v1003型內燃機車柴油機敲缸故障的原因分析及其處理方法
一、機車概況及故障的出現：
雲南磷肥廠兩台自備機車均為原民主德國產v1003型內燃機車，這是一種由柴油機（本型機車為12kvd21a-3型柴油機）提供動力，經液力變換器把動力傳遞給機車動輪而進行工作的液力傳動調車機車。自2023年和2023年進廠以來，就一直擔負著我廠大宗原、材、燃料及各類產品的鐵路運輸工作。機車運用年代長，檢修及維護保養的手段、條件都比較落後，因此故障率越來越高。
2023年2月，我廠15411#機車出現柴油機敲缸現象，維持使用到3月份，柴油機的敲擊聲越來越大，故障日益明顯，如不及時進行排除，很可能擴大為裝置大事故，甚至可能導致柴油機整體報廢，就必然影響到我廠鐵路運輸工作的順利進行，影響工廠的經濟效益，制約工廠的發展。因此，15411#機車柴油機敲缸故障被確定為鐵路隊九七年技術攻關重點。
二、原因分析：
針對15411#機車敲缸故障，經過多次檢查，並反覆啟動柴油機進行試驗和比較，可以列出可能導致柴油機發生敲缸故障的各方面因素。如下因果圖（圖1）：
汽缸中有異物
燃油含雜質冷機啟動頻繁
柴油油量過大t': 'span', 'c': '進、排汽閥間隙不當', 'r': 'r_5'}] 維護保養差
長時間超負荷執行
圖1 v1003型機車柴油機敲缸故障因果圖
v1003型內燃機車柴油機敲缸故障的原因分析及其處理方法
上圖列出了可能會導致機車柴油機發生敲缸故障的幾乎全部因素，但是要進一步對故障進行處理，就必須排除次要因素，確定主要因素。從圖1中人、機、料、環、法五大因素分解可以看出，共有17個因素可能導致柴油機敲缸故障，根據我廠機車的使用年限長，機械零部件老化、磨損嚴重，檢修和維護保養條件差等實際情況。經過進一步分析，並對全部17個因素進行排查，結論是：
（1）檢修馬虎，責任心差；技術素質低；維護保養差；機車使用時間長，零部件老化。四個因素都客觀存在，但都是間接和次要因素，給予排除。（2）冷機啟動頻繁和長時間超負荷執行這兩個因素是機車《操作規程》所不允許的，根據機車的實際應用也可以排除。
（3）兩台機車用的同一批柴油，而15409#機車未發現異常，因此關於燃油的兩個因素被排除。（4）檢查消音器正常。（5）近期沒開啟過柴油機，因此汽缸中不可能有異物。
作如上分析和檢查之後，可以確定造成柴油機敲缸故障的主要原因是以下七項：
1）.燃油噴射壓力調整不當；
2）.進、排汽閥關閉不嚴；
3）.進、排汽閥間隙調節不當；
v1003型內燃機車柴油機敲缸故障的原因分析及其處理方法
4）.噴油提前角調整不當；
5）.噴油器損壞或嚴重結焦；
6）.連桿軸套、軸瓦磨損；
7）.柴油機連線件鬆動。
三、處理故障的對策：
從以上原因分析的結果來看，可能導致機車柴油機發生敲缸故障的七個主要因素中：1）.燃油噴射壓力調整不當；2）.
進排汽閥關閉不嚴；3）.進排汽閥開啟間隙調節不當；5）.噴油器損壞或嚴重結焦；7）.
柴油機連線件鬆動。這五個方面我們自己的力量和條件就可以處理。而4）.
噴油提前角調整不當；6）.連桿軸套、軸瓦磨損。這兩個方面由於我們沒有必須的檢修裝置和測量工具，所以是不能很全面的解決這兩個方面的問題的。
基於以上原因，提出解決問題的途徑和方案：
（一） 解決問題的途徑如圖2所示：
(接下頁)
v1003型內燃機車柴油機敲缸故障的原因分析及其處理方法
投資少、周期短、見效快
noyes
no投資多、周期長
圖2：處理敲缸故障路徑圖
v1003型內燃機車柴油機敲缸故障的原因分析及其處理方法
如上圖所示，解決問題的路徑有五條：
第一條：a b o；
第二條：a c o；
第三條：a d o；
第四條：a b c o；
第五條：a b c d o。
（二） 方案的確定：
本著為工廠節約資金，並盡可能地縮短故障處理週期的原則，擬定了三個方案：
第一方案：即走第一條途徑a b o。此為投資省，周期短的首選方案。如此方案解決不了問題，則進入第二方案。
第二方案：即走第四條途徑a b c o。如此方案解決不了問題，則進入第三方案。
第三方案：即走第一條途徑a b c d o。送v1003型機車定點大修廠（山東齊魯石化機械廠）進行大修處理。
v1003型內燃機車柴油機敲缸故障的原因分析及其處理方法
三、處理辦法：
方案確定以後，我們根據首選方案，於3月10日開始實施，對柴油機進行解體，邊解體邊檢查邊處理。重點針對自己有條件、有能力的五個主要原因進行了處理，並對另外兩個主要原因進行了檢查和簡單處理如下：
（一）、燃油噴射壓力調整不當；
噴油器損壞、嚴重結焦：
1. 把15411#機車柴油機整組共12只噴油器拆卸檢查，發現確實有部分噴油器嚴重結焦，一定程度上會影響燃油的霧化和噴射角度。因此對全組12只噴油器進行了徹底的除焦處理，並在柴油和煤油中清洗乾淨。
2. 隨後，在噴油咀壓力試驗台上對噴油咀的噴射狀態及開啟壓力進行了檢查、試驗。如表1：
（接下頁）
v1003型內燃機車柴油機敲缸故障的原因分析及其處理方法
表1：噴油咀試驗及調整記錄表
通過試驗發現問題並作如下處理：
1）.a3缸噴油咀噴油不對稱，開啟壓力低。無法調整，更換噴油咀。
2）.a4缸噴油咀噴油不對稱，開啟壓力稍高。無法調整，更換噴油咀。
v1003型內燃機車柴油機敲缸故障的原因分析及其處理方法
3）.a5缸噴油咀有油滴形成，開啟壓力偏低。調整後恢復正常。
4）.b1缸噴油咀出現斜噴，且開啟壓力過低，無法調整，更換噴油咀。
5）.b4缸噴油咀有油滴形成，開啟壓力稍低。調整後恢復正常。
6）其它各缸噴油咀噴射狀態正常，調整開啟壓力使之在標準規定的範圍之內。
（二）、進、排汽閥關閉不嚴密：
拆卸柴油機汽缸頭後卸下汽閥，檢查發現全部12缸的48只汽閥（每缸進、排汽閥各2只），均在不同程度上存在結焦、燒蝕等問題。故判定確實存在汽閥關閉不嚴密的現象。因此作如下處理：
1.使用汽閥座專用鉸刀對汽閥座進行修正，鉸去汽閥座上的結焦和燒蝕的痕跡；
2.全組48只汽閥用磨汽門機磨削處理；
v1003型內燃機車柴油機敲缸故障的原因分析及其處理方法
3.用細磨膏進行汽閥與閥座之間的嚴密性配合研磨，並在洗淨後加柴油進行嚴密性試驗直至合格。
作如上處理後，進、排汽閥關閉不嚴密的問題得到了解決。
（三）、汽缸頭連線件鬆動：
拆卸汽缸頭時，用扭矩扳手檢查缸頭螺母和搖臂座螺母，發現有少數螺母緊固量達不到規定的扭矩。因此，在安裝汽缸頭時，嚴格按規定的扭矩和順序緊固各連線件。具體包括：
1.按規定把汽缸頭螺栓扳緊至55公斤.公尺；
2.按規定的順序分10—25—40—45+5公斤.公尺四個步驟扳緊汽缸頭螺母；
3.按規定扳緊汽缸頭搖臂座緊固螺母至7.5公斤.公尺；
4.按規定扳緊噴油咀架橫擔螺母至7公斤.公尺；
5.按規定扳緊其它連線件。
（四）、進、排汽閥間隙調節不當：
拆卸汽缸頭前，對汽閥間隙作了一次全面檢查，發現有的汽閥間隙過小，只有0.25公釐；有的汽閥間隙又過大，達0.35 毫
v1003型內燃機車柴油機敲缸故障的原因分析及其處理方法
公尺。（均為冷車測量）。
v1003型機車柴油機的使用和保養規程規定：汽閥間隙應按保養計畫進行檢查調節。熱車時的汽閥間隙應為0.
25公釐；冷車時的汽閥間隙應為0.30公釐，根據我們自己的技術及裝置條件，汽閥間隙在冷車時調整較為準確。
因此我們按柴油機的點火順序，認真把每一汽閥的間隙調整至0.30公釐。並在調整完畢後按規定又作了一次嚴格檢查，確認全部48個汽閥的間隙均為0.30公釐。
（五）、對於連桿軸套、軸瓦磨損的問題，由於條件限制，只作如下簡單處理：
1、目視檢查各連桿及其軸套、軸瓦。未發現有異常現象，因此未作拆卸。
2、按規定用扭矩扳手檢查並扳緊連桿螺栓至40+2公斤.公尺。
四、處理效果：
到5月5日，以上重點專案以及其它的附屬檢修專案全部結束，進行試車，柴油機敲缸故障消失，達到了預期的目的。
v1003型內燃機車柴油機敲缸故障的原因分析及其處理方法
五、結論：
從上述的處理結果來看，導致本次15411#機車柴油機敲缸故障的原因確實如我們所分析的一樣，是由於上面所列的幾個主要原因的綜合影響，造成了柴油機出現嚴重的敲缸故障。
因此，為避免類似故障的再次發生，做好以下幾點是非常必要的：
1.嚴格按機車的檢修規程進行機車的大、中、小修，並嚴把檢修質量關；
2.機車的日常維護保養工作應該加強；
3.對機車各部件進行尺寸、壓力等方面的調整時，一定要按規程要求進行，不可隨便，不可馬虎。並必須進行複查。
六、經濟評價：
本次15411#機車敲缸故障經過我們自己的努力，除了更換4只噴油咀，基本上沒有更換零、配件。因此本次故障處理的費用支出可以說為0。
而如果送大修廠進行大修處理的話，光電單車大修費就是68萬元，再加上托運費、押運人員的出差費等，費用超出70萬
v1003型內燃機車柴油機敲缸故障的原因分析及其處理方法
元。因此，本次排除故障為工廠節約資金70多萬元。
1.《v1003型內燃機車柴油機使用說明書》 （進口機車驗收小組翻譯 2023年12月）
型內燃機車大修規程（試行） （齊魯石化公司機械廠 2023年7月）
柴油機敲缸
敲缸 顧名思義就是柴油機在工作時,氣缸發出了與正常聲音不一致的聲響。由於產生敲缸的原因比較複雜，有機械原因 機械敲缸 也有燃燒原因 油敲缸 而且從這兩個大方面又可以分解成各自的具體原因，由此造成的後果也是不同的。如因活塞與氣缸套間隙過大，以及燃燒方面的原因引起的敲缸，均會使未完全燃燒或沒燃燒過的燃油...
柴油機常見故障原因分析
作者 沈立欣 農機使用與維修 2019年第05期摘要 對柴油機工作過程中一些常見的故障，如汽缸套發生裂紋 曲軸撓曲變形 曲軸油封失效 飛輪連線螺栓鬆動等，產生的原因進行了分析，以提醒使用者使用時注意預防。關鍵詞 柴油機 常見故障 原因分析 中圖分類號 s21907 文獻標識碼 a doi 10.14...
柴油機拉缸的原因及如何防止
一 拉缸現象 1 拉缸是指氣缸與活塞或活塞環相對運動表面相互作用而造成的嚴重表面損傷。一般多發生在新機或大修後的初期。2 現象 氣缸拉傷後，潤滑油會竄入燃燒室，排氣管中有藍黑煙排出，造成燃燒室大量積炭，同時可燃燒氣體漏入曲軸箱內，會稀釋潤滑油。嚴重時從潤滑油加油口內可看出有 喘氣 現象，並會竄出油煙...