DF8B机车装用16V280ZJA柴油机, 在使用的过程不时反映柴油机缸头底面有黑油流出, 近年在机车水阻试验及线路试运的过程中也反应出该问题, 问题的发展呈现一种恶化的趋势, 如何彻底解决该问题就成了我们所关注的重点。
1 缸头底面的密封结构
16V280ZJA柴油机的缸头底面与缸套之间的密封环是用一个厚约7mm左右的镀铜钢垫环来进行密封 (如图1) , 密封环的镀铜厚度为0.03mm~0.05mm。缸头通过4颗M48×3的大螺栓来压紧, 螺栓的紧固是通过拉伸量来确定的, 拉伸量为0.65mm~0.75mm。当紧固螺栓后, 气缸盖将密封环压紧在气缸套上, 从而达到气缸的密封。
2 缸头底面漏油的原因分析
柴油机缸头底面漏油, 经现场察看为黑色的油污, 沿着缸套顶部外边缘局部位置渗出。漏油的情况多发生在柴油机惰转的情况, 大负荷时未发现有漏油的情况。根据黑油的性状及在手指纹上的扩散情况来判断, 我们认为黑油是未完全燃烧的柴油。柴油喷射到气缸内未完全燃烧, 并与碳烟混合变成黑色。随着时间的推移逐渐从缸头的密封垫环处渗出, 造成漏黑油的现象。分析原因有如下几条: (1) 柴油机空载低转速运行时间过长, 喷油器的雾化质量差, 导致气缸内残留有较多未燃烧的柴油, 随着柴油机的不断运转, 残留的柴油就从密封环与缸头或气缸套的密封面处渗出, 从而造成漏油; (2) 气缸盖与缸套的密封面粗糙度以及平面度达不到要求, 导致密封效果不好, 气缸盖Φ370孔根部圆弧过渡太大, 使缸头与密封环局部接触, 不能完全密贴, 失去密封作用。从现场拔缸头处理流黑油问题, 就有该情况发生; (3) 缸头密封环的本身质量不好, 存在有磨削接刀痕迹, 表面粗糙度差, 磨削刀痕较深, 镀铜后掩盖了该现象。密封环各点的尺寸差异较大, 不均匀, 同一个垫子厚度差达到了0.08mm, 远远超过图纸要求。另外一个重要的原因在于密封环的镀铜厚度达不到要求, 检查镀铜层的厚度只有0.012mm, 图纸要求为0.03~0.05, 显然不符合要求。密封环的镀铜层出现了分层脱落现象, 密封环存在的问题也是造成缸头底面漏油的重要原因; (4) 紧固缸头的4颗螺栓拉伸量差别大, 使缸头的受力不均匀, 导致密封环受力不均匀, 导致局部位置密封效果差; (5) 装配缸套的过程中用铜棒敲击损伤了其密封面, 减小了缸套的有效密封面积。
3 缸头底面漏油的解决措施
(1) 减少柴油机惰转的时间, 避免气缸内积存较多未完全燃烧的油, 以免造成泄漏。要求机车在使用过程中的惰转时间不得超过30min, 如果超过则必须进行大负荷运转20min, 以烧尽残留的油, 避免缸头和排气管漏油情况; (2) 提高喷油器的雾化质量。喷油器雾化质量不好, 因280柴油机的缸头密封结构如图2所视, 在图中的a处为半密封的空间, 喷雾不好的燃油进入该空间积存, 气缸的扫气与燃烧都不能有效的将积存的燃油消耗, 以致于随柴油机的运转, 燃油逐步从缸头底面渗出, 造成漏油的情况发生。 (3) 控制好气缸盖和气缸套密封面的平面度和粗糙度, 进行不定期的抽查和计量检验, 确保符合工艺和图纸要求。保证缸头底面圆弧符合图纸要求; (4) 重点控制密封环的加工质量, 不允许出现有接刀痕迹, 磨削的光洁度达到图纸要求。对于磨削到位仍有车削刀痕的密封环予以报废处理。控制磨削的尺寸, 同一垫子最多与最小厚度差控制在0.02mm以内。对于镀铜的厚度进行每批抽查, 严格控制在工艺要求的0.03mm~0.05mm范围内; (5) 紧固缸头螺栓时控制4颗螺栓的伸长量, 保证每颗螺栓的伸长量差不大于0.03mm, 确保缸头4个点的受力均匀, 从而使密封环受力均匀, 确保密封的可靠; (6) 装配缸套的过程中, 用缸套装配压入工装把缸套装入, 严禁用敲击的方式装配缸套; (7) 在台架试验时, 每台车增加惰转1h, 大负荷20min的检验工况, 以检验缸头底面是否漏油。
4 取得的效果
采取上述措施后, DF8B机车16V280ZJA柴油机缸头底面漏油的问题得到了有效的遏制, 近年投入使用的机车没有再反馈缸头底面漏油的问题。
摘要：分析了DF8B机车装用的16V280ZJA柴油机缸头底面漏油的原因, 并针对原因提出了改进措施, 以使问题得到有效解决。
关键词：柴油机,缸头,密封环,漏黑油
参考文献
[1] 最新内燃机技术与检修实用手册[M].时代传播音像出版社.