机车柴油机零位游车现象的分析和处理

机车柴油机零位游车现象的分析和处理

汤家荣

（常州铁道高等职业技术学校机械工程系 江苏 常州 213011）

摘要：目前内燃机车柴油机大都采用以调速器为主体的调控系统来进行控制和调节，零位转速游车的现象是此类调控系统的常见和多发故障。本文针对内燃机车柴油机零位转速不稳（游车）的现象，从调速器、柴油机、辅助系统等方面进行分析，查找原因，并提出相应的解决方法。

关键词：调控系统；调速器；零位转速游车

我国铁路牵引机车正在向电气化方向发展，但采用柴油机作为动力的内燃机车仍将在相当长的一段时间内担当铁路运输的主力，由于目前国内大功率柴油机使用的电喷控制技术、配件等还依赖进口，且不成熟。因此现在的绝大多数内燃机车柴油机都是使用以调速器为主体的调控系统，来对柴油机的工作进行控制和调节。在生产实际中，此调控系统经常会出现零位转速游车的现象，从而影响了机车的正常、安全的使用。零位转速游车是指机车柴油机在最低转速时的空载工况下，柴油机转速不能稳定在标准转速附近，而一直处在不停的调节之中且转速波动值超出规定的要求之外。在现在的实际生产及运用中一般以转速波动超出10r/min为游车，必须处理好才能交车使用。因为游车使柴油机各气缸燃烧工作不均衡对机车的柴油机及辅助传动装置不利，易造成磨损影响使用寿命，并且其产生的特殊噪音令人厌恶易引起司乘人员疲劳。而且生产现场常因为柴油机游车的影响使机车的生产无法顺利进行，造成了燃油资源的浪费及修造成本的增加。因此有必要对柴油机零位游车现象的分析和处置进行研究。

一、柴油机调控系统的分析

由于内燃机车在运行中柴油机的负荷是经常发生变化的，而且变化幅度也比较大，如不调节喷油量，则柴油机的转速就随外界负荷的瞬时变化而忽高忽低地波动。因此需要采用一种能使柴油机维持在一定的转速范围内运转，并能根据外界负荷的变化而自动调节供油量，使柴油机的输出扭矩与外界变动了的阻力矩迅速平衡的装置。这种自动调节转速的装置我们称为调速器。而调速器要完成转速稳定及承担其他功用时，还必须通过一系列的执行机构及

传动机构将调节的讯号传递到喷油泵，使燃油喷射系统的供油量及喷射时机及时随着外界负荷的变更而变化，这一系列的执行机构及传动机构我们称为调控杠杆系统，主要由拐臂、转轴、铰链、横轴和拉杆等组成。调速器及调控杠杆系统、附加设备等组成了柴油机调控系统。其组成结构如下图：

二、产生零位游车的原因

机车柴油机的调控系统是一个闭环自动控制系统。系统内的任一部分出现问题都可能引起柴油机游车。而柴油机自身及其负荷的变化也会引起柴油机游车。下面就柴油机出现游车现象的主要原因进行分析。

1、调速器的因素

调速器是柴油机转速调节和控制的核心部件，其制造精度，参数调整状况对整个系统的工作起到非常关键的作用。也是引发柴油机游车的主要因素，主要有以下方面：

（1） 调速器如果最低转速整定过低，将对柴油机燃烧造成不利影响，使柴油机自稳系数下

降。同时调速器工作油压力也降低，容易引起游车。

（2） 调速器工作油选用不当、黏度不够，油脏或者油位过高导致油里产生气泡，使调速器

不能正常建立油压，无法完成正常调节作用。

（3） 调速器补偿系统针阀与储气筒液面调整不正确。调速器补偿针阀和储气筒应根据柴油

机惯性系统的具体情况进行调整，如果针阀开度太大或储气筒液面过高、过低都很容易造成柴油机游车。

（4） 滑阀偶件重叠尺寸调整不正确，或者缓冲对置弹簧选配不当，反馈补偿的灵敏度不够，

造成调速器无法获得有效反馈而不能很快达到平衡状态。

（5） 调速器内部传动不良，如传动齿轮啮合不良，轴承间隙太大等。造成滑阀偶件不能正

常工作，飞块测速盘无法正确感知柴油机转速变化，也就不能正确进行调节，引起游车。

（6） 调速器的飞块不对称或飞块脚趾行程调整的过小；柱塞偶件卡滞、柱塞控制台棱边磨

损等都会导致调速器不能完成正常的调节工作，引起游车。

（7） 调速器伺服马达、连接机构等卡滞或间隙过大导致调速器调节信号输出滞后。引起游

车。

（8） 调速器内部压力油路密封不良，使工作油压不足调节力量不够或者控制油泄漏，引起

反复调节形成游车。

2、柴油机的因素

柴油机作为将柴油热能转化为机械能的主体，其与调速系统相关的零部件包括传动机构、供油拉杆、喷油泵、喷油器等。这些执行元件的状态直接影响到柴油机工作状况。

（1） 驱动调速器的传动机构间隙过大, 花键套与调速器传动轴配合不好, 有松旷或抗劲现象,

造成柴油机曲轴转速信号不能真实的传递到调速器的飞块, 调速器就不能对柴油机进行正确有效的调节。

（2） 供油拉杆间隙过大或卡滞、喷油泵齿条犯卡。拉杆间隙过大使调速器的调节动作不能

及时准确的传递给喷油泵齿条，造成供油量的调节滞后，引起调速器产生较大的过调；拉杆或者喷油泵齿条卡滞使调速器的调节动作无法传递，从而导致柴油机转速较大幅度的波动。

（3） 喷油泵小油量分组不当或各气缸喷油泵供油刻线差异过大，使柴油机各缸工作不平衡，

柴油机自身稳定性下降，增加了调速器调节的难度。如果某些气缸正好工作在增量反馈环

节则必然引起柴油机游车。

（4） 喷油器雾化不良，喷嘴滴油、二次喷射都将直接影响柴油机燃烧均匀性，造成柴油机

零位游车。

3、辅助系统的因素

内燃机车辅助系统是由柴油机驱动的，是柴油机的外部负荷，它们的工作稳定性直接影响柴油机的转速稳定。

（1） 轴流式冷却通风机转子轴向间隙太大，工作时负载不均衡，引起柴油机负荷变化，转

速随之波动。

（2） 静液压泵和马达加工精度不够、液压系统的温控阀和安全阀工作不可靠，造成柴油机

负荷变化。

（3） 空气压缩机频繁启动，使柴油机转速一直波动。

三、零位游车现象的处理方法

从上面的分析看，内燃机车柴油机零位游车的原因较多且较复杂，但仍可从上述三方面来查找原因，并有针对性的采取措施来予以解决。

1、调速器引起游车的处理

（1） 检查柴油机最低转速，如偏低则调整至技术要求范围内，同时测量调速器工作油压应符合要求。

（2） 按技术要求选用合适的调速器油，定期检查油的品质，如不良及时更换。加油不应过

多，以避免产生气泡。

（3） 检查调速器补偿针阀，应与储气筒配合，根据配车情况调整至最佳状态。

（4） 检查柱塞滑阀组件的相关尺寸，核对缓冲对置弹簧参数，不符要求的应修复，对补偿

滑阀的重叠尺寸应根据配机情况合理修正。

（5） 检查调速器内部传动，如果松旷或犯卡，应及时修复。

（6） 检查调速器飞块是否对称、飞块脚趾与弹簧盘接触面是否磨损、匀速盘阻尼块是否松

动；柱塞是否卡滞或磨损，对不良处所应修复或更换。

（7） 检查调速器伺服马达、连接机构等是否卡滞或间隙过大，如不良应修复。

（8） 测量多个转速下的调速器工作油压，以判断是否存在内部泄漏。压力不足时，应检查

内部油道，合理调整参数。保证足够的工作油压。

2、柴油机引起游车的处理

（1）对调速器的驱动机构可用百分表或压铅法测量各个啮合系的间隙，不符要求的应修复。如花键套与调速器传动轴有松旷或抗劲现象，应调整或更换。

（2） 检查供油拉杆系统的间隙，如超差应消除。对供油拉杆的阻力应用弹簧秤进行测量，对

犯卡处所应修复。

（3） 检查喷油泵分组数据，不合适的进行调整。对喷油泵供油刻线相差过大的气缸应进行调

整。

（4） 检查喷油器的性能，认真倾听柴油机各气缸工作声音。对不良部件应更换。

3、辅助系统引起游车的处理

（1）检查通风机的状况及工作情况，测量轴向间隙如有异常则予以修复。

（2）检查静液压系统油、液压泵、马达等的工作情况，如不符合技术要求，或者冷却风扇忽快忽慢，应更换相应的零部件。

（3）检查空气管路系统的泄漏情况，并修复，以减少空气压缩机频繁工作，使柴油机负荷变化减少，转速趋于稳定。

四、 结束语

内燃机车柴油机由于本身结构及运用环境均比较复杂，引起柴油机零位游车的原因较多，引发游车的原因，可能是单一因素，也可能是多方面的因素，因此应根据具体的情况和现象来分析。处理时也应该遵循先易后难、先外围后主体的原则，否则往往会事倍功半。

参考文献：

[1] 张世芳、徐惠康. 内燃机车柴油机[M]. 中国铁道出版社,1984.

[2] 张成贵、蒋世明. 内燃机车总体[M].中国铁道出版社,1989.

[3] 李卫星. 联合调节器常见故障分析及处理[M].戚墅堰机车车辆厂,2001.