DF4D柴油機臺架試驗

1、13 柴油機臺架試驗 對于廠修的柴油機應與新造的一樣進行臺架試驗，以保證投入運用后的工作性能和工作可靠性，由于采用電力傳動的內燃機車方案，其柴油機和牽引發(fā)電機構成了一個整體，即柴油發(fā)電機組。為了方便起見，對柴油機進行臺架試驗時，采用電測功。 出廠臺架試驗分為磨合試驗、調整檢查試驗、驗收試驗三個階段。13.1試驗總則(1) 凡提交試驗的柴油發(fā)電機組，必須具備柴油機總圖中所示的全部零件，具有完整的總裝配及規(guī)定零件裝配記錄證件，并應有專職檢查印記，試驗中的各項參數記錄按統(tǒng)一的格式填寫。(2) 在標定功率下，試驗臺的進氣系統(tǒng)的總壓力損失，不大于2.5kPa，但當柴油機做性能試驗時，加裝空氣流量裝置時，

2、其總壓力損失不應大于4kPa。排氣系統(tǒng)中，在每個增壓器渦輪后的背壓應小于3kPa。(3) 試驗用冷卻水，應用去離子水，并加入2號硅系復合配方，總硬度不應超過0.2mg當量/L，總堿度為1.22.5mg當量/L。燃油采用GB25294中一級品以上的任一牌號的輕柴油。機油：采用“大2”或“蘭3”號四代機油。(4) 每試驗5臺柴油機后，應對循環(huán)冷卻水取樣進行化驗。(5) 每試驗15臺柴油機后，應對柴油機機油取樣化驗，如閃點和粘度超過規(guī)定范圍，而其余項目合格時，允許放出一部分舊油，加適量新油。但當其它指標超過規(guī)定時，必須更換機油。(6) 當機油濾清器前、后壓差超過0.2MPa時，應更換濾芯。(7) 每

3、次啟動柴油機前，先啟動輔助機油泵，使柴油機機油系統(tǒng)內充滿機油，時間不少于1min。(8) 每次啟動柴油機前，必須打開示功閥，進行甩車，以便將氣缸內的油水排出。(9) 柴油機啟機時的機油和冷卻水進口溫度不應低于20，加負荷時不應低于40。 (10) 各工況下柴油機轉速與名義轉速允差±5r/min，其它轉速允差為±10r/min。采用無級聯(lián)合調節(jié)器，只需調整柴油機的最高和最低限制轉速。聯(lián)合調節(jié)器的配速系統(tǒng)由步進電機、一對圓錐齒輪、一組調速彈簧、一對飛錘及勻速盤等組成。見圖131。當步進電機接收到來自驅動電源的脈沖信號后，通過主、從動圓錐齒輪及螺旋副，把步進電機的旋轉運動轉換為螺

4、桿的垂直移動，改變調速彈簧的壓縮高度，達到調整柴油機轉速的目的。最高工作轉速的限制由隨從動圓錐齒輪一起轉動的螺釘4與隨螺桿一起下移的螺釘5共同完成；最低空轉轉速的限制由隨從動圓錐齒輪一起轉動的螺釘2與隨螺桿一起上移的螺釘1共同完成。圖131 聯(lián)合調節(jié)器配速系統(tǒng)1螺釘；2螺釘；3從動錐齒輪；4螺釘；5螺釘；6主動錐齒輪； 7步進電機；8彈簧；9勻速盤。當16V240ZJD型柴油機裝機車時，機車的控制系統(tǒng)將對柴油機實行8個轉速檔位的同步控制，8個檔位的轉速設定如下：檔 位12345678轉速(r/min)430±106007108008509009501000±10柴油機從最低

5、轉速430r/min升到最高轉速1000r/min的時間約為15s，從最高轉速1000r/min降到最低轉速430r/min的時間約為18s，不符合時，可調節(jié)驅動電源裝配中的脈沖發(fā)生器（電位器）。 (11) 機油消耗量的測量：從出廠產品的累計每100臺中抽測一臺，抽測的柴油機號由工廠質量檢查單位確定，并在檢查試驗的第8工況時進行。(12) 磨合試驗可以使用工藝噴油器。若使用工藝噴油器，則從調整、檢查試驗起，必須更換產品噴油器，并于檢查調整試驗后，停機檢查時，對噴油器進行霧化試驗，并檢查調整噴射壓力及清洗噴油器進油管，然后方能繼續(xù)進行驗收試驗。13.2 試驗規(guī)范與技術要求a. 磨合試驗(1) 目

6、的磨合柴油機的零部件，使各運動件摩擦副逐漸適應大負荷條件下工作，查明和消除運轉中所暴露的各種裝配缺陷，同時使各運動件、各摩擦副逐步建立起正常的工作狀態(tài)而穩(wěn)定地工作。磨合試驗的規(guī)范和需要的時間，可以通過機油鐵譜分析較精確的確定?？偟膩碚f，磨合試驗規(guī)范的制定既要達到磨合柴油機的目的，又要經濟合理。標志一臺新柴油機是否已經完成磨合，在宏觀上有3個標準：柴油機能順利地發(fā)出額定功率，燃油消耗率在技術要求指標范圍內，各運動部件不應發(fā)生因磨合不良造成的拉傷現(xiàn)象。通過柴油機的磨合，使運動副，特別是活塞、缸套要達到如下要求： 消除相對滑動表面因加工造成的微觀不平度，使缸套鏡面光滑。尤其是目前機車柴油機的強化程度

7、較高，如果缸套、活塞和活塞環(huán)的工作表面不夠光潔，容易產生拉缸。因此，缸套工作表面是否形成光滑的鏡面成為衡量柴油機磨合是否完畢及磨合質量好壞的重要標準之一。 消除活塞環(huán)與缸套工作壁面間的有害間隙，使之迅速達到良好貼合。由于加工、裝配及其復雜的工作狀態(tài)，未經磨合好的柴油機，活塞環(huán)與缸套工作壁面不會有良好的貼合狀態(tài)，由此會造成活塞與缸套工作面發(fā)生局部接觸，不利于油膜的形成與保持，使摩擦副的金屬表面產生干摩擦；活塞環(huán)對缸套的傳熱不良，接觸熱阻大幅度增高，導致活塞環(huán)與活塞的溫度升高。試驗表明，第一道環(huán)槽的溫度，磨合前比磨合后高出3055左右；也正由于沒有磨合好的柴油機，活塞環(huán)與缸套不能保證有良好的貼合，

8、造成活塞上、下油氣互竄，隨之積炭、結焦產生，因此柴油機的機油消耗率和曲軸箱內的氣體壓力是否迅速趨于穩(wěn)定，也已成為評價柴油機磨合質量的標準之一，活塞環(huán)與缸套的貼合程度已成為制定磨合規(guī)范所必須考慮的重要因素。 使活塞環(huán)工作面與缸套壁面桶形配合，形成理想的楔形油膜。在磨合的初始階段，活塞環(huán)的表面尚未形成良好的桶形，不能產生理想的楔形油膜，造成一種潤滑條件極差的邊界摩擦。經驗已表明，在磨合過程中，凡是發(fā)生異常磨損或拉缸現(xiàn)象的柴油機，其活塞環(huán)的工作面均不能達到桶形截面。因此，活塞環(huán)是否能達到良好地桶形截面，已成為磨合質量好壞的檢驗標準，摩擦力矩和燃油消耗率隨時間的變化也已成為監(jiān)測磨合進展情況的有效方法。

9、(2) 磨合試驗工況磨合試驗工況見表131。(3) 試驗及調速中的注意事項 磨合試驗中，有時采用工藝噴油器，以免燃油管系內因清潔度不夠而損壞產品噴油器。 調整柴油機轉速和校驗聯(lián)合調節(jié)器時，應帶上147kW的負載，以保護連桿螺釘及連桿大頭的結合齒免受過大的動應力。 極限調速器的動作轉速應為11201150r/min，檢驗3次均應達到要求。表131 磨合試驗工況表工 況柴 油 機 轉 速（r/min） 柴 油 機 功 率 （kW）運 轉 時 間（min）12000122430（停車檢查）03034304010444380105486120106529（停車檢查）160107572210108615

10、260109657300101070039015117434901512786（停車檢查）61015138297401514872940151591511601516957（停車檢查）1420151710001800151810001910151943010000-15090 共計 5h25min 附注： 第12工況時甩車23次； 第18工況時，記錄全部參數； 第19工況時，測各缸壓縮壓力，調整柴油機轉速，檢驗極限調速器、油壓繼電器； 19工況后換下工藝噴油器； 檢查與調整氣門間隙； 2、6、12、16工況后停車檢查； 壓縮壓力不符合要求時，應利用氣缸蓋墊片進行調整。 在進行第19工況時，記錄

11、必須有檢查人員簽字確認。在第19工況以后的試驗中，如因更換零部件等原因，影響第19工況的的記錄數值時，應重新校對記錄，數值變化時應修改記錄，并由檢查人員重新簽字確認。 b. 調整、檢查試驗(1) 目的調整及檢查柴油機的全部工作參數，進一步檢查零部件和柴油機發(fā)電機組的裝配質量和排除所暴露出來的全部缺陷。 (2) 調整、檢查試驗工況 調整、檢查試驗工況見表132。表132 調整檢查試驗工況表工 況柴 油 機 轉 速（r/min） 柴 油 機 功 率 （kW）運 轉 時 間（min）14301905265783053829167054915225055100026503061000294030710

12、0032403081000294015091000324060共計5h 20min 附注： 第5工況時，測量并記錄爆發(fā)壓力和排氣溫度； 第69工況測量并記錄全部參數； 9工況后停車檢查；(3) 注意事項 在第59工況中，柴油機轉速的波動率應符合鐵道部標準TB146283的規(guī)定。 進行第57工況時，根據具體情況，可停車調整噴油泵墊片、噴油泵齒條刻線，或更換噴油泵、噴油器。柴油機經最后調整后，應在第8、9兩個工況下，檢查柴油機的全部工作參數，以確定柴油機各部件組裝調整的正確性。此時各缸噴油泵齒條刻線允差0.5刻線。 第89工況為檢查工況，必須連續(xù)進行。但在連續(xù)運行中，允許出現(xiàn)1次因設備原因造成的停

13、車，若停車時間不超過20min，并對性能參數又無影響時，則前段試驗認為有效。 第9工況后應對氣門間隙進行檢查調整。對噴油器重新霧化試驗。 第9工況后，提交驗收前，應對柴油機在試驗中出現(xiàn)的問題進行處理，處理后是否須進行復核試驗及試驗工況的確定，由檢驗人員根據具體情況確定。復核試驗時，應在加載20min后才開始復驗。處理問題中因更換零件而影響某一個氣缸的工作參數時，須重新測記該缸參數。如該缸參數與其它各缸的原始記錄相比超出規(guī)定時，則該缸須作調整。更換零件涉及影響到3個氣缸以上工作參數及所換零部件影響到整機參數，或柴油機需重新上臺試驗時，則應重新測記所有各氣缸的全部參數及其它有關參數。c. 驗收試驗

14、(1) 目的經調整檢查合格的柴油發(fā)電機組方可提交驗收試驗。驗收試驗的目的，是對各種參數調整合格的柴油發(fā)電機組進行連續(xù)的試驗，檢查其工作情況，及測定表征柴油機的有關工作參數。(2) 驗收試驗工況的安排在制定16V240ZJD型柴油機的驗收試驗工況表時，吸取了16V240ZJB型柴油機長期以來的試驗經驗，在調整檢查試驗中，最后在等于或大于最大運用功率2940kW和3240kW交替循環(huán)連續(xù)運轉4h30min，以便柴油機在驗收試驗前提前按TB147183的規(guī)定，在最大運用功率下作不少于4h的連續(xù)運轉考核。這樣既能達到驗收試驗的目的，又能節(jié)省試驗時間。驗收試驗工況表見133。表133 驗收試驗工況表工

15、況柴 油 機 轉 速（r/min） 柴 油 機 功 率 （kW）運 轉 時 間（min）16578305282916705391522505495725705510002650106100029409071000324060810003240209890872/23355共計3h 25min 附注： 在第6、7工況時，對全部參數進行記錄； 在第8工況時，封定柴油機的供油止檔； 第9工況時，校驗增壓器是否喘振； 在第9工工況結束后，進行調速動作試驗；(3) 注意事項 在第6，7工況中，柴油機必須連續(xù)運轉，但在連續(xù)運轉時，允許出現(xiàn)1次因設備原因造成的停車，當停車時間不超過20min，性能參數又符合

16、有關技術規(guī)定時，則前段試驗視為有效。 試驗前、后應清洗噴油器進油管接頭，并對噴油器進行霧化試驗。d. 功率調節(jié)試驗(1) 目的功率調節(jié)試驗的目的是按照規(guī)定的牽引特性，初步整定聯(lián)合調節(jié)器內的功率調節(jié)滑塊(偏心調整輪、懸掛點)位置。并檢查功率調節(jié)電阻動作（油馬達的小白點）是否靈敏，及檢查油腔有無漏泄。柴油機的功率調節(jié)試驗，允許用手動調節(jié)器中的功率滑閥或升、降速度等方法檢查功率調節(jié)電阻動作的靈活性。(2) 注意事項 每一工況均記錄功率調整值。 在各工況時，功率表上允差±40kW。e. 試驗參數(1) 對試驗參數的要求柴油機出廠試驗時，應滿足134表規(guī)定的各項參數（在標準大氣條件下，環(huán)境溫度

17、為27、大氣壓力100kPa，相對濕度60，中冷器進水溫度52）。表134柴油機出廠試驗時的參數要求表參 數 名 稱要 求附 注標定功率(kW)3240±1%最大運用功率(kW)2940±1%標定轉速(r/min)1000最低穩(wěn)定轉速(r/min)430燃油消耗率(g/kW·h)標定功率時最大運用功率時214214機油消耗率(g/kW·h)3指最大運用功率時極限調速器動作轉速(r/min)11201150增壓器最高允許轉速(r/min)33000壓縮壓力(MPa)2.652.85各缸允差 0.15中冷后空氣壓力(kPa)標定功率時最大運用功率時20018

18、0相對壓力中冷后空氣溫度 ()80爆發(fā)壓力(MPa)標定功率時最大運用功率時1413.5各缸允差0.6排氣溫度 () 各缸允差80標定功率時總管620支管520最大運用功率時總管600支管510燃油進口壓力 (kPa)170250機油總管末端壓力(r/min/kPa)1000/400829/200<829/90機油壓力保護停機動作壓力(kPa)80允差機油出口溫度()98冷卻水出口溫度()98壓力循環(huán)中冷器進口水溫()5055曲軸箱壓力(kPa)0.2煙度Bosch1.6每累計10臺測1 臺臺架試驗時最大運用功率為2940kW時，機油出口溫度75，冷卻水出口溫度85。(2) 柴油機臺架試

19、驗中的參數計算方法 功率計算方法 Ne=UI/1000hrhz (kW) 式中： Ne柴油機輸出功率(kW)； U整流裝置輸出直流電壓（V）； I整流裝置輸出直流電流（A）； hr主發(fā)電機效率； hz整流裝置效率（各種功率下均為0.99）。 燃油消耗率計算方法ge=1000G/Net (g/kW·h)式中：ge燃油消耗率(g/kW·h)； G測試時消耗的燃油質量(kg)； Ne測試時的實測功率（kW）； T測試時消耗G(kg)燃油所需的時間（h）。柴油機的功率與油耗率應根據大氣壓力和大氣溫度的變化按技術文件規(guī)定進行修正。f. 調速保護及啟動試驗(1) 當柴油機轉速達110r

20、/min時，在標準大氣條件下應能順利啟動。當外界氣溫低于20時，油、水出口溫度預熱到40后，應能順利啟動，每次啟動時間不應超過20s。(2) 柴油機在熱態(tài)下應能順利啟動。(3) 當負荷為最大運用功率，柴油機轉速在1000r/min時，突卸負荷，極限調速器不應動作（即柴油機不應超速）。(4) 當負荷為150kW時，柴油機轉速從1000r/min突降到430r/min，柴油機不應停機。(5) 當負荷為150kW時，柴油機轉速從430r/min突升到1000r/min，極限調速器不應動作。(6) 當自動停車電磁閥斷電時，聯(lián)合調節(jié)器應能保證柴油機停機。(7) 當按動緊急停車按鈕時，應能保證柴油機停機。

21、g. 調速器性能試驗(1) 標定轉速工況的穩(wěn)定調速率d2應不大于1.5。當柴油機負載為最大運用功率、轉速為1000r/min時，卸載到147kW時，過渡時間應不超過40s，按下式計算穩(wěn)定調速率d2。 d2 ô（n2-nb）/nbô×100%式中：nb標定轉速(r/min)； n2卸載后的穩(wěn)定轉速(r/min)。(2) 轉速波動率y應滿足下列要求柴油機轉速為1000r/min、功率為最大運用功率時，y0.6%；功率為150kW時，y0.8%；當柴油機轉速為430r/min空載時，y1%。當柴油機在上述工況正常運轉時，于60s時間內，測取其最高轉速nmax和最低轉速n

22、min，按下式計算轉速波動率y： yônmax（或nmin）nm/nbô×100%式中：nm（nmax+nmin）/2 (r/min)； nb= 為標定轉速 (r/min)。調速性能試驗中的轉速測定，應采用轉速數字顯示裝置。h. 試驗后的檢查與說明(1) 檢查打開各檢查孔蓋，盤車檢查各種可見零件，如有異狀，由檢查人員或由驗收員根據具體情況確定是否需拆檢，及確定拆檢范圍。(2) 說明 試驗完畢后，功率限制止擋、聯(lián)合調節(jié)器傳動系統(tǒng)及聯(lián)合調節(jié)器等應按圖樣規(guī)定進行鉛封。 如更換表135中所列部件之一時，則應按表中相應規(guī)定的工況進行補充試驗。如同時更換兩種或兩種以上部件時，補充試驗按其中共計時間最長的工況進行試驗（負荷按大者)，如所更換的部件未列入表內者，是否需要進行補充試驗及試驗工況由廠、驗雙方根據具體情況確定。(3) 當用于電站或裝發(fā)電車作發(fā)電用時，在驗收試驗