DF4D型机车联合调节器功率调节系统的改进

高 旭 东

(西山煤电(集团)有限责任公司铁路公司，山西 太原 030000)

1 概述

DF4D(东风4D)型机车是在我国铁路系统中被广泛运用的一款内燃机车，其诞生自1996年，原型是大连机车厂于20世纪60年代设计的东风4型内燃机车。该款机车自诞生以来，就一直用于客运和货运服务。其采用的16V240ZJD发动机中的联合调节器及其功率调节系统能为该款机车提供稳定而又高速的运转。

2 联合调节器功率调节系统

2.1 联合调节器

联合调节器是内燃机车中的一个重要组成部件，能在机车司机需要调节车辆牵引功率时，对内燃机内的燃油喷射量加以改变，从而实现机车功率的加大或减少。其具体功能如下：

1)保证柴油机的启动和停止。当机车的柴油机要启动时，需要靠联合调节器喷射燃油；同理，当需要柴油机关闭时，也要借由联合调节器的功用，停止对柴油机燃油的供应，从而达到停止柴油机的目的。

2)随着机车司机控制手柄位置的改变来调节燃油供应量，从而达到调节柴油机转速的目的。司机通过联合调节器可以改变柴油机的燃油供应量，当燃油供应加大时，柴油机转速加快，功率加大；当司机减少联合调节器开口，降低供油量，柴油机转速随之降低。在这里，联合调节器所起的作用类似汽车油门。

3)当柴油机的负载因为载货量发生变化时，联合调节器能自动调节喷油泵的供应量，使柴油机能保持恒定转速。这一点很好理解，在这里联合调节器所起到的作用就是恒定柴油机功率，避免因为负载的变化引起机车故障。

4)通过其功率调节系统，自动调节机车的输出恒功率。联合调节器的功率调节系统可以使机车输出功率保持恒定，从而保障机车运行中的稳定性和可靠性。本文所需要探究的也正是对DF4D型机车中联合调节器功率调节系统的改进。

2.2 联合调节器功率调节系统的作用和调节过程

联合调节器中的功率调节系统的作用是在不改变柴油机转速以及其供油量的条件下，通过调节测速发电机励磁电流的大小，以改变牵引发电机的输出功率，从而使柴油机功率输出恒定。在实际的机车运行操作中，主手柄位置保持在原部位不发生改变，则柴油机负荷减少时，其转速将上升，动力活塞会向下移动，联合杠杆带动功率滑阀下移，功率伺服器内部电阻值减少，牵引发电机输出功率增大，柴油机负荷增大。通过转速调节系统及联合杠杆的反馈作用，柴油机负荷增大值恰好是调节前的减少值。因而柴油机供油量，转速及功率均未发生变化，仅使牵引发电机输出功率增大。柴油机负荷增大时，调节过程则与上述相反。

3 DF4D型机车联合调节器功率调节系统缺陷

图1是DF4D型机车中联合调节器功率调节系统，在功率调节器进行工作时，柴油机的供油量，其转速还有其功率都不会因为调节器的调节发生变化。然而在实际工作中，DF4D型机车工作人员发现，该型号的所有机车在进行功率调节时，其燃油供应量出现了变化，与正常情况相比，DF4D型机车的柴油机，其内高压油泵的刻线都出现了偏大的情况。也就是说，功率调节器的调节并不完全，其供油量在调节中未实现不发生改变的初衷，反而出现了供油量反常增多的问题。因此，需要对DF4D型机车联合调节器功率调节系统进行改进，从而改善功率调剂系统缺陷，提高机车质量。

4 对DF4D型机车联合调节器功率调节系统的改进

根据上述联合调节器功率调节系统示意图以及对联合调节器功能以及对功率调节系统的作用和调节过程的说明。可以推测出功率调节系统中存在的缺陷主要位于联合调节器油泵以及功率调节系统的作用顶杆，因此可以据此提出相应的改进方案。

4.1 提高高压油泵质量

从DF4D型机车中功率调节系统表现出来的缺陷看，改进联合调节器中高压油泵质量是最根本的对功率调节系统的改进。通过换用更好的油泵，能保障燃油机的供油量不会出现误差，进而在功率调节中不会增加耗油量，达到改进目的。实际上，换用更好的高压油泵这一改造出现在DF4D型机车的另一款改进车型DF4DD中，在开发出HXN3B和HXN5B型机车之前，这一款由DF4D型机车改进的机车有我国最先进的功率调节系统。而之所以要将更换了油泵的DF4D型机车另命名，就在于对高压油泵的改造既耗时又耗资。因此，对我国正在运行的DF4D型机车功率调节系统的改进，通常采用另外的方式。

4.2 对作用顶杆的改进

作用顶杆能增加高压油泵中刻度线的调节广度，因此，通过改进作用顶杆的方式，同样能够对功率调节系统中存在的缺陷加以改善，从而提高整款机车的运行质量。对作用顶杆的改进通常是通过减少其长度达到目的。作用顶杆在减少长度后，可以提供更高的咬合度，使燃油的喷射更精确，调节时也不再容易出现燃油喷射不符合的状况。

4.3 对功率调节系统联合杠杆进行改进

不仅可以通过改变作用顶杆的长度来对功率调节系统加以改进，还可以通过改变功率调节系统杠杆比的方式进行改进。该改进方案是在对DF4D型机车原有设计的基础上，增大其燃油刻度线的调整范围而实现调节目的。也就是说，该改进不会改变原有的调节模式，只是对原设计的一种优化，因此相对而言，该改进方式非常适合正在运行中的机车，既能加强机车运行中的稳定性和可靠性，又不会增加改进难度，可谓双管齐下。

5 结语

对DF4D型机车功率调节系统的改进，最好的方式莫过于更换最新的油泵。然而改进应当结合实际情形，量力而行，选择最合理的方式。因此，在选择对该款机车功率调节系统改进的方式时，应当循序渐进，选择最适合当下铁路运输系统情形的方式。