錢 俊

(馬鋼汽車運(yùn)輸服務(wù)有限公司 安徽馬鞍山 243000)

抱罐車是鋼鐵企業(yè)普遍使用的一種特殊工程機(jī)械。其空載和滿載情況如圖1、圖2所示。

安徽馬鋼汽車運(yùn)輸服務(wù)有限公司現(xiàn)有6臺(tái)35噸抱罐車，承擔(dān)四鋼軋總廠高溫液態(tài)渣的保產(chǎn)運(yùn)輸任務(wù)，由于車少點(diǎn)多，任務(wù)量較大，24小時(shí)保產(chǎn)作業(yè)，經(jīng)多年使用，發(fā)動(dòng)機(jī)磨損嚴(yán)重。運(yùn)行期間多次因掉氣門、嚴(yán)重?fù)p壞缸蓋、缸體和活塞等故障進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)維修，但維修效果不佳，維修后使用期限較短，維修費(fèi)用高，再次進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)大修維護(hù)的剩余價(jià)值不大。抱罐車現(xiàn)配發(fā)動(dòng)機(jī)為康明斯NT855-C250(以下簡(jiǎn)稱855機(jī)早已停產(chǎn))，該機(jī)型存在型號(hào)老舊，動(dòng)力儲(chǔ)備不足，采購(gòu)、維修成本高，采購(gòu)周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。每次進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)修理需要等待備件的時(shí)間比較長(zhǎng)，車輛停用時(shí)間也比較長(zhǎng)，影響現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)行。

為了解決上述問(wèn)題，提高抱罐車動(dòng)力性能，降低使用維護(hù)成本，減少發(fā)動(dòng)機(jī)維修次數(shù)，縮短車輛停用時(shí)間。研究對(duì)抱罐車進(jìn)行改造替換發(fā)動(dòng)機(jī)的修復(fù)方法，替換為濰柴WP10.290(以下簡(jiǎn)稱290機(jī))，從根本上徹底的解決以上問(wèn)題。290機(jī)是濰柴為工程機(jī)械專門研發(fā)的機(jī)型，適用于冶金、礦山、路橋、載重等工況，具有大功率、高扭矩、低轉(zhuǎn)數(shù)、可長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)等特點(diǎn)，適合作為抱罐車的替代發(fā)動(dòng)機(jī)。

1 可行性研究

發(fā)動(dòng)機(jī)功率轉(zhuǎn)速需與所帶工作機(jī)械要求的功率轉(zhuǎn)速相適應(yīng)，只有當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩與工作機(jī)械消耗的扭矩相等時(shí)，兩者才能按照一定的轉(zhuǎn)速和功率下穩(wěn)定工作。通過(guò)表1所示兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的性能對(duì)比可以看到，用290機(jī)代替855機(jī)具備可行性。

表1 855機(jī)與290發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸及性能數(shù)據(jù)對(duì)比

1.1 功率

圖3為855機(jī)的功率曲線，圖4為290機(jī)的功率曲線，290機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率比855機(jī)的功率明顯更高，可以改善抱罐車的動(dòng)力性能，提高動(dòng)力儲(chǔ)量。

1.2 轉(zhuǎn)速

從轉(zhuǎn)速上分析，兩種機(jī)型的額定轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速均相近，替換方案是可行的。

1.3 扭矩

從性能對(duì)比中，可以看到290機(jī)比855機(jī)的最大扭矩大133N.m。圖5、圖6分別為855機(jī)和290機(jī)的扭矩變化曲線，相同轉(zhuǎn)速下290機(jī)的動(dòng)力更強(qiáng)。290機(jī)在轉(zhuǎn)速為1100r/m-1500r/m時(shí)，可以保持輸出扭矩在1150 N.m左右，更適合在工況比較惡劣的鋼廠現(xiàn)場(chǎng)使用。

同時(shí)，變速箱的最大輸入扭矩為2200N.m，可以與290機(jī)進(jìn)行匹配。

1.4 燃油

表2、表3分別為855機(jī)和290機(jī)的燃油消耗表。因?yàn)?90機(jī)采用高壓共軌的電噴燃油系統(tǒng)，同樣轉(zhuǎn)速下，不僅提供的扭矩更大，而且油耗比855機(jī)要低5%以上。

表2 855發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率

表3 290發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率

2 替換發(fā)動(dòng)機(jī)的改造

2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)支架的改裝

290機(jī)的體型比855機(jī)小，可以進(jìn)行更換，但兩款發(fā)動(dòng)機(jī)支架位置不同，需要重新制作。

2.2 散熱器

更換290機(jī)后風(fēng)扇位置會(huì)后移400mm，風(fēng)扇直徑由813mm變?yōu)?20mm。290機(jī)為中冷增壓的進(jìn)氣方式，需要增加中冷器，所以需要改為水箱中冷集成式的散熱器，水箱散熱器、支架及管路附件均需重新制作。

原設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油冷卻和液力傳動(dòng)行走系統(tǒng)共用一個(gè)散熱器(水箱散熱器)，而液力傳動(dòng)行走系統(tǒng)工作油溫比較高，一般在100℃以上(正常溫度在80℃左右)，在運(yùn)行中容易出現(xiàn)變矩器、變速箱油溫過(guò)高現(xiàn)象，同時(shí)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)水箱水溫上升快。本次技術(shù)改造，另外增加行走系統(tǒng)的電動(dòng)散熱器，將其和水箱散熱系統(tǒng)分離，可以將此問(wèn)題一并解決。

2.3 電氣系統(tǒng)

更換290機(jī)后，可以在原855機(jī)的啟動(dòng)控制線路的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造利用。因290機(jī)為電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，水溫傳感器、機(jī)油壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器等傳感器及儀表的線路需要重新布置。還要增加電子油門，以代替原設(shè)備的機(jī)械油門，并重新安裝、布置線路。

2.3 進(jìn)排氣系統(tǒng)

855機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)流量要求為1550kg/h，290機(jī)為1300 kg/h。另外考慮到現(xiàn)場(chǎng)的工況惡劣，粉塵污染大，更換290機(jī)后更換成帶初濾的沙漠空氣過(guò)濾器，而消音器、進(jìn)排氣管路等均需要重新布置。

2.4 傳動(dòng)系統(tǒng)

290機(jī)需按照抱罐車現(xiàn)有變矩器的連接尺寸，對(duì)飛輪、飛輪殼進(jìn)行定制，使改造后的發(fā)動(dòng)機(jī)可以直接替換855機(jī)，方便與原變矩器連接。

2.5 其他

更換290動(dòng)后，所有拆卸的備件、緊固件、管路、支架等均需進(jìn)行檢查，盡量利用，否則要進(jìn)行更換。

3 經(jīng)濟(jì)性

3.1 更換290機(jī)后，發(fā)動(dòng)機(jī)成本比原855機(jī)要低。290機(jī)在工程機(jī)械上有廣泛的應(yīng)用，是現(xiàn)在在市場(chǎng)上的常見(jiàn)機(jī)型，所以在后期維護(hù)的備件采購(gòu)周期、成本等方面，290機(jī)更具優(yōu)勢(shì)。

3.2 290機(jī)在使用過(guò)程中，相同工況下油耗比855機(jī)低5%以上，可以直接節(jié)省抱罐車的使用成本。并且發(fā)動(dòng)機(jī)排放達(dá)到國(guó)III標(biāo)準(zhǔn)，有利于減少污染，保護(hù)環(huán)境。

3.3 抱罐車已經(jīng)運(yùn)行多年，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境也比較惡劣，動(dòng)力性能下降會(huì)使車輛故障增多，影響現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)。更換290機(jī)后，抱罐車就具有了更高的動(dòng)力儲(chǔ)備，可以改善車輛性能，降低車輛故障率，保障生產(chǎn)運(yùn)行。

綜上所述，在抱罐車上用290機(jī)代替855機(jī)在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都是可行的，可以達(dá)到更好的維護(hù)設(shè)備運(yùn)行，降低維修運(yùn)行成本，提高車輛整體性能，提高設(shè)備使用經(jīng)濟(jì)性的效果。

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