于淼

摘要：内燃机是相关工业设备和器械中的重要动力设备，内燃机的工作效率和功能对于生产发展影响重大，这也是相关机械设备应用中的技术集中型环节，对此，必须要确保内燃机的工作效率，减少其故障发生。而在内燃机的组成结构中，电机传动效果是关键，而在实际应用中，一些内燃机车电机传动轴在使用中会经常出现机械振动的问题，严重情况下还可能直接扭断，对于机械设备使用会产生较大影响。对此，本文就内燃机车电机传动轴机械振动问题进行介绍，分析机械振动产生的原因，并就这类问题的解决提出一些方法参考。

关键词：内燃机车;电机传动轴;机械振动;原因

0  引言

内燃机车应用的是液力传动箱电机传动轴，使用中出现机械振动，实际上是内燃机车故障中的小问题，但是如果不及时解决，对于内燃机电机传动轴的有效工作还是会导致一定影响的。而目前针对这一机械振动问题，还没有比较系统的原因分析和措施应对的研究，对此，研究采取故障排除的方法，为内燃机车电机传动轴机械振动问题分析和解决提供一些思路，以实现电机传动轴机械振动问题的有效解决。

1  问题描述

内燃机在工业生产领域以及交通运输领域都有比较广泛的应用，是相关生产和运营中比较关键的动力设备。就运输公司来看，内燃机在相关交通运输工具中，主要是为车辆提供强大的动力支撑。目前在交通运输领域，铁路交通中的内燃机应用最为典型，DFH系统的机车装备的液力传动箱使用机械换向装置以及机械双信号换挡装置，相应的箱体中一般只包含一套液力变扭器，这类变扭器的结构比较完善，换向的冲击力也比较大，实际的维护检修工作难度也很大。GK系统机车液力传动箱则是使用电子换单系统以及电控液力换向系统，其中包含前向以及后向液力变扭器，可以进行灵活换挡换向，操作比较简单方便。这两种液力传动箱的应用中，都需要借助电机传动轴和起动发电机连接来完成相应的操作过程。

随着内燃机在铁路运输中的作用不断提升，相关技术不断发展完善，内燃机在铁路运输中的牵引动力中，内燃机所占的比重不断提升。而就相关机车司机反映，在内燃机车运营中，液力传动箱电机传动轴的机械振动问题比较明显，因此导致的噪音和振动在一定程度上影响了机车运行中的舒适度和安全性。就铁路交通运输中近十年的电机传动轴故障统计数据来看，存在的电机传动轴故障共有32起，而其中，联轴节扭断故障就占据了将近20%。这种问题故障发生，严重情况下会导致机车在起动的时候，联轴节扭断，此时电机万向轴花键套部定位功能失效，会导致冷却单节受损，还会导致百叶窗相关部件损坏，导致机破事故发生，严重情况下还会导致机车整体安全运行受到影响。值得注意的是，GK系统机车中，电机传动轴和司机室距离比较近，在机械振动问题发生时，还会干扰司机的驾驶工作，对此，需要对这一问题引起重视。

2  机械振动原因分析

电机传动轴的位置一般在液力传动箱的最上部，是箱体尾部的一根功率输出轴，专门为起动发电机设置的。在内热机车电机运转中，其主要工作部件的功率传输路径大致如下：

柴油機——第一万向轴——液力传动箱第一输入轴——齿轮轴——弹性联轴节——电机万向轴——法兰盘——主发电机。

在柴油机工作的过程中，起动发电机在蓄电池供电下实现运转，为柴油机工作提供必要的动力，在柴油机起动后，在液力传动箱输入轴驱动作用下，起动发电机工作，并为车辆的照明和控制提供能量支持，并为蓄电池充电。在内燃机工作的过程中，电机传动轴一直是高速旋转状态，这时候的起动发电机一直是处于工作状态的。按照电机传动轴位置和相应的工作状况，可以推断电机传动轴机械振动的原因包含三点。

2.1 动力源问题

以柴油机作为主要动力源的内燃机车，其电机传动轴借助液力传动箱的第一输入轴和柴油机曲轴连接，所以，电机传动轴平稳性是受到柴油机曲轴旋转影响的，柴油机曲轴旋转平稳度也是柴油机中对应的气缸爆发压力均匀度影响的。

就柴油机相关气缸工作均匀性影响因素来看，主要包含喷油状态以及燃烧情况等，在经过近几年这类问题的检修分析中发现，柴油机喷油参数不良、活塞环闭口接缝超差等原因，导致柴油机的燃烧出现问题，相应的气缸工作均匀性不足，导致曲轴振动和转速不稳问题突出，这时候，电机传动轴的轴向机械振动问题就出现了。这是因为液力传动箱输入轴使用的是斜齿圆柱齿轮结构设计，起作用是是一个高速重载、传动平稳要求的，在输入轴齿轮和电机传动轴齿轮齿合情况下，因为输入轴的震动和转速影响，导致齿轮的轮齿间冲击比较严重，相应的轴向冲击力会导致电机传动轴轴向出现振动问题，应在相应故障部位出现异常噪音。

这种情况下，要是电机传动轴轴向定位轴承的轴向间隙没有超出负荷，在柴油机转速加快的情况下，因为旋转部位的惯性作用，会导致电机传动轴轴向振动趋势明显，这时候轴承轴向间隙就会超出范围，导致振动加剧的问题发生。

2.2 旋转轴系作用

就电机传动轴的旋转轴系影响来看，主要集中以下几个方面：

第一，轴系各轴同轴度作用。在起动发电机的工作中，通过弹性联轴节和万向轴、传动轴连接，这时候的联轴节和万向轴之间的补偿偏差影响下，会导致对于起动发电机安装精度的影响。要是安装无差别比较明显的情况下，电机万向轴相应法兰盘之间平衡被打破，就会导致轴线的偏移，造成连接法兰盘之间的电机万向轴弯曲变形，导致机械振动问题出现。这类问题在起动发电机安装和使用中经常出现，因为柴油机燃烧导致的电机传动轴轴向振动问题，还会导致起动发电机安装误差出现，这样长此以往，积累下来，就会导致联轴节扭断，引发机破事故，对于车辆的安全有效运营是非常不利的。所以，需要在起动发电机的安装中，确保轴线安装偏差控制在合理范围内，这对于预防和减少电机传动轴机械振动问题很有必要。

第二，万向轴不平衡力矩作用。要确保电机万向轴在快速运转的情况下，保持自身工作平稳性，在具体的装配中，需要实施动平衡试验，保证万向轴旋转轴线和惯性主轴线之间的重合。在机车运营一段周期后，因为万向轴会产生一定磨损，在相关检修中也会存在一些组装装配误差问题，这样机车出现万向轴振动问题就比较常见了。在相关检查中发现，万向轴高速运转的情况下，会产生重影，也会导致万向轴出现不平衡力矩，导致异常的震动问题，这也会导致机车安全性受到影响。

对此，需要按照万向轴旋转轴线和惯性主轴线的重合，重新将轴承安装位置进行调整，使用优质的十字销轴承，避免重影问题。并在法兰盘安装中，做好清理工作，根据定力矩紧固需要，避免不平衡力矩问题发生。

2.3 润滑处理不当问题

液力传动箱中，润滑也是关键环节，这对于机车运行安全性和可靠性会产生一定的影响，相关的轴承、齿轮使用寿命也会因此受到影响。所以，在设计和检修中，都需要对于润滑部分提升重视，夜里传动箱中相关润滑系统是通过供油泵来提供压力油，对齿轮和轴承进行润滑，保持供油泵的良好状态，确保油道畅通，避免泄露。就电机万向轴来看，其一直处于高速运转中，对此，需要对于十字销轴承部位进行润滑，保持相关部件处于良好的运行状态。在车辆行驶中，因为柴油机旋转方向作用，所以扭矩传递方向也是固定的，因此，万向轴十字销下不够用部位出现磨损，导致异常机械振动问题。

3  内燃机电机传动轴机械振动问题处理对策

针对上述的内燃机电机传动机械振动问题，首先要做好检查和维护措施，柴油机相应气缸工作均匀性是电机传动轴齿轮平稳耦合。机车在应用中，需要按时根据工艺技术要求来矫正喷油参数，做好气阀间隙调整，及时更换活塞等，确保柴油机工作正常。电机传动轴要是出现异常问题，也需要尽快更换。

要做好电机万向轴维护合并保养，要做好润滑脂及时添加，保证合理用量。针对传动轴进行校正和安装，要及时校正起动发电机安装误差问题，确保两端法兰盘接触面整洁，避免重影问题。

4  总结

针对内燃机车电机传动轴机械振动问题，要明确导致机械振动的具体原因，做好相关因素分析，明确了导致内燃机电机传动轴机械振动问题的原因主要包含各轴同轴度问题影响、万向轴不平衡力矩影响、润滑处理不当等，针对相应的问题，需要进一步完善相关对策，针对性的做好相关基础处理，在日常的内燃机电机传动轴使用中，要尽可能减小安装误差，对于影响传动轴正常工作的因素进行分析，并要及时做好相关检修工作，对于相关设备部位进行保养，及时添加润滑脂，把握主要的故障问题发生点，及时更换老旧的零部件，确保整体传动效果，有效缓解电机传动轴的机械振动问题。

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