張秋鐸

（太原鐵路局 太原機(jī)務(wù)段，山西 太原 030045）

1 前言

我國(guó)的鐵路事業(yè)從無(wú)到有，已經(jīng)走過(guò)了相當(dāng)長(zhǎng)的一段路程。在高速鐵路跨越式發(fā)展的今天，有人說(shuō)內(nèi)燃機(jī)車(chē)已經(jīng)不再適應(yīng)鐵路形式的發(fā)展，即將退出歷史的舞臺(tái)。這種想法是錯(cuò)誤的，內(nèi)燃機(jī)車(chē)因其自身的優(yōu)點(diǎn)，有著電力機(jī)車(chē)無(wú)法替代的地位。隨著鐵路的發(fā)展，內(nèi)燃機(jī)車(chē)也隨之改進(jìn)，從北京型到東風(fēng)系列，再到現(xiàn)在的HXN3、HXN5，功率不斷提高，性能不斷提升，燃油消耗量不斷減少，排放量也不斷減少，逐步達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。柴油機(jī)是內(nèi)燃機(jī)車(chē)的心臟，是內(nèi)燃機(jī)車(chē)的動(dòng)力來(lái)源，柴油機(jī)狀態(tài)的好壞直接關(guān)系到機(jī)車(chē)能否正常運(yùn)行。因此，柴油機(jī)各個(gè)部件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是機(jī)車(chē)安全運(yùn)行的前提。

2 問(wèn)題提出

一段時(shí)間以來(lái)，我段連續(xù)出現(xiàn)柴油機(jī)凸輪軸竄動(dòng)現(xiàn)象，影響了機(jī)車(chē)性能，嚴(yán)重影響了行車(chē)安全。目前，中修后機(jī)車(chē)上線運(yùn)行第一次輔修時(shí)，柴油機(jī)凸輪軸竄動(dòng)故障較多，尤其是東風(fēng)4D 柴油機(jī)凸輪軸竄動(dòng)嚴(yán)重，5 至6月就發(fā)生3 臺(tái)，經(jīng)多次處理，效果甚微，影響了機(jī)車(chē)的運(yùn)行和正常的運(yùn)輸秩序。而且由于故障處空間狹窄，處理起來(lái)相當(dāng)費(fèi)時(shí)，延長(zhǎng)了機(jī)車(chē)停時(shí)，而且可能引起機(jī)力緊張。我們通過(guò)對(duì)這一故障進(jìn)行再一次的分析，進(jìn)一步提高認(rèn)識(shí)，一致認(rèn)為解決凸輪軸慣性故障迫在眉睫。凸輪軸是柴油機(jī)的重要部件之一，竄動(dòng)故障是凸輪軸的慣性故障，這一故障危害較大。輕則會(huì)造成柴油機(jī)連桿瓦、活塞等重要部件的損壞，重則導(dǎo)致機(jī)車(chē)發(fā)生機(jī)破，大部件的破損。而且這一故障的集中出現(xiàn)，嚴(yán)重影響到了機(jī)車(chē)的安全運(yùn)用。所以，必須從根本上消除和預(yù)防這一故障的發(fā)生。

3 原因分析

凸輪軸是配氣機(jī)構(gòu)中起決定作用的部件，它控制各個(gè)氣缸氣門(mén)的正確、準(zhǔn)時(shí)啟閉和噴油泵的噴油準(zhǔn)確性，從而準(zhǔn)確的完成進(jìn)排氣過(guò)程和噴油過(guò)程。16V240ZJB 柴油機(jī)的凸輪軸采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼制成，分段制造，每根凸輪軸由四節(jié)軸端組成，每節(jié)上有和凸輪制成一體的供油凸輪、進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪。各段連接處帶有定位的凸肩法蘭，精確調(diào)整相位后用螺栓連接。凸輪軸的后端一位為止推軸承，止推軸承在靠凸輪軸凸肩的支承面上澆有抗磨合金，另一側(cè)用開(kāi)槽螺母和擋圈緊靠在抗磨合金鑄造的止推法蘭上[1]。凸輪軸軸肩和止推軸承的間隙正常值為0.10mm～0.25mm，中修限度為0.4mm，但因止推法蘭磨損，造成這一間隙變大，從而引起凸輪軸竄動(dòng)。通過(guò)對(duì)分解下的柴油機(jī)凸輪軸擋圈，止推軸承，以及止推法蘭的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)銅質(zhì)止推法蘭的磨損比較嚴(yán)重，一般在5 毫米以上。經(jīng)分析確認(rèn)引起止推法蘭磨損的主要原因有以下幾個(gè)方面。

3.1 凸輪軸的軸向移動(dòng)偏小，油潤(rùn)達(dá)不到要求，油道不暢通。止推法蘭和擋圈為潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油通過(guò)凸輪軸和止推軸承間的間隙流過(guò)，從而起到潤(rùn)滑作用。但因?yàn)樵谥行薨惭b時(shí)，這一間隙過(guò)小，不能保證在0.10mm～0.25mm，因此造成潤(rùn)滑油路不暢，擋圈和止推法蘭干磨，止推法蘭材質(zhì)為金屬銅，質(zhì)軟，易造成磨損。

3.2 與鋼制的擋圈本身質(zhì)量有關(guān)。經(jīng)技術(shù)指導(dǎo)查圖發(fā)現(xiàn)，金屬鋼制擋圈正面粗糙度應(yīng)該為▽8，而我們使用的擋圈遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求。由于加工工藝或加工設(shè)備原因，不能使金屬鋼制擋圈正面的粗糙度達(dá)到▽8，而且鋼制擋圈材質(zhì)硬，加速了銅質(zhì)止推法蘭的磨損。

3.3 組裝過(guò)程中也存在工具不力的原因。緊固擋圈專(zhuān)用螺母沒(méi)有專(zhuān)用扳手，導(dǎo)致緊固力矩不夠，不能很好的使擋圈牢固定位在凸輪軸座上。柴油機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中凸輪軸擋圈緊固螺母逐漸松脫，造成凸輪軸軸向竄動(dòng)。

3.4 清潔度原因。在組裝過(guò)程中，由于人為因素造成的摩擦面清潔度不夠，可能使兩個(gè)摩擦面之間存在某些雜質(zhì)，這樣就會(huì)加速銅質(zhì)止推法蘭的磨損。

除此之外，還有其他因素會(huì)導(dǎo)致這一故障的發(fā)生，無(wú)論是何種原因，都會(huì)引起機(jī)車(chē)故障，降低機(jī)車(chē)運(yùn)行質(zhì)量。

4 預(yù)防措施

機(jī)車(chē)凸輪軸竄動(dòng)這一故障看似雖小，但影響較大，必須從根本上防止這一故障的出現(xiàn)，這樣才能保證機(jī)車(chē)的正常運(yùn)行。通過(guò)對(duì)產(chǎn)生這一故障的各種原因認(rèn)真分析，提出以下預(yù)防措施。

4.1 嚴(yán)格落實(shí)工藝標(biāo)準(zhǔn)

在組裝過(guò)程中，保持摩擦副表面的清潔度，不允許存在任何雜質(zhì)，并涂抹適當(dāng)?shù)挠椭瑵?rùn)滑劑。嚴(yán)格界定凸輪軸和止推軸承間的間隙，使這一間隙控制在0.10mm～0.25mm 之間，從而使?jié)櫥吐窌惩ǎ節(jié)櫥Ч_(dá)到最佳。

4.2 改善鋼制擋圈的粗糙度

在加工過(guò)程中，提高加工精度，或者在安裝前對(duì)鋼制擋圈進(jìn)行打磨，改善鋼制擋圈的表面粗糙度，使粗糙度達(dá)到▽8，降低鋼制擋圈對(duì)銅質(zhì)止推法蘭的磨損。

4.3 制作專(zhuān)用工具

由于沒(méi)有專(zhuān)用的安裝工具，致使緊固力矩不夠，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工作實(shí)際，工人自己制作了專(zhuān)用的安裝工具，在緊固擋圈螺母時(shí)，使緊固力矩達(dá)到要求值。

4.4 其它預(yù)防措施可行性探討

除以上預(yù)防措施外，還可以考慮在擋圈和子推法蘭之間增加獨(dú)立的潤(rùn)滑油道，不依靠凸輪軸和止推軸承間隙提供潤(rùn)滑油；把擋圈和止推法蘭的滑動(dòng)摩擦改為滾動(dòng)摩擦，用滾動(dòng)軸承代替止推法蘭。

[1]哈爾冰鐵路局教育處.內(nèi)燃機(jī)車(chē)柴油機(jī)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2003.84.