DF5B 型內(nèi)燃機車排氣冒黑煙原因與解決措施

張國晟

（遼寧省鐵嶺市鐵法能源公司運輸部， 遼寧 鐵嶺 112700）

引言

內(nèi)燃機車柴油機排氣時冒黑煙現(xiàn)象的存在，會造成燃料浪費和大氣污染，同時會對機車各系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響，降低內(nèi)燃機車的使用效率。通過對DF5B型內(nèi)燃機車柴油機車排氣時冒黑煙現(xiàn)象的技術分析與處理，解決了在進氣系統(tǒng)、壓縮壓力、功率調(diào)節(jié)方面存在的問題。

1 DF5B 型內(nèi)燃機柴油機排氣冒黑煙現(xiàn)象原因的分析

1.1 由柴油機進氣系統(tǒng)發(fā)生故障而引起的

DF5B型內(nèi)燃機車柴油機進氣系統(tǒng)由空氣濾清器、增壓器及中冷器等幾部分組成，因此從這幾方面分析其原因。

第一，空氣濾清器方面原因。當空氣濾清器被灰塵堵塞導致氣流通行不暢時，會使進入柴油機各氣缸內(nèi)參與燃燒的空氣量減少。在一般情況下，當柴油機轉速達到1 000 r/min，在柴油機氣缸內(nèi)燃料爆發(fā)前，燃燒室應充滿體積為0.002 9 m3、壓強值約在280.33 kPa 的壓縮空氣。當經(jīng)由空氣濾清器實際提供的空氣量下降幅度很大時，就會使后續(xù)步驟可提供的壓縮空氣量下降，從而導致機車柴油機出現(xiàn)排氣冒黑煙的現(xiàn)象。

第二，增壓器方面原因。作為進氣系統(tǒng)的增壓機構，以ZN250C 為例，當轉速達到2 500 r/min 時，一般進口壓力為95 kPa，而出口壓力為250 kPa，增壓倍數(shù)為2.63。當增壓器出現(xiàn)油封漏油或轉子彎曲時，會導致增壓效果下降，造成進入氣缸內(nèi)空氣質(zhì)量下降且數(shù)量減少，導致機車柴油機出現(xiàn)嚴重冒黑煙。

第三，中冷器方面原因。作為壓縮空氣進入柴油機氣缸前的冷卻機構，中冷器起著降低溫度并增加氣缸進氣量的作用，如果中冷器水腔結垢及氣腔有污物時，會導致進入氣缸內(nèi)的氣量減少，從而也會引起機車柴油機冒黑煙現(xiàn)象出現(xiàn)。

1.2 由柴油機各缸壓縮壓力降低而引起的

造成柴油機各缸壓縮壓力低的原因如下：

第一，氣缸蓋與缸套上沿之間存在氣隙。此氣隙在二者之間的壓縮比墊處顯示出來。這個氣隙的存在，將極大地降低壓縮壓力，使燃燒惡化。

第二，活塞環(huán)、缸套內(nèi)壁各自的不規(guī)則磨損變化。在一般情況下，缸套內(nèi)徑的圓度應保持在0.005 mm 范圍內(nèi)，而圓柱度應保持在0.015 mm；活塞環(huán)應無變形和磨損。當此條件無法達到時，會降低壓縮壓力，也會引起燃燒惡化。

第三，氣門關閉不嚴。此現(xiàn)象由氣門間隙發(fā)生變化、氣門座脫落、氣閥機構彈簧彈力不足等原因引起，也會導致機車柴油機排氣時冒黑煙。

1.3 由柴油機超載而引起的

在內(nèi)燃機車進行水阻試驗時，各轉速下功率范圍是固定的，DF5B機車轉速與功率情況見表1。

當聯(lián)合調(diào)節(jié)器出現(xiàn)故障或CF 勵磁調(diào)整管電阻、油壓馬達工作調(diào)整管電阻、勵磁調(diào)整管電阻的阻值發(fā)生變化時，就有可能使各轉速下的功率值向增大方向轉變，從而導致柴油機超載而冒黑煙。

表1 DF5B 機車轉速與功率情況

第一，聯(lián)合調(diào)節(jié)器方面原因。動力活塞向增大方向持續(xù)變化時，會使柴油機出現(xiàn)超載冒黑煙現(xiàn)象；另外，功調(diào)電阻卡在較小阻值位置時，也會導致排氣冒黑煙的情況。

第二，CF 勵磁調(diào)整管電阻、勵磁調(diào)整管電阻方面原因。勵磁調(diào)整管電阻的阻值一般在20 Ω±2 Ω，當它降到18 Ω 以下時，由于勵磁機勵磁電流過大，就會出現(xiàn)主發(fā)電機功率過大并導致柴油機超載冒黑煙；CF 勵磁調(diào)整管電阻的阻值一般在400 Ω 左右，當其阻值過分降低，會引起測速發(fā)電機勵磁電流過大，從而也會導致主發(fā)電機功率過大和柴油機冒黑煙。

第三，勵磁調(diào)節(jié)器方面原因。DF5B型內(nèi)燃機車柴油機轉速為800 r/min 以下的功率調(diào)節(jié)，是依靠勵磁調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)的，而且柴油機轉速為800～1 000 r/min 范圍內(nèi)，勵磁調(diào)節(jié)器也協(xié)助油馬達共同完成勵磁。但當勵磁調(diào)節(jié)器出現(xiàn)故障時，柴油機在個別轉速下超載冒黑煙的情況就有可能出現(xiàn)。

2 解決柴油機排氣冒黑煙的系統(tǒng)性措施

2.1 對進氣系統(tǒng)進行調(diào)整

2.1.1 空氣濾清器的調(diào)整檢修時在空氣濾清器拆下來后，發(fā)現(xiàn)濾膜上灰塵很多，應采取更換濾清器的辦法來解決。

2.1.2 增壓器的調(diào)整

增壓器檢修后應達到的技術標準見表2。

2.1.3 中冷器的調(diào)整

中冷器解體后，在氣腔的冷卻片上，發(fā)現(xiàn)有許多污物，應采取高溫清洗等辦法處理清潔。

2.2 柴油機各缸壓縮壓力的修正

1）壓縮間隙調(diào)整方面，應以16.2～16.3 mm 標準值進行調(diào)整，壓縮比調(diào)整墊有損壞或尺寸超差的應全部更換。

2）氣缸應測尺檢定，全部氣缸測尺后，若缸套符合要求，但活塞環(huán)磨損較大，活塞環(huán)應全部更換。

3）對所有氣門座及彈簧進行檢查確認，所有氣門都需進行研磨，氣門冷態(tài)間隙應按進氣0.4 mm、排氣0.5 mm 進行調(diào)整。

表2 增壓器檢修后應達到的技術標準

2.3 對功率重新整定

聯(lián)合調(diào)節(jié)器進行清洗，同時在水阻試驗臺上對動力活塞位置和懸掛點進行調(diào)整，功調(diào)電阻也要進行檢測。測量勵磁調(diào)整管電阻并根據(jù)測速發(fā)電機的勵磁電流對CF 勵磁調(diào)整管電阻、油壓馬達工作調(diào)整管電阻進行調(diào)整[1-3]。

3 結語

通過上述對DF5B型內(nèi)燃機車排氣冒黑煙原因進行技術分析并采取技術防范措施，柴油機冒黑煙問題可得到解決。因此，在日常檢修中只有對每一部件的特點和結構進行具體分析，找出問題原因，采取相應防范措施，才能保證設備安全運行。