东方红5型发动机典型故障诊断与分析.doc

1、题目东方红5型发动机典型故障诊断与分析专业车辆工程46班学号13925049姓名指导教师学习中心重庆铁路学习中心西南交通大学网络教育学院2015年11月16日院系网络教育学院专业车辆工程年级2013级学号13925049姓名学习中心重庆铁路学习中心指导教师题目东方红5型发动机典型故障诊断与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论文任务书班级车辆工程46班学生姓名学号13925049开题日期2015年9月7日完成日期2015年11月16日题目东方红5型发动机典型故障诊断与分析1、本论文的目的、意义本人完成编写东方红5型发动机典型故障

2、诊断与分析这篇毕业论文的主要原因是本人的工作经历和充分结合专业背景。将专业上学到的知识合理正确的运用到实际工作中，起到学以致用、学为所用。东方红5型内燃机除配属路内机务段外，其中超过三分之一的机车配属全国各地上百家工厂、矿山、港口和工程部门。本篇论文主要写到了东方红5型发动机典型故障的归类统计、诊断和分析，它将对从事该机车维修的技术人员提供参考和借鉴，以便于相关人员能更好的做好机车的使用和检修，对一些典型的发动机故障的诊断提供有用的信息和技术帮助。本篇论文的编写能够全方位的考核自己在学习中掌握的专业知识，同时锻炼自己论文的编写能力，资料的查阅和资源的整合能力，自己对科学研究的能力起到训练的效果

3、。培养自己综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力，为以后撰写专业学术论文打下良好的基础。2、学生应完成的任务完成东方红5型发动机典型故障诊断与分析这篇毕业论文的编写，必须做好前序工作的准备，充分的做好论文写作前工作对完成论文写作的完整性和论文质量有着决定性的影响。完成论文写作的任务1在结合本人工作经历以及工作中遇到的实际问题的基础上，大量阅读相关书籍和检索相关文献资料后完成论文的开题工作；2仔细阅读参考文献资料和检索论文资料，深入企业实际调查，总结东方红5型发动机常见故障、典型故障。与企业维修技术人员询问维修东方红5型发动机的典型案例、维修经验交流和技术总结。同时查阅企业维修东方红5型

4、发动机的内部教材、资料，完成论文写作任务书和论文框架；3根据完成的论文框架和文献资料完成论文初稿；4在指导老师的帮助下进行论文初稿的修改，并定稿；5完成论文的答辩任务，提交论文最终稿。3、论文各部分内容及时间分配（共16周）第一部分文献资料收集、毕业论文开题阶段3周第二部分毕业论文（设计）初稿写作阶段4周第三部分毕业论文完成过程稿、定稿阶段4周评阅或答辩毕业论文答辩5周4、参考文献1王连森内燃机车的检修M北京中国铁道出版社，2011年2严隽耄，傅茂海车辆工程（第三版）M北京中国铁道出版社，2014年3段金辉，孙志才车辆事故案例分析及防范措施M北京北京理工大学出版社，2011年4资阳内燃机车工厂

5、东方红（5）型内燃机车组装与检修M资阳内燃机车工厂质量管理科5资阳内燃机车工厂12180Z柴油机检修技术说明书M资阳内燃机车工厂6孙于波内燃机车柴油机常见故障及处理黑龙江科技信息，2008年7杨茸霖内燃机车柴油机的常见故障及处理探讨科技风，2013年8颜小鹏东风4、5型机车柴油机甩车时示功阀喷机油原因分析1996年9石心余，沈权内燃机柴油机磨合规范试验研究J西南交通大学学报2000年10马汉卿,王丹铁路内燃机车柴油机润滑作用机理的探讨J润滑油2001年11黄栋梨防止东风4、东风5型机车牵引电动机进油的有效措施J内燃机车1994年12胡德庄铁谱技术在内燃机车柴油机油监测中应用J铁道技术监督200

6、2年13韩经广东风5型机车牵引电动机窜油故障防止与改进J内燃机车1992年14张千里,刘纪林内燃机车柴油机稳压箱油水检测装置J内燃机车2002年15周常先,张守权,王兴国内燃机车柴油机下排气故障的分析、判断及解决办法J黑龙江冶金2002年16龚俊,刘钢,侯运丰内燃机车柴油机气门断裂的失效分析J兰州理工大学学报2005年17王志坚铁谱技术在内燃机柴油机监测中应用J内蒙古科技与经济2005年18杨其明金属减摩修复技术及其在铁路内燃机车柴油机上的应用J中国设备工程2007年备注指导教师年月日审批人年月日诚信承诺一、本论文是本人独立完成；二、本论文没有任何抄袭行为；三、若有不实，一经查出，请答辩委员会

7、取消本人答辩（评阅）资格。承诺人（钢笔填写）2015年11月16日目录摘要第1章绪论111研究的背景及意义112国内研究的现状113本文研究的内容1第2章内燃机的发展历史321世界内燃机车的发展简史322我国内燃机车的发展历史323重庆南机务段简介4第3章DF5型内燃机车的基本组成和技术参数531DF5型内燃机车柴油机12180Z组成531112180Z型柴油机概况531212180Z型柴油机组成6313柴油机主要零部件632柴油机12180Z的技术数据1332112180Z型柴油机性能参数1332212180Z型柴油机调整参数16第4章DF5型柴油机故障表现形式1741DF5型柴油机故障形成

8、1742DF5型柴油机故障调查与统计1843DF5型柴油机故障产生原因19431自然损伤19432责任性原因21第5章DF5柴油机典型故障诊断与分析2251典型故障1柴油机不能起动或者起动困难2252典型故障2柴油机功率不足2253典型故障3柴油机转速不稳2354典型故障4柴油机排气烟色不正常2455典型故障5柴油机异音2556典型故障6柴油机运行中自动停车2657典型故障7柴油机过热2658典型故障8柴油机呼吸口冒烟冒汽2759典型故障9机油压力过低28510典型故障10柴油机振动加剧29511典型故障11柴油机增压器常见故障29512典型故障12柴油机飞车30结束语32鸣谢33参考文献34

9、I摘要本论文首先对机车柴油机国内外当前的发展形势作了基本的简介，同时对东方红五型内燃机的发展作了基本阐述，然后对东风5型（以下简称DF5）柴油机的基本工作原理、主要部件及其构造进行了讲解；对DF5型机车搭载的12180Z型柴油机的主要技术参数说明。接下来对12180Z型柴油机故障形成、系统容易发生的故障部件、故障原因进行分析。通过前面的基础知识和柴油机运行机理归纳12180Z型发动机典型故障，并对各个典型故障的现象，判断方法、处理方法进行研究分析，建立诊断流程图。希望通过这些分析研究，对从事相关机车柴油机的维修人员故障诊断与排除有一定帮助，尽量减少机破和运缓的发生，保证机车的安全可靠运行，以适

10、应铁路跨跃式发展的需要。通过对DF5机车柴油机典型故障分析及处理方法研究，至少可以做到能够对DF5型柴油机典型故障进行分析、诊断、排除；预防故障的发生或防止事故的扩大；进行应急处理、减少机破事故；对其他机务段故障发生造成事故后，进行事后分析，以便确认责任和吸取教训。关键词柴油机；典型故障；判断方法；排除方法。西南交通大学网络教育毕业设计（论文）1第1章绪论11研究的背景及意义在机车发展的第二阶段内燃机时代，东风系列内燃机为主要车型，目前东方红5型内燃机除配属路内机务段外，其中超过三分之一的机车配属全国各地上百家工厂、矿山、港口和工程部门。在繁重的维修任务情况下，对技术的探索和诊断方法的研究尤为

11、重要，直接影响工作效率和维修质量。本篇论文主要写到了东方红5型发动机典型故障的归类统计、诊断和分析，它将对从事该机车维修的技术人员提供参考和借鉴，以便于相关人员能更好的做好机车的使用和检修，对一些典型的发动机故障的诊断提供有用的信息和技术帮助。12国内研究现状我国内燃机车的经历了一个较快的发展过程。目前，全国铁路已经形成了由修理工厂和机务段组成的完整的内燃机车检修体系。在生产组织方面，采用专业化集中修的原则，严格的规定了检修范围、技术要求、操作工艺规程。技术要求和工艺规程在其中有着绝对重要作用，对其的编写和修订就尤为重要了，完成其制定和修订必须在充分理解内燃机的结构和设计工艺基础上，同时有着大

12、量的调研和案例的支撑，不断的总结和归纳来制定技术要求和工艺规程。目前，在国内关于内燃机车的检修有着大量的文献资料，涉及的内容主要为内燃机检修、内燃机故障分析、案例分析等。系统的针对具体型号的内燃机车检修资料比较缺乏，论文期刊也相对较少。13本文研究的内容柴油机工作的可靠性与使用寿命,以及其效能的发挥,不仅仅取决于柴油机本身结构的完善程度及产品质量好坏,并且与能否正确使用和认真的进行保养维修密切相关同时，这就要求使用者对柴油机的结构特点、工作性能有详细的了解，正确的使用和维修。本论文研究的内容主要为研究东方红5型内燃机车柴油机的典型故障以及故障的诊断分析方法、排除故障的流程和操作要领。研究的方法

13、在阅西南交通大学网络教育毕业设计（论文）2读了相关文献资料的基础上，结合自己的工作经历和专业知识对东方红5型内燃机车柴油机的典型故障进行总结和概括，在编写过程中采用了文献研究法、调查法、观察法、个案研究法。西南交通大学网络教育毕业设计（论文）3第2章内燃机的发展历史21世界内燃机车的发展简史蒸汽机时代跨越到内燃机时代经历了漫长的过程，之前蒸汽机车虽然得到较为广泛的应用，但依然存在着许多不能克服的缺点，比如说，在运送煤的过程中有超过四分之一的煤被它自己“吃掉”了。它每行驶80千米100千米就需要加水，行驶200千米300千米就要加煤，行驶5000千米7000千米还要洗炉；它在行驶中要排放黑烟，污

14、染环境，尤其是在过隧道或者山洞时，浓烟难以及时散出去，影响旅客和车上工作人员的健康。正是由于这些原因，曾经辉煌一时的蒸汽机车开始退出历史舞台，逐渐被新一代的电力机车和内燃机车所取代。1897年，德国人狄塞尔首先研制成功柴油机，柴油机发明后，由于它的经济性好，很快在铁路上得到广泛应用。1905年，美国通用电气公司（GE）研制成功第一台电传动内燃机车。1924年，世界上第一台干线内燃机车在苏联诞生，功率736KW，时速50KM/H。1925年，美国新泽西州的中央铁路使用了第一辆220千瓦的小型柴油机机车。后来很快出现了2574千瓦甚至5516千瓦的大型机车，可以牵引超过5000吨的货物，速度高达1

15、45千米/时。22我国内燃机车的发展历史中国机车的发展经历了四个阶段蒸汽机车、内燃机车、电力机车、和谐铁路。内燃机车的发展在我国铁路事业上起了举足轻重的作用。内燃机的转型升级换代种类较多，我国铁路运用机车中，内燃机车数量约合运用机车总数的70，2005年12月在集通铁路大板机务段蒸汽机车全部下线，这标志着我国铁路用电力牵引和内燃牵引取代蒸汽牵引的牵引动力现代化已经全面实现。我国的内燃机车发展历史，自1958年开始，从早期仿造水平由低到高，经历了几个阶段的发展。当前，我国生产的内燃机车从技术性能指标等方面，都达到了国内外的先进水平。内燃机时代生产的车型主要有东风1型、东风2型、东风3型、东风4型

16、、东风4B型、东风4C型、东风4BG型、东风B型、东风D型、东风西南交通大学网络教育毕业设计（论文）4DF型、东风DH型、东风D型、东风5型、东风7型、东风7C型、东风7C3型、东风8型、东风8B型等。我国主型客、货运机车东风4B型、4C、4D，客运快速所使用的东风4D型客，货运重载用东风8B等。23重庆车辆段简介重庆车辆段是成都铁路局专业客车段，本部位于重庆市九龙坡区黄桷坪，在重庆站和重庆北站分别设有重庆和重庆北运用车间。全段现有职工1000余人，固定资产123315万元。下设重庆运用、重庆北运用、检修和设备四个生产车间和一个动车所，职能科室11个。重庆车辆段是成都铁路局客车检修和运用维修的

17、重要检修基地,有检修台位15个，段管线路44股，各类工装设备710台，设计年客车段修能力650辆，承担全局近50的客车段修任务，具备RW19K、25K、双层客车等高等级客车A3（段修）级修程检修资质；全段配属客车1154辆，开行客车29对51组，通达全国各大城市。重庆车辆段是新中国成立后建立的第一个车辆段，曾先后多次荣获重庆市“文明单位”、“安全生产先进集体”，铁道部“火车头奖杯”、“安全优质车辆段”以及路局“优秀企业”等各种荣誉。经过近60年的风雨历程，无论是在工装设施、技术管理、客车配属等方面发生了巨大变化，检修质量和职工队伍素质也有了大幅提升，各项工作取得了长足进步。2006年来青藏列车

18、、成遂渝成际列车、DC600V直供电列车的开行，展示出新一代重辆人拼搏、上进、勇攀高峰的奋斗精神，2007年在全段干部职工的共同努力下，迎来西南地区首趟动车组的顺利开行，重庆车辆段进入了建段以来最好的发展阶段。近年来，重庆车辆段党政紧紧围绕改革、发展、稳定中心工作，狠抓机车运用管理、机车检修质量，搞好干部作风、安全基础、支部工作、职工素质等方面的建设，通过扎实开展安全管理逐级负责制、整顿干部作风、创建五好党支部等一系列工作，促进各项工作良性发展，我段安全运输生产也在前进中不断发展。我段在管理思维上，突出“以人为本”的管理理念，十分重视人才队伍的建设和培养，关心人才的成长，树立人才兴段的思想，尊

19、重知识，尊重人才，从各方面为人才的成长创造良好的条件。西南交通大学网络教育毕业设计（论文）5第3章DF5型柴油机的基本组成和技术参数31DF5型内燃机车柴油机12180Z组成31112180Z型柴油机概况12180Z型柴油机是四冲程、预燃室燃烧室、废气涡轮增压并采用空气中间冷却的高速大功率柴油机。该柴油机采用12缸V型600夹角排列，隧道式铸铁机体。在V型夹角上方，安装了一台45GP804A型废气涡轮增压器和两个椭圆管片式中冷器。经过中冷器的增压空气，通过机体外侧的进气管，分别进入左右排各个气缸。各缸的排气管布置在V型夹角的中间。高温水泵和中冷水泵安装在柴油机前端下部的减震器罩壳上，除驱动水泵

20、外的传动齿轮集中在机体后端的齿轮箱内。在其下部悬挂着机油泵，在其上部的油泵托架上安装着两台组合式整体喷油泵。右侧喷油泵上附带着机械式调速器，左侧喷油泵上转速仪传动机构。在右侧喷油泵附近，装有操纵风缸和两个纸质滤芯的燃油滤清器。为保证柴油机的完全可靠运转，在机体的后端面还装有抵押自动停车装置。机体右侧安装有机油热交换器和恒温器，左侧安装着复式机油滤清器。为了提高润滑油的滤清质量，在机体左侧的检查孔上还安装有两个离心式机油滤清器。为了防止曲轴箱压力过高，在机体顶面的前后两端和右侧的一个检查孔上装有呼吸器。在右侧的检查孔上还装有加油口，加油口的旁边备有油尺，用以检查油底壳的润滑油油位。12180Z型

21、柴油机采用低压铸造的内油冷铝活塞和并列式连杆，连杆大头采用450斜切口锯齿形定位，以使活塞连杆组能够方便地从气缸套中取出。曲轴采用全纤维挤压工艺。曲轴的自由端（前端）装有纯硅油减震器，以减小曲轴轴系的扭转振动，输出端（后端）装有弹性联轴节。主轴承采用的E3218Y滚柱轴承，连杆瓦采用钢背铝基合金轴瓦。本柴油机采用一根配气凸轮轴，布置在V型夹角中间，通过滚轮摇臂、西南交通大学网络教育毕业设计（论文）6挺杆及进排气门摇臂控制两列气缸的配气。在凸轮轴的后端安装了自动喷调装置，使柴油机的喷油提前角能自动调节，与不同转速相适应，从而保证在各个转速下都有一个比较好的工作过程。12180Z型柴油机是在121

22、80GC船用柴油机的基础上，变型设计的机车用高速柴油机，也可作为电站及钻探机械的动力。31212180Z型柴油机的组成柴油机是内燃机的动力装置，是机车的主要部件。12180Z型柴油机是四冲程、预燃室式燃烧室、废气涡轮增压、空气中间冷却的高速柴油机。它有12个气缸，成V型60度夹角，气缸的编号和排列如图31所示。柴油机曲轴的转向面对输出端是逆时针。图31气缸号及排列图12180Z型柴油机是由固定件（机体、气缸套和油底壳等），运动件（会塞、连杆、曲轴和齿轮传动系统等），气缸头和配气机构（气缸头、凸轮轴、滚轮摇臂机构等），增压器和进排气系统（增压器、中冷器、和进排气管等），燃油系统（高压油泵、喷油器

23、、燃油滤清器和自动喷调装置等），调速器和操纵装置，冷却系统（高温水泵、中冷水泵、机油冷却器等），机油润滑系统（机油泵、机油滤清器、离心式机油滤清器和自动停车装置等）等部分组成。313柴油机主要零部件一、固定件主要由机体、气缸套、气缸盖和油底壳等组成。固定件是柴油机的基础部件，是柴油机各种零部件的基础。机体是由合金铸铁铸造的。机体曲轴箱是隧道式，共有7档主轴承孔。气缸套用中磷合金铸成，气缸套的定位带和机体之间是间隙配合，上部法兰与机体紧贴，兼封水的作用，贴合面有密封水圈。气缸盖为单体式气缸盖，用合金铸铁铸成，气缸盖中央装有预燃室、预燃室喷嘴、喷油器垫等。油底壳则用钢板焊接而成，其上部装有破沫板，

24、可去除润滑油中的泡沫。机体和气缸盖如右图32、图33所示。西南交通大学网络教育毕业设计（论文）7图32机体图33气缸盖二、运动件主要有活塞连杆组、曲轴组等组成。运动件是柴油机的主要能量转换部件。运动件实现了化学能与机械能的转换，把活塞往复运动转变为曲轴的旋转运动。活塞连杆组由活塞、活塞销、气环、油环、连杆体、连杆盖、连杆螺钉、连杆轴瓦、连杆衬套等组成。活塞由特殊铝合金铸造而成的其顶部呈W型，顶部有四个凹坑，防止活塞上止点时与气门相碰。活塞上装有三道气环和二道油环，均为合金铸铁制成，活塞环均为直切口。活塞销中间是空的，由合金钢制成，表面经过碳硬化处理。活塞销和活塞销孔呈过渡配合关系，以保证在工作

25、过程中，活塞销既能相对于活塞销孔运动，又能相对于连杆衬套运动，使其磨损更为均匀。连杆体和连杆盖45度斜切口锯齿形配合，在连杆体和连杆盖上均有缸号标记，重装是应对号装配，连杆衬套装配时需将其冷却至零下100，同时注意安装面的清洁。活塞连杆组如图34所示。图34活塞连杆组西南交通大学网络教育毕业设计（论文）8曲轴主要由50CRMOVA合金钢整体在水压机上采用全纤维挤压工艺挤压而成的，曲柄和主轴颈基本合为一体，呈盘形结构，七档主轴颈作为滚柱轴承的内滚道，经中频感应硬化处理。曲轴是中空的，内孔作为润滑油道用，润滑油从两端进入，分别到连杆颈、连杆瓦，再经过连杆上的孔到达活塞内顶，冷却活塞和润滑缸套。曲轴

26、如图35所示。图35曲轴三、配气结构主要有气门、气门弹簧、摇臂、推杆、顶杆及凸轮轴等组成，配气机构是柴油机换气过程的控制机构。凸轮轴由20CRMNTIA合金钢锻制而成，分前后两段，通过中间法兰用螺钉连在一起，为了保证两段的相对位置，在法兰上装有定位销。整个凸轮轴均布7档轴颈相邻轴颈间有四个凸轮，按照排进进排的顺序排列。凸轮轴如图36所示。图36凸轮轴进气门上装有旋转机构，它的作用是使气门旋转，转速约为525转/分从而使气门与气门座密封面受热均匀和磨损减少。配气机构如图37所示。西南交通大学网络教育毕业设计（论文）9图37配气机构1喷油器垫；2喷油器座；3预燃室；4喷嘴；5气缸垫；6进气门摇臂；

27、7气门小弹簧；8气门大弹簧；9排气门摇臂；10气门旋转机构；11调节螺钉；12进气门；13气门座；14气门导管；15排气门；16挺杆；17滚轮摇臂；18摇臂轴；19凸轮轴；20垫圈；21填料；22锁紧圈。四、进、排气系统由空气滤清器、中冷器、涡轮增压器、进（排）气管道等组成，它能将足够的清洁空气送入气缸，并将做功后的废气排入大气中。涡轮增压器是增压系统的核心元件，它利用排除的废气能量带动压气机旋转，提高进气压力，并通过中冷器冷却，进一步提高进气密度，为柴油机提高功率创造条件。增压器如图38所示。西南交通大学网络教育毕业设计（论文）10图3845GP804A增压器A空气进口；B机油进口；C废气进

28、口；D冷却水出口；E冷却水进口；F废气进口；G机油出口；1涡轮出气壳；2、3轴承；4喷嘴环；5涡轮进气壳；6扩压器；7转子；8空气出气壳；9叶轮罩壳；10导流罩；11空气进气壳。中冷器为管片式，管子呈椭圆形，中间穿以间距为25毫米的散热片，两端焊于两块端板上，与上下盖共同构成进水空间，如图39所示。图39中冷器冷却片；2冷却管；3锌堵；4上盖；5侧护板；6下盖；7放水阀。五、燃油调速系统主要有燃油滤清器、喷油泵、喷油器、调速器、操纵风缸、自动调整装置和高低压油管组成，燃油调速系统按照柴油机的转速和负荷的需要，定时定量的供油，并使燃油在燃烧室内实现雾化，保证柴油机在各个工况下的稳定工作。主要部件

29、如图310、图311、图312所示。图310燃油滤清器1放气螺钉；2滤芯；3外壳；4溢流阀；5安装体西南交通大学网络教育毕业设计（论文）11图311燃油系统图312调速器1加油塞；2调速弹簧；3拉杆；4后壳；5前壳；6停车手把；7飞铁座架；8放油螺堵；9调速齿轮；10飞铁；11伸缩轴；12调速杠杆；13滚轮；14润滑油液平面螺钉；15高速限制螺钉；16限制块；17低速限制螺钉；18销紧帽。西南交通大学网络教育毕业设计（论文）12六、润滑系统主要由机油泵、机油恒温器、机油热交换器、复式机油滤清器、离心式机油滤清器及各种阀和管路组成。该系统实现柴油机在运转过程中，把足够数量的、粘度适当的清洁润滑油

30、不断地输送到各摩擦表面，以供润滑和冷却，从而保证柴油机的正常运转。如图313所示。图313润滑系统1机油泵；2机油恒温器；3机油热交换器；4安全阀；5离心式机油滤清器；6限压阀；7止回阀；8齿轮传动；9复式机油滤清器；10自动停车；11操纵风缸；12调压阀；13曲轴；14凸轮轴；15滚轮摇臂轴；16增压器；17气缸盖；18活塞连杆；19自动喷调装置。七、冷却系统冷却系统主要是由高温水泵、中冷水泵、中冷器、冷却水及管路和阀组成，实现柴油机冷却水的循环，带走受热零件的一部分热量，使受热零件的温度保持在一定的范围之内，从而保证柴油机的正常工作。12180Z型柴油机的冷却系统为闭式循环，分成两部分柴油

31、机冷却；增压空气和机油冷却。冷却水的流向如图314所示。西南交通大学网络教育毕业设计（论文）13图314冷却系统1机油热交换器；2高温水泵；3机体；4缸盖；5增压器；6中冷器；7中冷水泵3212180Z型柴油机主要部件的技术参数32112180Z型柴油机性能参数DF5搭载的12180Z型柴油机是在12180GC船用柴油机的基础上，变型设计的机车用高速柴油机，也可作为电站及钻探机械的动力。性能参数包括以下1型号12080Z2型式水冷、四冲程、V型、预燃室燃烧室、废气涡轮增压、空气中间冷却器3气缸数124气缸直径（毫米）1805活塞行程（毫米）205西南交通大学网络教育毕业设计（论文）146标定功

32、率（1500转/分）小时功率（马力）1350持续功率（马力）1250装车使用功率（马力）10757最高空转转速（转/分）16508最低空转转速（转/分）8009活塞总排量（升）62610活塞平均速度（米/秒）102511压缩比145112小时功率平均有效压力（公斤/平方厘米）129613最大爆发压力（公斤/平方厘米）10014缸头出口排放温度（）56015燃油消耗率（克/马力小时）17516气缸排列121110987前后（输出端）65432117发货顺序15362481071191218柴油机转向（面向飞轮端）逆时针19润滑油消耗率（克/马力小时）520润滑油压力（公斤/平方厘米）4721润滑

33、油最高温度8822润滑油总质量（升）17523冷却水出水最高温度8524冷却水容量（升）14016025起动方式电机起动，直流110伏26联轴节型式橡胶弹性联轴节西南交通大学网络教育毕业设计（论文）1527外形尺寸（毫米）长2813宽1383高217028柴油机净重（公斤）约490029柴油机允许倾斜角度横向瞬时200长期150纵向瞬时150长期120注标定功率为柴油机在标准大气压力下（气压760毫米汞柱，气温20，相对湿度60,中冷器进水温度45和标准转速时的功率，当外界条件与标准大气压不符时，为了保证柴油机的可靠运转，12180Z型柴油机按照表31进行修正。装车使用功率为装车标定状况（海拔

34、700米，外温30，相对湿度70），中冷器进水温度和标定转速条件下，柴油机在机车上能使用最大功率，当机车使用条件较装车标定状况更不为利时，12180Z柴油机使用的最大功率应进一步按表31修正，表31如下所示。表31机车用12180Z柴油机的修正功率海拔高度（米）大气压力（毫米汞柱）大气温度20253035400200400600800100015002000250030003500400076074272570869167463459656052649346212501227120411821159113711831030980931883837120011791158113611141092

35、10409899418948467971154113211111090107010489979489018568117641110108910671046102610049609128668237797351068104710271007988970921876832789747704西南交通大学网络教育毕业设计（论文）16注因机车柴油机的中冷水温度与大气温度有关，故这里的大气温度修正值中考虑了中冷水温的影响，计算时假定中冷水温比大气温度高25。32212180Z型柴油机调整参数1喷油器喷射压力（公斤/平方厘米）17552冷机气门间隙（毫米）进气门04排气门0453配气相位|进气门开上止点前6

36、30进气门关下至点后420排气门开下至点前600排气门关下至点后4304气缸余气间隙（毫米）20055机油滤清器前安全阀开启压力（公斤/平方厘米）8056主油道前安全阀开启压力（公斤/平方厘米）5057自动停车压力（公斤/平方厘米）10188启动压力（公斤/平方厘米）05159供油提前角（度）160510机油恒温器开启温度（）602西南交通大学网络教育毕业设计（论文）17第4章DF5型柴油机故障表现形式41DF5型柴油机故障形成柴油机是内燃机的动力装置，它在内燃机检修过程中占有非常重要的地位。机车在运用过程中，各个系统的技术状态达不到预定的工作性能，就表明了机车发生了故障。机车发生故障的主要表

37、现是1动力性能的恶化柴油机功率下降，牵引力下降；2经济性变坏燃烧不良、机油烧损严重、燃料与润滑油的耗量增加；3可靠性下降例如电气系统绝缘老化、击穿、短路、动作失灵；4再如机械部分配间隙增大、联接松动、产生冲击、出现敲击声，可能引起零、部件的断裂，甚至危及行车安全。机车运用和修理经验表明，机车零、部件的损伤也是各种各样的。但是，如果从修理角度加以检查，就会发现机车故障的形成都是零件与零件之间的关系不对；或者是零件本身有了缺陷；或者两者都有。零件与零件之间的关系不对，包括配合关系、相对应和协调关系遭到破坏。例如，柴油机排气颜色不正常，可能由于活塞环和汽缸套磨损间隙增大、活塞环弹力减弱等原因，使活塞

38、环和汽缸套的配合特性受到破坏。颜色不正常，还可能由于喷油时间不对，说明配气系统零件的相对位置有问题。随着油泵柱塞副的磨损，柴油机工作转速常常变得不平稳，大多由于柱塞的过分磨耗和各柱塞磨耗不一致，使燃油供量减少，各缸供量不均，结果调速器的转速与相应燃油供量间出现不协调以及各缸之间的供油量不协调。西南交通大学网络教育毕业设计（论文）18零件的缺陷包括尺寸、形状的变化（例如轴和孔出现椭圆度、圆柱度超差；零件的弯曲、扭曲和断裂等）；表面质量变坏（例如表面出现刮痕、锈蚀、积炭和水垢等）以及材质变坏等。零件尺寸、形状的变化往往导致配合特性的破坏。这就属于零件既有缺陷，而零件与零件之间的关系也不对的情况。4

39、2本段DF5型柴油机故障调查与统计DF5型柴油机在运行过程中表现出多方面的故障现象，故障排除和诊断的准确性工作对DF5型柴油机维修效率将起着举足轻重的作用。因此，长时间对此柴油机故障的调查和统计对帮助解除故障、排除故障都有很大的帮助，以下是对本段DF5型柴油机为期半年故障次数和故障类属的调查和统计，如表41所示。表41DF5型柴油机故障调查与统计机车台次统计周期故障现象故障次数机车32台六个月1柴油机不能起动8机车32台六个月2柴油机功率不足6机车32台六个月3柴油机起动困难5机车32台六个月4柴油机转速不稳15机车32台六个月5柴油机排气冒黑烟8机车32台六个月6柴油机运行中自动停车2机车3

40、2台六个月7柴油机有金属敲击声5机车32台六个月8柴油机排气烟色呈蓝色9机车32台六个月9柴油机润滑油温度过高11机车32台六个月10柴油机水温过高16机车32台六个月11柴油机呼吸口冒烟2机车32台六个月12柴油机呼吸口冒气4机车32台六个月13柴油机排气管放炮9机车32台六个月14柴油机飞车1机车32台六个月15柴油机排气管烧红色4机车32台六个月16柴油机机体振动加剧13机车32台六个月17柴油机动力下降21机车32台六个月18柴油机增压器振动加剧18机车32台六个月19机油压力过低6西南交通大学网络教育毕业设计（论文）1943DF5型柴油机故障产生原因431自然损伤一台技术状态良好的机

41、车，即使运用正确，机车零、部件也会由于磨损、蚀损、疲劳和变形等原因而逐渐损伤。这是不能避免的，我们称之为自然损伤。它包括1、磨损就是指一个物体工作表面的材料，由于表面相对运动而逐渐损耗的现象。是导致现代机器失效的主要原因。在机车的运用中，即使我们正确地进行操纵和保养，机车零件间的原有配合特性仍然不可避免的会遭到破坏逐渐产生磨损。既所谓正常磨损。如果对于机车的使用不当，引起零件迅速的、突然的磨损，则称为非正常磨损，或称为先期磨损。非正常磨损是由于责任性原因所造成的，是可以避免的。正常磨损是随机车走行公里的增加而缓慢增长的，它是使机车技术状态不断变坏的一个重要因素。正常磨损是不可避免的，但我们可以

42、设法减轻它。2、蚀损（1）零件的腐蚀零件的腐蚀就是金属和周围介质发生的化学作用或电化学作用而造成的破坏。按其机理可分为两类即化学腐蚀和电化学腐蚀。腐蚀的结果，使金属零件表面的成分、性质、尺寸和形状发生了变化，从而缩短了金属零件的使用期限。对于内燃机车金属零件来说，腐蚀也是一个很普遍的问题。例如，汽缸头、汽缸套、冷却单节和管道水腔的腐蚀，高温下的氧化，转向架的锈蚀以及机体和汽缸套水侧表面穴蚀等等。西南交通大学网络教育毕业设计（论文）20（2）金属零件的穴蚀随着柴油机转速的不断提高，在某些零件与冷却水、高压燃油接触的表面上，就会产生穴蚀，也可以称为点蚀。由于柴油机有效压力和转速的提高，结构日益紧凑

43、，零件壁厚减小，因而穴蚀问题越显的突出。随着零件耐磨性的提高，有时磨损量仅为001至003MM，而穴蚀深度已超过壁厚的一半，所以穴蚀渐渐成为零件使用寿命的决定因素。3、疲劳在长期交变载荷下，齿轮、轴和轴类的零件往往由于某些原因产生疲劳裂纹，导致零件表面剥落或整个断裂。疲劳与裂纹是内燃机车零件常见的损伤之一。（1）疲劳机理疲劳是材料在交变载荷作用下的一种破坏现象。疲劳破坏的发生决定于交变载荷所引起应力的大小；交变载荷的循环次数以及材料的抗疲劳强度三个因素。交变载荷所引起的应力小于一定数值时材料可以承受无限多次循环载荷而不致破坏，这个数值叫做疲劳强度极限。如果应力大于疲劳强度极限时，材料所承受的循

44、环次数就有限度，达到这个循环次数时，材料就会破坏。有关研究证明，材料的疲劳破坏是由于材料在交变载荷作用下，首先产生了微观裂纹，然后逐渐加深和扩展形成宏观裂纹。随着循环次数的增加，裂纹不断扩展，即有效面积不断缩小，当有效面积缩小到不能承受外加载荷时，即发生断裂。（2）疲劳裂损的原因在常规的“无限寿命”设计中，都是根据疲劳强度极限曲线和安全系数进行设计的。可是零件在运用过程中仍然过早地发生意外破坏，这就是说设计的可靠性仍未得到充分保证。这种情况的出现，是由于用来确定材料疲劳特性的试样与实际零件存在西南交通大学网络教育毕业设计（论文）21着很大的差别。传统的疲劳强度极限曲线，是用表面经过精心抛光的光

45、滑试样通过实验获得的。所谓疲劳强度极限，实际上是试样不产生疲劳裂纹（或微小疲劳裂纹不发生扩展）的最高应力水平。但是实际零件在制造、检修和运用过程中，往往由于各种原因，使零件表面存在着各种缺陷。当带着这种类裂纹的零件，承受交变载荷时，即使其交变载荷所引起的应力，小于疲劳强度极限，表面上存在的裂纹可能不断扩展，最终导致零件的破坏。4、变形材料长期承受载荷，会产生缓慢的塑性变形，其结果使零件伸长、缩短、弯曲或扭曲。变形超过一定限度时，零件与零件的相互关系既遭到破坏。432责任性原因1、设计方面由于计算错误、结构设计不合理、材质和热处理选用不当等原因，而造成某些零件的惯性损伤。2、工艺方面没有严格遵守

46、正确的制造和修理技术工艺。例如材质和热处理不合要求、焊缝质量不合格、加工精度和粗糙度不合要求、装配时没有保证所要求的配合等等。3、使用方面大多是由于没有严格遵守正确的规章制度。例如操纵不当、保养维修不良等等。很显然，对于自然损伤，我们必须对它作进一步的研究，尽量减少它的危害。而对于责任原因，只要我们在思想上加以重视，建立健全岗位责任制，认真遵守执行正确的有关技术规定和规章制度，完全可以避免责任性原因造成的损伤。西南交通大学网络教育毕业设计（论文）225章DF5柴油机典型故障诊断与分析柴油机在使用过程中出现故障，要尽量按照故障的特点来判断可能的原因，以采取相应的措施。如不能立刻确定故障原因，应立

47、即是柴油机处于空载或者停车状态。51典型故障1柴油机不能起动或者起动困难DF5型柴油机在长时间停放或者熄火后出现突然不能启动、起动困难的情况。结合柴油机工作的原理和特点来进行分析，故障出现的原因可概括为温度达不到，以至于压缩比达不到规定值；燃油供给故障压力不够、雾化不良、喷油器不喷油等；机械故障气缸密封不良、配气相位出错等，具体归纳如表51所示。表51柴油机不能起动或者起动困难原因和诊断故障原因排除方法起动电机运转柴油机不能发火1柴油机冷却水温过低1进行柴油机预热2预供机油泵压力过低2检修机油管路及预供油泵3低油压自动停车装置不正常3检修自动停车装置4燃油管路、燃油滤清器堵塞或者有空气4检查清洗，排除空气5喷油器堵塞和针阀卡死5检修喷油器和针阀6喷油泵齿条卡死在停车位或者供油提前角不正确6检修喷油泵齿条和检查喷油提前角7柴油机气缸压缩压力不足7检查气门间隙及进排气门、活塞环密封性，必要时重调、研磨、更换52典型故障2柴油机功率不足DF5型柴油机在运行过