柴油機飛車事故的發生會造成零部件嚴重的損壞,而且危及司機的人身平安,相關人員應高度重視。噴油量不變,對外做功減小,根據能量守恒定律,于是柴油機自身能量持續增加,是造成柴油機飛車根本原因。經過分析研究,提出通過加裝燃油截止電磁閥來保護柴油機,防止柴油機飛車事故的發生。
柴油機飛車現象
柴油機飛車是指柴油機失去控制,轉速飛升,大大逾越額定轉速,柴油機劇烈振動。判斷飛車的主要依據是柴油機工作時響聲的變化;隨著轉速的升高,柴油機發出的異常聲音越來越密,產生轟鳴聲,排氣管冒出大量黑煙或藍煙的故障現象。
柴油機飛車事故的嚴重后果
飛車現象都是突然發生的,在極短時間內便會造成零部件嚴重的損壞,而且危及司機的人身平安,相關人員應高度重視。目前國內運用的機械式噴油裝置柴油飛車事故時有發生,由于設計的局限和操作人員對柴油機異常超高速運轉的恐懼,在出現飛車跡象后通常不能及時采取措施,造成事故的擴大化,使柴油機零件大量被破壞,甚至整機報廢。
柴油機飛車的原因分析
柴油機發生飛車的原因在于外界負荷減小時,柴油機的噴油量(參與燃燒的油量)卻沒有相應的減少(增加,減少量不夠,通常是不變。),這也就是飛車是發生在回手柄時的原因。
這個機理反映在柴油機的執行機構上就是,聯合調節器已執行降功指令,而供油拉桿沒有相應的回位減少噴油量。造成供油拉桿不能回位的直接原因有:
(1)聯合調節器故障。現有機車超速保護是通過中間繼電器使DLS(聯合調節器部件)失電來控制供油拉桿回到停車位,所以容易出現在飛車時超速停車同時失效。
(2)供油拉桿回位受阻。即使聯合調節器狀態良好,也拉不動供油拉桿,使噴油泵無法減少噴油量,造成飛車。供油拉桿受阻一種是由于供油拉桿系統油潤不良,發生干摩擦,這主要是由于日常保養不到位造成;另一種是由于人為操作不到,造成供油卡制,如噴油泵供油齒條夾頭銷位置不當、工具等異物將拉桿卡住等。這也是飛車常發生在啟機后的性能試驗時的原因。現有超速、緊急停車保護最終都是通過控制供油拉桿使供油停止,因此供油拉桿卡滯,超速保護、緊急停車也將失效。
現機車柴油機飛車跡象時采取措施的局限性
根據前面的原理分析,操作者在發現機車有飛車跡象時,應從增加輸出功率和減少(截斷)燃油供給兩方面入手。根據柴油機結構及工作原理,理論上可采取以下措施:
4.1.盡可能提手柄加載。雖然操縱者可操作性強(在司機室就可實現),但運用中不宜采用。在運用中回手柄通常是在運行速度較高時(即將超速),如果在提手柄可能發生超速使監控卸載動作,瞬間輸出功降為零,使飛車后果更加嚴重化。
4.2.關閉燃油泵電機。雖然操作縱者可操作性強(在司機室就可實現),但仍能繼續供應,實現不了停機。噴油泵是柱塞式,在柱塞上下運動過程中本身具有吸引作用,如不能吸油將形成真空,即使燃油泵停止工作,燃油仍能向噴油泵供應。
4.3.關閉燃油截止閥,打開燃油排氣閥。雖然能取得實效,但由于燃油截止閥、排氣閥在動力室與司機室有一定距離,而且高速異常運轉且振動大的柴油機對人身構成危害,可操作性不強。
上述三種措施都存在一定的局限性,當遇到柴油機飛車跡象時,不能有效的對柴油機進行保護。
保護裝置的研究
如果柴油機上安裝一種裝置,這個裝置在檢測到柴油機有飛車跡象時自動截斷燃油供應,并且司機也能在司機室手動截斷燃油的供應,那么則能有效的防止飛車事故的發生。
將機車上現有的燃油截止閥改成由電磁閥控制,具體控制電路如下圖。電磁閥可通過超速繼電器8ZJ得電而吸合,從而截斷燃油的供應,即燃油的供給可通過檢測得到的超速信號斷開,從而實現柴油機的停機。同時如超速檢測及控制電路故障,司機發現有飛車跡象也可手動燃油泵電磁閥開關K,來關閉燃油截止閥,實現柴油機停機,從而有效的防止了柴油機飛車。
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