資質證書，方可進行燃油箱的焊接施工。

②修復前對燃油箱連續12 h充入二氧化碳氣體，修復過程中持續充入該氣體。使用可燃性氣體檢測儀(型號：GP-226)對燃油箱各檢測口，尤其是燃油箱排氣口進行時時監測，安全值在2.5% LEL以下方可進行施工。

③燃油箱漏點處必須用角磨機打磨清根，打磨出坡口，保證焊道周圍的清潔度。

④選配E5016低氫鉀型藥皮碳鋼焊條用于燃油箱修復過程中的焊接。該焊條使用前一定要按說明書要求進行烘干，對于烘干后在常溫下擱置超過4 h的應重新按要求烘干，但累計烘干次數不宜超過3次。

焊接電流選用按表3：

表3 焊接電流選擇

⑤修復后對焊縫進行著色探傷，確定焊縫熔合良好；不允許存在咬邊和氣孔等缺陷；最后對焊縫進行打磨處理，與原油箱圓滑過渡。

(3)保壓試驗

燃油箱漏點修復后對氣密性試驗合格的燃油箱進行保壓試驗。打開空壓機，加壓，使箱內壓力達到0.045 MPa，之后關閉空壓機和截斷閥。保壓時間為12 h。達到保壓時間后，讀取壓力表數值。如果氣壓值大于0.03 MPa，則試驗合格。

如果保壓試驗不合格，重新修復漏點直至合格。

3.4 抱軸箱檢修技術

HXN3型內燃機車C6修時，由于抱軸箱軸承壽命問題，驅動裝置除車軸和從動齒輪不解體外，其余部件進行全面解體檢修，抱軸箱解體后按以下方案進行檢修。

(1)清洗、探傷，對兩端軸承孔進行尺寸、同軸度檢測，全部合格的裝車使用。

(2)對于軸承孔尺寸、同軸度檢測不合格的抱軸箱進行修復：

采用冷焊技術焊修超差的抱軸箱兩端軸承孔，焊修前清理待焊表面，除油除銹。焊修工藝參數見表4：

焊絲材料采用等強匹配的原則，即焊絲的機械強度基本等同于抱軸箱母材，總共堆焊5層，單邊堆焊0.4～0.6 mm。脈沖電流逐層減小，為不產生焊接熱量，嚴格控制焊接速度。環境溫度控制在10°～25°為佳。

(3)對焊修后的抱軸箱兩端軸承孔進行機械加工，按圖紙要求控制尺寸公差和兩孔的同軸度要求，加工面探傷檢查。

表4 焊修工藝參數

4 結束語

HXN3型內燃機車將要進入C6修修程，如何以可靠性為中心做好HXN3型內燃機車檢修技術研究及建立檢修技術平臺是一個重要的課題，不但要借助于主機廠近幾年來的檢修經驗，各運用機務段在使用過程中所遇到的問題及解決措施也是寶貴的技術財富，只有善于總結，共同交流，才能使HXN3型內燃機車檢修技術更加成熟與完善。這將對我國內燃交流機車的發展起到積極的推動作用。

[1] 中國鐵路總公司.HXN3型內燃機車檢修技術規程(C5修)V1.0[M].北京：中國鐵道出版社，2017.