内燃机车用柴油机通用
1 范围
本标准规定了内燃机车用柴油机(以下简称柴油机)的技术要求、试验方法、检验规则、 标志、包装、运输和储存。
本标准适用于新造内燃机车用柴油机,其它内燃动车用柴油机可参照执行。 2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 191 包装储运图示标志 GB 252 普通柴油
GB/T 725 内燃机产品名称和型号编制规则 GB/T 726 往复式内燃机 旋转方向、气缸和气缸盖上气门的标志及直列式内燃机右机、左机和发动机方位的定义
GB/T 1184—1996 形状和位置公差 未注公差的规定
GB/T 1800.1—2009 产品几何技术规范(GPS) 极限与配合 第1部分:公差、偏差和配合的基础
GB/T 1800.2—2009 产品几何技术规范(GPS) 极限与配合 第2部分:标准公差等级和孔、轴极限偏差表
GB/T 1801—2009 产品几何技术规范(GPS) 极限与配合 公差带和配合的选择 GB/T 3181—2008 漆膜颜色标准 GB 4556 往复式内燃机 防火
GB/T 6072.1 往复式内燃机 性能 第1部分:功率、燃料消耗和机油消耗的标定及试验方法 通用发动机的附加要求
GB/T 6072.3 往复式内燃机 性能 第3部分:试验测量 GB/T 6072.6 往复式内燃机 性能 第6部分:超速保护 GB/T 6388 运输包装收发货标志
GB/T 15371 曲轴轴系扭转振动的测量与评定方法
GB/T 21563—2008 轨道交通 机车车辆设备冲击和振动试验 TB/T 2745 动力装置用柴油机认证试验
TB/T 2746—2002 动力装置用柴油机例行试验和验收条件 TB/T 2783 铁路牵引用柴油机排放试验
TB/T 3016 内燃机车柴油机排气不透光度测量
TB/T 3098—2004 铁道动力装置用柴油机认证试验实施细则 3 技术要求 3.1 一般要求
3.1.1 柴油机产品及其零部件应符合相关标准及本标准的要求,并按经规定程序批准的产品图样和技术文件制造。
3.1.2 柴油机设计应遵循系列化、标准化、模块化和轻量化的原则,并按制造商质量体系文件规定的设计程序进行,应确保柴油机产品图样和技术文件的完整性、正确性和统一性。同一型号柴油机应能整机互换,且主要零部件应能通用互换。
3.1.3 柴油机产品应具有良好的热工性能、综合动力性能、运用可靠性能和使用耐久性能,柴油机应方便运用、维护、保养和检修。
3.1.4 原材料应符合产品图样、技术文件和相应标准的规定,当需要使用代用材料时必须按规定程序办理审批。
3.1.5 柴油机应有重要零件特性分级表和零件重要度分级表。柴油机主要部件和关键零部件应有组装、检查和试验记录。柴油机主要部件和关键零部件应进行首件检验认证。 3.1.6 制造商应提供以下技术文件:
a) 柴油机的应用环境、工作条件和安装技术要求;
b) 柴油机燃油系统、机油系统、冷却水系统和起动系统及监控系统等的工作原理图; c) 柴油机外形轮廓尺寸,以曲轴中心为基准的有关尺寸及重心图,支座安装连接尺寸及安装调整
要求;
d) 柴油机与外部设备连接的空间位置和接口的安装尺寸; e) 柴油机监测仪表的安装位置及与外部连接的接口要求; f) 柴油机主要大部件的检修净空尺寸图;
g) 柴油机主要部件的基本配置清单和选择配置清单。 3.2 技术规格
3.2.1 制造商应在技术文件中提供柴油机的下列主要技术规格和主要技术参数:
——型号;
——型式(冲程数、燃油喷射方式、燃烧室形状、增压方式及增压空气是否进行中间冷却等); ——气缸直径,mm; ——活塞行程,mm;
——气缸数、气缸排列型式和气缸夹角; ——总排量,L; ——压缩比;
——标定功率,kW; ——最大运用功率,kW; ——标定转速,r/min;
——最低空载稳定转速,r/min; ——超速停机转速,r/min;
——标定转速时的活塞平均速度,m/s; ——标定工况时的平均有效压力,MPa; ——标定工况时的最高爆发压力,MPa; ——曲轴旋转方向; ——发火次序;
——进排气门冷态间隙,mm; ——喷油器启喷压力,MPa;
——增压器允许的最高工作转速,r/min;
——标定功率时增压器涡轮进口废气温度,℃; ——最大允许进气真空度,kPa; ——最大允许排气背压,kPa;
——标定功率和标定转速时燃油消耗率(按标准低热值42000kJ/kg计算),g/(kw·h); ——标定功率和标定转速时机油消耗率,g/(kW·h); ——柴油机起动方式;
——柴油机最低允许起动温度时的起步扭矩,N·m; ——柴油机最低允许起动温度时的最低点火转速,r/min; ——柴油机最低允许起动温度时的起动点火扭矩,N·m; ——中冷器冷却水进口温度,℃;
——柴油机机油出口最高允许温度,℃; ——柴油机冷却水出口最高允许温度,℃;
——标定转速时柴油机机油最低进口压力,kPa;
——最低工作稳定转速时柴油机机油最低进口压力,kPa; ——柴油机机油容量,kg; ——柴油机冷却水容量,kg; ——柴油机外形尺寸(长×宽×高),mm; ——柴油机重量,kg;
——柴油机装拆时大部件重量,kg。
3.2.2 柴油机产品名称及型号编制宜按GB/T 725规定。
3.2.3 柴油机曲轴的旋转方向、气缸和气缸盖上气门的标志和柴油机方位等宜按GB/T 726规定。 3.2.4 柴油机的调速性能应符合下述规定:
a) 调速系统的精度等级由高到低划分为1、2、3级; b) 调速系统的动态性能应符合下列要求:
——在标定工况突卸全部负载试验中,其瞬时调速率和转速稳定时间应符合表1的规定;
表1 瞬时调速率和转速稳定时间
精度等级 1 2 3 瞬时调速率 % ≤5 ≤8 ≤10 转速稳定时间 S ≤5 ≤10 ≤18 ——在空载突降转速试验中,柴油机不应停机。在空载突升转速试验中,超速保护装置不应动作; ——在起动试验(包括冷态、热态)中,转速超调率和波动次数应符合表2的规定。
表2 转速超调率和波动次数
精度等级 1 2 3 转速超调率 % ≤15 ≤30 ≤30 波动次数 次 ≤1 ≤3 ≤5 c) 调速系统的静态性能应符合下列要求:
——在标定工况调速特性试验中,稳定调速率应符合表3的规定;
表3 稳定调速率
精度等级 1 2 3 稳定调速率 % ≤0.2 ≤0.5 ≤1.0 ——转速波动率应符合表4的规定;
表4 转速波动率
精度等级 柴油机空载工况 <50%标定转速 ≥50%标定转速 转速波动率 % 柴油机满载工况 <50%标定转速 ≥50%标定转速 1 2 3 ≤1.0 ≤2.0 ≤3.0 ≤0.8 ≤1.6 ≤2.0 ≤0.8 ≤1.6 ≤2.0 ≤0.7 ≤1.2 ≤1.6 ——不灵敏度应符合表5的规定。
表5 不灵敏度
精度等级 不灵敏度 % 1 ≤0.25 2 ≤0.35 3 ≤0.5 d) 装有遥控配速(包括有级、无级)的调速系统,柴油机在最高、最低调速手柄位的稳定转速与名义转速之间的误差不应超过± 5 r/min,中间各转速位稳定转速与名义转速之间的误差由供需双方协商决定;
e) 调速系统应具有超速保护功能。在调速系统超速保护试验中,应能连续三次试验成功。 3.2.5 柴油机的超速保护应符合GB/T 6072.6规定。 3.3 性能曲线
制造商应提供柴油机以下性能曲线或技术参数:
a) 柴油机的起动性能; b) 柴油机的调速性能; c) 柴油机的牵引特性; d) 柴油机的负荷特性; e) 柴油机的速度特性; f) 柴油机的外特性;
g) 柴油机空载运转燃油消耗特性; h) 柴油机标定工况时的热平衡; i) 柴油机机油泵和冷却水泵的工作特性; j) 柴油机的功率修正;
k) 柴油机HC、CO、NOX及颗粒等排放数据;
l) 必要时由供需双方商定,提供柴油机其它性能曲线、技术参数及零部件的有关计算文件等。
3.4 主要技术参数标定
3.4.1 在大气压100 kPa、环境温度25 ℃、相对空气湿度30%的标准环境状况下,柴油机应能达到铭牌上标明的标定功率,并按GB/T 6072.1进行标定。铭牌上标明的标定功率允差为±2%。 3.4.2 在大气压100 kPa、环境温度25 ℃、相对空气湿度30%的标准环境状况及标定工况下,燃油消耗和机油消耗均应按GB/T 6072.1进行标定。燃油消耗率的最大偏差不应超过标定值的+5%,机油消耗率不应超过燃油消耗率的+1.5%。
3.4.3 在标定功率下,柴油机各缸的最高爆发压力偏差不应超过平均值的±5%。 3.4.4 在标定功率下,柴油机各缸的排气温度与平均值的允许偏差为±8%。
3.4.5 柴油机试验测量的其它性能参数允许偏差不应低于GB/T 6072.3的规定。
3.4.6 柴油机机械加工零件未注公差尺寸的极限偏差不应低于GB/T 1801—2009、GB/T 1800.1—2009和GB/T 1800.2—2009规定的IT14级。
3.4.7 柴油机未注形位公差的极限偏差应不低于GB/T 1184—1996规定的C级。 3.5 燃油、机油和冷却水要求
3.5.1 柴油机使用的普通柴油按GB 252的规定。 3.5.2 柴油机使用的机油按有关技术文件规定。
3.5.3 柴油机使用的冷却水应符合有关技术文件的规定。
3.5.4 柴油机燃油系统、机油系统和冷却水系统的管路应按表6规定涂色标志要求或采用色带标志。
表6 柴油机管路标识颜色 序 号 1 2 3 管路名称 燃油系统管路 机油系统管路 高、低温冷却水系统管路 GB/T 3181—2008 颜色名称 中黄 淡棕 艳绿 颜色编号 Y07 YR01 G03
3.5.5 柴油机应具体规定起机、加载和停机时的机油和冷却水温度。 3.6 安全保护装置
柴油机至少应配备下列安全保护功能: a) 紧急手动停机功能; b) 超速保护功能;
c) 柴油机盘车和启动联锁功能; d) 机油压力过低卸载和停机功能; e) 冷却介质温度过高报警卸载功能; f) 柴油机油气分离功能; g) 曲轴箱压力报警保护功能; h) 曲轴箱压力升高防爆功能;
i) 符合GB 4556规定的柴油机防火功能和措施; j) 经协商用户要求加装的其它安全保护和报警功能。 3.7 其它技术要求
3.7.1 柴油机的热平衡性能应符合TB/T 3098—2004中的B.8等有关技术文件的规定。 3.7.2 柴油机的噪声等级应符合有关技术文件的规定。 3.7.3 柴油机的机械振动烈度应符合GB/T 21563—2008的6.3规定,振动质量级应至少达到容忍工作状态。
3.7.4 柴油机曲轴轴系的扭转振动应符合GB/T 15371等有关标准的规定,在柴油机运用转速范围及运用转速外10%的范围内不应有危险临界转速。
3.7.5 柴油机的排放指标应符合TB/T 2783的规定。
3.7.6 宜按TB/T 3016对柴油机排气进行排放不透光度测量。 3.7.7 柴油机在纵向倾斜不超过3°、侧向倾斜不超过15°的情况下应能可靠地工作。 3.7.8 柴油机的清洁度应符合表7或有关技术文件的规定。
表7 内燃机车用柴油机清洁度限值表
限值级别 A B C D 颗粒最大长度和数量限值 最大长度小于50μm 最大长度在50μm~150μm间的颗粒不超过4个 最大长度小于400μm 最大长度小于1000μm 2重量限值 mg 1.2 1/dm(检测面积小于2 dm的2按2 dm计) 3/dm 22适用零部件 燃油供给和燃油喷射系统 润滑油供给系统,运动表面和轴承 油底壳、润滑油回油表面和回油管 各冷却水腔表面
3.7.9 柴油机空气、燃油、机油和冷却水系统各密封面及管路连接处不允许有泄漏现象。 3.7.10 柴油机出厂前应按有关技术文件的规定进行油漆。