1、鐵道機車車輛專業論文畢 業 設 計 （論文） 題目：柴油機常見故障分析及處理畢業設計（論文）任務書畢業設計（論文）題目：柴油機常見故障分析及處理一、 畢業設計論文內容 本文主要介紹了柴油機常見故障的分析及處理。對柴油機啟機前準備與柴油機運轉時， 常見的故障進行原因分析，并給出檢查以及處理的方法。例如當發生機車膨脹水箱出現虛水位時，就應該想到這是由于燃氣竄入冷卻水系統所致， 繼而就應該清楚的知道在燃燒室的周圍， 哪些零件具有水腔， 這樣就可以馬上判斷可能是氣缸蓋火力面出現裂紋， 也可能時氣缸蓋套被穴蝕穿孔或出現裂紋等。 二、 基本要求 了解柴油機，知道柴油機常見的故障，并且能找到故障的原因， 以

2、及對故障原因進行判斷與處理。 格式上符合工科論文的格式，能從總體上把握論文的主題，不偏題，不跑題，論據充分。三、 重點研究問題 （一）柴油機啟機前準備工作中的故障分析與處理 （二）柴油機運轉時的故障分析與處理四、 主要技術指標額定轉數（r/min ：1000 最低轉數（r/min: 430 ：標定功率（ KW ） 2650 ：裝車功率（KW ） 2430 活塞平均速度（m/s: 9.17 ：燃油耗率（g/kw/h） 2407 ：機油耗率（ g/kw/h ） 3 ：柴油機質量（ t） 22.67 五、 進度計劃序 論文內容 日期 完成情況（）號 1 確定論文計劃題目、領 3月 20 日 25 取

3、設計說明書 2 調研收集資料 4 月 10 日 253 論文初稿 5 月 20 日 254 初稿審核、修改 6 月 13 日 155 定稿、編排、打印 6 月 20 日 10 開題報告一 文獻綜述 根據任務書的要求，本人通過學習以及對柴油機方面知識的積累， 總結出一些有關柴油機常見故障分析及處理。 其中包含了柴油機常見故障的原因、 故障危害以及判斷處理等等。 二 選題目的和意義鐵路的快速發展的同時， 也出現了一些常見的問題。 乘務員們掌握了柴油機常見的故障現象與解決的正確方法后便可及時發現柴油機故障的先兆，以便及時采取措施，預防故障的發生和防止事故的擴大。例如某段2005 年 3 月對一臺功率

4、明顯下降的16V240ZJB 型柴油機進行檢修， 通過測量發現一個氣缸無壓縮壓力時， 同時增壓器又出現了噴機油的情況，以說明噴油器噴頭已斷掉， 活塞外套與體已松動， 因此造成大量的燃油和機油從增壓器渦輪排氣口排出。 此種情況下已不能在沒有作任何處理的情況下在去啟機了， 而是應及時打開搖臂軸座箱蓋和曲軸箱檢查孔蓋，拔出噴油器進行檢查， 避免以后的事故擴大。 可由于我段檢修人員的業務不熟練，為證實該缸到底有無壓縮壓力，在不作任何檢查情況下，又兩次啟機均證實該缸無壓縮壓力，結果當打開該缸的搖臂軸座箱時發現氣門橫臂已脫落， 氣門導套已彎曲。 拔出噴油器又發現噴頭已斷掉。打開該氣缸相應的曲軸箱檢查孔蓋，

5、發現曲軸箱濾網上有鋁合金碎片，吊下氣缸蓋后，發現氣缸蓋底面被大凹，活塞頂部不但被打成無數麻坑，而且活塞外套與體已脫開，抱在缸套上。在該缸燃燒室內部找不到已斷掉的噴頭。 這就是對故障分析與處理方面知識掌握的較少，結果把應該避免的問題不但沒有避免，反而擴大造成了嚴重的損失。因此對柴油機的檢修工作一定要做到故障的準確分析，及時的采取預防措施，防止因柴油機故障分析原因不明，處理措施不當造成的機車出現晚點、機破等事故，威脅旅客生命財產安全，給國民經濟帶來重大影響，對研究如何減少柴油機故障的發生率，以及出現故障后及時排除，防止故障的再次發生有重要意義。 中文摘要 柴油機是用柴油作燃料的內燃機。 柴油機屬于

6、壓縮點火式發動機。 柴油機在工作時，吸入柴油機氣缸內的空氣， 因活塞的運動而受到較高程度的壓縮，達到 500700的高溫。然后將燃油以霧狀噴入高溫空氣中，與高溫空氣混合形成可燃混合氣， 自動著火燃燒。 燃燒中釋放的能量作用在活塞頂面上，推動活塞并通過連桿和曲軸轉換為旋轉的機械功。 柴油機快速發展的同時也有一些故障危害， 例如雨水或冷卻水進入燃燒室，會發生水錘現象，即這些水隨著活塞往復運動時，由于慣性和不可壓縮性而對活塞頂面和氣缸蓋底面產生巨大的沖擊力， 甚至造成氣缸蓋碎裂、連桿彎曲、曲軸斷裂等嚴重事故。這樣的事故會對財產造成一定的損失， 甚至會危害到人員生命安全。 又例如柴油機功率不足柴油故障

7、：機功率不足的現象有多種，造成的后果各不相同，有的不會發生損壞機件的后果， 有的不及時處理， 不但會造成某些零部件故障的擴大，甚至會造成嚴重機破事故。本文則對柴油機常見的故障原因，故障危害及故障的分析處理進行簡單介紹。拿出幾種柴油機常見的故障處理方法，以減少因柴油機故障所造成的危害。關鍵詞：柴油 機燃油壓力示 功 閥故 障目錄 一前言.1二柴油機啟機前準備工作的故障分析及處理 . . 22.1 甩車時曲軸不轉 .22.2 甩車時示功閥噴水 . 32.3甩車時示功閥噴機油 . . . 42.4 甩車時示功閥噴火 . 7 三 柴油機運轉時的故障 分 析 及 處 理 . . .93.1 排 氣 冒

8、黑煙 . 93.2 排 氣 冒 藍煙 . 123.3 排 氣冒 白煙 . 123.4 柴油機功率不足 . . . 133.5 柴油機功率不穩 定 . . 153.6 柴 油 機 游車 . 163.7 聯合調機器輸出軸抖動，但柴油機轉速沒明顯變化 . 183.8 柴油機忽然停機. . .183.9 回手柄柴油機轉速 下 降 太 慢 .19結束語 . 21參考文獻 .22一 前言 柴油機作為動力裝置已經廣泛的被使用到運輸生產中， 而且數量逐年增加， 特別是在鐵路運輸中起著相當重要的作用。 內燃機車作為鐵路運輸中不可缺少的牽引機在很早以前就被投入廣泛的使用，當蒸汽機車被淘汰， 內燃機車就以它大功率、

9、 高負荷的特性充當著鐵路運輸牽引主力軍。 但隨著電氣化鐵路的發展， 電力機車以它更優越的性能逐漸取代了內燃機車，在鐵路第五次大提速之后， “多拉快跑 ” 成為了鐵路新的發展方向在資源滿足的情況下都改成了電氣化鐵路客車以及干線、 重載貨物的運輸基本都已由電力機車來擔當， 內燃機車只能擔當各支線（包括小運轉、專線等）運輸和貨場及沿線各站的調車、編組作業任務。但不管怎樣，內燃機車都以它獨特的性能在鐵路運輸中依然是不可缺少的， 不過也為它今后的發展提出了更高的要求，以滿足現代鐵路運輸的需求。柴油機作為內燃機車的核心裝置，它性能的好壞直接影響到內燃機車的運用以及鐵路運輸安全和經濟效益。我段現約有100

10、臺內燃機車，以DF4、DF5、DF7 型為主，主要擔當長白線、 沈吉線的客、 貨物運輸以及各支線的小運轉運輸和各站的編組作業任務， 在運用過程中經常會出現一些故障，其中每年因柴油機故障引發的事故占50 以上，增加了機車乘務人員的心理負擔，也給檢修給機務運轉及檢修部門帶來了巨大的壓力，如果不能準確判斷、及時處理將會造成晚點、機破，影響行車安全正點。如若處理不當還會使事故擴大， 不僅造成了很大的人力物力資源的浪費，而且還會直接威脅旅客生命財產的安全，給國民經濟帶來重大影響。 為此我對柴油機主要發生的故障原因做了簡單的研究分析及談論相應的處理措施，以預防更多事故的發生。二 柴油機啟機前準備工作的故障

11、分析及處理 2.1 甩車時曲軸不轉故障現象 按住啟動按鈕1QA，柴油機曲軸不轉動。原因分析（ 1）由于啟動裝置接觸器 QC 線圈回路中出現故障，造成 QC 不吸合，其原因有： 司機控制器主手柄沒置于零位；盤車機構沒復位，即柴油機上的盤車機構的蝸桿軸沒有與柴油機聯軸節上的齒輪盤脫開而復位，使安裝在盤車機構旁的行程開關（即轉軸聯鎖ZLS 的常閉觸頭）沒閉合，造成按下啟動按鈕1QA 后，啟動接觸器和啟動機油泵接觸的電路不能接通，無法使啟動輔助發電機QD 作為電動機運轉；轉軸聯鎖ZLS的觸頭被絕緣性的異物或污物墊住； 輔助發電機接觸器 FLC 常閉聯鎖觸指（ 422423 號線）或燃油泵接觸器 RBC

12、 常閉聯鎖觸指（ 4282034 號線）接觸不良； 啟動接觸器 QC 主觸頭卡死或被異物墊住； QC 線圈斷線。（2）啟動接觸器 QC 雖吸合，但啟動輔助發電機 QD 回路有故障，其原因有： 蓄電池虧電； QC 主觸頭因超程不足而虛接； 啟動輔助發電機的電刷接觸不良、卡死或松脫。檢查及處理（ 1）首先檢查主手柄是否置于零位。 （2）檢查盤車機構是否復位，行程開關觸頭接觸是否良好。 （3）用試燈分別檢查輔助發電接觸器 FLC 常閉聯鎖觸指和燃油泵接觸器 RBC 常閉聯鎖觸指的觸頭接觸是否良好， 在作應急處理時可用短接線進行電路短接。（4）檢查啟動接觸器 QC 主觸頭接觸情況，如有異狀進行清理。（

13、5）檢查 QC 線圈，發現斷線時重新接通。 （6）如蓄電池電壓低于 96V，處于虧電狀態時，可以甩掉個別虧電嚴重的單節電池。（ 7）檢查啟動輔助發電機的電刷狀態，對不良情況或異狀進行清理或處理。 2.2 甩車時示功閥噴水故障現象 柴油機甩車過程中，有水從示功閥孔向外噴出。故障后果 甩車時，示功閥向外部噴出水來，說明燃燒室內有水進入。 如果水來源與柴油機有關部件的水腔或水管的裂漏部位， 當漏入到燃燒室里的水量達到一定程度時， 會發生 “水錘 ”現象，即這些水隨著活塞往復運動時，由于慣性和不可壓縮性而對活塞頂面和氣缸蓋底面產生巨大的沖擊力， 甚至造成氣缸蓋碎裂、連桿彎曲、曲軸斷裂等嚴重事故，同時也

14、會引起啟機油乳化，因此絕不可疏忽這種現象。原因分析（ 1）機車放在露天時，由于機車頂蓋上的排煙管蓋罩采用了百葉窗結構， 在柴油機運轉中， 較高溫度和壓力的廢氣源源不斷地由煙管向外排出，雨水是進不去的，但如果在柴油機停機狀態下， 又碰上大雨， 百葉窗難以抵擋住較大雨水，則雨水會通過排煙管、增壓器的渦輪端、排氣總管、排氣支管進入到氣缸內。（2）中冷器的冷卻水管裂漏，水管內的冷卻水會隨著進氣流，通過增壓器、進氣穩壓箱、進氣支管源源不斷地進入氣缸內。（ 3）氣缸蓋火力面裂漏，或氣缸套穴蝕穿透，水腔內的水進入燃燒室內。判斷及處理 為了判斷示功閥噴水的原因， 有時還需要觀察膨脹水箱的水位變化情況，包括柴油

15、機停機狀態和運轉狀態。 （1）露天停放的停機狀態的機車，大雨后甩車時出水，當甩完后啟機，排氣煙色正常，膨脹水箱的水位也正常 （當柴油機加載后， 水受熱膨脹，此時膨脹水箱水位會比冷機時升高 10mm 左右，屬正常現象），則基本可以確認燃燒室內的水是大雨而漏進來的。 在正式啟機前， 通過甩車已經將燃燒室內的水甩凈，不會影響柴油機的正常工作。 （2）柴油機啟機后，膨脹水箱水位出現了不正常的升高（稱虛水位） ，這是由于氣缸工作后， 高壓的燃氣透過氣缸蓋或缸套的裂縫， 穴蝕透孔竄入到這些部件的冷卻水腔內， 迫使膨脹水箱的水位上升。 此時可用逐個停缸法，即逐缸將高壓噴油泵的齒條推到停止供油位， 當在某個氣

16、缸用此法檢查時， 膨脹水箱的水位回落， 則表明該缸的氣缸蓋水腔可能發生了裂紋，或該缸的汽缸壁已被穴蝕穿透。 （3）如柴油機啟機后，膨脹水箱水位有下降趨勢且排煙為白色， 說明冷卻水系統的水漏入燃燒室，此時應考慮可能是中冷器的水管裂漏。 因為冷卻水是在水泵作用下載水系統內循環的， 其壓力大于增壓空氣的壓力， 因此柴油機啟機后，冷卻水會從中冷器的水管裂漏處滲入到中冷器的空氣腔內， 隨增壓空氣通過穩壓箱、進氣支管進入氣缸。 在甩車時，可根據示功閥向外噴水的氣缸數來判斷冷卻水進入燃燒室內的原因。 由于大雨而漏水時，則柴油機左右多個氣缸示功閥均有水噴出； 而如由于氣缸蓋或缸套裂漏時，一般只有一個氣缸示功閥

17、有水噴出。 2.3 甩車時示功閥噴機油故障現象 柴油機甩車過程中，有機油從示功閥孔向外噴出。故障后果 甩車是示功閥向外噴出機油， 說明燃燒室內有機油進入。機油進入燃燒室會引起下列后果：（1）機油消耗量增大。（ 2）機油在燃燒室內參與燃燒。會使與燃氣接觸的零部件（氣缸蓋、氣門、噴油器、活塞、缸套等）表面形成積炭，造成磨損增大，噴油器霧化質量惡化，燃燒狀態變差。機油還會隨廢氣進入排氣總管，到達增壓器的噴嘴環，使其形成積炭，造成增壓器喘振。 （3）漏入燃燒室內的機油量達到一定程度時，還會發生 “油錘 ”，對柴油機的破壞程度與 “水錘 ”相同。因此也絕不可疏忽此種現象。原因分析造成機油進入燃燒室內的原

18、因有四種可能： （ 1）氣缸蓋上部的搖臂軸承座內的機油進入燃燒室，其途徑有以下兩條： 氣門與氣門導管間的間隙過大。 噴油器與氣缸蓋噴油器座孔之間的密封不良（兩者之間上部由橡膠密封圈密封， 下部的噴油器頭部凸肩與氣缸蓋噴油器座孔臺階之間由銅墊 。進行密封）（2）活塞下部曲軸箱內的機油竄入燃燒室。 活塞銷油堵松脫，活塞銷內的壓力機油大量竄到活塞與缸套壁之間，然后竄入燃燒室。尤其當油堵脫落拉傷缸套與活塞后，機油更容易從這些被拉出的溝槽里竄入燃燒室。 活塞刮油環彈力不足。 活塞油環或錐面氣環上下面裝反。 活塞油環刃口磨損超限。 鋁活塞的活塞體與活塞套之間存在間隙，壓力機油由此竄入燃燒室。（3）增壓器機

19、油腔內的機油進入壓氣機腔，隨增壓空氣，經中冷器、穩壓器、進氣支管，最后到達燃燒室。 進入增壓器油腔的機油壓力超高。 16V240ZJB 型柴油機裝用的 45GP802-1A 型增壓器，進油壓力要求不超過 340kpa，在其機油供給管口上設一個 250kpa 的機油旁通閥形成旁通管路，當該閥因故障不能開啟時，會造成進入增壓器的機油壓力超高。 16V240ZJC 型柴油機裝用的ZN290型或ABB VTC254-13型增壓器，進油壓力不超過600kpa，在增壓器進油口上設一個機油進油壓力調節器（或稱油量控制器） ，進油孔直徑為 4.5mmm，如該孔過大，則造成增壓器油腔壓力超高。增壓器轉子軸承燒損

20、，使轉子軸擦傷油封，損壞油封的密封性能。增壓器回油道不暢通。 （4）機體進氣道有樓焊、開焊、螺紋孔鉆透等問題，使曲軸箱內的機油滲漏到進氣道。 特別是進氣道與主機油道之間的隔板發生漏焊和開焊時， 問題就更為嚴重， 因為主機油道內是壓力機油。判斷及處理（ 1）如果示功閥噴油發生在一個氣缸，則應考慮是由于氣缸蓋上部的搖臂軸座箱內的機油進入氣缸內； 或由于活塞等問題，使機油進入氣缸內。具體判斷如下： 如果噴油器回油管內有大量的機油與氣體一起排出， 則表明噴油器與氣缸蓋上噴油器安裝孔座之間密封不良。 如果發現缸套在活塞銷端方向的工作面有拉傷，則應考慮活塞銷堵是否脫落。 如果無上述兩種情況，則可能是氣門與

21、氣門導管的間隙過大、 活塞油環彈力不足、 油環或錐面氣環裝反、活塞油環刃口磨損趨限、 鋁活塞的活塞體與活塞套之間存在有間隙等，這需要逐一檢查，以確認之。 （2）如果大部分氣缸的示功閥出現噴機油現象， 則應考慮是否機體主機油道與掃氣道 （機體上的進氣穩壓箱下箱）之間的焊縫發生開焊。 （3）如果在增壓器的壓氣機出口法蘭上出現漏油現象， 或打開增壓器渦殼下面的螺堵出現淌機油的現象，則示功閥噴機油的原因是由于該增壓器油腔內的機油漏入壓氣機通道所致。通過上述各方面的觀察與檢查，查出原因后，采取相應的措施進行處理。 2.4 甩車時示功閥噴火故障現象柴油機在甩車過程中， 有火從示功閥孔向外噴出。故障后果甩車

22、時，示功閥向外噴火，說明燃燒室內有燃油進入， 由此可能產生下列后果：（ 1）噴油泵在 “0刻”線仍能供油，說明此時噴油泵處于非停油位，這樣的柴油機啟機后往往停不了機。 （2）由于燃燒室內積存了燃油，當啟機后，殘存的燃油會發生爆燃而出現敲缸。 （3）燃燒室內殘存的燃油會進入曲軸箱的機油區，造成機油因稀釋而報廢。原因分析（ 1）噴油器供油量調整不當。對單螺旋線柱塞的噴油泵來說，在齒條刻線為 12 刻線時，供油量應為（ 375±5）ml/250 次。如果調整過大，就會造成齒條 “0刻”線是仍會有一定的供油量，只要曲軸轉動，噴油泵就不斷向氣缸內供給燃油。 （2）噴油器霧化不良，而在上次停機前

23、的空轉時間又較長， 使柴油機在停機前就在活塞頂上積存了較多尚未燃燒的燃油。（3）噴油泵夾頭銷脫落，使齒條處于供油位。 （4）供油拉桿失調，使噴油泵齒條在供油位。 （5）聯合調解器停車閥的電磁連鎖DLS 線圈處于失電狀態時， 閥芯頂桿扔未被調節器齒輪泵打下來的壓力油頂起，堵住了動力活塞上、下油腔間的通路，動力活塞下油腔建立油壓推動動力活塞上移，通過控制拉桿， 使供油泵處于供油位，造成這種情況的原因有：電磁連鎖DLS 芯桿過長，造成DLS 閥芯被迫壓向下方。DLS 閥芯上部被異物墊住。 DLS 閥芯卡滯在下方，堵住了動力活塞上、下方油腔之間的通路。判斷及處理（ 1）甩車時觀察控制桿是否移動，如發生

24、移動，則應檢查電磁連鎖 DLS 芯桿是否過長，有無異物卡在芯桿與閥芯之間，或閥芯卡在下方。上述情況下各缸均會發生噴火現象。 （2）如甩車時控制拉桿并不發生移動， 但各缸噴油泵齒條刻線卻在供油位上，則應檢查控制拉桿與聯合調解器的連接部分是否有異常現象。在架修后重新組裝的控制拉桿，由于左、右控制拉桿與橫軸連接的搖臂的角度差異，會造成一側在停油位，一側在供油位，甩車時會出現一側各缸正常、另一側各缸發生噴火現象。（3）甩車時出現個別氣缸噴火，大多是由于噴火氣缸的噴油器霧化不良造成的結果。 （4）如各缸均噴火，觀察噴油泵齒條均不在 “0刻”線，這是由于調整噴油泵供油量時，調整過大所致。 三柴油機運轉時的故障分析與處理 3.1 排氣冒黑煙故障現象 柴油機在運轉狀態下， 從煙囪冒出程度不同的黑煙 柴油機排氣冒黑煙，說明燃料在燃燒室內空氣不足的情況下進行燃燒。 燃燒在高溫缺氧情況下分解聚合成墨結晶狀得炭煙，隨廢氣排出而呈黑色。當柴油機剛啟動時， 可以從煙囪看到有股類似蘑菇云的濃黑色煙氣沖出