内燃机车柴油机“飞车”危害预防处理

【摘要】为提高内燃机车运行的可靠性，对柴油机飞车的危害、原因进行分析，从运用保养、维护和检修两个方面制定切实可行的防范措施，从根本解决内燃机车飞车的事故隐患，提高机车运行的安全性和经济性。

【关键词】 柴油机 “飞车 ” 危害 预防 处理

0 前言

柴油机是内燃机车核心部件，柴油机质量直接影响内燃机车的运用安全、效率。而柴油机的飞车、火灾、油水锤等给行车安全带来重大隐患，在生产现场对柴油机质量控制、攻关一向是作为生产管理关键环节。柴油机一旦发生此类故障，损失将是巨大的。因此对柴油机飞车故障的预防、控制、攻关更应该引起重视，通过多年的现场工作经验，对柴油机“飞车”事故的原因、危害、预防、处理做以下的总结论述。

1 柴油机“飞车”造成的危害

1.1柴油机的零部件在超速时所承受的惯性力过大，因而其他机械负荷将超出零部件的安全限度，这可使某些零部件发生突然破裂以至飞离，如电机电枢，柴油机曲轴或增压器转子平衡的破坏；轴与轴瓦之间由于瞬时高载荷使油膜破坏而导致轴瓦烧损；连杆螺栓与连杆盖的断裂及飞离；进、排气阀损坏；柴油机强烈震动等。

1.2超速运转将导致柴油机燃烧过程恶化，燃烧不彻底大量冒黑烟，排气温度升高，增压器超速。

1.3由于超速运转，各部件磨擦发热严重，油、水温度增高，冷却散热困难，机油粘度下降，油压降低，因而加剧了磨损，破坏了零部件间的配合尺寸。

2.造成柴油机“飞车”的原因分析

GK1C型机车柴油机“飞车”事故一般在突降手柄或突然卸载时发生，并且大多由联合调速器故障、供油拉杆及高压泵齿条卡滞、人为故障处理绑扎不当等因素造成“飞车”。

2.1联合调速器故障导致柴油机“飞车”

2.1.1联合调速器加油孔滤网破损，且注油前航空油未经过滤等因素使联合调速器油内含杂质，异物卡滞在滑阀、柱塞副的滑动面处使联合调速器工作失灵，如果再有极限调速器故障或供油拉杆犯卡，将导致柴油机转速失控，造成“飞车”。

2.1.2极限调速器的飞锤飞出，瞬间将螺纹丝扣拉掉，而落下的调节螺母正好卡死传动轴，使从动齿轮停转，与它相啮合的主动齿轮平键由于凸轮轴仍转动而被剪断，联合调节器和极限调速器与柴油机失去控制。

2.1.3联合调速器油粘稠或凝固，由于调速器故障，而人为手搬动联合调节器传动机构时，因联合调速器油流动性变差，联合调速器动力活塞、补偿活塞不能及时动作并卡滞在大供油位，同时极限调速器故障，导致“飞车”。

2.1.4联合调节器油脏，或异物将滑阀拉伤、卡滞，致使联合调节器动力活塞、补偿活塞不能及时动作并卡滞在大供油位，同时极限调速器故障，导致“飞车”。

2.2高压油泵柱塞卡滞造成柴油机“飞车”

燃油精滤器失修，失去过滤作用或维修后清洁度不够系统内遗留杂物等，致使燃油未经过滤就进入高压油泵中，污物将高压油泵柱塞卡在供油位，此时极限调速器即便动作也不能将该缸供油齿条拉杆拉回零位，一旦多缸卡发生滞问题，柴油机将失去控制，造成“飞车”。

2.3供油拉杆上的某气缸夹头销被喷油泵附件卡死造成“飞车”

图1 GK1C型内燃机车喷油泵和供油齿条及其附件装配图

如图1所示为GK1C型内燃机车喷油泵和供油齿条及其附件装配图，图示为零供油状态。

当某一缸夹头销拔出后未90°旋转，或被人为意外带出，或因夹头销的插入量小而被供油拉杆的横向抖动抖出，使夹头顶在夹头销槽口外沿处。在起机时或运用过程中，夹头销随供油拉杆向供油方向移动，此时由于供油齿条拔叉座前端被夹头销顶住，齿条的移动阻力变大，夹头销和供油齿条拔叉座前端之间发生相对移动，当移动量达到11mm时（工艺要求供油拉杆最小移动量不小于11mm），夹头销越过供油齿条拔叉座前端，在弹力作用下自动落下（夹头销的厚度8mm+夹头销槽壁厚度3mm=11mm），处在供油齿条拔叉座前端的左侧，如图2所示，此时的供油量很大，柴油机爆发后或回手柄时，供油拉杆在联合调节器的作用下，往回移动，以减小供油量，此时该夹头销带着供油齿条一起向非供油方向移动，当移动约5mm后，该供油齿条已不能移动，因供油齿条和喷油泵调节齿杆在供油方向是刚性的，因此，夹头销被卡死于供油齿条拔叉座前端的左侧，如图3所示，供油拉杆也随之一起卡死。

圖2 起机后或运用过程中GK1C型机车喷油泵夹头销与供油齿条拨叉座前端的相对位置

此时的供油拉杆在向供油方向移动了最少11mm后，向非供油方向只移动了约5mm，也就是说，除本缸以外，其余各个缸的供油量均处在11mm-5mm=6mm的位置（相对于零供油位6mm），这个供油量足以使柴油机在空载或减载时转速飞升，此时极限调速器即便动作也不能将供油拉杆拉回零位失去作用，此时柴油机“飞车”不可避免。

图3 “飞车”时GK1C型机车喷油泵夹头销与供油齿条拨叉座前端的相对位置

2.4弹性连接杆拐臂定位销折损导致“飞车”

图4 弹性连接杆拐臂与横轴及其定位销的相对位置

如图4所示为GK1C型内燃机车控制机构中弹性连接杆拐臂与横轴及其定位销的相对位置图。

控制机构中弹性连接杆拐臂与横轴间采用定位销定位的刚性连接方式，在长期运用过程中，其定位销始终处于被剪切的工作条件下，当其定位销发生松动、或由于磨损产生旷量，维修不及时，产生剪切后强度降低，不足以抵制其剪切力时，导致定位销被剪切折断（如图5所示），与此同时供油拉杆位置发生变化，即使极限调速器发生作用也不能将供油拉杆拉回零位，将造成柴油机“飞车”。

图5 定位销折断后的相对位置

2.5供油拉杆拐臂定位销折损导致“飞车”

图6 供油拉杆拐臂与横轴及其定位销的相对位置

图6为GK1C型内燃机车控制机构中供油拉杆拐臂与横轴及其定位销的相对位置图。

控制机构中供油拉杆拐臂与横轴间采用定位销定位的刚性连接方式，在长期运用过程中，其定位销始终处于剪切的工作条件下，当其定位销不足以抵制其剪切力时，导致定位销被剪切折断（如图7所示），此时极限调速器即便动作也不能使供油拉杆系统正常动作，各油泵齿条不能回归零位，将造成柴油机“飞车”。

图7 定位销折断后的相对位置

2.6供油拉杆系统被异物卡滞造成“飞车”

2.6.1由于在检修过程中，不良的作用习惯或违章作业，造成供油拉杆弯曲、变形，使供油拉杆动作不灵活，发生卡滞。柴油机启机后，在降速脉冲时柴油机转速不降反升，造成“飞车”。

2.6.2机车检修或机车检查时，人为的在調控系统拉杆附近遗留异物，如工具、零部件、擦车布等。使拉杆系统卡死，当柴油机降转速时，齿条不能拉回零位，造成柴油机“飞车”。

2.6.3柴油机单缸发生故障，需要甩缸作业时，甩缸不正确或甩缸不到位，造成供油拉杆卡滞，回手柄齿条不能拉回，即使极限调速器动作亦不能使齿条回归零位造成柴油机“飞车”。

3.防止GK1C型内燃机车柴油机“飞车”的措施

为防止柴油机“飞车”，须在运用保养及检修两方面共同采取防范措施。

3.1运用保养方面应注意以下几点：

3.1.1经常对供油拉杆的支承滚轮及喷油泵的供油齿条进行给油保养，使之动作灵活无卡滞。紧急停车装置每次手动试验。

3.1.2定期按规定清洗联合调节器，并严格遵守“三充两放”制度。联合调节器加油孔滤网不准破损，所加入的新油必须事先用绸布过滤，保证绝对纯净。

3.1.3不得以供油拉杆为支点撬动其他部件，检修柴油机时不得蹬踏供油拉杆。

3.1.4联合调节器上盖不得敞开运行，以免异物进入。在柴油机启动前和机车运行中，要按规定检查柴油机调控系统各杆件间的联接状态，做到各种销、垫齐全，联接状态良好，发现有松动，裂纹处所时须及时处理，防止有关零部件断裂，松脱而卡住拉杆。

3.1.5日常禁止用扳动供油拉杆的方法启动柴油机，在不得已情况下作为应急处理而须人为扳动供油拉杆时，严禁甩掉弹性连接杆，用扳手只能缓慢扳动联调拐臂，并密切注视柴油机转速表的显示，力求升降平稳，操作人员必须密切配合，注视柴油机转速和转动音响的变化，一旦发生转速飞升的迹象要立即使柴油机停车。

3.1.6在柴油机运行中，作为应急处理需要“甩缸”时，应严格按甩缸的程序和方法去操作，

甩缸作业时，严禁在高转速下甩缸（700r/min以上），要正确使用甩缸器，无甩缸器时必须用铁丝将供油齿条固定在挺杆套或示功阀上，一定要将供油齿条和夹头销固定好，确认供油齿条不会再行移动，夹头销也不会阻碍供油拉杆的动作。“甩缸”后副司机应加强巡间，尤其是对机械间的检查，确认夹头销与齿条完全脱离，供油拉杆有无卡滞现象。

3.1.7定期对超速停车装置进行试验，确认作用良好无卡滞，同时相关杆件联接可靠，并能将供油拉杆拉回停油位。

3.1.8在正常情况下，变换主手柄位置要符合规定的间隔时间，回手柄时，要同时注意柴油机转速的变化，并在“1”位稍停，柴油机转速稳定后再回到零位。

3.1.9加载回手柄时，如遇柴油机转速不降反而转速上升时，切记不可盲目卸载，立即在加载状态下断4K，关闭燃油泵止阀，开放燃油精滤器排气阀，击打紧急停车按钮，迫使柴油机停机，待查明原因并排除故障后方可启机。

3.1.10空载回手柄时，如遇柴油机转速不降或转速上升时，应立即加载闭合2K，断开4K，击打紧急停车按钮，开放燃油精滤器排气阀，关闭燃油泵止阀，迫使柴油机停机，待查明原因并排除故障后方可启机。

3.2在检修方面应注意以下几点

3.2.1在两次中修之间应结合小修，要定期测量拉杆系统的总阻力，不准超过规定；对控制机构中各拐臂定位销进行更换。

3.2.2机车小、辅修或抢修机车时，严禁工作者脚踏供油拉杆、夹头销、以及供油齿条，避免因变形而造成动作不灵活；机车小、辅修或抢修机车后，严禁工作者将工具和其他异物遗留在供油拉杆、供油齿条以及气缸附近，以免造成供油拉杆卡滞导致飞车事故；柴油机修理完毕后，启动柴油机前，须检查拉杆近旁，不得有阻碍拉杆移动的工具、零件和棉丝等异物。

3.2.3检修调速器时必须保证清洁，所有拆出的零部件要仔细清洗，禁止用棉纱、棉布擦拭。调速器要按规定换油，加油滤网及防尘帽须完整并作用良好。

3.2.4供油刻线应符合规定并加封。非检修人员不得随意调整，各喷油泵齿条指针必须紧固，供油齿条动作必须灵活。

3.2.5在两次中修之间至少校核一次极限转速，保证停车装置动作准确。

4.“飞车”后的处理

发现飞车迹象后，应以最快的速度使柴油机停机，采取一断、二带、三按、四开的方法：

一断：断开燃油泵开关4K，关闭燃油截止阀。

二带：运行中闭合2K，提手柄给柴油机加载，用加载压转速的方法迫使柴油机降速、停机。

三按：尽早地按下紧停车按钮。

四开：打开燃油精滤器的放气阀，放出燃油管路中的燃油而停机。

如已发生飞车，在飞车停止后单打滑油，防止局部受热而烧结，以降低损失。

5.结束语

柴油机“飞车”的危害极大，带来的损失也难以估计，只要我们严格执行工艺修车，日常养成标准化作业习惯，做好日常保养，启机前做好检查防护，柴油机“飞车”事故是可以避免的，如果发现飞车迹象后，以最快的速度采取一断、二带、三按、四开的方法迫使柴油机停机，可以最大限度的减小损失。

参考文献

[1]李晓村.《内燃机车柴油机》中国铁道出版社.2002年8月

[2]GK1C型机车使用与维护说明书.资阳

作者简介：

佟英华（1965-），女，工程师，大专，主要从事电厂铁路内燃机车管理、故障诊断及状态维修的研究