内燃机车机油压力偏低的故障分析

题 目：内燃机车机油压力偏低的故障分析 专 业： 电气工程及其自动化（电力机车） 学 号： 13821802 姓 名： 丁家前 指导教师： 贺建闽 学习中心： 成都工业职校 西 南 交 通 大 学网 络 教 育 学 院2015年 4 月 8 日院系 西南交通大学网络教育学院 专 业 电气工程及其自动化（电力机车） 年级 电气工程及其自动化（电力机车）2013-13班（专本） 学 号 13821802 姓 名 丁家前 学习中心 成都工业职校 指导教师 贺建闽 题目 内燃机车机油压力偏低的故障分析 指导教师评 语 是否同意答辩 过程分(满分20) 指导教师 (签章)评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章)成 绩 答辩组组长 (签章) 年 月 日 毕 业 设 计 任 务 书班 级 电气工程及其自动化（电力机车）2013-13班（专本） 学生姓名 丁家前 学 号 13821802 开题日期： 2015年 2 月 25 日 完成日期： 2015 年 4 月 8 日题 目 内燃机车机油压力偏低的故障分析 1、本论文的目的、意义 了解内燃机车机油系统主要部件的结构；掌握机油系统的工作原理；认真分析机油系统的故障原因；归纳总结故障的处理方法及优化程序。对机车的大修提出技术整改，降低机车机油压力偏低的故障发生，防患于未然，才是治根。2、学生应完成的任务 收集DF4B机车机油系统结构和工作原理的有关资料。 3、论文各部分内容及时间分配：（共 11 周）第一部分 收集资料 （ 1 周）第二部分 写开题报告 （ 2 周）第三部分 撰写论文 （ 2 周）第四部分 交导师查看 （ 3 周）第五部分 修改论文 （ 2 周）评阅或答辩 （ 1 周）4、参考文献李晓村. 内燃机车柴油机 .北京：中国铁道出版社，2008. 郭进龙,王润国. 内燃机车运用与规章. 北京：中国铁道出版社，2010. 魏立源，陆云. DF4机车机油压力不正常现象分析与处理. 学术期刊. 2005年第三期李青. 16V240ZJ柴油机机油压力不正常的原因分析及对策. 柴油机Diesel Engien. 2004年第6期5052 张世芳. 内燃机车柴油机. 北京：中国铁道出版社，1991 王连森. 内燃机车检修. 北京：中国铁道出版社，2009. 刘达德. 东风4B型内燃机车结构原理检修. 北京：中国铁道出版社，1988. 大连机车车辆工厂. 东风4型内燃机车. 大连：大连理工大学出版社，1993 大连机车车辆工厂. 东风4型内燃机车240/275系列柴油机. 大连：大连理工大学出版社，1993戚墅堰机车车辆工厂. 16V280柴油机. 北京：中国铁道出版社，1996 备 注 指导教师： 年 月 日审 批 人： 年 月 日诚信承诺一、 本设计是本人独立完成；二、 本设计没有任何抄袭行为；三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩（评阅）资格。承诺人：丁家前 2015年4月8日目 录摘 要IAbstractII第1章 前 言1第2章 机油系统主要部件的构造42.1 机油泵及泵传动装置42.1.1 齿轮油泵的一般工作原理42.1.2 主机油泵5 泵传动装置82.1.4 启动机油泵和辅助机油泵92.2 机油滤清器102.2.1 机油粗滤器102.2.1.1 滤清器体及下盖122.2.1.2 滤芯组122.2.1.3 旁通阀122.2.2 离心式机油精滤器132.2.2.1 转子152.2.2.2 外体和外盖152.2.2.3 滤清原理162.2.3 增压器机油滤清器162.3 机油热交换器17第3章 DF4B机油系统的工作原理203.1 机油系统的作用203.2 机油系统的组成203.3 工作原理203.3.1 柴油机启动油路223.3.2 机油预热油路233.3.3 柴油机主循环油路233.3.4 加油及排油的管路233.4 机油系统中的安全保护设施23第4章 故障的原因分析26第5章 故障的处理方法及优化程序27第6章机 油系统的运用与保养30第7章 技术整改措施31结 束 语33致 谢34参 考 文 献35摘 要铁路运输自19世纪初运营以来，一直以其运量大、速度快、安全、节能等优势作为人类最重要的交通运输方式，对世界各国的经济发展起着十分重要的作用。虽然我国这几年都在大力发展电力机车，但是内燃机车自带动力，具有灵活实用的特点，并且作为一种战略资源它将在铁路上起着不可磨灭的重要作用。文章先通过我国内燃机车的发展，简要地介绍了我国第一代、第二代、以及第三代内燃机车的发展情况，使我们对我国的内燃机车历史有了一个完整的了解。然后详细而全面地介绍了DF4B型机车所采用的16V240ZJB型柴油机机油系统主要部件的构造、机油系统的结构和其工作原理，从根本上分析了DF4B机车机油压力偏低的故障发生机理，归纳总结了故障的各种情况及相应的原因分析、处理方法和程序，通过对理论和实际处理工作的总结，得出比较全面的处理该故障的方法和一套处理该故障的优化程序。其次对机油系统的运用与保养提出了一些要求，以保证机车的工作可靠性和行车安全。最后对机车的大修提出技术整改，对于机车机油压力偏低的故障发生，防患于未然，才是治根。关键词：内燃机车；机油压力偏低；故障；原因分析；故障处理论文类型：应用研究AbstractRailway transportation since early nineteenth Century operation, has long been known for its large capacity, fast speed, safety, energy saving and other advantages as one of the most important transportation way, which plays an important role in the development of world economy. Although our country these years are in the development of electric locomotive, but diesel locomotive with power, has the characteristics of flexible and practical, and as a kind of strategic resources it will on the railway plays an important role in indelible.This article first through the development of internal combustion engine in China, briefly introduced Chinas first generation, second generation, and third generation locomotive development, enable us to China internal combustion engine car history with a complete understanding of. Then a detailed and comprehensive introduction to the structure, the oil system of main parts of 16V240ZJB diesel engine oil system of type DF4B locomotive adopts the and its working principle, fundamentally analyzes the occurrence mechanism of low oil pressure fault of DF4B locomotive, summarizes the analysis, processing method and procedure of various fault conditions and corresponding the reason, based on the theoretical and practical processing work summary, obtains the method of the fault treatment and a more comprehensive treatment of the fault of the optimization program. This paper put forward some requirements for the use of next oil system and maintenance, to ensure the reliability and safety of locomotive working. At the end of locomotive overhaul proposed technical rectification, for low oil pressure fault occurrence, nip in the bud, is the treatment of root.Keywords: internal combustion engine; low oil pressure; fault; cause analysis; fault treatmentType of thesis: Application Research第1章 前 言我国内燃机车的发展始于20世纪60年代，指导思想是内燃机车和电力机车并举，电力传动与液力传动并举，高速柴油机与中速柴油机并举。在三个并举方针的指导下，曾经规划过我国内燃机车的开发及制造工作，建设了具有相当规模的内燃机车生产基地，为我国内燃机车的发展奠定了基础，推动了我国铁路牵引动力现代化进程。20世纪70年代，通过对老厂的改造和对新厂的建设，形成了大连.四方.二七.资阳.戚塾堰五大工厂各自开发及生产一种主要产品的格局。产品形成了我国第一代内燃机车，主要有：电传动的东风型系列机车东风4型机车，以及液力传动的东方红系列机车及北京型机车。面对我国内燃机车总体发展状况，我国内燃机车界经历了电力传动与液力传动，中速柴油机与高速柴油机的激烈争论，最后决定不再生产用于铁路干线的液力传动机车和高速柴油机。1991年以后，分别停止了东方红3型和北京型两种干线客运液力传动内燃机车的生产。经过此次的重大调整，到80年代后期已经形成了新的生产格局。为了进一步提高我国内燃机车的技术水准，有关工厂分别与国外进行合作和引进先进技术。从1983年起，大连厂与英国里卡多（Ricardo）工程咨询公司合作，对16V240ZJB型柴油机进行改进，研制成新的16V240ZJD柴油机，1989年用于新的东风6型机车上。东风6型机车采用了引进的美国GE公司的电力传动装置和微机控制设备。1989年研制成两台东风6型机车样机，1991年后又研制了两台完全国产化的东风6型机车。东风6型机车是我国典型的第三代内燃机车，是我国当前技术水准最高的货运内燃机车。柴油机装车功率2940 KW（4000马力）。经定置实验台测定，机车轮周效率达到35.05%35.44%。机车的技术水准以达到20世纪80年代世界同类产品的先进水平。目前4台机车都在大连机务段运用。我国调车内燃机车的开发近些年来也取得了很大的成功。1984年四方机车车辆工厂开始批量生产东风5型调车机车。该机车装用了8缸的8240ZJ型柴油机，装车功率1470KW（2000马力），机车轴式Co-Co。这是我国铁路需要量较大的中等功率调车机车。为了满足大型编组站的调车作业的需要，二七厂开发了1470（2000马力）的东风7型调车机车，1985年投入批量生产。该机车装用北京型机车的12V240ZJ型柴油机变形-12V240ZJA-2型柴油机其装车功率从1990（2700马力）降为1470（2000马力）这是当时装车功率最大的调车机车。1990年开发了2500马力的东风7B型调车机车。1991年开发了东风7C型调车机车该机车装用了12V240/275型柴油机，与东风4型机车柴油机缸径和行程相同，提高了柴油机的零配件通用互换性。东风7C型机车从1992年起以投入小批量生产。当前我国还有数百台东风型机车在运用，这些20世纪60、70年代生产的我国第一代内燃机车，普遍已经老化，大部分已接近报废。为了替代东风型机车，缓解某些铁路区段运输的急需，二七厂开发了东风7D型机车。该机车与原先的东风7型调车机车的区别在于车体采用了车厢式内走廊结构，单端司机室，动力装置采用了行程为275mm的12V240ZJ6A型柴油机，装车功率1840KW（2500马力）。1995年东风7D型机车样机配属机务段进行运用考核。为了与5000t级重载列车相配套，资阳内燃机车厂于1997年研制了东风12型重型调车机车，Co-Co，轴重2325t，装用16V240ZJB型柴油机，装车功率2430KW（3300马力）。我国铁路干线内燃机车装用240型柴油机及280型柴油机。240型柴油机已经形成了8缸、12缸、16缸组成的系列，16缸柴油机的结构已经由原设计的A型发展为B型，C型，D型及E型。16缸机的装车功率以由2430KW（3300马力）增至2650KW（3600马力），2940KW（4000马力），3310KW（4500马力）。大连厂与英国里卡多（Ricardo）工程咨询公司合作开发的16V240ZJE型柴油机已于1995年9月通过了长达1000小时的耐久试验。与16V240ZJD型柴油机相比，在燃油消耗率保持在207g/kWh不变的情况下，装车功率可由D型的2940KW（3000马力）增为3310KW（4500马力）。试验结果表明，16V240ZJE型柴油机的主要技术性能指标已经达到20世纪90年代世界先进水平。该柴油机所采用的一些先进技术，也可用于现有的柴油机，从而可望大大提高现有柴油机的可靠性，耐久性和经济性。为了适应铁路运输“重载，提速”的需要，研制改进功率较大的280型柴油机就显得很有必要了。16V280ZJ型柴油机用于东风8型机车的装车功率为3310KW（4500马力），用于东风9和东风11型机车上的16V240ZJA型柴油机的装车功率为3610KW（4910马力），用于东风8B型机车上的装车功率为3680KW（5000马力）。16V280ZJA型柴油机的超负荷功率为4250KW。准备与国外合作改进280型柴油机的项目是：将16V280ZJ型柴油机的标定功率提高到4410KW（6000马力），超负荷功率达到4850KW（6600马力），转数仍保持1000r/min。我国内燃机车的生产开发，应适应铁路运输“重载、提速”的要求，提供高质量的适用机车，同时引进必要技术，提高机车水平，开发新一代内燃机车。具体目标应着重下列方面：（1）大力提高当前批量生产的第二代机车（如东风4型机车系列、东风7型系列和东风8型机车）的质量及生产能力。（2） 进一步完善和开发标定功率36804410kW（50006000马力）大功率柴油机，以适应开发新型内燃机的需要。（3）加速形成第三代机车（如东风6、东风4D、东风8B、和东风11型机车）的批量生产能力。（4） 开发新的重型调车机车。（5） 进一步提高内燃机车运用的可靠性和经济性。（6） 开发和推广内燃机车微机控制和故障诊断技术，实现系统化。（7）加强内燃机车交流传动技术的研究，引进国外技术，尽快研制交流传动内燃机车。（8） 研制装用径向转向架的内燃机车。车载微机控制及故障诊断、交流传动，径向转向架、柴油机电子燃油喷射装置，这四项技术是当代新一代内燃机车的标志。在这方面我国内燃机车水平与世界水平还存在着较大的差距，要尽快地在不太长的时间内，使我国的内燃机车水平达到世界先进水平。第2章 机油系统主要部件的构造2.1 机油泵及泵传动装置 齿轮油泵的一般工作原理主机油泵、启动机油泵及辅助机油泵等均为齿轮油泵。齿轮油泵结构简单、工作可靠、供油均匀，齿轮油泵工作原理如2.1所示。在齿轮油泵泵体内有两个相互啮合的齿轮，主动齿轮带动从动齿轮，两者转向相反，转动着的齿轮不断将一侧油腔中的机油沿箭头的路线带走，于是不断地造成该油腔瞬时局部真空，使机油从外面不断地补充进来，故这一侧油腔被称为吸油腔。在油腔另一侧，由于两轮不断送来机油使该油腔内压力升高，机油则不断地压送到输油管中，故此腔被称为压油腔。图2.1齿轮油泵工作原理1 主动齿轮；2吸油腔；3从动齿轮；4卸压槽；5压油腔封闭在两啮合齿轮A处的机油由于容积缩小而受挤压，产生很大的反压力作用在齿轮轴上，使轴承加剧磨损及影响油泵的正常工作。为避免此种现象，在油泵轴承座板上铣出缷压槽，受挤压的机油沿此槽进入压油腔。齿轮泵的供油量和齿轮直径、齿宽、转速、齿轮与泵体的径向及轴向间隙大小等有关。齿轮各部分的间隙对齿轮泵工作影响较大。间隙过大，则机油泄露严重，泵油压力及泵油量降低，甚至不能供油；反之，间隙过小，则油泵也不能正常工作。2.1.2 主机油泵主机油泵安装在泵支承箱的下方，由曲轴通过泵传动装置驱动。主机油泵为人字齿轮泵，其从动人字齿轮不与主动人字齿轮直接啮合，而是由同步齿轮对带动从动齿轮轴。人字齿轮可以使轴承不承受轴向力，并避免因轮齿磨损间隙增大引起供油量的波动。图2.2主机油泵外观1 泵体；2主动人字齿轮；3从动人字齿轮；4外轴承座板；5泵盖；6从动同步齿轮；7主动同步齿轮；8内轴承座板；9调压阀；10调压阀内、外弹簧；11调压阀体 主机油泵如图2.2、图2.3所示，由泵体、驱动齿轮、主动人字齿轮、从动人字齿轮、主动同步齿轮、从动同步齿轮、主动轴、从动轴、滚动轴承、轴承座板、调压阀及体、调压阀弹簧、压紧螺母和泵盖等组成。图2.3主机油泵1 驱动齿轮；2开口销；3调压阀体；4压紧螺母；5调压阀外弹簧；6调压阀内弹簧；7调压阀；8轴承内座板；9丝线或电话纸；10主动人字齿轮组件；11泵体；12轴承外座板；13主动同步齿轮；14压板；15泵盖；16从动同步齿轮；17齿轮套；18从动人字齿轮组件；19定位销；20滚动轴承；21回油孔驱动齿轮装于主动轴的一端，借键与主动轴相连，它与泵传动装置中连接齿套相啮合。在主、从动轴中部各对称地安装着一对尺寸相同、螺旋方向相反的斜齿轮，每个斜齿轮由销与轴铆合固接，由此构成人字形齿轮组件。斜齿轮由45钢制成，齿轮外径为120mm，断面模数为9.75mm、法向模数为9.5mm，齿数为10，螺旋角为13010。主动轴和从动轴支承在单列向心短圆柱滚柱轴承上，轴承外圈安装在铸铁制成的轴承座板上。在主动轴后端借键装有主动同步齿轮。在从动轴后端借键装有齿轮套，由4个定位销与从动同步齿轮相连接。同步齿轮为直齿圆柱齿轮，由20Cr钢制成，齿面渗碳，渗碳层深度为0.81.2mm，硬度为HRC58。同步齿轮的模数为3.25mm，齿数为30。同步齿轮由压板和螺钉压紧在轴的后端。泵体由铸铁制成，其内腔为人字齿轮对工作腔，左侧铸有进油口法兰，右侧铸有出油口法兰，在出油道内设有调压阀安装座。泵体及轴承外座板的下方钻有回油孔，从轴承流经泵盖的机油可通过此回油孔掉落到油底壳。内、外轴承座板用螺栓与泵体断面相压紧，两面之间用密封胶及电话纸（或丝线）密封，并借以调整人字齿轮与轴承座板之间的端面间隙，两端面间隙之和应为0.2510.338mm。在内、外轴承座板与泵体接触的一侧均铣有卸压槽，开有供轴承润滑的油沟。通过选配人字齿轮以保持齿泵与泵体内壁之间的径向间隙为0.200.25mm。人字齿轮对的齿侧总间隙为0.570.72mm，与主动轴旋转逆向一侧的齿侧间隙为0.050.25mm。同步齿轮对的齿隙为0.030.15mm，轮齿啮合面积在齿高上不少于65%，在齿长上不少于70%。调压阀（又称限压阀或安全阀）以螺栓紧固在泵体内侧的出油道上，它由调压阀体、调压阀、调压阀弹簧和压紧螺母等组成。调压阀体内装有直径为60mm的杯形调压阀，阀与阀体为锥面环形接触，接触面宽不小于0.5mm，调压阀底面和油泵出油道相通，调压阀体壁面设有通曲轴箱的铸孔，铸孔由调压阀杯体遮盖，当调压阀被顶起一定距离时才开通铸孔。调压阀杯体凹面上压着调压弹簧，用压紧螺母来调整弹簧的预紧力，以控制主机油泵的输出油压。调压阀的开启油压控制在539559kPa。柴油机最高转速时，主机油泵的输油压力为490539kPa.输油压力过低，则影响柴油机零部件的工作；输油压力过高，则易使主机油泵传动轴折断，滤清器损坏，还引起漏油。装配好的主机油泵应在实验台上进行磨合、密封性能和工作性能试验。在进行工作性能试验时，机油温度为7080，主机油泵转速规定为1510r/min，出口油压为539kPa，输油真空度为33kPa的条件下，供油量不低于95m/h。2.1.3 泵传动装置主机油泵由曲轴通过泵传动装置来驱动（图2.4）。图2.4泵传动装置1调整垫；2支座；3定位销；4连接齿套；5挡盘；6压紧法兰；7间隔套筒；8泵传动轴；9滚动轴承；10螺母；11垫圈；12泵传动从动齿轮；13泵传动主动齿轮泵传动主动齿轮用键并以一定过盈量套装在减振器体轮毂的外圆面上，套装前该齿轮先在油中加热到150。泵传动主动齿轮的左右两侧分别与高低温水泵传动齿轮啮合；下方与泵传动从动齿轮啮合，由此驱动主机油泵。传动齿轮皆由42CrMo钢制成，齿轮的法面模数为3.75mm，端面模数为4.25mm，螺旋角为28421，泵传动主动齿轮的螺旋方向为右旋，泵传动从动齿轮为左旋，齿数分别为80和59，齿轮传动比为1.356，当柴油机曲轴转速为1000r/min时，主机油泵传动从动齿轮的转速为1356r/min。为提高齿轮的工作耐久性，轮齿表面进行氮化，氮化层深度为0.30.5mm,齿面硬度为5060HRC。泵传动从动齿轮由键并以一定过盈量安装在传动轴的一端。传动轴中部由滚动轴承支承，安装在支座内，轴的另一端铣出连体连接齿，通过连接齿套使传动轴与主机油泵主动轴相接，使两轴之间允许一定量的轴向错位及微量的不同轴度。由于两轴之间的不同轴度会使连接齿套在转动中产生轴向窜动，因此在连接齿套的两端与滚动轴承之间设置挡圈，以防止连接齿套窜动时与轴承端面产生摩擦。传动轴与连接齿套用42CrMo钢制成，连接齿轮的模数为2.5mm，齿数为26。在传动轴的连接齿上开有两个缺口槽，并在连接齿套外圆面上钻有油孔，机油可进入连接齿套内润滑。旧式的传动轴支座由4个螺栓和2个圆锥销固定在泵支承箱内，后改为支座与泵支承箱同铸一体。泵传动主动齿轮与从动齿轮的侧隙为0.20.4mm。 启动机油泵和辅助机油泵启动机油泵安装在动力室内，由4.2Kw的直流电动机驱动，油泵与电机之间以齿形联轴节相连。启动机油泵由泵体，泵盖，主、从动齿轮轴，轴承衬套，油封及紧固件等组成。铸铁的泵体和泵盖分别压入2个衬套作轴承，衬套为铸造青铜，借定位螺钉固定。泵体的两侧设进、出油口。泵盖用螺栓和定位销固定在泵体上。在泵体及泵盖上开有卸压油沟，油泵内的机油可以通过此油沟润滑衬套。齿轮端部和泵体及泵盖间总间隙为0.100.175mm，齿轮与泵体间径向间隙为0.130.205mm，轴和衬套间隙为0.060.09mm。主动轴伸出端处设有油封座，油封座用螺栓固定在泵体上，座内装有油封和弹簧，以防止主动轴伸出端漏油。其他轴端都有端盖压紧。启动机油泵组装后在实验台上进行实验：当油温为7080、吸入真空度为26.6kPa、油压为245kPa,转速为2200r/min，泵的供油量不少于12m/h。辅助机油泵的结构与燃油泵的相同，由0.6kW的直流电动机驱动，当转速为1450r/min、油温为7080、吸入真空度为26.6kPa、油压为343kPa时，供油量不少于27L/min。2.2 机油滤清器机油滤清器有粗滤和精滤两种。粗滤器的滤芯有网式、刮片缝隙式和绕线式等类型，它们的滤精细度较低，只能滤去0.050.1mm以上的杂质，但流通阻力较小，机油流量较大，因此可串联在柴油机主工作循环油路中。精滤器的滤芯有离心式、锯末、微孔滤纸及金属粉末烧结滤芯等类型，可滤去0.0050.03mm以上的杂质及部分胶状物质，其流通阻力较大，机油流量小。离心式精滤器只于主工作循环油路并联，精滤后的机油直接流回油底壳。 机油粗滤器东风4B型机车的机油滤清器安装在机车冷却室的左侧。在1991年前采用的是绕线缝隙式和铜网滤芯复合的机油粗滤器，其后则全部换成化纤毡机油滤清器，但仍沿用原来的滤清器体和缝隙滤芯的部分零件。缝隙铜网式机油粗滤器主要由滤清器体、滤芯组、旁通阀及下盖等组成（如图2.5）图2.5机油粗滤器1 进油管；2滤清器体；3滤芯组；4密封圈；5密封垫；6上法兰；7中间法兰；8软管；9旁通阀；10下法兰；11下盖法兰；12下盖化纤毡机油滤清器结构如图2.6所示。以下介绍皆以该种滤清器为例。图2.6化纤毡机油滤清器1、7O形密封圈；2下盖；3体；4芯轴；5滤芯；6压芯盖；8盖9、10、11紧固件 滤清器体及下盖滤清器体由3个圆筒、上下法兰及中间法兰等焊接而成，中间法兰将体分为上下两腔。当滤芯组装入体内后，构成滤前和滤后油腔，滤前油腔（下腔）与进油道相通，滤后油腔（上腔）与出油道相通，为防止过滤时机油“短路”在中间法兰与滤芯组之间的接触面处采用橡胶圈密封。在滤清器上设有进、出口油压表接头，油压表安装在动力室侧壁仪表盘上。下盖采用钢板焊接并用螺栓紧固与体底面，两者之间采用石棉橡胶垫密封。下盖两端还焊有2个机油管接头，接通离心式机油滤清器和排油油路。 滤芯组化纤毡滤芯是用一定线径、一定长度的化纤加工成一定厚度并有一定比重的毡状物体，经过特定的处理后制成一定形状的滤芯。用耐机油的黏结剂将内、外筒及端盖和滤芯牢固地连接在一起。机油以一定的压力进入滤清器下腔后，在通过化纤毡滤芯时得到滤清，滤清后的机油从内筒流向上腔，然后由出油口送出。化纤毡滤芯在性能上有如下优点：过滤精度可达15m,不仅满足了大功率高增压柴油机的要求，而且可以提高柴油机的耐久性、可靠性，为延长内燃机车大修里程奠定了基础；过滤的阻力小，在柴油机工作范围内阻力变化甚微，这对保持柴油机机油压力稳定，保证可靠的润滑是十分有利的；由于兼有表面过滤和深式过滤的优点，化纤毡滤芯纳污能力强，寿命长，可使用很长时间而不用更换。化纤滤芯除性能优点外，还具有结构简单、重量轻、生产成本及运用费用低等优点。 旁通阀为了防止在滤芯堵塞时柴油机得不到充足的机油，因此在上下腔间装有联通管和旁通阀。旁通阀由铸铁体、铜阀、弹簧及堵等组成（图2.7所示）。当阀的上下方（进、出油腔）油压差大于245265kPa时，阀被下方的机油顶开，机油便不流经滤芯而直接进入柴油机的主机油道。这虽然对柴油机的润滑不利，但这是机油系统中必要的应急措施。图2.7旁通阀1 阀体；2盖；3垫片；4堵；5弹簧；6阀机油滤清器在机油温度为8090时，当流量为95m/h下，其阻力小于或等于20kPa。当其阻力等于或超过100kPa时，应更换滤芯。 离心式机油精滤器离心式机油精滤器安装在泵支承箱的右侧。从主机油道处分流进入精滤器，允许机油的流动阻力较大，这样可以达到较高的滤清细度。由于机油流经精滤器后压力损失较大，不宜再入主机油道，故只能返回曲轴箱。采用机油分流滤清的主要目的是为了不断更新机油，以逐步改善进入主油道的机油质量。1构造为保证一定的滤清油量，离心式精滤器采用2个并联的滤清组，并列地安装在同一支架上。离心式精滤器由转子、转子轴、上下轴承衬套、喷嘴、衬纸、滤清器外体、外盖等组成（图2.8）。图2.8离心式机油精滤器1转子；2转子盖；3转子轴；4集油管；5外盖；6压紧螺母；7上轴承衬套；8玻璃观察孔盖；9半圆键；10固定片；11衬纸；12外体；13密封圈；14垫片；15下轴承衬套；16进油管；17轴承座；18喷嘴 转子转子由转子体、转子轴、转子盖、机油管及衬纸等组成。转子的内径为160mm。为了减轻转子的运动质量，以便于在启动时加速转动，转子体和盖采用铸铝材质。转子盖装在转子体的支承凸肩上，借转子轴上的螺母压紧。转子体和盖的内壁上贴有衬纸，衬纸的粗糙表面使杂质微粒易于黏附，并在转子低转速时也不会落入机油中。集油管的下端插装在转子体的喷嘴座内，上端用弹簧固定片和转子轴联系，起定位和减振的作用。为了提高机油的滤清细度，集油管倾斜5靠向转子轴，使其进油口离转子内壁稍远而喷油口离中心较远，以减少杂质微粒混入上部集油管口，同时又可得到较大的旋转力矩。2个喷嘴借螺纹固定在转子体的喷嘴座上。喷嘴对称于转子轴线，且沿水平方向布置，2个喷口的方向相反。喷嘴的喷孔直径为3.5mm，2个喷孔相距102mm。喷孔的大小对喷油速度及推力有较大影响，为避免2个喷嘴的推力不同而造成附加的振动和磨损以及转子转速的过高或过低，应注意两尺寸和圆度的不变化。转子体与转子盖通过半圆键传动转子轴，轴与转子体盖同速旋转，转子轴下部呈空心管状，空心管部有3个径向孔，该孔道使进油管和转子内互通，这使机油在进入转子后有一定的回转速度，因而可以减少机油涡流，有利于提高机油的滤器效果。转子轴两轴颈安装在滤清器外体和外盖的轴承衬套内，轴颈进行淬火，硬度为5055HRC。转子轴上方管部钻有小孔为引至上轴承的油道。为防转子本身质量不平衡引起强烈振动，对转配好的转子必须进行动平衡试验，其不平衡力矩不超过4.9104N*m。在拆装时须严格按零件记号对号装配，以免破坏原来的平衡。 外体和外盖外体和外盖之间用螺栓连接并加有石棉垫。在外体的下部焊有出油口连接法兰；内部焊有转子轴承座和进油管。在外盖上有转子轴承座和检查孔盖。上下轴承衬套由铸造锡青铜制成，分别压装在外盖和外体内。为使转子在工作时处于悬浮状态，以尽量减少转动阻力，故使下轴承衬套的内径大于上轴承衬套的内径。转子轴颈与上下轴承衬套的配合间隙为0.040.093mm。 滤清原理利用机油和杂质的比重不同，在高速旋转时产生离心分离作用将杂质分离出来，这种分离作用是通过高速回转的转子实现的。 在柴油机运转时，主机油泵供给离心式精滤器一部分具有机油压力的机油，从进油管经过转子轴下方的3个径向孔进入转子，自下而上地到达转子上部进入集油管内，并在管内自上而下地经2个喷油嘴以相反的方向高速喷出。由于转子受喷油流反作用力的推动高速转动，转子内的机油也因此随之高速旋转，使机油中杂质被甩出，并黏附在转子内壁的衬纸上。转子芯部净化的机油，则不断地进入集油管并通过喷嘴喷出，然后从回油道流进油底壳。离心式精滤器的工作能力（即滤清细度和滤清油量）与转子的转速、喷孔直径、喷嘴距离、供油压力、温度以及黏附条件等因素有关，并具有容污量大、清洗周期长和清洗方法简单等特点，其清洗里程为10 00015 000km。东风4B型机车上的离心式精滤器在油温80、进油压力为637.4kPa时，转子的转速大于5 000r/min，每个滤清油量不少于35L/min。 增压器机油滤清器涡轮增压器的转子在高转速下工作，转子轴颈与三油楔轴承的配合间隙较小，要求机油更好地滤清。由于增压器与柴油机使用同一机油管系，因而在机油进入增压器前再通过机油精滤器，使机油进一步的得到滤清。机油滤清器由焊有进油接头座的筒体、出油盖、滤芯及芯杆等组成（图2.9）。图2.9 增压器机油精滤器1 接头座；2芯杆；3圆筒；4滤芯；5法兰；6橡胶石棉垫；7盖；8支承网；9内环；10中间支承；11滤网；12外包圈滤芯由20个盘形滤芯组成。两滤芯之间设有薄钢垫圈，芯杆为一空心的长螺杆，杆身上铣出连通内外的扁圆形孔，借螺母将盘形滤芯及垫圈压紧在滤清器盖的接头座内。从主油道引出的机油计入增压器机油精滤器，经铜丝滤网滤清后，通过芯杆内孔后由出油口经管路送入增压器。当油温为（805），油压为294343kPa，流量为45L/min时，进出口油压降不得大于19.6kPa。增压器机油精滤器清洗里程为10 00015 000km。2.3 机油热交换器柴油机运转时有6.3%8.25%的热量被机油带走，因而机油温度不断上升，如不及时冷却，则机油黏附将迅速下降，机油容易氧化变质，油膜减薄，零部件摩擦磨损增大，所以采用热交换器使机油降温，在冬季还可以对机油进行预热。东风4B型机车上有2个构造相同的热交换器安装在机车冷却室内右侧，2个热交换器的水管采用串联连接，而机油管路采用并联连接。热交换器为密排水管换热式机油冷却器，冷却水在管内流动，机油在管外流动，通过管壁进行热交换，冷却水由柴油机低温水系统提供。热交换器主要由进水盖、出水盖、胴体活动管板、固定管板、大隔板、小隔板、铜管及密封圈等组成（图2.10）。热交换器通体两端焊有法兰，分别与进、出水盖相紧固在酮体侧壁上焊有进、出油口，上方设有放气阀。进、出水盖上分别焊有进、出水口，放水阀接头及检查堵。胴体底部设有放油管及放油阀。热交换器的芯部装有呈三角形排列的868根铜管，其直径为8mm，壁厚为0.75mm，长度为1 150mm，管中心距为10mm。铜管端部经扩口后锡焊在两端管板上。与进水盖固定的胴体管板称为固定管板。装在出水盖胴体内孔中的管板可以自由伸缩，称为活动管板，以补偿胴体和管组受热后不同的膨胀量。在两管板之间布置有7块隔板，其中4块隔板为大隔板（中部有通孔），3块为小隔板（边缘留有通道），大小隔板间隔布置。隔板作为管组的中间支撑，并造成机油的迂回运动，用以控制机油的流速，增加热交换器的传热系数。为防止热交换器内油水互窜，在活动管板外圆两道O形橡胶密封圈中间装有压环，一旦密封圈失效，油或水即可从压环上24个径向孔流出，以及时发现和采取措施。图2.10 机油热交换器1 出水盖；2活动管板；3冷却管板；4胴体；5大隔板；6小隔板；7固定管板；8、12O形密封圈；9进水盖；10隔条；11压环第3章 DF4B机油系统的工作原理3.1 机油系统的作用机油运转时，一些零部件之间发生相对运动，如轴颈在轴瓦中转动，活塞环对缸壁的滑动等，使相对运动的零件表面产生摩擦和磨损。为了保证柴油机各运动零部件可靠的运转，延长使用寿命，必须使其在工作时具有良好的润滑条件，因而设置机油系统 。机油系统的任务是把清洁的、具有一定压力和适当温度范围的机油运输到各摩擦面，并使之循环使用。为了满足上述要求，机油系统设置了一下几部分：为维持机油合适的工作温度设置机油冷却装置；（通常还兼顾冬季预热）；为了不断地清楚机油中的杂质而设置滤清装置；采用机油泵保证一定的供油压力和供油量。柴油机的机油系统起着减轻摩擦、冷却散热、清洗、密封以及诸如缓冲、防锈、防腐、减轻杂质等重要作用3.2 机油系统的组成16V240ZJ型柴油机采用混合润滑方式的湿式曲轴箱机油系统。机油系统包括装在柴油机上的和装在机车上的两部分。一般内燃机车装在柴油机上的有主机油泵、机油离心式精滤器等；装在机车上的有机油热交换器、机油粗滤器、启动机油泵、辅助机油泵及相应的管道等。3.3 工作原理机油系统按照机油循环顺序，由柴油机油底壳、主机油泵、机油热交换器、机油滤清器、柴油机内部各润滑和冷却处所设机油离心精滤器、阀、管路等组成。为了保证柴油机润滑，设有油压继电器，当柴油机主机油道末端油压降到一定值后，油压继电器动作，使柴油机进行自动卸载或停机。机油系统分为机内油路及机外油路。机内油路如下：柴油机工作时，曲轴带动主机要泵从油底壳底部抽吸机油，泵出一定压力的，机油流经热交换器后分成两路：一路经机油粗滤器到柴油机总进油道；另一路约以13%的机油流量送到机油离心式精滤器，经精虑后单独回流入柴油机油底壳。机油在总进油道处又分三条支路：第一条支路进入机体V型夹角的主机油道；第二条支路穿过机体第一垂直板用油管引到左右凸轮轴第一凸轮轴座；第三条支路穿过机体侧顶板用油管引到左右两列气缸盖摇臂轴箱、前涡轮增压器及油压继电器；第四条支路供柴油机前端各传动齿轮、水泵轴承和调控传动箱内润滑。进入第一条之路的流量较多，机油在此区并列地进入九挡主轴承座润滑，除了轴瓦两侧局部外泄外，通过主轴颈上进油孔进入曲轴内部油腔、连杆轴瓦、连杆小头衬套及活塞内顶面喷射冷却、活塞销、活塞销座及活塞内油道。主机油道末端还有油管接到两列气缸盖摇臂轴箱、后增压器及后部的油压继电器。由第一凸轮轴承座通过轴中心油道输送到各挡凸轮轴瓦及喷油泵挺柱。所有在各处冷却及润滑后的机油均回落入油底壳。（图3.1）图3.1 DF4B型机车机油系统流程DF4B型机车柴油机外循环油路由启动、预热及工作主循环等油路组成（图3.2）。图3.2 东风4B机车的机油系统1机油粗滤器；2机油热交换器；3热交换器水管；4主循环管路；5启动机油泵电机；6上（排）油管路；7机油精滤器管路 柴油机启动油路柴油机启动前，由于主机油泵尚未运转，为避免启动时运动机件干摩擦，在机车上设有启动机油泵。柴油机启动时，由电动机单独拖动的启动机油泵从油底壳右前侧油管中抽吸机油，加压后经逆止阀进入工作主循环油路，柴油机主循环的油路为：柴油机油底壳启动机油泵逆止阀机油热交换器机油粗滤器柴油机机内油路柴油机油底壳。当完成准备工作按下柴油机启动按钮后，启动机油泵首先开始工作，经4560S延时后曲轴开始转动。这时所有管路、油道和摩擦面都充满机油，待机油压力达到90118kPa时，可松开启动按钮，柴油机启动完成。 机油预热油路在冬季柴油机启动前或停机需保温时，可通过辅助机油泵从油底壳左前侧吸油管抽吸机油，经逆止阀进入机油热交换器，从预热锅炉来的热水在热交换器内与冷的机油进行热交换，然后再送至总进油道进入柴油机内循环预热。机油预热油路的流程为：柴油机油底壳辅助机油泵逆止阀机油热交换器机油粗滤器柴油机机内油路柴油机油底壳。 柴油机主循环油路 柴油机启动后，启动机油泵停止工作，由柴油机曲轴驱动的主机油泵投入工作。柴油机主循环油路的流程为：柴油机油底壳主机油泵机油热交换器机油粗滤器柴油机机内油路柴油机油底壳。在主机油泵出口处的弯管上设有机油压力及温度传感器。在机油粗滤器后的管路上设有机油温度表接头。 加油及排油的管路在机车车架两侧均设有油管，通过油底壳放油口，由截止阀控制，供柴油机加油或排油之用。油底壳的油位应保持在油尺两刻线之间。少量补油可从柴油机左右侧的曲轴箱加油口处补充，但须注意过滤。柴油机需要少量补油的原因如下：1机油通过活塞环的泵油作用或从气门导管等处窜入燃烧室被烧掉；2机油通过增压器泄入气道内被带走；3机油在曲轴箱内雾化、 蒸发、并通过曲轴箱油封及检查孔盖等外泄出机外；4由于机外管道或橡胶管破裂而泄露。所以16V240ZJB型柴油机日常要少量补油，其机油消耗率不超过3.4g/(kW*h).3.4 机油系统中的安全保护设施在机车架修、大修或其他需要时，为了彻底排净管道内的机油，在机油粗滤器前、后设有辅助回油管，机油热交换器前也设有回油管，由截止阀控制。当需要向油底壳回油时，将截止阀打开即可利用重力回油。在柴油机运转时，上述管路上的截止阀都必须关闭。16V240ZJB型柴油机输出端的机油管路如图，B型和A型机车上机油系统的区别，主要是启动机油泵与机油粗滤器交换了位置，解决了因柴油机自由端的强烈高频振动而使机油粗滤器箱体及管路开焊等故障。图3.3机车输出端机油管路1支架；2后右气缸盖进油管；3摇臂润滑油管；4后增压器排气管；5空气稳压箱排污塞门；6后左气缸盖进油管；7后进油总管；8油压继电器进油胶管；9后增压器排油管；10挺柱润滑油管为防止机油压力过高而损坏滤清器，引起窜油泄漏，在主机油泵油路中设置调压阀（限压阀）。为防止在柴油机正常工作时机油从其他管路回流，造成供油压力波动，在启动机油泵和辅助机油泵的输油管路上装设逆止阀。当增压器进油管