HXN3型內(nèi)燃機(jī)車C6修檢修技術(shù)平臺(tái)的建立

李良喜, 寧國(guó)華, 李 航, 張 煒, 閻國(guó)卿

(中車大連機(jī)車車輛有限公司， 遼寧大連 116022)

為適應(yīng)鐵路發(fā)展的需要，與世界發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)的機(jī)車檢修技術(shù)接軌，降低機(jī)車全壽命周期費(fèi)用,提高機(jī)車運(yùn)用效率,在堅(jiān)持以可靠性為中心的維修理論、總結(jié)分析機(jī)車運(yùn)用檢修數(shù)據(jù)、調(diào)研對(duì)比國(guó)外機(jī)車修程修制的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國(guó)當(dāng)前裝備制造工業(yè)水平和機(jī)車運(yùn)用檢修實(shí)際情況,中國(guó)鐵路總公司實(shí)施了機(jī)車修程修制的改革，頒發(fā)了鐵總運(yùn)〔2015〕30號(hào)《中國(guó)鐵路總公司關(guān)于公布和諧型交流傳動(dòng)機(jī)車修程修制改革方案的通知》。通知規(guī)定了和諧型交流傳動(dòng)機(jī)車在修程上設(shè)置C1、C2、C3、C4、C5、C6修6個(gè)等級(jí)，其中C1～C4修為段級(jí)修程,C5、C6 修為高等級(jí)修程。

HXN3型大功率交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車自2009年投入運(yùn)用以來，目前為止大部分機(jī)車已完成2年檢、C5修等中高級(jí)修程，這對(duì)于保障機(jī)車的安全運(yùn)行起到了關(guān)鍵的作用。

1 機(jī)車檢修解決的主要問題

1.1 慣性質(zhì)量問題整改落實(shí)

HXN3型大功率交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車在前期的運(yùn)用過程中，出現(xiàn)的主要慣性質(zhì)量問題統(tǒng)計(jì)11種，問題描述、原因分析及整改措施見表(1)：

表1 慣性質(zhì)量問題分析表

1.2 適應(yīng)性改進(jìn)項(xiàng)目整改落實(shí)

HXN3型內(nèi)燃機(jī)車是大連機(jī)車車輛公司與EMD公司的技術(shù)引進(jìn)項(xiàng)目，沒有相應(yīng)的原型車，因此在新造和運(yùn)用過程中暴露出部分適應(yīng)性問題，部分問題在新造以及機(jī)務(wù)段內(nèi)運(yùn)用過程中已經(jīng)進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)整改，但仍有部分項(xiàng)目沒有及時(shí)整改完成，經(jīng)統(tǒng)計(jì)HXN3型內(nèi)燃機(jī)車需要利用檢修時(shí)進(jìn)行的適應(yīng)性改進(jìn)項(xiàng)目57項(xiàng)，現(xiàn)已經(jīng)全部整改完成。列舉主要項(xiàng)目記錄表(2)。

表2 整改記錄表

2 擬定HXN3型內(nèi)燃機(jī)車主要部件C6修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

在現(xiàn)行的和諧系列內(nèi)燃機(jī)車檢修規(guī)程中，對(duì)C6修提出了明確的要求：機(jī)車全面分解檢修,全面性能參數(shù)測(cè)試,恢復(fù)基本性能,可同時(shí)進(jìn)行機(jī)車或主要部件的技術(shù)提升。在運(yùn)用里程和時(shí)間上也做了規(guī)定：內(nèi)燃機(jī)車?yán)锍?80×(1±10%)萬km，時(shí)間不超過10年。

按照中國(guó)鐵路總公司的要求，結(jié)合HXN3型機(jī)車C1～C5修各級(jí)檢修所積累的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)擬定HXN3型內(nèi)燃機(jī)車主要部件C6修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 柴油機(jī)

(1)柴油機(jī)解體

柴油機(jī)全面解體，各部件清洗、清整后進(jìn)入檢修工序。

(2)柴油機(jī)更新部件

①更新各類密封件、橡膠件。如凸輪軸箱密封橡膠條、噴油泵進(jìn)油管、燃油進(jìn)油軟管和燃油回油軟管等。

②更新各類軸瓦及軸套，進(jìn)排氣 部件及高壓油管。

③更新活塞、活塞銷及氣缸套。

④更新機(jī)帶燃油泵，啟動(dòng)馬達(dá)。

⑤更新各類傳感器及電噴線束。

(3)柴油機(jī)各主要部件檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

①機(jī)體及油底殼

機(jī)體主軸孔孔徑尺寸、圓度及同軸度符合限度要求。

機(jī)體機(jī)座支承、油底殼焊縫探傷，不許有裂紋。

②曲軸及凸輪軸

曲軸軸頸不許有拉傷、碰傷等缺陷，油孔暢通不許有異物。

曲軸軸頸和圓根探傷，不許有裂紋，對(duì)輕微拉傷可進(jìn)行拋光處理。

曲軸主軸頸尺寸和徑向跳動(dòng)量、連桿頸尺寸和圓柱度符合限度要求。

凸輪軸進(jìn)、排氣和供油凸輪型面探傷，不許有裂紋，凸輪及軸頸工作表面不許有剝離、拉傷及變色等現(xiàn)象。

③氣缸蓋及連桿

清洗氣缸蓋裝配氣道、水腔，對(duì)整個(gè)火力面進(jìn)行探傷，不許有裂紋。

連桿探傷，不許有裂紋。連桿大端孔(無連桿瓦)圓柱度符合限度要求。

④柴油機(jī)齒輪及主要螺栓

齒輪輪齒探傷，不許有裂紋，齒面點(diǎn)蝕面積不超過該齒面面積的10%，硬傷不超過該齒面面積的5%。

主軸承螺栓、氣缸螺栓、橫拉螺栓探傷檢查，連桿螺栓更新。

⑤增壓器及中冷器

增壓器解體檢修，止推軸承體、主軸和壓端軸套、壓氣機(jī)軸承座、渦輪盤片、壓氣機(jī)、噴嘴環(huán)探傷檢查，不許有裂紋。 更新全部軸承、油封、緊固件和密封件。

中冷器拆解檢修，芯組全面清洗，變形的散熱器片須校正。進(jìn)行水側(cè)0.6 MPa、空氣側(cè)0.45 MPa壓力試驗(yàn)，歷時(shí)30 min不許有泄漏，試驗(yàn)后外觀重新油漆。中冷器泄漏時(shí)允許焊修及堵管，堵管數(shù)不許超過總數(shù)的3%。

⑥系統(tǒng)3大泵及油氣分離器

柴油機(jī)主機(jī)油泵、高溫水泵和低溫水泵解體檢修，更新軸承和密封件。組裝后試驗(yàn)符合技術(shù)要求。

清洗油氣分離器濾芯，更新引射管節(jié)流管和噴嘴。

(4)柴油機(jī)組裝及試驗(yàn)

柴油機(jī)零部件組裝橫動(dòng)量或間隙應(yīng)符合要求。

柴油機(jī)試驗(yàn)按相關(guān)技術(shù)文件執(zhí)行。

2.2 車體及轉(zhuǎn)向架

(1)車體

①車體、底架各梁外觀檢查，不許有明顯塑性變形及裂損。 底架端部、中梁、邊梁組對(duì)焊縫不許有開焊或裂紋。

②車體側(cè)墻各立柱、梁板有裂紋須焊修，局部腐蝕須徹底清除，腐蝕面積超過原構(gòu)件相應(yīng)面的40%或深度超過30%的須切換。

③牽引拉桿底座、減振器安裝座、旁承座、牽引緩沖座焊縫探傷檢查，不許有裂紋。

④車鉤緩沖裝置下車檢修：車鉤按鐵標(biāo)探傷符合要求，緩沖器按相關(guān)技術(shù)規(guī)范檢修。

⑤承載式燃油箱氣密性試驗(yàn)不許有泄漏。

⑥撒沙裝置作用良好，連接緊固處不許有松緩，撒沙空氣管路清潔，連接狀態(tài)良好。

⑦司機(jī)室各部件及車體附件下車檢修，功能良好。

(2)轉(zhuǎn)向架

①構(gòu)架

構(gòu)架各梁不許有裂紋、開焊、硬傷和局部變形。構(gòu)架拐臂座、軸箱拉桿座、電機(jī)吊座、油壓減振器座、整體起吊座、制動(dòng)器吊座、橫向止擋座、側(cè)擋座、電機(jī)吊桿座焊縫探傷檢查，不許有裂紋，有裂紋時(shí)，允許消除裂紋后焊修。

②輪對(duì)

更新車輪輪餅。車軸須進(jìn)行超聲波探傷；各軸頸進(jìn)行磁粉探傷。各軸頸尺寸及公差符合限度要求，各軸頸拉傷深度及車軸端面旋修量符合限度要求。

③驅(qū)動(dòng)裝置

驅(qū)動(dòng)裝置解體檢修，更新抱軸箱軸承，抱軸箱體不許有裂損、變形，螺紋不許有斷扣、亂扣、毛刺和碰傷。抱軸箱體與電機(jī)結(jié)合面磁粉探傷不許有裂紋，密封板與抱軸箱體外側(cè)焊縫磁粉探傷不許有裂紋，抱軸箱各孔徑尺寸公差及同軸度符合限度要求。

主、從動(dòng)齒輪齒廓和齒廓端面探傷不許有裂紋， 齒形偏差及公法線長(zhǎng)度須符合限度要求，齒邊角折損及齒面剝離、點(diǎn)蝕剝落面積不超過限度時(shí)，允許打磨后使用。齒輪禁止焊修。 主動(dòng)齒輪壓入量符合限度要求。

④牽引裝置

更新球軸承、尼龍?zhí)?、牽引螺栓，牽引桿、連接桿焊縫探傷檢查。牽引銷、拐臂及各連接銷整體探傷檢查。

⑤基礎(chǔ)制動(dòng)裝置

單元制動(dòng)器解體、清潔、檢修，更新尼龍件、橡膠件、緊固件。組裝后須進(jìn)行靈敏度試驗(yàn)、閘瓦間隙調(diào)整器試驗(yàn)、制動(dòng)力試驗(yàn)、彈簧停車裝置性能試驗(yàn)。

閘瓦掉塊面積不大于5%，厚度符合限度要求。

⑥轉(zhuǎn)向架其他部件

橡膠關(guān)節(jié)、二系旁承及各橡膠墊更新，輪緣潤(rùn)滑裝置、軸箱軸承更新，拆解的螺栓更新。

其他部件軸箱體、彈簧、油壓減振器等解體檢修。

2.3 電機(jī)及電器

(1)各類電機(jī)(含主輔發(fā)、牽引電機(jī))解體檢修，更新軸承，定子繞組浸漆，轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡試驗(yàn)，組裝后出廠試驗(yàn)合格，重新面漆。

(2)電器部件按相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)檢修試驗(yàn)。

2.4 系統(tǒng)及制動(dòng)

(1)系統(tǒng)管路及制動(dòng)管路進(jìn)行酸洗磷化，水壓試驗(yàn)，更新系統(tǒng)濾芯。

(2)各濾器、交換器、預(yù)熱器、泵組解體檢修，組裝后按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出廠試驗(yàn)合格。

(3)各類風(fēng)機(jī)解體檢修，風(fēng)扇動(dòng)平衡。組裝后出廠試驗(yàn)。

(4)制動(dòng)系統(tǒng)各部件解體檢修，更新主要部件，組裝后出廠試驗(yàn)。

2.5 機(jī)車總裝及試驗(yàn)

(1)主發(fā)電機(jī)與柴油機(jī)總組裝各調(diào)整精度符合技術(shù)要求。

(2)組裝轉(zhuǎn)向架及機(jī)車整備后，車鉤高度、排障器、掃石器、出沙口高度及側(cè)擋間隙符合限度要求。

(3)機(jī)車試驗(yàn)

機(jī)車須進(jìn)行以下試驗(yàn)：稱重試驗(yàn)、絕緣電阻測(cè)量、調(diào)試整備、負(fù)載試驗(yàn)、制動(dòng)試驗(yàn)、重聯(lián)試驗(yàn)、淋雨試驗(yàn)。柴油機(jī)起機(jī)、制動(dòng)試驗(yàn)須分別在兩端司機(jī)室操作。

(4)機(jī)車試運(yùn)包括廠線試運(yùn)和正線試運(yùn)。

3 建立HXN3型內(nèi)燃機(jī)車主要部件檢修技術(shù)平臺(tái)

HXN3型內(nèi)燃機(jī)車在機(jī)務(wù)段已運(yùn)用近8年時(shí)間，為我國(guó)鐵路運(yùn)輸做出了巨大的貢獻(xiàn)，同時(shí)也暴露出機(jī)車的缺陷和存在的問題，結(jié)合前期機(jī)車檢修中所遇到的問題及解決方案，初步建立HXN3型內(nèi)燃機(jī)車主要部件檢修平臺(tái)。

3.1 柴油機(jī)機(jī)體的檢修技術(shù)

經(jīng)過一段時(shí)期使用的柴油機(jī)機(jī)體，由于機(jī)體受力的作用，加之內(nèi)部應(yīng)力釋放，導(dǎo)致機(jī)體曲軸孔的同軸度變化而超差，修復(fù)方案如下：

將檢測(cè)同軸度超差的柴油機(jī)機(jī)體放在工作平臺(tái)上，打開螺栓組取下瓦蓋，共9位，用平面磨床磨削瓦蓋上平面，為提高效率及精度，9塊瓦蓋一起磨削并使其上平面等高。磨削量可根據(jù)同軸度超差大小來選擇，范圍在0.20～0.30 mm,要求不低于0.20 mm，便于曲軸孔的完整加工。磨削后將瓦蓋裝回機(jī)體，將變成橢圓孔的曲軸孔按新造圖紙進(jìn)行鏜削加工，恢復(fù)曲軸孔尺寸及公差，同時(shí)修復(fù)孔的同軸度。

3.2 車體及各類構(gòu)件焊接裂紋的修復(fù)技術(shù)

對(duì)于車體、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架等結(jié)構(gòu)件，當(dāng)焊縫出現(xiàn)裂紋時(shí)按以下方法進(jìn)行修復(fù)。

(1)焊修前應(yīng)徹底打磨裂紋，打磨時(shí)應(yīng)由上向下逐層進(jìn)行,直至經(jīng)探傷裂紋徹底消除，并依據(jù)缺陷尺寸打磨修整出相應(yīng)的半圓形坡口。

(2)用打磨工具將待焊周圍鐵銹、油漆等打磨掉，待焊部位及焊縫兩側(cè)30 mm必須打磨出金屬光澤方可施焊。焊修的環(huán)境溫度不應(yīng)低于5℃。

(3)采用手工電弧焊方法進(jìn)行焊修。焊條牌號(hào)為：E5016 ，焊條直徑為φ3.2，焊接規(guī)格為電流110～120 A，焊接速度為：18～20 m/h。

(4)焊接后對(duì)焊縫及其鄰近區(qū)域用錘擊法消除焊接應(yīng)力，當(dāng)出現(xiàn)焊接氣孔、夾渣等缺陷時(shí)，應(yīng)徹底消除缺陷后再進(jìn)行焊接。

(5)焊接后的焊縫應(yīng)無氧化皮、熔渣及其他雜物，打磨到與周邊平滑過渡，打磨保證彈簧座板平面度0.5。

(6)采用磁粉探傷檢查修補(bǔ)焊縫及周圍30 mm 范圍內(nèi)是否有缺陷存在，如無缺陷視為合格，如有缺陷時(shí)按上述步驟修復(fù)直至合格為止。

3.3 承載式燃油箱檢修技術(shù)

燃油箱為機(jī)車的關(guān)鍵部件，檢修時(shí)需對(duì)其進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，如有泄漏應(yīng)對(duì)燃油箱進(jìn)行修復(fù)。

(1)氣密性試驗(yàn)

密封燃油箱所有開口，連接試驗(yàn)裝置，打開空壓機(jī)，加壓，使箱內(nèi)壓力達(dá)到0.04 MPa，之后關(guān)閉空壓機(jī)和截?cái)嚅y。保壓15 min以后，使用肥皂水和油漆刷，檢查燃油箱表面所有的焊縫。在焊縫上涂肥皂水，用圓頭木錘或相近物敲擊，觀察有無氣泡。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有漏點(diǎn)時(shí)，用粉筆或石筆標(biāo)記漏點(diǎn)，并按順序編寫序號(hào)。

(2)漏點(diǎn)的焊接修復(fù)

①焊接施工人員須經(jīng)培訓(xùn)并獲得相應(yīng)的資質(zhì)證書，方可進(jìn)行燃油箱的焊接施工。

②修復(fù)前對(duì)燃油箱連續(xù)12 h充入二氧化碳?xì)怏w，修復(fù)過程中持續(xù)充入該氣體。使用可燃性氣體檢測(cè)儀(型號(hào)：GP-226)對(duì)燃油箱各檢測(cè)口，尤其是燃油箱排氣口進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，安全值在2.5% LEL以下方可進(jìn)行施工。

③燃油箱漏點(diǎn)處必須用角磨機(jī)打磨清根，打磨出坡口，保證焊道周圍的清潔度。

④選配E5016低氫鉀型藥皮碳鋼焊條用于燃油箱修復(fù)過程中的焊接。該焊條使用前一定要按說明書要求進(jìn)行烘干，對(duì)于烘干后在常溫下擱置超過4 h的應(yīng)重新按要求烘干，但累計(jì)烘干次數(shù)不宜超過3次。

焊接電流選用按表3：

表3 焊接電流選擇

⑤修復(fù)后對(duì)焊縫進(jìn)行著色探傷，確定焊縫熔合良好；不允許存在咬邊和氣孔等缺陷；最后對(duì)焊縫進(jìn)行打磨處理，與原油箱圓滑過渡。

(3)保壓試驗(yàn)

燃油箱漏點(diǎn)修復(fù)后對(duì)氣密性試驗(yàn)合格的燃油箱進(jìn)行保壓試驗(yàn)。打開空壓機(jī)，加壓，使箱內(nèi)壓力達(dá)到0.045 MPa，之后關(guān)閉空壓機(jī)和截?cái)嚅y。保壓時(shí)間為12 h。達(dá)到保壓時(shí)間后，讀取壓力表數(shù)值。如果氣壓值大于0.03 MPa，則試驗(yàn)合格。

如果保壓試驗(yàn)不合格，重新修復(fù)漏點(diǎn)直至合格。

3.4 抱軸箱檢修技術(shù)

HXN3型內(nèi)燃機(jī)車C6修時(shí)，由于抱軸箱軸承壽命問題，驅(qū)動(dòng)裝置除車軸和從動(dòng)齒輪不解體外，其余部件進(jìn)行全面解體檢修，抱軸箱解體后按以下方案進(jìn)行檢修。

(1)清洗、探傷，對(duì)兩端軸承孔進(jìn)行尺寸、同軸度檢測(cè)，全部合格的裝車使用。

(2)對(duì)于軸承孔尺寸、同軸度檢測(cè)不合格的抱軸箱進(jìn)行修復(fù)：

采用冷焊技術(shù)焊修超差的抱軸箱兩端軸承孔，焊修前清理待焊表面，除油除銹。焊修工藝參數(shù)見表4：

焊絲材料采用等強(qiáng)匹配的原則，即焊絲的機(jī)械強(qiáng)度基本等同于抱軸箱母材，總共堆焊5層，單邊堆焊0.4～0.6 mm。脈沖電流逐層減小，為不產(chǎn)生焊接熱量，嚴(yán)格控制焊接速度。環(huán)境溫度控制在10°～25°為佳。

(3)對(duì)焊修后的抱軸箱兩端軸承孔進(jìn)行機(jī)械加工，按圖紙要求控制尺寸公差和兩孔的同軸度要求，加工面探傷檢查。

表4 焊修工藝參數(shù)

4 結(jié)束語

HXN3型內(nèi)燃機(jī)車將要進(jìn)入C6修修程，如何以可靠性為中心做好HXN3型內(nèi)燃機(jī)車檢修技術(shù)研究及建立檢修技術(shù)平臺(tái)是一個(gè)重要的課題，不但要借助于主機(jī)廠近幾年來的檢修經(jīng)驗(yàn)，各運(yùn)用機(jī)務(wù)段在使用過程中所遇到的問題及解決措施也是寶貴的技術(shù)財(cái)富，只有善于總結(jié)，共同交流，才能使HXN3型內(nèi)燃機(jī)車檢修技術(shù)更加成熟與完善。這將對(duì)我國(guó)內(nèi)燃交流機(jī)車的發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用。

[1] 中國(guó)鐵路總公司.HXN3型內(nèi)燃機(jī)車檢修技術(shù)規(guī)程(C5修)V1.0[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2017.