QSK60發動機故障分析與處理方法

吳海峰

摘 要： 通過對QSK60發動機故障分析，提出降低發動機負荷、提高發動機性能的措施，從而提高發動機出動率。

關鍵詞： 增壓器;水泵;缸蓋;排煙管;進排氣門

QSK60發動機由美國康明斯公司生產，額定功率2300-2700馬力，安裝在L2350前裝機、830E、MT4400/MT5500、33900、930E等礦山用自卸卡車，主要應用于煤炭、黃土及巖石的采掘和運輸。

設備投入使用以后，故障率比較高，導致發動機使用效率的降低，檢修成本大幅增加。為了提高設備出動率，對發生的故障進行了統計分析，并制定了了相關措施，通過工藝改進及技術改進，降低了發動機故障率，提高了設備使用效率。

1 維護過程中的故障描述、分析

2013年1-8月份，通過對MT4400/MT5500自卸卡車發動機日常點檢發現的主要的問題：

（1）增壓器、排煙管螺栓丟失

（2）水泵的油封、水封滲漏

（3）缸墊滲漏

排煙管螺栓丟或者螺栓斷裂現象主要發生在MT5500發動機。經過車間2013年1月-8月份的統計發現，已經更換缸蓋14個，分別由于螺栓斷裂和缸墊漏水等原因導致。更換大水泵6個，小水泵12個，更換單級增壓器4個，更換一級增壓器7個，更換二級增壓器13個，更換排煙管螺栓232個。

2013年1-8月份零故方面MT5500發動機零故發生費用占QSK60發動機零故的74.31%。2013年MT5500卡車發動機零故發生費用343.94萬，MT4400卡車發動機零故發生費用71.67萬，930E卡車發動機零故發生費用17.41萬，MT5500零故發生的費用是930E發生費用的19.76倍。

故障原因分析：

MT5500卡車以高負荷運轉，導致發動機缸蓋、水泵、增壓器等部件長時間處于滿負荷狀態，導致缸蓋、水泵、增壓器以及排煙管螺栓等損壞。

發動機超負荷運行數據分析：

MT5500設計載重量可以在326噸的基礎上上浮10%，即上浮32.6噸，最高載荷581.6噸。MT5500與930E額定功率相同，MT5500比930E要多載重（581.6噸-502噸）=79.6噸，即MT5500比930E多載重（79.6噸/502噸）×100%=15.86%。2013年1-8月份MT5500發生零故次數373次，930E發生零故次數12臺次，故障發生率MT5500是930E的31倍。MT4400與SF33900相比較，MT4400額定功率2300馬力，SF33900額定功率2500馬力，MT4400和SF33900相比較少200馬力，實際承載重量MT4400比SF33900多承載（407噸-386噸=21噸）21噸，即MT4400比SF33900多承載5.4%（具體公式（21/386）×100%）。以上可以得出超載對整車承重部分造成不良影響，設備故障發生率高，影響設備的出動率。

2 故障控制措施

（1）安裝稱重系統，物料超載后自卸車自動斷牽引，必須卸貨后方可正常運行。

（2）加強爆破質量管理，改進爆破工藝，保證爆破后的物料體積松散，沒有大塊，裝車后不會因為大塊造成超載。

（3）控制物料裝車時超載，要求電鏟司機嚴格按照要求載荷裝車。使用電鏟稱重系統，規范裝車質量。

（4）改變坡道形式，降低發動機運行負荷。原來設計坡道由于受排土場限制，采用水平路線短，坡道路線直且長的設計方案，雖然運距縮短，但是設備爬坡距離增加，坡度增加，導致發動機高溫，發動機工況變差，縮短了發動機使用壽命，故障率也明顯增加。改進后的路徑增加了水平緩沖帶，發動機可以在低負荷下運行，保證發動機溫度降到合理溫度。降低坡道坡度，直線坡道改為之字形坡道，延長之字形坡道轉彎處長度，坡度由原來的15度降低到8度以下，雖然運距增加，但是有效降了低發動機負荷。

（5）改進發動機結構件及檢修工藝，提高設備可靠性，減少故障發生。

下面就改進部分分別加以論述：

①加工排煙管螺栓固定孔：排煙管固定螺栓孔與固定螺栓間隙比較小，在高溫、震動的環境中，固定螺栓受橫向剪切力的作用，容易斷裂，排煙管螺栓所處部位在后期維護中很難更換。

改進措施：在排煙管安裝前進行擴孔加工，保證留有足夠的間隙。

排煙管連接部位的小波紋管必須更換。

②搖臂調整螺母緊固力矩：發動機出廠時搖臂調整螺母緊固力矩為45英尺磅，實際運行過程中，發動機運行到5000小時左右，緊固螺母松動，造成噴油器、搖臂的損壞。

改進措施：調整臂調整螺母緊固力矩為78英尺磅，由于緊固力矩的增加，保證了緊固的可靠性，防止由于螺母松動導致故障的擴大。

③進排氣門更新：由于氣門鎖片設計位置靠上，在發動機高速運行時，鎖片與丁字頭碰撞，導致氣門鎖片脫落，造成缸蓋損壞。

改進措施：延長氣門導桿長度，降低鎖片位置，加深丁字頭凹槽深度，解決了氣門鎖片與丁字頭碰撞問題，同時保證丁字頭與氣門良好的接觸，防止丁字頭跳出。更換新的鎖片、上彈簧座，以適合于更新的氣門。

通過對發動機工況的改善、大修技術改進，設備狀況總體有了很大的改觀，設備出動率明顯提高，故障率明顯下降。發動機的維護需要面對各種各樣的故障，總結歸納，有針對性地改善檢修工藝、改進提高配件的質量，提升發動機整體性能，從而保證礦山設備的使用要求。