孙鑫海1,2
1.中国铁道科学研究院 北京 100081；2.中国铁路广州局集团有限公司长沙机务段 湖南 410001
摘 要：本文从活塞、气缸套检修和内燃机车工作环境等角度，探讨了可能引发内燃机车柴油机差示压力计动作的原因，制定了预防性措施，保障了内燃机车的可靠运行。
关键词： 内燃机车 柴油机 差示压力计 动作
1 引言
内燃机车柴油机正常运转过程中，如果曲轴箱内压力超过一定范围且继续上升，则柴油机曲轴箱可能会因为压力超高而发生爆炸事故。为了提前预防此类事故，设置了柴油机曲轴箱压力测量装置--差示计。通过统计近年来我段差示压力计计动作故障情况，发现其故障率仍然很高。机车运行中一旦发生差示计动作，则会导致柴油机停机，扰乱线上运输次序。
2 内燃机车曲轴箱压力保护装置工作原理
差示压力计由有机玻璃压力机体、U型通道、导电液、金属针和连接管组成。U型通道内注入浅红色导电液，通道的一端管接头与曲轴箱连通，另一端插入2根金属针、并设有通大气的接头，金属针端位于玻璃管内一定高度位置，其上端与机车有关控制电路连接。差示压力计中央有刻度标记液面的高度读数。U型通道两侧液注高度差，反映出大气压力与曲轴箱内气压差。当曲轴箱内窜入燃气时，
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差示计一侧通道的液面降低，另外一侧液面则上升。当另外一侧液面上升30mm时，即左右侧液柱差达60mm水柱（相当于曲轴箱内气压与外界压力差达0.60KPa）时，液面与金属针接触，导电液面接通电路，通过电路中的中间继电器，切断联合调节器的电磁联锁DLS电源，迫使柴油机迅速停机。[1]
3 差示压力计动作的原因
3.1燃烧室周边零件出现故障，例如气缸套、活塞或活塞环等不正常，造成大量燃气泄漏窜入曲轴箱内。
3.1.1活塞环槽镟修存在质量问题。
中修时，经测量发现活塞环槽与活塞环的配合间隙超限、但活塞环槽高度尚未超过中修工艺要求时，便将活塞送去镟修加工，选配等级环以保证活塞环槽与活塞环的配合间隙。但是由于镟修加工精度不高，镟修的活塞环槽可能会存在以下两方面缺陷。
3.1.1.1活塞环槽高度处于中修限度边沿。在柴油机运转过程中，活塞环不单单是沿缸套做上下运动，还在活塞槽内做旋转运动。活塞环在环槽内旋转过程中，活塞环与环槽之间存在摩擦力，摩擦使得活塞环或环槽磨耗，当磨耗至一定程度时，活塞环与环槽的侧面间隙便会超限。
3.1.1.2活塞环槽镟修部位局部存在凸起现象。在柴油机运转过程中，由于活塞环与环槽之间存在侧隙，在气体压力、惯性力和摩擦力的作用下，活塞环产生轴向振动和冲击。当活塞环槽呈凸起状时，活塞环在环槽凸起部位呈点接触，很容易发生断裂，导致活塞环失去密封效果，进而引发高压燃气下窜。
3.1.2气缸套检修方面
3.1.2.1气缸套表面拉伤严重
气缸套内壁受到强烈摩擦作用，活塞在气缸套内做高速上下运动，并对气缸壁产生侧压力，当气缸套内壁油膜受到破坏，或进入燃烧室内的空气有较多尘埃等原因，会使气缸套内壁磨耗加剧或磨耗到限，造成燃气下窜至曲轴箱。
3.1.2.2气缸套圆度超限
当气缸套圆度超限时，活塞环与缸套内壁之间的间隙在缸套直径大的部位变大，极易造成燃气下窜。
3.1.3活塞销与活塞销座孔偏磨
活塞销与销座偏磨致使其配合间隙超限，活塞在气缸中的摆动较大，引起活塞环的的扭曲振动。活塞环在环槽内的复杂运动是活塞环疲劳损坏的主要原因之一。如果第1道环槽温度过高，机油品质又不佳，引起机油在槽内结焦，把环固死，使环失去弹力和活动能力，以致漏气加剧，活塞环过热，最终会导致活塞环断裂。
3.1.4活塞环的开口接近
每个活塞有三道活塞环，每个活塞环有1个缺口。在活塞环组装过程中，三道活塞环必须错位组装。当活塞环缺口方向未错开或者呈一条直线时，燃烧室内的高压燃气会直接下窜至曲轴箱内。
3.1.5活塞及活塞环质量问题
3.1.5.1活塞材质本身存在缺陷裂纹，燃烧室密封不严，也会使燃气窜入曲轴箱。
3.1.5.2活塞环断裂或弹力不足：气环的主要作用是阻止燃烧室内的新鲜空气及燃气泄漏到曲轴箱中去。当气环发生断裂时，不能起到密封作用，便会造成高压燃气泄漏至曲轴箱。
3.2柴油机油气分离器脏堵
机车在运用中由于机油老化，在柴油机油气分离器内有机油不溶物沉积，以及机车在运行中因外界风沙尘土经柴油机顶呼吸管口侵入油气分离器内，造成油气分离器脏堵，使柴油机曲轴箱内正常泄漏的气体得不到及时的释放，曲轴箱内的压力急剧升高引起差示计动作。
3.3差示计通大气胶管或铜管破损
柴油机差示计安装在动力室端墙上，其通大气管经车架横梁的箱形空间与大气相通。如果差示计通大气管因某种原因发生漏气，由于动力室两侧的抽风机运转及冷却室冷却风扇运转对动力室内空气的抽吸作用，动力室、冷却室内气压处于负压状态，使差示计通大气管内的气压也处于负压状态，即管内气压低于大气压，引起差示计动作。
3.4机车高速通过隧道时发生差示计动作
机车在高速运行通过隧道时，由于列车进入隧道内空气被挤压不能立即排出，引起瞬时隧道内空气压力高于标准大气压力，隧道内的气压经柴油机车顶处呼吸管口进入曲轴箱使气压升高，造成差示计内的导电液面瞬时波动，液柱差可达60mm水柱，迫使差示计动作。
3.5机体裂
自由端稳压箱隔板裂损，稳压箱内的空气便会排入曲轴箱内，引起曲轴箱内的压力偏高。
4 预防措施
4.1控制活塞环槽加工精度。柴油机中修时，建议更新活塞。为了节约检修成本而需使用旧活塞时，必须确保活塞环槽的加工精度，组装操作人员要多点测量活塞环槽高度，筛选出活塞环槽高度误差大的活塞，予以报废处理。
4.2 控制缸套检修质量。一是缸套内表面轻微拉伤可用油石打磨处理，拉伤较为严重时更换缸套。二是由于已使用的缸套内径在垂直与水平方向磨耗是不均匀的，为了延长缸套的耐磨性，在中修时，将缸套任意转动一个角度进行组装。三是在三个截面上分两次测量缸套内径，确保出圆柱度和圆度符合要求。发现缸套圆度和圆柱度超限，必须更换新缸套。四是经打磨的缸套必须进行二次清洗，清洗后在缸套内表面上涂干净的防锈油，置于专用存放架上用塑料布盖罩。
4.3 消除机体裂纹。使用磁粉探伤或显像剂探伤的方式对机体进行探伤，发现裂纹及时焊修或将机体送大修。
4.4 定期检查。日常检查修程机车差示压力计U型管通大气端的管路和接头，管路应无破损、堵塞现象，直角接头应安装到位、且无堵塞现象。同时，要定期检查、清洗油气分离器，确保油气分离器干净。
4.5 定期试验。小辅修时，要检测各缸压缩压力和爆发压力，发现压缩压力和爆发压力不符合技术标准，则应查明原因消除故障再上线使用。
4.6 差示压力计导电液不能加过量。在日常维护保养过程中导电液液面应低于“0”刻度线，避免差示压力计误动作。
5 结束语
差示压力计用于监测柴油机曲轴箱压力，当曲轴箱压力异常上升时，会反馈信号使DLS失电，从而达到保护柴油机的作用。通过探讨差示压力计动作的原因和预防措施，可提高柴油机的使用寿命，为内燃机车平稳、安全运行提供有力的保障。
参考文献：
【1】杨光裕，李正身.东风4型内燃机车故障分析判断及处理【M】大连理工大学出版社，1992
【2】大连机车车辆厂.东风4D型内燃机车【M】.大连：大连理工大学出版社，1999
【3】苏智勇.DF8B内燃机车差示压力计动作的原因分析及处理措施[J].神华科技,2019,17(06):70-71+95