高 旭 東

(西山煤電(集團(tuán))有限責(zé)任公司鐵路公司，山西 太原 030000)

1 概述

DF4D(東風(fēng)4D)型機(jī)車是在我國鐵路系統(tǒng)中被廣泛運(yùn)用的一款內(nèi)燃機(jī)車，其誕生自1996年，原型是大連機(jī)車廠于20世紀(jì)60年代設(shè)計(jì)的東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車。該款機(jī)車自誕生以來，就一直用于客運(yùn)和貨運(yùn)服務(wù)。其采用的16V240ZJD發(fā)動(dòng)機(jī)中的聯(lián)合調(diào)節(jié)器及其功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)能為該款機(jī)車提供穩(wěn)定而又高速的運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 聯(lián)合調(diào)節(jié)器功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)

2.1 聯(lián)合調(diào)節(jié)器

聯(lián)合調(diào)節(jié)器是內(nèi)燃機(jī)車中的一個(gè)重要組成部件，能在機(jī)車司機(jī)需要調(diào)節(jié)車輛牽引功率時(shí)，對(duì)內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的燃油噴射量加以改變，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)車功率的加大或減少。其具體功能如下：

1)保證柴油機(jī)的啟動(dòng)和停止。當(dāng)機(jī)車的柴油機(jī)要啟動(dòng)時(shí)，需要靠聯(lián)合調(diào)節(jié)器噴射燃油；同理，當(dāng)需要柴油機(jī)關(guān)閉時(shí)，也要借由聯(lián)合調(diào)節(jié)器的功用，停止對(duì)柴油機(jī)燃油的供應(yīng)，從而達(dá)到停止柴油機(jī)的目的。

2)隨著機(jī)車司機(jī)控制手柄位置的改變來調(diào)節(jié)燃油供應(yīng)量，從而達(dá)到調(diào)節(jié)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。司機(jī)通過聯(lián)合調(diào)節(jié)器可以改變柴油機(jī)的燃油供應(yīng)量，當(dāng)燃油供應(yīng)加大時(shí)，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速加快，功率加大；當(dāng)司機(jī)減少聯(lián)合調(diào)節(jié)器開口，降低供油量，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速隨之降低。在這里，聯(lián)合調(diào)節(jié)器所起的作用類似汽車油門。

3)當(dāng)柴油機(jī)的負(fù)載因?yàn)檩d貨量發(fā)生變化時(shí)，聯(lián)合調(diào)節(jié)器能自動(dòng)調(diào)節(jié)噴油泵的供應(yīng)量，使柴油機(jī)能保持恒定轉(zhuǎn)速。這一點(diǎn)很好理解，在這里聯(lián)合調(diào)節(jié)器所起到的作用就是恒定柴油機(jī)功率，避免因?yàn)樨?fù)載的變化引起機(jī)車故障。

4)通過其功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)車的輸出恒功率。聯(lián)合調(diào)節(jié)器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以使機(jī)車輸出功率保持恒定，從而保障機(jī)車運(yùn)行中的穩(wěn)定性和可靠性。本文所需要探究的也正是對(duì)DF4D型機(jī)車中聯(lián)合調(diào)節(jié)器功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改進(jìn)。

2.2 聯(lián)合調(diào)節(jié)器功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用和調(diào)節(jié)過程

聯(lián)合調(diào)節(jié)器中的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用是在不改變柴油機(jī)轉(zhuǎn)速以及其供油量的條件下，通過調(diào)節(jié)測速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的大小，以改變牽引發(fā)電機(jī)的輸出功率，從而使柴油機(jī)功率輸出恒定。在實(shí)際的機(jī)車運(yùn)行操作中，主手柄位置保持在原部位不發(fā)生改變，則柴油機(jī)負(fù)荷減少時(shí)，其轉(zhuǎn)速將上升，動(dòng)力活塞會(huì)向下移動(dòng)，聯(lián)合杠桿帶動(dòng)功率滑閥下移，功率伺服器內(nèi)部電阻值減少，牽引發(fā)電機(jī)輸出功率增大，柴油機(jī)負(fù)荷增大。通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)及聯(lián)合杠桿的反饋?zhàn)饔?，柴油機(jī)負(fù)荷增大值恰好是調(diào)節(jié)前的減少值。因而柴油機(jī)供油量，轉(zhuǎn)速及功率均未發(fā)生變化，僅使?fàn)恳l(fā)電機(jī)輸出功率增大。柴油機(jī)負(fù)荷增大時(shí)，調(diào)節(jié)過程則與上述相反。

3 DF4D型機(jī)車聯(lián)合調(diào)節(jié)器功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)缺陷

圖1是DF4D型機(jī)車中聯(lián)合調(diào)節(jié)器功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在功率調(diào)節(jié)器進(jìn)行工作時(shí)，柴油機(jī)的供油量，其轉(zhuǎn)速還有其功率都不會(huì)因?yàn)檎{(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)發(fā)生變化。然而在實(shí)際工作中，DF4D型機(jī)車工作人員發(fā)現(xiàn)，該型號(hào)的所有機(jī)車在進(jìn)行功率調(diào)節(jié)時(shí)，其燃油供應(yīng)量出現(xiàn)了變化，與正常情況相比，DF4D型機(jī)車的柴油機(jī)，其內(nèi)高壓油泵的刻線都出現(xiàn)了偏大的情況。也就是說，功率調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)并不完全，其供油量在調(diào)節(jié)中未實(shí)現(xiàn)不發(fā)生改變的初衷，反而出現(xiàn)了供油量反常增多的問題。因此，需要對(duì)DF4D型機(jī)車聯(lián)合調(diào)節(jié)器功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，從而改善功率調(diào)劑系統(tǒng)缺陷，提高機(jī)車質(zhì)量。

4 對(duì)DF4D型機(jī)車聯(lián)合調(diào)節(jié)器功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改進(jìn)

根據(jù)上述聯(lián)合調(diào)節(jié)器功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖以及對(duì)聯(lián)合調(diào)節(jié)器功能以及對(duì)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用和調(diào)節(jié)過程的說明。可以推測出功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)中存在的缺陷主要位于聯(lián)合調(diào)節(jié)器油泵以及功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用頂桿，因此可以據(jù)此提出相應(yīng)的改進(jìn)方案。

4.1 提高高壓油泵質(zhì)量

從DF4D型機(jī)車中功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)表現(xiàn)出來的缺陷看，改進(jìn)聯(lián)合調(diào)節(jié)器中高壓油泵質(zhì)量是最根本的對(duì)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改進(jìn)。通過換用更好的油泵，能保障燃油機(jī)的供油量不會(huì)出現(xiàn)誤差，進(jìn)而在功率調(diào)節(jié)中不會(huì)增加耗油量，達(dá)到改進(jìn)目的。實(shí)際上，換用更好的高壓油泵這一改造出現(xiàn)在DF4D型機(jī)車的另一款改進(jìn)車型DF4DD中，在開發(fā)出HXN3B和HXN5B型機(jī)車之前，這一款由DF4D型機(jī)車改進(jìn)的機(jī)車有我國最先進(jìn)的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)。而之所以要將更換了油泵的DF4D型機(jī)車另命名，就在于對(duì)高壓油泵的改造既耗時(shí)又耗資。因此，對(duì)我國正在運(yùn)行的DF4D型機(jī)車功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改進(jìn)，通常采用另外的方式。

4.2 對(duì)作用頂桿的改進(jìn)

作用頂桿能增加高壓油泵中刻度線的調(diào)節(jié)廣度，因此，通過改進(jìn)作用頂桿的方式，同樣能夠?qū)β收{(diào)節(jié)系統(tǒng)中存在的缺陷加以改善，從而提高整款機(jī)車的運(yùn)行質(zhì)量。對(duì)作用頂桿的改進(jìn)通常是通過減少其長度達(dá)到目的。作用頂桿在減少長度后，可以提供更高的咬合度，使燃油的噴射更精確，調(diào)節(jié)時(shí)也不再容易出現(xiàn)燃油噴射不符合的狀況。

4.3 對(duì)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)聯(lián)合杠桿進(jìn)行改進(jìn)

不僅可以通過改變作用頂桿的長度來對(duì)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)加以改進(jìn)，還可以通過改變功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)杠桿比的方式進(jìn)行改進(jìn)。該改進(jìn)方案是在對(duì)DF4D型機(jī)車原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，增大其燃油刻度線的調(diào)整范圍而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)目的。也就是說，該改進(jìn)不會(huì)改變?cè)械恼{(diào)節(jié)模式，只是對(duì)原設(shè)計(jì)的一種優(yōu)化，因此相對(duì)而言，該改進(jìn)方式非常適合正在運(yùn)行中的機(jī)車，既能加強(qiáng)機(jī)車運(yùn)行中的穩(wěn)定性和可靠性，又不會(huì)增加改進(jìn)難度，可謂雙管齊下。

5 結(jié)語

對(duì)DF4D型機(jī)車功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改進(jìn)，最好的方式莫過于更換最新的油泵。然而改進(jìn)應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情形，量力而行，選擇最合理的方式。因此，在選擇對(duì)該款機(jī)車功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)改進(jìn)的方式時(shí)，應(yīng)當(dāng)循序漸進(jìn)，選擇最適合當(dāng)下鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)情形的方式。