BLAZE-75306礦用自卸車發(fā)動機紅燈報警分析和預防

杜宇飛 段接寶 張玉林 沈 偉

（內(nèi)蒙古霍林河露天煤業(yè)股份有限公司，內(nèi)蒙古 霍林郭勒029200）

隨著礦用自卸汽車制造業(yè)的發(fā)展，汽車運輸在露天礦得到了突飛猛進的發(fā)展。在國外，美國、加拿大、澳大利亞等國幾乎所有露天礦都采用汽車運輸。近年來，我國的露天礦采用汽車運輸?shù)囊膊粩嘣黾樱迨甏衅冢戏?、白銀廠、張店、銅官山、青山懷等冶金露天礦開始使用汽車運輸，汽車一般為10～25t載重。隨著汽車制造業(yè)的發(fā)展，除在冶金系統(tǒng)外，在煤炭、建材、化工等系統(tǒng)的露天礦中也廣泛采用汽車運輸。20世紀80年代興建的露天礦如：安太堡露天礦，伊敏河露天礦，霍林河露天礦，準格爾黑岱溝露天礦，平莊元寶山露天煤礦等都采用汽車運輸或與汽車聯(lián)合的聯(lián)合運輸工藝。單斗挖掘機汽車開采工藝的發(fā)展趨勢是向采運設(shè)備大型化、系列化發(fā)展，應(yīng)用范圍越來越廣。目前，內(nèi)蒙古霍林河露天煤業(yè)南露天煤礦擁有105臺自卸車，其中有15臺白俄羅斯汽車制造廠生產(chǎn)的最大載重量為220噸BLAZE-75306自卸車。此自卸車自2007年投入運行以來，自卸車狀況一直都較為穩(wěn)定，因此已經(jīng)成為南露天煤礦的主要運輸設(shè)備之一。但是進入2014年夏季后，BLAZE-75306自卸車發(fā)動機紅燈報警故障頻繁發(fā)生。為此，公司與康明斯售后維修部門對故障原因進行了認真分析，采取有效措施，實現(xiàn)了發(fā)動機安全穩(wěn)定地運行。

1 設(shè)備簡介

BLAZE-75306型礦用自卸車裝備了美國原產(chǎn)Cummins QSK-60型柴油發(fā)動機，此發(fā)動機帶電子控制系統(tǒng)和四個廢氣渦輪增壓機。氣缸形式為16缸V形排列，發(fā)動機總排量為60.2L。在轉(zhuǎn)速1900轉(zhuǎn)/分時，其功率為1715千瓦。在轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分時，其最大扭矩為9053牛·米。

2 故障情況

進入七、八月份以后，霍林河地區(qū)最高氣溫達到30度左右。此時BLAZE-75306自卸車在作業(yè)現(xiàn)場經(jīng)常發(fā)生發(fā)動機紅燈報警故障，主要表現(xiàn)為發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降，重載爬坡時1750轉(zhuǎn)/分左右，甚至有時轉(zhuǎn)速降至1650轉(zhuǎn)/分，而正常自卸車爬坡轉(zhuǎn)速基本在1920轉(zhuǎn)/分以上。因發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降導致自卸車爬坡無力，發(fā)動機冒黑煙，燃油消耗增加。經(jīng)發(fā)動機檢修車間維修人員使用專業(yè)電腦進行檢測，檢測結(jié)果顯示：發(fā)動機燃油溫度高；冷卻液溫度高；進氣歧管空氣溫度高。

3 原因分析及故障排除

3.1 發(fā)動機燃油溫度過高

在較高溫度環(huán)境作業(yè)過程中，發(fā)動機紅燈報警，如果是燃油溫度較高的原因，那么此時補加燃油，大多數(shù)報警就會消失。作業(yè)一定車數(shù)后，待柴油箱溫度升高后，報警仍然持續(xù)。四點班作業(yè)時，發(fā)動機紅燈報警，即使不加注燃油，那么在20點之后，隨著作業(yè)環(huán)境氣溫的下降，發(fā)動機報警也會自動消失。

因此，影響發(fā)動機燃油溫度過高的原因主要有以下兩個方面：一是，外界作業(yè)環(huán)境溫度過高。進入七八月份以來，最高氣溫已經(jīng)達到30℃以上，燃油受外界氣溫影響油溫升高，加之上發(fā)動機本身和水箱散熱器向后吹來的熱浪烘烤柴油箱，促使燃油溫度升高。二是，燃油散熱不好。Cummins QSK-60型柴油電控發(fā)動機燃油供給系統(tǒng)具有給噴油器冷卻的功能，即柴油進入噴油器后有80%的柴油經(jīng)過燃油散熱器又流回油箱，如果燃油散熱器堵塞或散熱不好，導致高溫的燃油沒有冷卻降溫直接回到油箱，燃油經(jīng)過多次地循環(huán)反復的使用，造成了惡性循環(huán)，致使燃油溫度急速升高。而此時加注常溫的燃油，經(jīng)與油箱內(nèi)高溫的燃油混合，降低了油箱內(nèi)燃油溫度，發(fā)動機紅燈報警立即消失。對于以上兩個方面造成的燃油溫度過高的問題，可以通過清洗燃油散熱器片或更換新的柴油散熱器總成，同時也要清洗水箱散熱器表面，除掉水箱散熱器片間的雜物和泥垢，增加散熱器的空氣流量，提高柴油散熱器的散熱效率，降低了柴油箱內(nèi)燃油溫度。

3.2 發(fā)動機冷卻液溫度較高

影響發(fā)動機冷卻液溫度過高主要有兩個方面：一是，自卸車受作業(yè)現(xiàn)場條件限制，重載時自卸車一直都在長運距大坡度的道路上上坡行駛，發(fā)動機處于高負荷條件下長時間的運行，故造成發(fā)動機水溫過高。比如，2703電鎬至西二或西四排土場運距為3.41公里，提升高度145米，2209自卸車白班接班后作業(yè)，當連續(xù)作業(yè)至第三車時，發(fā)動機紅燈就會報警。2702電鎬至二號輸巖系統(tǒng)破碎站的運距為2.03公里，提升高度為36米，2209自卸車同樣在此電鏟作業(yè)時，發(fā)動機報警燈不會報警。針對以上的問題，可以由生產(chǎn)部門合理規(guī)劃采礦設(shè)計，避免出現(xiàn)長運距，高坡度比的路線。同時在道路設(shè)計上在有一定距離的坡道后，應(yīng)合理設(shè)計一段平緩的道路，以便發(fā)動機能夠在高負荷運行后能降低負荷強度，平穩(wěn)地運行。

二是，自卸車發(fā)動機本身的原因影響，由于發(fā)動機長時間高負荷運行，出現(xiàn)設(shè)備陳舊老化，本身狀態(tài)不佳的現(xiàn)象。比如水箱散熱片間大面積有雜物堵塞，水箱前部的百葉窗未能完全打開；冷卻水循環(huán)量過小，水泵輪與軸間滑動，水泵內(nèi)有空氣，節(jié)溫器損壞等；風扇皮帶過松，引起皮帶打滑，從而影響風扇的正常工作，風扇電磁離合器或風扇的溫控開關(guān)作用時機過遲；發(fā)動機工作不良，燃油執(zhí)行器機械卡死，混合氣過稀、燃燒室積碳過多、發(fā)動機燃燒不充分，這些方面也容易造成機溫升高。同時潤滑油的添加量過多或過少，防凍液的不足同樣也會造成發(fā)動機的水溫過高。對于發(fā)動機自身的故障，通過交接班的日常班檢，重點檢查發(fā)動機的外觀、潤滑油和防凍液的液位，如有不足及時補加。同時在自卸車回檢修車間做計劃保養(yǎng)時，設(shè)備操作者及時向檢修人員反映自卸車存在的異常情況或故障，以便檢修人員正確判斷故障，徹底進行處理。

3.3 進氣歧管空氣溫度過高

發(fā)動機進氣歧管空氣溫度過高，將使空氣熱膨脹過大，導致氣缸內(nèi)充氣量減少降低了發(fā)動機的充氣系數(shù)，使混合氣偏濃破壞了正常的空燃比，造成燃油燃燒不完全，使燃油消耗增大。Cummins QSK-60發(fā)動機左前中冷器上裝有進氣壓力和進氣溫度傳感器，傳感器將左前中冷器進氣壓力或溫度的異常信息傳給發(fā)動機ECM(電子控制單元)，ECM根據(jù)進氣量的異常信息適當調(diào)整發(fā)動機轉(zhuǎn)速及供油量等參數(shù)，因此Q60發(fā)動機左前中冷器進氣量會影響全車所有氣缸的工作狀態(tài)。當進入汽缸的可燃混合氣受熱膨脹后，造成燃油燃燒不完全，導致發(fā)動機動力降低，從而影響發(fā)動機的正常工作，同時各部件溫度過高會膨脹變形失去原來的正常配合間隙，造成摩擦阻力增大，嚴重時能使機件燒毀互相粘合卡死。

對于Cummins QSK-60發(fā)動機進氣歧管空氣溫度過高主要原因是發(fā)動機冷卻液溫度過高或中冷器內(nèi)堵塞，導致壓縮后的空氣經(jīng)過中冷器后，沒有得到有效的冷卻，而是直接進入了氣缸。針對以上原因可以先檢查防凍液溫度是否正常，如正常后再檢查中冷器進行必要的清洗或更換。

［1］周成堯，盧川，張愛明，周崢，劉石源.車用汽油機的增壓器方案設(shè)計[J].內(nèi)燃機與配件，2011（09）.

［2］張文峰.關(guān)于汽車發(fā)動機中幾個關(guān)鍵技術(shù)的探討[J].黑龍江科技信息，2011（20）.