( 王波 李长军 山东兖州矿业集团铁路运输处, 山东邹城,273500)
摘要: 根据东风4D调车机车每次辅修必须调整柴油机气门间隙的实际,针对影响气门间隙的关键因素,从理论上进行系统分析,并结合实践操作及易出现的故障,提出了解决并预
防此类故障的处理思想及措施。
关键词: 气门间隙; 冷态; 状态变化; 配气相位
我集团公司铁路处机务段现有十三台东风4DD调车机车,其动力装置为16V240ZJD型柴油机,此型柴油机为V型、四冲程、直接喷射、开式燃烧室、废气涡轮定压增压并经中间冷却的中速柴油机,最大运用功率为2940KW。为保证柴油机工作过程的正常进行,在制造、检修和使用柴油机时必须对配气机构进行调整和校核。而配气机构的调整通常包括冷态气门间隙调整和配气正时调整,考虑到我机务段实际运用中更多的是对冷态气门间隙的调整,故在此主要探讨对东风4DD机车配置的16V240ZJD型柴油机的气门间隙的调整方法及部分易出现故障的解决处理。
众所周知,柴油机运转时工作条件会有较大的变化,气门和气门驱动机构都会因受热膨胀而伸长,气门机构也会出现下陷现象;配气机构各机件会因振动而略微偏移原位置。如果不留气门间隙或气门间隙留的太小,则必将导致气门关闭不严而漏气,影响气缸中工质的做功能量,造成柴油机动力性和经济性下降;还可能由于高温燃气的泄漏而出现气门杆卡住及气门烧损等事故;如果气门间隙留的太大,虽然不会出现上述弊端,但配气机构各个零件间的冲击和噪声加大,加速机件的磨损,并造成气门的晚开和早关,使实际开启时间缩短,影响冲量系数。此外,预留一定的气门间隙还可使气门落座时产生的冲击力不会直接传给气门驱动机构。所以,柴油机必须预留一定的合适的气门间隙,保证工作循环的正常进行,这一点对柴油机来说是十分必要的。
但是,随着柴油机使用时间的增加,其配气相位的技术状态逐渐偏离标准值,这和气门、气门座及气门驱动机构等主要部件的磨损、变形、调整和配气正时状况是密不可分的。尤其要提出的是柴油机在使用时,其气门间隙的大小直接影响配气相位,也可以说是影响了柴油机功率的发挥能力,若认为气门间隙仅仅是为了给配气机件留有受热膨胀的余地是比较片面的。一般的气门间隙调整,都是按厂家的使用说明或技术规范中规定的数值,但是,由于这些参数值的确定是由厂家依据状态良好的新机状态提出的,并没有考虑到机器由于磨损等使用原因造成的技术状态变化,所以说,不根据柴油机的实际状态而仅仅按规定的原始数据进行调整,是不尽合理的。因此,气门间隙的调整,不仅要考虑到配气机构受热膨胀的原因,还应兼顾配气相位的调整。同时需要说明的是,东风4DD机车使用的是16V240ZJD型柴油机,其配气相位为:进气阀开(排气上止点前50度);进气阀关(进气下止点后42度);排气阀开(膨胀下止点前50度);排气阀关(排气上止点后50度);气阀重叠角为100度。此配气相位要与东风4B机车严格区分开。
我段所使用的东风4D型调车机车(DF4DD)其气门间隙为:进气门 0.2
0+0.05
㎜ 、排气门 0.80+0.05 ㎜ 。由于在运用中因线路
等原因而使机车限速于30㎞/小时,所以其实际使用功率离标定功率尚有较大差距,单从受热原因考虑,宜使气门间隙的调整就小不就大;再考虑到凸轮轴轴瓦的磨损,气门挺柱与气门推杆、气门推杆与摇臂、摇臂与压球座都是采用球面关节式连接,也存在磨耗,所以也应使气门间隙调整就小不就大。而且因气门驱动机构是实现把作用力传到气门的关键机构,但其也是因连接环节较多而易出现连接不良的部分,故建议在初次调整完气门后进行数圈的盘车,尔后进行二次气门间隙校验!对出现问题的气门要进行重点调整。理论上,调整气门间隙的步骤如下:a.盘动曲轴,使盘车机构的指针对准刻度盘的“0”刻度线;b.检查第一缸进、排气推杆滚轮与相应凸轮的接触状态,如均在基圆位置,则此时的曲轴转角便是3600,不然则为00;C.按“调整检
查气门冷态间隙经济位置表”对各缸逐个进行调整;调整时先以百分表压在摇臂压球的上端面,摇动摇臂,此时百分表指针的指示变化量即为气门间隙。如不符合要求时,可用气门间隙调整工具对摇臂的另一端的调整螺钉进行调整,最后再把螺母锁紧。d.气门间隙调整完毕后拧上气缸盖罩。
调整检查气门冷态间隙经济位置表
气缸序号 曲轴转角0位 1 2 排 进 3 进、排 4 排 进 5 进 排 6 进、排 7 进 排 8 进、排 曲轴转角360 进、排 气缸序号 9 10 进 排 11 进、排 12 进 排 13 排 进 14 进、排 15 排 进 16 进、排 曲轴转角0位 进、排 曲轴转角360 在实际中,上述调整法较为繁琐,并且在汽缸盖罩卸下的情况
下,各缸序号易出浑肴,加上每次辅修时已将全部凸轮箱检查孔盖打开,所以我段检修人员采用观察气门挺柱与凸轮接触状态法来作为是否可调整气门的判断依据,可在任意曲轴转角检查各缸的气门间隙是否可调,效果十分理想,从未出现过错调现象。但此时需要特别注意的是:1、柴油机必须处于冷机状态(柴油机的冷机状态通常指的是机体内的油、水温度不高于40℃而言);2、气门处于关闭状态,即气门挺柱与凸轮基圆相接触之时,判断不清的坚决不调,待盘车360度后再作判断;3、配气机构的气门横臂必须调整到与两个同名气门尾端同时接触。4、在将塞尺放在气门横臂顶端与压球座底面之间时,一定要把握好劲道,逐渐拧紧气门间隙调整螺钉,拉动塞尺使之得到合适的松紧程度(就小不就大、即略发紧涩)时保持螺钉的高度位置,然后拧紧锁紧螺母,最后用塞尺复试松紧程度。5、认真做好二次盘车校验气门间隙的工作。
本段DF4DD1022机车在济南中修后曾提票:“机车噪音大、
震动大,柴油机第三缸声音异常” 。 停机待柴油机冷却后重点检查第三缸气门间隙,发现其进气门间隙基本正常,而排气门间隙却高达10㎜ ,远远超出0.8㎜ 的技术规范值。分析认为,造成这一故障的直接原因是维修人员在调整气门间隙时,未正确观察判断出排气凸轮与排气推杆滚轮的相对位置或未正确判断气缸号而盲目的进行气门调整。其直接后果就是改变了该缸排气配气相位,使排气功况严重不良,排气机构噪声加大,烟囱中的排气压力波改变,气缸功率减小,进而引起柴油机工作不平衡,震动剧烈。此例是比较严重违反技术规范的典型案例,而在平时的小辅修中,较普遍存在的是维修人员技术水平参差不一的现实,同一柴油机由不同人员调整其气门间隙后,运用中出现气门敲击噪声有可能差别相当大,但这只属于误差范围,不属于技术故障,所以对于全体维修人员的技术培训也是必不可少的!尤其是采用原车配件进行车下模拟调整的方法,效果比较显著,能够统一大家对气门间隙调整的感性与把握。这对于提高机车柴油机运转的平稳性和延长机车零部件的使用寿命都是非常有利的。
通过七年来数百台次的辅修经验,我段已根据各个机车的实际的运用状态将其各项工作参数调整到位,尤其是气门间隙的正确保证,不仅使机车的工作质量得到优化,而且对减少废气的排放、保护大气环境都起到了一定的积极作用。
参考书目:(1) 张世芳著 . 中国铁道出版社 . 《内燃机车柴油机》 , 1991 (2)叶岚 著 大连北车集团机车车辆厂出版 《东风4D型内燃机车》 2000.11
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