HXN5型内燃机车“油水互窜”故障浅析
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摘要：对hxn5机车柴油机“油水互窜”故障发生的原因进行分析，提出故障判断的基本方法以及故障处理中应注意的事项，通过尽早发现故障现象并及时进行处理以降低经济损失。
前言：HXN5型机车油水互窜故障集中发生在2010年上半年，共造成机破5件，临修67件，该故障发生后，需要更换缸头、燃油、机油以及燃油机油滤芯，故障处理修程较大、周期较长，严重影响了机车正常运用，现就HXN5型机车油水互窜问题进行简要分析。
1.故障原因
油水互窜是指冷却水进入到燃油及机油系统中造成燃油机油稀释等现象的机车故障。HXN5型内燃机车油水互窜问题的主要原因为喷油器压块螺栓松动（折断）以及喷油器密封垫安装不良，造成喷油器与气缸间密封垫密封不严，燃气上窜将喷油器密封铜垫、水套密封胶圈以及喷油器密封胶圈烧损。冷却水通过破损的水套密封圈进入喷油器回油道，然后通过燃油回油管进入燃油箱，造成燃油箱进水；当喷油器烧损较严重时，高温燃气便会通过缸头冷却水腔进入水系统，此两类现象即为HXN5型机车油水互窜故障。从故障统计来看，绝大多数故障最终导致燃油箱进水。
图1：喷油器、水套组装图
2.故障发生前的初步判断
该故障前期故障现象不很明显，不易被发现，若出现柴油机功率不足或不能正常启机，则有可能发生油水互窜，提早发现故障并进行处理可以降低经济损失，具体可以通过以下几种方法进行初步判别：
2.1 打曲轴箱盖检查
停机后打开曲轴箱盖，逐一检查各缸，看是否有冷却水沿缸套漏出。
2.2 打摇臂箱盖检查
打摇臂箱盖检查喷油器压块螺栓，用200Nm的力矩扳手校验喷油器压块螺栓有无松动现象。
2.3 检查燃油回油管路
在喷油器水套上部的机体上有大小两个孔，一个为高压油管安装孔，另一个为喷油器回油孔，发生油水互窜时，冷却水会从进入这两个孔中，所以可以拆卸高压油管或喷油器回油管工艺堵，检查是否有烧灼熏黑迹象以及冷却水漏出。
2.4 检查燃油箱呼吸孔
HXN5型机车燃油箱有2个呼吸孔，B侧呼吸孔位于机车纳污箱与蓄电池箱中部，A侧呼吸孔位于第一总风缸后部，当冷却水通过回油管进入燃油箱后，会在高温下形成水蒸气，从而在呼吸孔处出现冒“白烟”现象，如果从此呼吸孔冒出白烟，基本可以肯定发生了油水互窜现象。
2.5 其他部位检查
当柴油机燃烧室内进入冷却水后，油水混合物会通过进气门进入稳压
箱，此时检查中冷器警告孔，看是否有油水从此处漏出；另外，油水混合物还会通过排气门进入排气总管，可以登顶检查增压器及烟囱中是否有油水排出。
3.故障发生后的现象
油水互窜发生后，燃油箱进入冷却水导致燃油稀释，造成机车功率降低或不能保证柴油机运转，柴油机自然停机，且由于燃油中含大量冷却水，造成柴油机无法启动，此类故障现象由于喷油器及密封垫烧损情况较轻，冷却水漏泄过程较为缓慢，在临修中体现较为明显。若故障没有及时发现，喷油器烧损较为严重时，会导致冷却水在较短时间内发生大量漏泄，机车会由于各种原因发生在线故障形成机破，以下为几个典型案例：
3.1水压降低
2010年2月23日，HXN50157机车右1缸喷油器密封铜垫呲破，高压燃气进入水系统，使水箱盖安全阀密封圈变形，高压水从水箱盖漏出，随着冷却水位下降，冷却水压力降低，系统保护，机车无法加载。
3.2 机油温度高
2010年4月20日，HXN50234机车，右1缸喷油器及套筒密封圈呲坏，冷却水自喷油器端部经燃烧室进入油底壳，因冷却水大量漏泄导致机油温度过高，系统起保护，机车牵引受限。
3.3 曲轴箱超压
2010年6月26日，HXN50111机车左2缸喷油器压块安装螺栓折断，发生油水互窜，冷却水流入油底壳并经排气门从增压器排出，大量冷却水进入曲轴箱形成水蒸气，导致曲轴箱压力高，机车牵引受限。
3.4 柴油机敲缸
2010年4月30日，HXN50254机车右8缸喷油器及套筒密封圈呲坏，冷却水自喷油器下部进入燃烧室，该缸发出异常音响，同时冷却水汽化导致柴油机冒白烟。
4.损失情况及后果
4.1燃油损失
燃油内进入大量水且时间较长时，机车的整箱燃油就会报废，HXN5机车的燃油箱容量为9000L，即使半箱燃油，损失也很大。
4.2 燃油滤芯损失
燃油精滤器滤芯为纸制滤芯，被水泡过后无法使用，由于燃油及机油系统内的冷却水不易一次排净，有时需要反复更换燃油滤芯。
4.3 喷油器损失
燃气上窜会严重烧损喷油器（喷油器损坏情况如图2）。
4.4 机油损失
冷却水易通过活塞环切口进入油底壳，造成机油进水，其中仅哈机即因油水互窜故障更换全车机油12台次。
4.5 喷油泵损失
混有冷却水的燃油进入喷油泵油孔，造成油孔锈蚀从而导致喷油泵供油量降低，机车功率不足，此种情况有时需要更换至少8个喷油泵才能将功率恢复正常，损失较大。
4.6 “水锤”隐患
当燃烧室内进入冷却水后，在压缩冲程中可能会发生“水锤”，之所以此类现象较少，分析原因一是HXN5型机车设计有“减压阀”，当燃烧室内压力超过限度时，该阀会动作；二是燃烧室内的压力会从破损的喷油器密封垫处泄放到缸头内。
图2：喷油器破损情况对比
5.故障处理方法
5.1处理程序
（1）机车发生故障后，首先进行机油、燃油化验，根据化验结果判断是否需要更换机油、燃油及后续检查工作。
（2）根据化验结果进行机车检查，首先检查各缸及喷油器，更换破损的缸头或喷油器、水套。
（3）打开燃油精滤器，用柴油清洗壳体内部，更换滤芯。
（4）更换燃油粗滤器。
（5）若机油进水需检查机油滤清器滤芯，发现不良立即更换。
5.2拆装喷油器及水套方法
5.2.1拆喷油器
（1）确认柴油机停机。
（2）打开曲轴箱检查孔盖，查看缸套处是否漏水。
（3）将高压油管与喷油泵的连接部位擦净。
（4）松开高压油管两端螺母，拆下缸头上的腰形法兰的两个螺栓。
（5）立即将缸头挂下来的油擦净。
（6）将高压油管喷油泵端螺母旋出，拆下高压油管和腰形法兰。
（7）将高压油管两端保护好，防止灰尘进入。
（8）复测喷油器压块螺栓力矩。
（9）拆下喷油器压块螺栓和喷油器压块。
（10）用拉铃拔出喷油器。
（11）检查喷油器铜垫圈是否被带出，如果没有，那么将其从喷油器套管中取出。
5.2.2拆卸喷油器水套套管
（1）喷油器、O型圈及铜垫圈按柴油机气缸原始位置做标记。
（2）检查喷油器是否有积碳，O型圈是否破裂，是否发现水的痕迹。
（3）如果有上述现象发生，将柴油机放水，然后拆喷油器套管，检查套管上的O型圈。
5.2.3喷油器安装
（1）更换3只O型圈并涂油脂。
（2）检查喷油器上是否有铜垫圈。
（3）视觉对准喷油器和高压油管的接口。
（4）用手将喷油器压入。
（5）视觉确认喷油器连接螺纹口对准。
（6）禁止用大力压入喷油器，这会对铜垫圈造成损伤。
（7）安装喷油器压块，带上螺栓但不拧紧。
（8）拆下高压油管的保护帽。
（9）用手将高压油管拧入喷油器，确保无卡滞。否则需调整喷油器的位置角度。
（10）连接高压油管喷油泵端螺母。
（11）力矩喷油器压块螺栓200Nm。
（12）力矩高压油管螺母105Nm。
（15）安装腰形法兰，力矩螺栓40Nm。
（16）擦净缸头罩壳密封面。
（17）力矩缸头罩壳螺栓77Nm。
5.2.4启机试验
起机前打开示功阀进行盘车（柴油机转动2圈以上），启动柴油机并检查燃油泄漏。如无法起机打开左右两侧1至8缸高压油管，打开燃油总管、燃油回油管，排放内部存在的冷却水（用压力风吹扫干净）。检查燃油箱是否仍然有冷却水排出，如燃油箱有水重新排放。8档工况运行柴油机30分钟，停机校验高压油管螺栓和喷油器压块螺栓力矩。
结束语：
HXN5型机车由于喷油器压块螺栓松动、折损造成的油水互窜问题，根本原因是机车柴油机在组装生产过程中喷油器压块螺栓紧固力矩不足，厂家及段方已经就此问题对全部300台机车的喷油器压块螺栓的紧固力矩进行了普查校验，此类故障已基本得到解决，但考虑到油水互窜问题发生后所造成的重大损失和严重后果，日常仍需加强对缸头内喷油器等各部件的检查、维护，做到防患于未然。
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