DF4D型机车油气分离器作用不良问题分析及解决方法

陶思凯 中国铁路上海局集团有限公司杭州机务段

1 问题的提出

自2010年起，DF4D型内燃机车陆续调拨杭州机务段配属。目前我段共配属DF4D型内燃机车20台，主要担当货运牵引任务。在前期运用过程当中，DF4D型内燃机车时常出现柴油机油气分离器向机车顶棚喷油的现象，严重影响了机车的外观整洁，给机车乘务人员的日常使用和保养造成了一定的困难。情况严重时，还会引起差示压力计误动作，造成柴油机突然停机。在段技术科的指导下，整备车间将油气分离器由筒式改为片式，此后故障问题基本得到了控制。但是近期由我段值乘的DF4D4219机车在运用途中又出现了此故障。乘务人员请求救援后，机车附挂回段，我段也因此受到了一定的经济损失。DF4D型机车在经过了一次大修和一次中修后，此故障又有了抬头的趋势，所以很有必要对此问题进行进一步的分析及处理。

2 问题的分析

柴油机油气分离器的作用是对曲轴箱内的混合油气进行油气分离，让气体排向大气，让分离后的机油通过一定的管道返回柴油机的油底壳。

在这一过程中，主要有两个值得注意的问题。其一，油垢会附着在油气分离器的滤网上，积累到一定程度就会使滤网失去作用。其二，分离后的机油不能及时返回油底壳。机油在油气分离器内停留过久时，柴油机转速一旦增加，就会导致混合油气的压力加大，从而使这部分机油随气体一起喷出，因此喷出的气体当中会带有大量的油滴。而在机车顶棚上，油气分离器的出气孔是用一块U型铁皮倒扣着的，当喷出的气体冲向这块铁皮时，铁皮由于本身比较平滑，就会把气体反射至机车顶棚，其中夹带的大量油滴也就附着在机车顶棚上，久而久之聚集得越来越多，四散流去。

除了影响外观整洁之外，油气分离器作用不良还会对柴油机运行造成直接影响。柴油机的曲轴箱内存在一定的压力，当柴油机转速加大时，箱内的压力也随之增加。一旦油气分离器阻塞或效果不好，曲轴箱内的压力就可能超出差示压力的范围，引起差示压力计误动作，从而造成柴油机突然停机。因此，保持油气分离器正常工作对机车的正常运行十分重要。

3 问题产生的主要原因及解决方法

通过以上分析和对DF4D型内燃机车柴油机的作用原理及结构特点的学习研究，借鉴我段以往经验可以总结出以下几点可能导致油气分离器作用不良的原因。就每个原因，针对性的解决方法也一并提出。

3.1 滤网长久不清洗或更换

滤网长久不清洗或更换，造成污物阻塞，使油气分离器失去分离油气的作用或分离效果较差。

解决方法：检修时，我们应定期进行清洗或更换油气分离器，保证油气分离器自身的清洁状况，以达到最佳的油气分离效果。

3.2 油气分离器片子倒片及孔错位角度不够

由于片式油气分离器固定螺丝较松，所以容易出现片子倒片的现象。安装时如未注意孔的错位情况，就会使油气不能分离或分离效果差，油不断在储油槽堆积。随着机车负荷的增加，油就会喷出车顶。

解决方法：结合修程，对中出机车进行普查，消除隐患。

3.3 活塞组装不当

活塞组装不当也会造成曲轴箱压力的上升。在检修作业中，如果检修工艺未执行到位，就可能出现活塞密封环未错位、环槽间隙过大、活塞环断裂、活塞与缸套配合间隙过大等情况，进一步导致高温燃气窜入曲轴箱当中，就会造成油气分离器喷油现象。如果曲轴箱的压力达到了差示动作范围，在运用途中，就会造成差示压力计误动作，引起柴油机停机。

解决方法：加强对检修人员的培训，检修作业要严格按照检修工艺来执行，真正将“三检一验制”落到实处。

3.4 油气分离器回油管堵塞

造成回油管路不畅通或堵塞的可能原因有：

（1）原来改装油气分离器所使用的片子采用的是普通铁片，表面喷涂油漆，经过多年的使用，油漆脱落造成油气分离器回油管堵塞，回油不畅；

（2）外部的垃圾通过车顶上部透气孔进入油气分离器的内部，堵塞回油孔；

（3）油气分离器的回油管过细或其他原因造成的管路不畅通。

在高负荷情况下，机车运行使曲轴箱压力上升，而经油气分离器分离后的滑油不能及时地通过回油管路返回柴油机油底壳，使喷出的气体将存积的滑油带出，喷向车顶（此时未达到差示动作压力）。

解决方法：

（1）提升油气分离器片子等级，如改为不锈钢，增加油气分离的效果，减少片子自身质量造成回油管堵塞的可能；

（2）改变车顶油气分离器透气孔结构，杜绝外部垃圾进入油气分离器；

（3）回油管过细或没有时，可通过加粗或加装进行改造；

（4）要经常检查油气分离器回油管道是否畅通，油管脏了应及时疏通，同时结合修程增加拆检、清洗油气分离器的次数，提高油气分离的效果；

3.5 滑油粘度高

东风4D型内燃机车（DF4D）是在东风4B型内燃机车（DF4B）基础上的一种强化型机车，用16V240ZJD型柴油机取代了16V240ZJB型柴油机。DF4D型机车在原有的16V240ZJB型柴油机结构上，通过增加燃油及空气的供应，来提高燃烧量，从而加大功率。因工作环境相应的恶化，润滑油受高温的影响，油品首当其冲，滑油粘度上升。而当初DF4D型机车使用筒式滤芯时，就是因为高粘度的滑油堵塞滤芯，时常造成向车顶喷油、差示压力计误动作等故障。现在，筒式滤芯虽然均已更换为片式滤芯，但滑油的品质依然十分重要。滑油粘度过高时，还是会造成油气分离器向车顶喷油的现象。

解决方法：定期化验油质，根据化验结果添加所需滑油添加剂，减缓油品的老化，延长滑油的使用寿命。

3.6 防护罩功能缺陷

油气分离器顶部出气孔的防护罩只起到了挡风的作用，无法防护喷上来的油气混合物。

解决方法：改进出气管顶部的防护罩。我们设计了一种能进行油气二次分离的防护罩(如图1所示)。

图1 能进行油气二次分离的防护罩

该防护罩既可防尘防风，又可使喷出的油气混合物进行二次分离。作用原理是：排气孔出来的混合油气向上喷发时，会接触到防护罩的滤网并进行油气分离，油滴附着于网上经过一定的聚集，就顺着滤网流向防护罩圆弧下面的集油槽，集油槽内的机油达到一定程度时，就经过槽下面的回油管流向排气孔，再经油气分离器的回油管路流到柴油机的油底壳。而分离后的气体经过集油槽与出气管之间的缝隙流向大气。

4 总结

通过以上的改进措施，可以很好的改善柴油机油气分离器引起的向机车顶棚喷油和差示压力计误动作的问题。这些措施对机车改动并不大，但是需要我们检修人员在检修作业时，做到精检细修，以更高的标准要求机车质量。另外，这种防护罩制作较简单，成本低廉。如果能把出气口的铁皮护罩换成这种新型的能进行二次油气分离的防护罩，相信油气分离器作用不良的问题一定能得到很大改善。