煤矿井下车辆燃油断油器故障分析及改进*

贾二虎

(中国煤炭科工集团 太原研究院有限公司， 山西 太原 030006)

0 引言

《煤矿安全规程》及MT990—2006《矿用防爆柴油机通用技术条件》[1-2]中对煤矿井下车辆所用防爆柴油机提出如下要求：防爆柴油机要求在排气温度至70℃、表面温度至150℃、冷却水温至95℃或设定值、机油压力低至设定值、冷却水箱水位低至设定的最低水位或瓦斯浓度达到一定程度时必须自动停机[3-4]。作为实现防爆柴油机自动停机的执行元件，燃油断油器是防爆柴油机上重要的零部件之一，燃油断油器工作质量直接影响着煤矿井下车辆的安全。一旦发生故障将会阻碍煤矿安全运行，甚至引起重大事故，所以必须保证燃油断油器的质量可靠、安全平稳运行[5]。

1 燃油断油器工作原理及常见故障

燃油断油器通常安装于防爆柴油机喷油泵调速器位置，一端与调速器断油手柄连接，一端安装于断油器安装板。为保证防爆柴油机在运行过程中可靠停机，燃油断油器正常工作时，储气罐给燃油断油器气缸内充气，气缸杆伸出，发动机保持供油状态。车辆通过开关进行熄火或自动保护(自动监控)装置检测到影响安全的状态出现时，保护装置控制燃油断油器断气，气缸内气体在气缸弹簧作用下保持初始气缸杆缩回位置，发动机保持断油状态,如图1所示。

图1 燃油断油器工作原理

煤矿井下车辆在使用过程中，断油器经常出现的故障是防爆柴油机无法熄火、防爆柴油机无法启动。为确认具体故障原因，对某型防爆柴油机燃油断油器进行拆检分析。

2 燃油断油器检查试验

1) 检查燃油断油器外观。燃油断油器外观干净，无异常磨损及碰撞痕迹，接入气压0.7 MPa的气动管路后进行试验，观察气缸工作情况，气缸进出均活动灵活，无卡滞。

2) 检查燃油断油器密封性。将损坏的燃油断油器接入气动管路，气压0.7 MPa,放入水中，气缸活塞杆及气缸套活动端均没入水中。燃油断油器放入30 s后有气泡冒出,如图2所示。

图2 燃油断油器密封试验

3) 拆检燃油断油器零部件。气缸弹簧无异常磨损、卡滞等故障,活塞杆表面光滑、无弯曲变形，活塞密封边缘处颜色有轻微发白，密封体有轻微磨损,如图3所示。

4) 检查燃油断油器安装。燃油断油器活动端与发动机调速器断油手柄通过连接销连接，因燃油断油器活动端有关节轴承，在一定范围内可自由活动。活塞固定端安装于燃油断油器固定支架上，支架为水平结构，为防止燃油断油器与支架互相干涉，下方安装隔离块，通过螺栓将燃油断油器与支架进行紧固,如图4、图5所示。

图3 气缸活塞、气缸杆实物

图4 燃油断油器活动端

图5 燃油断油器固定端

3 故障原因分析

气缸漏气可导致气缸伸出无力或气缸伸出行程不足，最终导致发动机断油，造成发动机无法启动。从反馈的故障分析，8次燃油断油器中有1次为发动机无法启动，可能是因为气缸损坏；其余7次反馈的故障均为发动机无法熄火，造成该故障的原因是调速器断油手柄无法回位。导致该故障的有以下原因：

1) 燃油断油器故障。从拆解情况看，燃油断油器气缸进出均活动灵活，气缸无变形,无卡滞,可排除燃油断油器损坏导致该故障。

2) 燃油断油器安装方式不合理。从燃油断油器安装方式来看，气缸活动端有关节轴承，可有小幅活动，不会引起断油器无法归位。气缸固定端采用螺栓固定于水平安装板上，螺栓紧固后，气缸无法移动，气缸杆只能沿直线方向移动，在气缸杆伸出时，因调速器的断油手柄绕固定点旋转，要求气缸活动端有上下位移，但气缸杆无法满足此要求，导致气缸杆即使未完全缩回，调速器的断油手柄也无法归位。

3) 燃油断油器安装不合理。燃油断油器在安装时，气缸杆已经完全缩回，但调速器断油手柄没有归位，导致燃油断油器即使完全到位,发动机也无法熄火。根据生产车间装配调试的经验，整车调试时也常出现不能熄火的现象，经现场对安装位置进行调整后即可熄火。

4 解决措施

1) 将燃油断油器固定端与调速器的断油手柄平行安装，使气缸伸缩时与断油手柄在一个平面内工作，避免气缸与断油手柄的交叉受力，出现卡滞现象。

2) 将燃油断油器与安装板由螺栓连接改为铰接，允许燃油断油器绕固定点转动，使断油手柄在转动时，燃油断油器可以随之摆动，避免气缸与断油手柄在工作时运行轨迹互相干涉。

3) 确定燃油断油器的安装位置，保证调速器断油手柄在完全到位后，燃油断油器气缸杆不完全归位，使调速器断油手柄在到位后还有一定预紧力。

5 结论

综上所述，在发动机上安装燃油断油器时，安装位置不合理是此类故障的主要原因，同时，因燃油断油器气缸固定端无法移动或转动的安装方式也导致了此类故障。