故障診斷技術(shù)在礦車發(fā)動(dòng)機(jī)維修中的應(yīng)用

高 波，成寶祥，任慧敏

（1.內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤(rùn)礦業(yè)分公司，內(nèi)蒙古 包頭 014500；2.內(nèi)蒙古大唐國(guó)際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010200；3.內(nèi)蒙古久泰新材料有限公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010200）

從世界范圍來(lái)看，目前的柴油機(jī)被廣泛應(yīng)用在大型運(yùn)輸工具上，這是由于柴油機(jī)相比汽油機(jī)而言，輸出扭矩較大，對(duì)于運(yùn)輸行業(yè)來(lái)講，出于對(duì)運(yùn)輸物品的重量和路程的綜合考量，柴油機(jī)在各種動(dòng)力機(jī)械中的熱效率最高、能源利用率高、節(jié)能經(jīng)濟(jì)性好，于是受到了運(yùn)輸行業(yè)的青睞。礦用卡車基本都使用柴油機(jī)，一般來(lái)講，礦用卡車的采購(gòu)成本較高，若是在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中發(fā)生機(jī)械故障，會(huì)給礦產(chǎn)公司造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，為了保障公司和個(gè)人的利益，進(jìn)行及時(shí)且準(zhǔn)確的故障診斷極其關(guān)鍵。然而礦車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，光是零件組成就有上萬(wàn)個(gè)，每個(gè)零件都擔(dān)任著不同的職能，一處部件的損壞都可以引發(fā)連鎖反應(yīng)，造成其余部件的損害。如果柴油機(jī)具有自我保護(hù)功能，則能夠大大減少故障帶來(lái)的危害，為了能夠隨時(shí)偵測(cè)到礦產(chǎn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的故障類型，利用便捷式計(jì)算機(jī)和其專用軟件便能輕松解決問(wèn)題。

1 礦產(chǎn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷的技術(shù)分析

在日常的生產(chǎn)和生活當(dāng)中，機(jī)械部件在長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)和摩擦當(dāng)中，必定會(huì)有機(jī)械磨損、部件損壞或者過(guò)熱等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致機(jī)器無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。目前，已經(jīng)全面進(jìn)入信息化時(shí)代，智能化操作在機(jī)器當(dāng)中的使用已經(jīng)相當(dāng)成熟和普遍，電路板和線路以及系統(tǒng)出現(xiàn)的故障問(wèn)題較難修復(fù)，故障診斷技術(shù)的應(yīng)用具體體現(xiàn)在兩方面：一方面對(duì)機(jī)器運(yùn)行的過(guò)程和狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，另一方面是當(dāng)機(jī)器發(fā)生機(jī)械故障和系統(tǒng)故障時(shí)，針對(duì)機(jī)器出現(xiàn)的故障分析和診斷造成機(jī)器故障出現(xiàn)的原因，基于此，發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷技術(shù)得以發(fā)展[1]。

1.1 礦產(chǎn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的概述

當(dāng)下，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)可根據(jù)燃油控制方式分為機(jī)械控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和電控噴油柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，從二者的比較看來(lái)，前者完全受到機(jī)械化制約，對(duì)于燃油的控制并不精準(zhǔn)，能源利用效率也不高，這就容易造成燃油成本的增加，對(duì)于礦產(chǎn)開發(fā)產(chǎn)業(yè)來(lái)講，礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的智能化水平較高，采礦過(guò)程當(dāng)中的各項(xiàng)環(huán)節(jié)和操作大多都采用了自動(dòng)化技術(shù)，傳統(tǒng)的機(jī)械控制燃油柴油發(fā)動(dòng)機(jī)并不能和當(dāng)下礦用卡車先進(jìn)的電控系統(tǒng)兼容，這就使得礦用卡車只能選取對(duì)燃油控制精準(zhǔn)、能源利用較高的電控噴油柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。綜合來(lái)看，礦用卡車所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)類型結(jié)合當(dāng)下最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，對(duì)于減少發(fā)動(dòng)機(jī)故障和調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出具有重要意義[2]。

從世界范圍看，當(dāng)前最先進(jìn)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)大多數(shù)是進(jìn)口，現(xiàn)在世界頂級(jí)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)分別是QSK系列、16V4000 系列以及 20V4000 系列[3]。

1.2 礦產(chǎn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的故障診斷原理

電控噴油柴油發(fā)動(dòng)機(jī)按照功能區(qū)劃分，可分為三大類分別是電子傳感器、電子控制模塊（ECM）以及執(zhí)行部件組成，這三個(gè)功能區(qū)相互協(xié)作共同完成了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和性能的整體控制，其原理是通過(guò)對(duì)電噴柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油量進(jìn)行定時(shí)和定量控制，從而達(dá)到對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的實(shí)時(shí)掌控。在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程當(dāng)中，處于不同位置的電子傳感器可對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、噴油時(shí)刻、進(jìn)氣溫度和壓力、燃油溫度、冷卻液溫度以及油門踏板位置進(jìn)行數(shù)值監(jiān)測(cè)，之后電子傳感器把監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)傳送給電子控制模塊（ECM），電子控制模塊在接受數(shù)據(jù)后，便在第一時(shí)間把電子傳感器傳輸?shù)臄?shù)值和數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，通過(guò)比對(duì)的結(jié)果來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)，在掌握發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)之后，電子控制模塊（ECM）便開始對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)下達(dá)命令，即電子控制模塊會(huì)在分析和計(jì)算后把目標(biāo)參數(shù)值的指令送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，而執(zhí)行機(jī)構(gòu)則可以根據(jù)目標(biāo)參數(shù)值正確的控制噴油量和噴油正時(shí)，與此同時(shí)，同為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的廢棄再循環(huán)閥和預(yù)熱塞等執(zhí)行機(jī)構(gòu)也會(huì)根據(jù)目標(biāo)參數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，以便使發(fā)動(dòng)機(jī)處在最佳的運(yùn)行狀態(tài)。除此之外，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制模塊（ECM）可以協(xié)同傳動(dòng)裝置、液壓系統(tǒng)以及健康診斷裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)連接和共享，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)各組件和功能就連成了一個(gè)整體，由于各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)連接，電子控制模塊就可以對(duì)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制，由于各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)和信息的交互型，使得一些問(wèn)題發(fā)生時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)的反饋能夠及時(shí)找到故障發(fā)生的部位，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷技術(shù)就是利用了各系統(tǒng)之間的關(guān)系進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生故障后，監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的偵測(cè)裝置就會(huì)發(fā)來(lái)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，電子控制模塊根據(jù)傳感器傳來(lái)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，結(jié)果出來(lái)后就會(huì)生成相應(yīng)的故障代碼，故障代碼是描述發(fā)動(dòng)機(jī)不同部位產(chǎn)生不同故障現(xiàn)象的一個(gè)依據(jù)[4]。維修人員可根據(jù)故障代碼輕松了解到發(fā)動(dòng)機(jī)故障產(chǎn)生位置及原因，從而減少了故障檢測(cè)的時(shí)間，電子模塊除了能針對(duì)不同故障產(chǎn)生故障代碼外，同時(shí)也能夠?qū)磳l(fā)生的故障做出預(yù)測(cè)，并對(duì)維修人員和車主進(jìn)行預(yù)警提醒，能夠避免車輛發(fā)生更大的故障，在一定程度上節(jié)約了維修成本[5]。

2 故障診斷技術(shù)的應(yīng)用

故障診斷技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障后，維修人員利用便攜式電腦查看電子控制模塊（ECM）所生成的故障代碼來(lái)判斷和查找發(fā)動(dòng)機(jī)故障的部位，為了更好地支持維修人員的維修和診斷工作，各發(fā)動(dòng)機(jī)制造商都開發(fā)出了相應(yīng)的檢測(cè)軟件，這就意味著不同型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)要使用不同的通訊協(xié)議來(lái)連接發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制模塊進(jìn)行故障診斷[6]。

2.1 故障診斷技術(shù)在礦車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)維修中的應(yīng)用

生產(chǎn)QSK 系列的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廠商建立了數(shù)百個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷代碼用以輔助維修人員排除故障，故障代碼可以幫助維修人員迅速定位故障位置，同時(shí)維修人員也可以根據(jù)故障代碼進(jìn)行故障部位的排除工作。如故障代碼143 預(yù)示著發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力低于下限值，若不及時(shí)處理可能造成發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力和速度上升緩慢，如果發(fā)動(dòng)機(jī)開啟了停機(jī)保護(hù)功能，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)在紅燈閃爍三十秒內(nèi)停機(jī)。又如故障代碼151，這類故障代碼所造成的故障現(xiàn)象和143一樣，若不加以分析，很有可能會(huì)出現(xiàn)診斷失誤，其實(shí)引起151 故障代碼的原因是由于發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫信號(hào)顯示超過(guò)了104℃度，解決151 故障代碼的步驟可以從檢測(cè)冷卻液液位、風(fēng)扇離合器傳動(dòng)力、風(fēng)扇皮帶松緊以及是否打滑、節(jié)溫器是否正常、水泵和散熱器是否正常，上述排查步驟便是根據(jù)151 代碼完成實(shí)現(xiàn)的，可見(jiàn)故障代碼對(duì)于排除故障部位，找出真正的故障原因非常重要[7]。

2.2 故障診斷技術(shù)在礦車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控中的應(yīng)用

隨著科技的進(jìn)步，礦用卡車的發(fā)動(dòng)機(jī)上已經(jīng)安裝了GPS 系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠把發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)發(fā)送到調(diào)度室，車主和管理人員能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享，管理人員通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的反饋進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障信息，當(dāng)故障現(xiàn)象發(fā)生后，還能第一時(shí)間尋求專家協(xié)助，由專家提供技術(shù)支持，減少了因發(fā)動(dòng)機(jī)故障而造成的工作延誤。

3 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，信息科技的進(jìn)步完善了發(fā)動(dòng)機(jī)診斷的各項(xiàng)技術(shù)，新技術(shù)對(duì)于維修人員來(lái)說(shuō)是個(gè)福音，過(guò)去維修人員都是靠著經(jīng)驗(yàn)的積累和總結(jié)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)故障發(fā)生的部位和原因，這對(duì)新入行的人員來(lái)說(shuō)不友好，新技術(shù)的出現(xiàn)解決了這個(gè)難題，同時(shí)還提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的維修效率。