QSK60发动机故障分析与处理方法

吴海峰

摘 要： 通过对QSK60发动机故障分析，提出降低发动机负荷、提高发动机性能的措施，从而提高发动机出动率。

关键词： 增压器;水泵;缸盖;排烟管;进排气门

QSK60发动机由美国康明斯公司生产，额定功率2300-2700马力，安装在L2350前装机、830E、MT4400/MT5500、33900、930E等矿山用自卸卡车，主要应用于煤炭、黄土及岩石的采掘和运输。

设备投入使用以后，故障率比较高，导致发动机使用效率的降低，检修成本大幅增加。为了提高设备出动率，对发生的故障进行了统计分析，并制定了了相关措施，通过工艺改进及技术改进，降低了发动机故障率，提高了设备使用效率。

1 维护过程中的故障描述、分析

2013年1-8月份，通过对MT4400/MT5500自卸卡车发动机日常点检发现的主要的问题：

（1）增压器、排烟管螺栓丢失

（2）水泵的油封、水封渗漏

（3）缸垫渗漏

排烟管螺栓丢或者螺栓断裂现象主要发生在MT5500发动机。经过车间2013年1月-8月份的统计发现，已经更换缸盖14个，分别由于螺栓断裂和缸垫漏水等原因导致。更换大水泵6个，小水泵12个，更换单级增压器4个，更换一级增压器7个，更换二级增压器13个，更换排烟管螺栓232个。

2013年1-8月份零故方面MT5500发动机零故发生费用占QSK60发动机零故的74.31%。2013年MT5500卡车发动机零故发生费用343.94万，MT4400卡车发动机零故发生费用71.67万，930E卡车发动机零故发生费用17.41万，MT5500零故发生的费用是930E发生费用的19.76倍。

故障原因分析：

MT5500卡车以高负荷运转，导致发动机缸盖、水泵、增压器等部件长时间处于满负荷状态，导致缸盖、水泵、增压器以及排烟管螺栓等损坏。

发动机超负荷运行数据分析：

MT5500设计载重量可以在326吨的基础上上浮10%，即上浮32.6吨，最高载荷581.6吨。MT5500与930E额定功率相同，MT5500比930E要多载重（581.6吨-502吨）=79.6吨，即MT5500比930E多载重（79.6吨/502吨）×100%=15.86%。2013年1-8月份MT5500发生零故次数373次，930E发生零故次数12台次，故障发生率MT5500是930E的31倍。MT4400与SF33900相比较，MT4400额定功率2300马力，SF33900额定功率2500马力，MT4400和SF33900相比较少200马力，实际承载重量MT4400比SF33900多承载（407吨-386吨=21吨）21吨，即MT4400比SF33900多承载5.4%（具体公式（21/386）×100%）。以上可以得出超载对整车承重部分造成不良影响，设备故障发生率高，影响设备的出动率。

2 故障控制措施

（1）安装称重系统，物料超载后自卸车自动断牵引，必须卸货后方可正常运行。

（2）加强爆破质量管理，改进爆破工艺，保证爆破后的物料体积松散，没有大块，装车后不会因为大块造成超载。

（3）控制物料装车时超载，要求电铲司机严格按照要求载荷装车。使用电铲称重系统，规范装车质量。

（4）改变坡道形式，降低发动机运行负荷。原来设计坡道由于受排土场限制，采用水平路线短，坡道路线直且长的设计方案，虽然运距缩短，但是設备爬坡距离增加，坡度增加，导致发动机高温，发动机工况变差，缩短了发动机使用寿命，故障率也明显增加。改进后的路径增加了水平缓冲带，发动机可以在低负荷下运行，保证发动机温度降到合理温度。降低坡道坡度，直线坡道改为之字形坡道，延长之字形坡道转弯处长度，坡度由原来的15度降低到8度以下，虽然运距增加，但是有效降了低发动机负荷。

（5）改进发动机结构件及检修工艺，提高设备可靠性，减少故障发生。

下面就改进部分分别加以论述：

①加工排烟管螺栓固定孔：排烟管固定螺栓孔与固定螺栓间隙比较小，在高温、震动的环境中，固定螺栓受横向剪切力的作用，容易断裂，排烟管螺栓所处部位在后期维护中很难更换。

改进措施：在排烟管安装前进行扩孔加工，保证留有足够的间隙。

排烟管连接部位的小波纹管必须更换。

②摇臂调整螺母紧固力矩：发动机出厂时摇臂调整螺母紧固力矩为45英尺磅，实际运行过程中，发动机运行到5000小时左右，紧固螺母松动，造成喷油器、摇臂的损坏。

改进措施：调整臂调整螺母紧固力矩为78英尺磅，由于紧固力矩的增加，保证了紧固的可靠性，防止由于螺母松动导致故障的扩大。

③进排气门更新：由于气门锁片设计位置靠上，在发动机高速运行时，锁片与丁字头碰撞，导致气门锁片脱落，造成缸盖损坏。

改进措施：延长气门导杆长度，降低锁片位置，加深丁字头凹槽深度，解决了气门锁片与丁字头碰撞问题，同时保证丁字头与气门良好的接触，防止丁字头跳出。更换新的锁片、上弹簧座，以适合于更新的气门。

通过对发动机工况的改善、大修技术改进，设备状况总体有了很大的改观，设备出动率明显提高，故障率明显下降。发动机的维护需要面对各种各样的故障，总结归纳，有针对性地改善检修工艺、改进提高配件的质量，提升发动机整体性能，从而保证矿山设备的使用要求。