BLAZE-75306矿用自卸车发动机红灯报警分析和预防

杜宇飞 段接宝 张玉林 沈 伟

（内蒙古霍林河露天煤业股份有限公司，内蒙古 霍林郭勒029200）

随着矿用自卸汽车制造业的发展，汽车运输在露天矿得到了突飞猛进的发展。在国外，美国、加拿大、澳大利亚等国几乎所有露天矿都采用汽车运输。近年来，我国的露天矿采用汽车运输的也不断增加，五十年代中期，南芬、白银厂、张店、铜官山、青山怀等冶金露天矿开始使用汽车运输，汽车一般为10～25t载重。随着汽车制造业的发展，除在冶金系统外，在煤炭、建材、化工等系统的露天矿中也广泛采用汽车运输。20世纪80年代兴建的露天矿如：安太堡露天矿，伊敏河露天矿，霍林河露天矿，准格尔黑岱沟露天矿，平庄元宝山露天煤矿等都采用汽车运输或与汽车联合的联合运输工艺。单斗挖掘机汽车开采工艺的发展趋势是向采运设备大型化、系列化发展，应用范围越来越广。目前，内蒙古霍林河露天煤业南露天煤矿拥有105台自卸车，其中有15台白俄罗斯汽车制造厂生产的最大载重量为220吨BLAZE-75306自卸车。此自卸车自2007年投入运行以来，自卸车状况一直都较为稳定，因此已经成为南露天煤矿的主要运输设备之一。但是进入2014年夏季后，BLAZE-75306自卸车发动机红灯报警故障频繁发生。为此，公司与康明斯售后维修部门对故障原因进行了认真分析，采取有效措施，实现了发动机安全稳定地运行。

1 设备简介

BLAZE-75306型矿用自卸车装备了美国原产Cummins QSK-60型柴油发动机，此发动机带电子控制系统和四个废气涡轮增压机。气缸形式为16缸V形排列，发动机总排量为60.2L。在转速1900转/分时，其功率为1715千瓦。在转速1500转/分时，其最大扭矩为9053牛·米。

2 故障情况

进入七、八月份以后，霍林河地区最高气温达到30度左右。此时BLAZE-75306自卸车在作业现场经常发生发动机红灯报警故障，主要表现为发动机转速下降，重载爬坡时1750转/分左右，甚至有时转速降至1650转/分，而正常自卸车爬坡转速基本在1920转/分以上。因发动机转速下降导致自卸车爬坡无力，发动机冒黑烟，燃油消耗增加。经发动机检修车间维修人员使用专业电脑进行检测，检测结果显示：发动机燃油温度高；冷却液温度高；进气歧管空气温度高。

3 原因分析及故障排除

3.1 发动机燃油温度过高

在较高温度环境作业过程中，发动机红灯报警，如果是燃油温度较高的原因，那么此时补加燃油，大多数报警就会消失。作业一定车数后，待柴油箱温度升高后，报警仍然持续。四点班作业时，发动机红灯报警，即使不加注燃油，那么在20点之后，随着作业环境气温的下降，发动机报警也会自动消失。

因此，影响发动机燃油温度过高的原因主要有以下两个方面：一是，外界作业环境温度过高。进入七八月份以来，最高气温已经达到30℃以上，燃油受外界气温影响油温升高，加之上发动机本身和水箱散热器向后吹来的热浪烘烤柴油箱，促使燃油温度升高。二是，燃油散热不好。Cummins QSK-60型柴油电控发动机燃油供给系统具有给喷油器冷却的功能，即柴油进入喷油器后有80%的柴油经过燃油散热器又流回油箱，如果燃油散热器堵塞或散热不好，导致高温的燃油没有冷却降温直接回到油箱，燃油经过多次地循环反复的使用，造成了恶性循环，致使燃油温度急速升高。而此时加注常温的燃油，经与油箱内高温的燃油混合，降低了油箱内燃油温度，发动机红灯报警立即消失。对于以上两个方面造成的燃油温度过高的问题，可以通过清洗燃油散热器片或更换新的柴油散热器总成，同时也要清洗水箱散热器表面，除掉水箱散热器片间的杂物和泥垢，增加散热器的空气流量，提高柴油散热器的散热效率，降低了柴油箱内燃油温度。

3.2 发动机冷却液温度较高

影响发动机冷却液温度过高主要有两个方面：一是，自卸车受作业现场条件限制，重载时自卸车一直都在长运距大坡度的道路上上坡行驶，发动机处于高负荷条件下长时间的运行，故造成发动机水温过高。比如，2703电镐至西二或西四排土场运距为3.41公里，提升高度145米，2209自卸车白班接班后作业，当连续作业至第三车时，发动机红灯就会报警。2702电镐至二号输岩系统破碎站的运距为2.03公里，提升高度为36米，2209自卸车同样在此电铲作业时，发动机报警灯不会报警。针对以上的问题，可以由生产部门合理规划采矿设计，避免出现长运距，高坡度比的路线。同时在道路设计上在有一定距离的坡道后，应合理设计一段平缓的道路，以便发动机能够在高负荷运行后能降低负荷强度，平稳地运行。

二是，自卸车发动机本身的原因影响，由于发动机长时间高负荷运行，出现设备陈旧老化，本身状态不佳的现象。比如水箱散热片间大面积有杂物堵塞，水箱前部的百叶窗未能完全打开；冷却水循环量过小，水泵轮与轴间滑动，水泵内有空气，节温器损坏等；风扇皮带过松，引起皮带打滑，从而影响风扇的正常工作，风扇电磁离合器或风扇的温控开关作用时机过迟；发动机工作不良，燃油执行器机械卡死，混合气过稀、燃烧室积碳过多、发动机燃烧不充分，这些方面也容易造成机温升高。同时润滑油的添加量过多或过少，防冻液的不足同样也会造成发动机的水温过高。对于发动机自身的故障，通过交接班的日常班检，重点检查发动机的外观、润滑油和防冻液的液位，如有不足及时补加。同时在自卸车回检修车间做计划保养时，设备操作者及时向检修人员反映自卸车存在的异常情况或故障，以便检修人员正确判断故障，彻底进行处理。

3.3 进气歧管空气温度过高

发动机进气歧管空气温度过高，将使空气热膨胀过大，导致气缸内充气量减少降低了发动机的充气系数，使混合气偏浓破坏了正常的空燃比，造成燃油燃烧不完全，使燃油消耗增大。Cummins QSK-60发动机左前中冷器上装有进气压力和进气温度传感器，传感器将左前中冷器进气压力或温度的异常信息传给发动机ECM(电子控制单元)，ECM根据进气量的异常信息适当调整发动机转速及供油量等参数，因此Q60发动机左前中冷器进气量会影响全车所有气缸的工作状态。当进入汽缸的可燃混合气受热膨胀后，造成燃油燃烧不完全，导致发动机动力降低，从而影响发动机的正常工作，同时各部件温度过高会膨胀变形失去原来的正常配合间隙，造成摩擦阻力增大，严重时能使机件烧毁互相粘合卡死。

对于Cummins QSK-60发动机进气歧管空气温度过高主要原因是发动机冷却液温度过高或中冷器内堵塞，导致压缩后的空气经过中冷器后，没有得到有效的冷却，而是直接进入了气缸。针对以上原因可以先检查防冻液温度是否正常，如正常后再检查中冷器进行必要的清洗或更换。

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