[摘 要]礦用汽車是在各類礦山中使用的運輸工具，減少礦用汽車的故障率，不僅減少了維修成本，還可以增加礦場的產能，提高其經濟效益。本文以神東煤炭集團為依托，介紹了礦用汽車故障診斷技術。

[關鍵詞]礦用汽車；發(fā)動機；故障診斷技術

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）15-0199-02

神東煤炭集團車輛管理中心于2010年元月25日成立。車輛管理中心是在原車輛管理處的基礎上，按照公司大專業(yè)化服務的思路，車輛管理中心承擔著全公司地面車輛資產管理、運行、調劑、零小修、外委監(jiān)管等工作。車輛管理中心依靠GPS信息化管理平臺，實現(xiàn)車輛全過程管理；推廣精細化的模板管理，實現(xiàn)管理和維修的動態(tài)達標；打造準“4S”化的維修車間，實現(xiàn)車輛的全過程維修。成為集團又一支大專業(yè)化服務勁旅。車輛管理中心站在新的起點上，堅持科學發(fā)展，按照集團發(fā)展戰(zhàn)略，圍繞專業(yè)化隊伍建設這一核心任務，秉承“感恩惜福、安全運行、優(yōu)質服務”的核心理念，不斷提高車輛運營效率和專業(yè)化服務水平，創(chuàng)新神東大專業(yè)化服務管理模式，推動管理水平再上新臺階。

礦用汽車發(fā)生故障較頻繁，而且 50%以上的都跟發(fā)動機有關。發(fā)動機發(fā)生故障的原因復雜，經常一個故障現(xiàn)象由多個不同部位的故障共同造成，或者是一個部位發(fā)生故障卻造成多種故障現(xiàn)象。本文從故障診斷的方法入手，探討了故障檢修的方法。

1 發(fā)動機主要設計特點

礦用汽車工況十分惡劣，粉塵大、裝載量大、重載上坡多，設備長期處于三班倒生產的狀態(tài)，使用年限短則幾年，多則30年左右，而發(fā)動機是礦用汽車的“心臟”，發(fā)動機零部件均屬易損件，磨損相對較大。從整體結構設計看，礦用汽車發(fā)動機主要由進排氣系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)、起動系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、曲柄連桿機構及配氣機構等部分組成。與一般汽車發(fā)動機設計相比，礦用汽車使用300～2700kW大功率柴油發(fā)動機，通常采用V型結構設計，缸數多在8缸以上。其中曲軸通過連桿將活塞的往復運動轉變?yōu)槠浔旧淼男D運動，其工作時需承受往復運動的慣性力和旋轉離心力，其軸頸表面在軸承內滑動速度較高>10m/s，其內部溫度高達100～150。C，潤滑油粘度偏低軸瓦尤以疲勞強度高、耐沖擊、互換性與嵌入性良好、裝拆便利、成本低廉等應用極其廣泛，但其運轉過程中，受力相當復雜且呈周期的變化，需承受很大的氣體爆發(fā)力、運動慣性及連桿蓋壓緊力的作用。

2 發(fā)動機主要故障特點

礦用汽車故障頻繁、成因復雜、層次性不同，且多半與發(fā)動機有關，往往出現(xiàn)一個部位故障會引起整個系統(tǒng)的多種故障，無法快速及時地判斷出故障具體部位和真正原因；或一種故障現(xiàn)象是由多個不同部位的故障共同造成的。發(fā)動機故障主要特點是：排氣、冷卻水、機油等溫度異常；燃油、機油、冷卻水、壓縮風等壓力異常；因操作調整和維護保養(yǎng)不當，發(fā)動機零部件潤滑狀況不良、積炭、過度磨損、松脫、斷裂，引起發(fā)動機運轉時工作狀態(tài)的異常，如水、氣、油等泄漏，冒白煙、藍煙或黑煙；啟動困難，功率不足，轉速不穩(wěn)，震動大；發(fā)出異常的排氣聲、敲擊聲、碰撞聲、周期性的摩擦聲；散發(fā)出難聞的焦臭味或煙味等。每臺發(fā)動機修復費用少則幾萬元，多則數十萬元，甚至導致整臺發(fā)動機嚴重報廢。其修復周期長、維修成本劇增，嚴重威脅車輛行車安全。

3 發(fā)動機故障診斷與維修關鍵技術

可針對發(fā)動機各種信息進行綜合分析，且根據各礦山自身檢修條件的不同，選用置換法、局部分析法、反證法、儀器儀表分析法或礦用發(fā)動機故障診斷系統(tǒng)進行診斷。

3.1 起動困難

該故障最常見。柴油機起動困難問題遠比汽油機突出。其故障主因是：油面過低，油路不暢；噴油壓力過低及噴油霧化不良；氣缸磨損，造成壓力不足；噴油嘴針閥卡住或堵塞；噴油定時不準；起動轉速過低；著火溫度過低，排氣管冒白煙；電起動系統(tǒng)工作不正常；使用燃油型號不對；特別是嚴寒的冬天，發(fā)動機本身溫度低，起動吸入的空氣溫度過低，會使燃油的粘度和密度增大，流動性變差，致使大部分燃油以液態(tài)存在于氣缸內，且噴油壓力低易造成蒸發(fā)和霧化不良，對起動影響極大；對曲軸和軸瓦而言，低溫起動機油粘度大、流動性差，無法將機油送至軸頸工作表面，惡化了潤滑條件，各機件剛性摩擦更強烈，使磨損加劇。

必須檢查油箱柴油存量及質量，是否干凈清潔，油路是否堵塞，必要時進行清洗與維護；清洗噴油泵和噴油嘴偶件，裝復后經壓力調試合格后再裝車；檢查和擰緊供油系油路每個油路接頭，必要時排除燃油中的空氣；維護濾清器，按規(guī)定清洗擦干或更換濾芯；可根據當地季節(jié)的不同合理選用燃油和潤滑油，溫度越低時選用牌號越低，要求燃料具有良好的揮發(fā)性、流動性且含硫量低，便于起動；而采用電熱進氣預熱和火焰進氣預熱來提高進氣充量的初始溫度，則是提高發(fā)動機低溫起動性能最理想的辦法。

3.2 冷卻水溫過高

該故障較常見。發(fā)動機在大負荷工作時，供水量不足、水泵不正常、氣缸差、氣缸水套和散熱器內水垢積聚過多、節(jié)溫器損壞等皆會使冷卻水溫不降反升，影響發(fā)動機正常工作。水泵皮帶、風扇皮帶過松時，應適時進行調整 或更換皮帶；水箱太臟時，需清除水箱水垢，且定期進行清理；節(jié)溫器損壞時， 冷卻水則不能通過大循環(huán)流經散熱器散熱，造成冷卻水溫高，必須更換節(jié)溫器；水泵損壞時，要立即維修或更換水泵。

3.3 機油壓力過低

該故障較常見。機油管或冷卻噴嘴漏油時，應立即排查原因，更換損壞漏油配件；曲軸、襯套及軸瓦磨損失效時，要更換磨損過大的部件且調整好位置；油壓傳感器失效時，需立即更換傳感器 機油泵失效時，必須立即進行維修，或干脆更換機油泵。

3.4 負載高引起增壓器、排煙管發(fā)紅

該故障較少見。增壓器及油嘴工況不良時，應及時調整增壓器的工作參數，清理干凈油嘴積炭；噴油嘴精密偶件失效時，必須立即更換精密偶件；中冷器過臟，導致入氣量不足時，必須定期進行清理，保持中冷器的清潔；凸輪軸、搖臂及隨動臂組件磨損過大時，需進行維修或更換磨損部件。

3.5 柴油漏入油底殼

該故障較少見。發(fā)動機使用過程中，常發(fā)現(xiàn)油底殼中混入柴油，造成油底殼內油面升高，其故障主因是柴油噴射壓力不足，噴霧狀況不良，未形成霧狀的油滴通過活塞與缸壁之間的間隙流人油底殼；氣缸密封性不良，壓縮行程氣體壓力過低，無法使柴油和空氣的混合物達到壓燃著火的程度等。必須定時排查噴油嘴安裝墊圈是否密封，及時更換損壞的墊圈，排查且根據需要更換高壓油泵、噴油嘴及氣缸墊；檢查噴油嘴噴霧情況，霧化不良引起滴油時，應調整好噴油壓力，必要時調校高壓油泵及噴油嘴；噴油器安裝不當時，宜重新安裝噴油器；檢查調整供油正時；排查氣門和氣門座密封狀況；調整氣門間隙；檢查活塞配合間隙，必要時更換活塞、活塞環(huán)或缸套。

3.6 油底殼內進水

該故障較少見。發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)是相互獨立的，正常情況下，冷卻水不會進入油底殼。一旦油底殼進水，會使機油稀釋、變質及乳化等。若不及時處理好，極易造成機械部件磨損，甚至引起抱軸、燒瓦等事故。缸蓋破裂時，需及時進行修復，且要正確安裝缸蓋；缸內破裂時，應立即更換油殼底；缸套破裂時，必須進行維修或更換；為及時發(fā)現(xiàn)和掌握發(fā)動機油底殼漏水狀況，可在發(fā)動機油底殼排污口安裝一個油混水報警開關，利用原有的電路和報警儀表臺，即可輕松地掌握漏水狀況。

3.7 低壓油路進氣

該故障較常見。其主要表現(xiàn)為行駛中發(fā)動機逐漸熄火后且無法重新起動。若打開高壓油泵放氣螺釘，用手壓泵泵油，排除油路中的空氣再起動可著火、稍后又會熄火，即可判定油路中有空氣。其故障主因是柴油機工作時，油箱至輸油泵段的油路壓力低于大氣壓力，若油管裂損、油管接頭處的銅墊圈損壞或安裝不妥時，極易在該處滲氣，即便是微小的滲氣點，也會吸入外部空氣。必須先排查柴油濾清器、噴油泵等處放氣螺釘是否擰緊，仔細排查油路各個管路接頭，特別是軟管部分易滲氣部位，查明原因、及時排除；打開放氣螺釘，用手壓泵排除油路中的空氣，緊固各管接頭，清除密封不嚴之處；在更換濾芯或清洗油水分離器時，低壓油路也會混入大量空氣，因而必須進行排氣作業(yè)，直至輸油泵泵出柴油無氣泡時，即可擰緊放氣螺栓，再起動發(fā)動機，排查各部有無滲漏現(xiàn)象，必要時予以修復。

3.8 工作時功率虧損大

該故障較常見。氣缸組件磨損失效時，要更換磨損過大組件；油泵失效或正時機構工作不良時，需重新調校有關參數；噴油器精密偶件工作失效時，要更換精密偶件。

3.9 冒煙

該故障較常見。噴油器精密偶失效或渦輪增壓器工作失效時，必須立即更換精密偶件或渦輪增壓器；凸輪軸組件磨損失效時，需更換磨損的組件；氣門組件密封不良時，必須及時調整或更換新的密封墊。

3.10 震動大、有異晌

該故障較常見。發(fā)動機技術狀況良好時，在各種工況下應保持運轉平衡、響聲純正，無明顯雜音。若曲軸、連桿各種緊固螺絲松動時，需擰緊且做好防松處理；軸向間隙或軸瓦間隙過大時，必須更換軸瓦，且保證間隙適宜；噴器霧化不良，導致敲缸現(xiàn)象時，應及時調整好噴油壓力；飛輪組件安裝不當時，需重新正確地安裝組件。

發(fā)動機運轉過程中，突然產生異響，轉速越大異響越強烈；活塞敲缸響、連桿軸承響、曲軸主軸承響、氣缸漏氣響等，皆會隨著負荷增大而變大，隨負荷減小而變小，即使加速后猛收油門，發(fā)動機靠慣性運轉時仍有響聲。其故障主因是：活塞與缸套之間間隙過大時，引起敲缸；正時齒輪磨損失效后，產生有規(guī)律的撞擊聲；軸頸磨損、軸瓦燒蝕使配合間隙增大后，引起軸瓦的撞擊聲；機油泵齒輪磨損后，傳動齒輪發(fā)出噪音，活塞銷配合間隙增大產生異響等。

4 汽車檢測診斷技術發(fā)展方向

隨著礦用汽車技術的飛速發(fā)展，對其發(fā)動機故障診斷技術要求越來越高，特別是隨著電子技術、人工智能技術、智能傳感器技術及專家系統(tǒng)技術的日臻完善，利用現(xiàn)代綜合診斷技術可實現(xiàn)檢測控制、數據采集、數據處理、診斷結果自動一體化，如利用神經網絡法進行人工智能診斷；采用小波分析法進行信號處理；應用分形幾何診斷汽車故障；逐步完善與硬件相配套的國產軟件研發(fā)及定量化檢測標準制定等，可進一步提高診斷系統(tǒng)的智能化水平，提高信息資源共享、軟硬件共享水平，且可利用信息高速公路將全國的汽車檢測站聯(lián)成廣域網，能使交通管理部門實時監(jiān)控車輛狀況，目前汽車發(fā)動機故障診斷技術正朝著智能化、自動化、精確化、網絡化和綜合化的方向發(fā)展。

5 結語

綜上所述，礦用汽車發(fā)動機的故障是不可避免的，跟運行環(huán)境、檢修質量、保養(yǎng)質量、操作方法等密不可分，通過各種手段不斷加強和提高其診斷和檢修水平，提高礦用汽車的運行率，更好地為礦山生產做服務。

參考文獻

[1] 唐榮偉，王國棟.發(fā)動機磨損原因分析[J].包鋼科技，2007，33（4）.

[2] 黨永明.礦用汽車發(fā)動機幾種燒瓦故障原因分析及預防措施[J].商品與質量·學術觀察，2011（8）

作者簡介

蘇羽（1984年-），本科，助理工程師，吉林省通化市人，2007年畢業(yè)于東北電力大學，現(xiàn)供職于神東煤炭集團車輛管理中心，主要從事地面生產用車的技術管理工作。