DF4D型機車聯合調節器功率調節系統的改進

高 旭 東

(西山煤電(集團)有限責任公司鐵路公司，山西 太原 030000)

1 概述

DF4D(東風4D)型機車是在我國鐵路系統中被廣泛運用的一款內燃機車，其誕生自1996年，原型是大連機車廠于20世紀60年代設計的東風4型內燃機車。該款機車自誕生以來，就一直用于客運和貨運服務。其采用的16V240ZJD發動機中的聯合調節器及其功率調節系統能為該款機車提供穩定而又高速的運轉。

2 聯合調節器功率調節系統

2.1 聯合調節器

聯合調節器是內燃機車中的一個重要組成部件，能在機車司機需要調節車輛牽引功率時，對內燃機內的燃油噴射量加以改變，從而實現機車功率的加大或減少。其具體功能如下：

1)保證柴油機的啟動和停止。當機車的柴油機要啟動時，需要靠聯合調節器噴射燃油；同理，當需要柴油機關閉時，也要借由聯合調節器的功用，停止對柴油機燃油的供應，從而達到停止柴油機的目的。

2)隨著機車司機控制手柄位置的改變來調節燃油供應量，從而達到調節柴油機轉速的目的。司機通過聯合調節器可以改變柴油機的燃油供應量，當燃油供應加大時，柴油機轉速加快，功率加大；當司機減少聯合調節器開口，降低供油量，柴油機轉速隨之降低。在這里，聯合調節器所起的作用類似汽車油門。

3)當柴油機的負載因為載貨量發生變化時，聯合調節器能自動調節噴油泵的供應量，使柴油機能保持恒定轉速。這一點很好理解，在這里聯合調節器所起到的作用就是恒定柴油機功率，避免因為負載的變化引起機車故障。

4)通過其功率調節系統，自動調節機車的輸出恒功率。聯合調節器的功率調節系統可以使機車輸出功率保持恒定，從而保障機車運行中的穩定性和可靠性。本文所需要探究的也正是對DF4D型機車中聯合調節器功率調節系統的改進。

2.2 聯合調節器功率調節系統的作用和調節過程

聯合調節器中的功率調節系統的作用是在不改變柴油機轉速以及其供油量的條件下，通過調節測速發電機勵磁電流的大小，以改變牽引發電機的輸出功率，從而使柴油機功率輸出恒定。在實際的機車運行操作中，主手柄位置保持在原部位不發生改變，則柴油機負荷減少時，其轉速將上升，動力活塞會向下移動，聯合杠桿帶動功率滑閥下移，功率伺服器內部電阻值減少，牽引發電機輸出功率增大，柴油機負荷增大。通過轉速調節系統及聯合杠桿的反饋作用，柴油機負荷增大值恰好是調節前的減少值。因而柴油機供油量，轉速及功率均未發生變化，僅使牽引發電機輸出功率增大。柴油機負荷增大時，調節過程則與上述相反。

3 DF4D型機車聯合調節器功率調節系統缺陷

圖1是DF4D型機車中聯合調節器功率調節系統，在功率調節器進行工作時，柴油機的供油量，其轉速還有其功率都不會因為調節器的調節發生變化。然而在實際工作中，DF4D型機車工作人員發現，該型號的所有機車在進行功率調節時，其燃油供應量出現了變化，與正常情況相比，DF4D型機車的柴油機，其內高壓油泵的刻線都出現了偏大的情況。也就是說，功率調節器的調節并不完全，其供油量在調節中未實現不發生改變的初衷，反而出現了供油量反常增多的問題。因此，需要對DF4D型機車聯合調節器功率調節系統進行改進，從而改善功率調劑系統缺陷，提高機車質量。

4 對DF4D型機車聯合調節器功率調節系統的改進

根據上述聯合調節器功率調節系統示意圖以及對聯合調節器功能以及對功率調節系統的作用和調節過程的說明。可以推測出功率調節系統中存在的缺陷主要位于聯合調節器油泵以及功率調節系統的作用頂桿，因此可以據此提出相應的改進方案。

4.1 提高高壓油泵質量

從DF4D型機車中功率調節系統表現出來的缺陷看，改進聯合調節器中高壓油泵質量是最根本的對功率調節系統的改進。通過換用更好的油泵，能保障燃油機的供油量不會出現誤差，進而在功率調節中不會增加耗油量，達到改進目的。實際上，換用更好的高壓油泵這一改造出現在DF4D型機車的另一款改進車型DF4DD中，在開發出HXN3B和HXN5B型機車之前，這一款由DF4D型機車改進的機車有我國最先進的功率調節系統。而之所以要將更換了油泵的DF4D型機車另命名，就在于對高壓油泵的改造既耗時又耗資。因此，對我國正在運行的DF4D型機車功率調節系統的改進，通常采用另外的方式。

4.2 對作用頂桿的改進

作用頂桿能增加高壓油泵中刻度線的調節廣度，因此，通過改進作用頂桿的方式，同樣能夠對功率調節系統中存在的缺陷加以改善，從而提高整款機車的運行質量。對作用頂桿的改進通常是通過減少其長度達到目的。作用頂桿在減少長度后，可以提供更高的咬合度，使燃油的噴射更精確，調節時也不再容易出現燃油噴射不符合的狀況。

4.3 對功率調節系統聯合杠桿進行改進

不僅可以通過改變作用頂桿的長度來對功率調節系統加以改進，還可以通過改變功率調節系統杠桿比的方式進行改進。該改進方案是在對DF4D型機車原有設計的基礎上，增大其燃油刻度線的調整范圍而實現調節目的。也就是說，該改進不會改變原有的調節模式，只是對原設計的一種優化，因此相對而言，該改進方式非常適合正在運行中的機車，既能加強機車運行中的穩定性和可靠性，又不會增加改進難度，可謂雙管齊下。

5 結語

對DF4D型機車功率調節系統的改進，最好的方式莫過于更換最新的油泵。然而改進應當結合實際情形，量力而行，選擇最合理的方式。因此，在選擇對該款機車功率調節系統改進的方式時，應當循序漸進，選擇最適合當下鐵路運輸系統情形的方式。