点此下载——内燃机车柴油机飞车的原因分析及处理

【摘要】对内燃机车柴油机飞车的定义、特征表现及后果进行了描述，分析了造成柴油机飞车的主要原因，并对飞车故障的预防以及发生后的检查处理进行了总结和提出了改进建议。

【关键词】内燃机车；柴油机；飞车；原因分析；处理

1  柴油机飞车的定义及后果

1．1飞车的定义及其特征表现

柴油机飞车是指转速上升失去控制，大大超过标定转速。一般规定柴油机转速超过标定转速的1．1~1．2倍即为飞车事故。柴油机出现飞车的预兆特征主要表现为：转速突然升高，而且越来越快，不受调节器控制，声音异常刺耳，排气管冒出大量黑烟或蓝烟。

1．2飞车造成的后果

柴油机飞车一般在突降手柄或突卸负荷时发生，其根本原因是由于故障导致柴油机不能自动调整供油量以达到自动调整转速。柴油机发生飞车事故转速急剧上升，各运动件的惯性负荷急剧增大，零部件严重发热，排气温度升高，一般会造成柴油机及零部件损坏，严重时导致机破事故，具体表现在以下几个方面：

(1)机车前后通风机及其传动用的尼龙绳损坏。当柴油机超速时，由曲轴通过前、后齿轮箱传到通风机的转速也迅速增高，使通风机因离心力过大而造成损坏。

(2)部分轴瓦合金层剥离，轴颈拉伤。由于柴油机的转速上升，曲轴、连杆相对轴瓦工作面的线速度超过轴瓦的许用值，各部摩擦副产生的热量急剧增加，原有的运动及散热规律被破坏，致使轴瓦的铝合金层发生程度不等的剥离、烧损或熔化，主轴颈、连杆轴颈及凸轮轴颈也将发生拉伤等故障。

(3)部分柴油机气门杆发生弯曲、气门掉头、活塞顶破损。在整个柴油机工作过程中，气门的回座靠气门弹簧的弹力，当柴油机的转速超出其极限转速时，配气机构中的摇臂、横臂、气门弹簧等部件惯性力较大并失去其原运动规律，导致活塞上移时气门不能及时落座，于是气门与上移的活塞顶撞，造成零部件断裂、损坏等机破事故。

(4)增压器因超极限转速可能损坏。超速运转将导致燃烧过程恶化，冒黑烟，排气温度升高，零部件发热严重，可能导致增压器损坏甚至机破事故。

2引起柴油机飞车的主要原因分析

2．1  甩缸操作不当使供油拉杆卡滞在供油位

由于某种原因，司机拔出了某缸喷油泵齿条的夹头销后，没按规定方法固定；喷油泵弹性夹头从拨叉座中拨出，转过90°后，但在柴油机振动作用下，在夹头体里发生松脱，回弹到喷油泵齿条拨叉座刚性法兰与泵体之间，使该喷油泵齿条正好被卡死，造成整台柴油机的控制拉杆无法回移，导致其余喷油泵齿条卡滞在某一相同刻线下供油位。如果此时柴油机负荷减小，则导致转速急剧上升，因为控制拉杆被机械的卡滞在某一位置，极限停车装置不能使控制拉杆拉动喷油泵齿条回到供油零点，柴油机转速将会越来越高。

2．2控制拉杆故障

当控制拉杆的移动受阻时，回手柄过程中，联合调节器和极限调速器虽然工作状态良好，但也拉不动控制拉杆，使喷油泵无法减油，造成柴油机飞车。控制拉杆受阻的原因有：

(1)控制拉杆被异物卡住。如将工具随手放在机体顶面上(有时甚至放置在控制拉杆上)，由于柴油机运行中振动等原因，最终工具下滑到控制拉杆旁，并将控制拉杆卡住。

(2)控制拉杆系统中的拉杆、滚轮、滚轮销轴、横轴以及各喷油泵齿条保养给油维护不到位。

(3)由于某种原因造成一侧或两侧供油拉杆连接销脱开。

(4)故障处理时人工扳控制拉杆时过急、过猛，控制拉杆局部杆段弯曲或脱落滚道。

2．3联合调速器出现故障

如联合调速器工作油脏或太黏，使滑阀柱塞卡滞，排油孔被异物堵住不排油；转速调节系统中的滑阀、柱塞拉伤或抗劲，使动力活塞下方不排油或排油不及时；调速器的最高转速限制螺钉与从动齿轮上的螺钉发生碰卡；调速器动力活塞与伺服马达体配合问隙过小，运行中随油温升高或脏物造成卡滞，使调速器失去对供油齿条的调节作用。出现以上故障会造成司机回手柄降负载时，联合调节器不能及时将控制拉杆拉回，无法减少喷油泵的供油量，造成柴油机发出的功率不能完全被主发电机吸收，于是柴油机转速提高。

2．4调速器与调控传动装置传动不良故障

(1)在柴油机转速快速升降过程中，因产生冲击载荷导致调速器花键轴与调控传动装置花键套之间产生附加外力等原因而断裂，或因调速器套座上4个锥型螺钉断裂，花键套与花键轴脱离，导致与花键轴相连接的滑阀座停止转动。此时调速器油泵仍在工作，供给压力油，而飞锤突然减速，其旋转产生的离心力小于调速弹簧压力，导致飞锤向内收拢，同时柱塞向下移动，控制油口被打开，压力油进入动力活塞下面，使动力活塞上升，通过调速器输出轴，拉动控制机构，使柴油机的燃油供油量增加，转速瞬时升高。

(2)在柴油机转速较高时，调速器传动花键轴削齿或损坏，导致与调控传动装置花键套出现间断啮合。虽然调速器齿轮油泵产生的压力油能够维持调速器工作，但轴与套的磨擦不能满足加速力的需求，此时花键轴的转速滞后于花键套，使飞锤所感应的转速比柴油机的实际转速慢，飞锤旋转产生的离心力小于弹簧压力，导致飞锤向内收拢，同时柱塞向下移动，控制油口被打开，压力油进入动力活塞下面，使动力活塞上升，通过调速器输卅轴，拉动控制机构，柴油机的燃油供油量增加，柴油机的转速远远超出调速器转速。

2．5  停车拉杆装置与调控传动装置连接不良故障

在正常情况下，当柴油机转速上升到标定转速的1．1～1．2倍时，极限调速器飞锤的离心力大于限速弹簧的预紧力，于是飞锤压缩弹簧，其头部伸出撞击拐臂滚轮，使拐臂失去平衡，偏心距无法保持，连接臂随拐臂倒向另一侧，停车弹簧将停车器拉杆压下，拉杆上部的摇臂摆动，从而拉动齿条使喷油泵迅速停止供油，柴油机停机。如果停车拉杆装置连接臂与调控传动装置输出轴花键连接的紧同螺钉松动或丢失，当柴油机转速急速上升超过极限转速时，虽然调控传动装置极限调速器动作，但停车拉杆连接臂与调控输出轴发生相对转动，停车拉杆不能拉动控制拉杆回移，此时极限调速器动作失效，柴油机就会飞车。

3飞车的预防

(1)控制拉杆上各弹性夹头销均应准确插入各喷油泵齿条拨又座内。若需进行甩缸处理时，严格按规定程序要求，被拔出的夹头销应将其转过90°，通过锁销将夹头销卡在夹头体的浅槽内，同时用铁丝或绳将喷油泵齿条同牢，不得留下使控制拉杆卡滞的隐患，并加强动力间的检查。

(2)日常经常检查控制拉杆和各喷油泵齿条动作是否灵活，加强控制拉杆系统中的拉杆、滚轮、滚轮销轴、横轴以及各喷油泵齿条保养维护，使之动作灵活无卡滞。禁止将保养、检修工作中使用的工具、零件和棉布等放置在柴油机机体上，禁止以供油拉杆为支点撬动其他部件。

(3)在柴油机启机前和机车运行中，要按规定检查控制拉杆及各喷油泵齿条的动作是否灵活，调控装置各部件间的连接销垫是否齐全、状态良好，发现卡滞现象、连接松动等及时进行处理。

(4)正常作业中禁止用扳动控制拉杆的方法启动柴油机。故障处理人工扳动控制拉杆时，操作人员必须密切配合，注意柴油机转速变化，防止控制拉杆局部杆段弯曲或脱落滚道。

(5)在检修及保养过程中，一是注意加强控制拉杆总阻力检查，不准超过修程规定；二是对极限停车装置进行试验，手击紧急停机按钮，确认作用良好无卡滞，应有响声且供油拉杆明显移动，同时相关杆件连接可靠，并能将供油齿条拉回停车位。

(6)严格控制联合调速器检修及极限超速装置组装调整质量，确保联合调速器、调控传动装置动作可靠。按规定定期更换联合调速器工作油，更换时需经绸布过滤并经加油口过滤网缓慢倒入调速器内。

(7)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。主手柄回0位，柴油机转速不降反而上升时，应立即将主手柄提起置“保”或“升”位，并同时进行制动，增加柴油机负荷维持加载状态，副司机应立即进入动力间敲击紧急停车手柄，打开燃油精滤器上的放气阀以降低低压燃油管路内的燃油压力。

4柴油机飞车后的检查

(1)检查控制拉杆、各喷油泵齿条、联合调速器、调控传动装置动作是否灵活，排除卡滞、松动及变形等。

(2)停机后打开摇臂轴座盖测量气门间隙，如有间隙增大者，说明气门已发生弯曲，对已发生弯曲的气门，必须进行更换。

(3)打开曲轴箱检查孔盖，观察油底壳滤网上有无合金碎片(沫)，如有则应检查轴瓦，更换损坏的轴瓦。

(4)检查机车前后通风机及其传动用的尼龙绳，有损坏及时修理或更换。检查牵引发电机、增压器，如有损坏需进行修理或更换。

(5)在全面作了上述检查及做好相应的处理和修理后，方可抬起复原手柄后再重新启机。

5几点措施及建议

(1)加强喷油泵、联合调节器、调控传动装置、超速停车装置和控制机构等关键部件的检查、保养和性能试验工作。

(2)柴油机采用240D型活塞，避免活塞顶与气门的碰撞，杜绝气门杆弯曲、气门掉头、活塞顶破损等故障。

(3)在燃油精滤器后加装截止阀，便于迅速切断燃油通道，当发生飞车时能减少直接通往柴油机油路中的油量；在燃油系统管路末端加装停车排油电磁阀，当柴油机转速超限速时接通燃油系统中停车排油电磁阀，将燃油管路中的燃油排出。此两点能实现柴油机的迅速停车，缩短飞车时间，减少设备损坏。