浅析DF4B型机车柴油机机油压力低故障的原因分析及应急对策
柴油机的机油系统起着减轻摩擦、冷却散热、清洗、密封以及诸如缓冲、防锈、防腐、减少杂音等重要作用。在机车运用过程中,经常出现机油压力低的故障,造成柴油机不能起机或者高手柄卸载,甚至造成拉缸、碾瓦及曲轴报废等严重后果,严重影响了机车的正常运用。
一、机车机油压力表的布置及其压力值的要求 DF4B型机车机油压力表的布置示意图如下:
1.在主机油泵出口弯头处设有一个压力测试点( Pl),并接到动力室仪表盘上,它既代表主机油泵出口机油压力,又反映热交换器前的油压,在柴油机标定转速( lOOOr/min)下,Pl的值为490KPa-540KPa,在最低转速(430 r/min)下为250KPa-320KPa。
2.在机油粗滤器的中部及上部有两个压力测试点( P2、P3),其压力表都装在动力室的仪表盘上。P2的值反映滤清前的油压,也代表热交换器后的油压,通过它与主机油泵出口压力相比,可以反映机油经过热交换器时流动阻力的大小。P3的值代表机油滤清器后的油压,也是柴油机的进口油压,它与P2值的差反映机油经粗滤器时的阻塞情况,由此判定机油粗滤器芯的更换和清洗时机。在柴油机标定转速( lOOOr/min)下,P3的值为380KPa-440KPa,在最低转速(430 r/min)下为200KPa-245KPa。
3.主机油道末端压力表设在司机室仪表盘上,其压力测试点P4设在后增压器机油滤清器前的进油管路上。P4的值反映机油流经V形夹角主机油道的机油压力,在柴油机标定转速( lOOOr/min)下,P4的值为250KPa。320KPa,在最低转速(430r/min)下为150KPa-180KPa,在正常油、水温度下不得小于120KPa。
4.在前、后增压器滤清器和保压阀的后面分别设有压力测试点(P5、P6),并接到动力室仪表盘上。它们分别反映前、后增压器进口油压,在柴油机标定转速下前增压器进口油压(P6)的值为150KPa-170KPa,后增压器进口油压(P5)为145KPa一160KPa。
二、造成柴油机机油压力低的原因
1.增压器机油滤清器脏。如果属于此种原因,会造成P5和P6处压力偏低,而从主机油泵出口(Pl处)到主机油泵末端(P4处)的压力不低。如果P5或P6有一处的压力低于100 KPa,均会造成运用中停机。应对措施为清洗或更换对应的增压器机油滤清器。但应该注意的是,如果在做中修时把动力室仪表盘的“前后增压器机油进口压力表”和司机室的“末端机油压力表”的机油表管连接混淆,会造成不能显示对应的压力,给判断故障带来误导。另外,使用盘式铜网滤芯的滤清器,可以按要求清洗,但要注意安装时不能把两端接反,否则在下次清洗时污垢会进入网片内部,不容易清理干净。如果使用纸质滤芯,流通阻力过大时,应该更换新产品,不应再作清洗。
2.机油粗滤器脏。如果机车使用环境较差,一些杂质会通过柴油机进气系统进入燃烧室,在油环的作用下被刮进油底壳,使机油杂质超标,造成机油粗滤器过脏,阻力过大,影响柴油机的进口机油压力。在正常情况下,机油粗滤器前后压差为40KPa-lOOKPa,当压差超过150KPa时,应该更换滤芯。
3.机油粗滤器脏。如果Pl的值在正常油温(60℃-75℃)、最低转速时低于250 KPa,说明主机油泵出口压力偏低,可能有以下原因:
(1)主机油泵故障。主机油泵安装在柴油机自由端的泵支撑箱上,由曲轴减震器前的泵传动主齿轮通过中间传动轴和具有内齿的连接齿套驱动。如果由于装配不当等原因导致主机油泵轴与传动轴的不同轴度超差,会使齿轮与齿套变成偏心面接触或者倾斜线接触,受力不均匀容易造成齿套剃齿,主机油泵时转时不转或者根本不转,致使主机油泵出口压力低甚至没有压力。另外,当主机油泵的工作齿轮啮合间隙或者齿顶与泵体的径向间隙过大时,会造成出口压力低。齿轮啮合间隙应为0.292mm-0.708mm,齿顶与泵体径向间隙大于0.80mm时超限。
(2)主机油泵调压阀(限压阀)故障。调压阀设在主机油泵的左侧,阀内装有调压弹簧,下部设有回油通路,调压阀限制主机油泵的最高出口油压,当出口油压超过调压阀设定值(650 KPa)时,一部分机油通过回油通路流回油底壳,当调压阀的弹簧折断或者阀体卡滞等
造成阀体不能回落时,在出油口油压没有超过设定值的情况下也会造成回油,从而使主机油泵的出口油压偏低。
(3)回油管截止阀没有完全关闭。16V240ZJB型柴油机设有辅助回油管,是为了在彻底更换机油时将低位管路(如热交换器前、粗滤器前后的管路)的机油引到油底壳前端的回油口,利用与管路的高度差使油回到油底壳。机车正常运用中,截止阀应改完全关闭,否则会影响机油系统的油压。
(4)机体内泄油量大。机车做中修或者大修时,主轴瓦和连杆瓦应该按规定选配,如果主轴瓦、连杆瓦间隙过大,则会造成泄油量大,影响主机油泵出口压力。
(5)机油管路泄露。在机车运用过程中,如遇机油压力低,应首先确认有没有泄油、漏油处所。如果机车有震动大的处所,各管路由于长期受振动、碰磨或者存在焊接缺陷,就容易发生开焊、断裂,如果管路较粗,就会影响机油压力;如果属细小管路,虽然本身不会影响油压,但时间过长也会使油底壳内的机油量不足,同样会造成机油压力低。
(6)机油稀释。机油稀释会造成机油黏度降低,从而影响机油压力。多数机车的机油稀释与喷油器和喷油泵的回油管路泄露有关。另外,当喷油器雾化质量不良时,燃油不能充分燃烧并沿缸壁被油环刮进曲轴箱和油底壳,大量燃油混进机油内会造成机油稀释。新机油的运动黏度为12平方毫米/秒~16平方毫米/秒(100℃时),运用中当运动黏度低于11.0平方毫米/秒应更换机油,否则会产生机油压力低甚至拉缸等严重后果。
(7)柴油机油水温度较高。如果柴油机长期在高负荷状态下工作,或者油水温度长时间比较高,机油压力也会下降,而且温度越高压力下降越显著。因此,遇到这种情况,应及时整治柴油机的冷却系统。
(8)静液系统温控阀,安全阀,静液压泵,马达,液压油箱油位等存在问题,也将影响机油的冷却。
(9)其他原因。如果油底壳油量过少,运行中坡道或起停波动,会造成主机油泵吸空,导致机油压力低;如果1YJ、2YJ出现故障或者动作值偏高等,也会使柴油机停机,但此时
应该确认是否属机油压力低所致;另外,压力表显示错误或表管堵塞等,也会给判断故障带来误导。
三、故障判断和应对措施
1.运用中如果突遇诸如冷却水泵轴承润滑油管的可见部分等细小管路泄露,可以用柴油机气缸盖下面的机油回油管等代替,它们属同类管路和接头,且不影响运用,待回段处理。
2.如果出口油压不低,回段后应该清洗滤清系统。根据相应的机油压力表的显示,更换或清洗机油粗滤器滤芯及相应的增压器机油滤清器。
3.如果出口油压较低,应该首先检查有没有泄露机油处所,各逆止阀是否完全关闭。 4.如果一切正常,可以打开泵支撑箱检查孔盖,用长螺丝刀确认主机油泵联结齿套轴向活动是否灵活,有没有剃齿。另外,为了确认是否属于主机油泵及其调压阀故障,可以做泵流试验。
5.结合辅助手段,确认是否属于油水温度超高造成机油压力低,化验机油是否稀释等。 6.打开曲轴箱盖,利用启动机油泵打机油,观察各瓦的泄油量,如果某个瓦泄油量明显高于其他瓦,应该重新选配瓦。
7.检查静液系统温控阀,安全阀作用是否良好,静液压泵,马达运转是否良好,液压油箱油位是否在刻线之间等。
四、结束语
总之,柴油机机油压力低故障是由多方面造成的,本文列举了在运用过程中常见的故障现象和原因,在实际工作中应结合具体情况采取相应的措施,以彻底排除故障。