劉明光

（日照港股份三公司，山東 日照 276800）

1 應(yīng)用背景

日照港某公司現(xiàn)有港口專用牽引車20余臺，主要負責(zé)公司件雜貨生產(chǎn)運輸任務(wù)，自2010年投入以來已成為公司主力生產(chǎn)設(shè)備之一。近幾年中由于設(shè)備的利用率日趨提高，對設(shè)備的生產(chǎn)保障成了主要攻堅任務(wù)。由于生產(chǎn)的原因，在日常的維護保養(yǎng)中設(shè)備的發(fā)動機運轉(zhuǎn)臺時會隨生產(chǎn)的緊張而日趨增加。加之近幾年設(shè)備所需保養(yǎng)用料的質(zhì)量日趨提高，致使發(fā)動機保養(yǎng)更換時間延長。近兩年以來，經(jīng)技術(shù)人員長期跟蹤發(fā)現(xiàn)發(fā)動機壽命隨之降低，平均每年都有不同設(shè)備進行發(fā)動機大保養(yǎng)，這無疑增加了運行成本。經(jīng)統(tǒng)計分析計算牽引車發(fā)動機平均壽命在3 000～4 000 h就要進行一次大修，維修費用高達3萬余元。隨之增加的保養(yǎng)油料、濾芯及更換工時都增加，一定程度上影響了生產(chǎn)效率，同時增加了設(shè)備運行成本。

為了保障安全生產(chǎn)的有序進行，給客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，公司要求設(shè)備完好率在98%以上，因此，我們成立科技攻關(guān)小組對影響其發(fā)動機壽命的原因進行綜合分析調(diào)研。根據(jù)資料統(tǒng)計分析，港內(nèi)牽引車故障停時高達119 h/月，停機時間長、維修成本高，與要求存在較大差距。根據(jù)《機械運行日志》及維修記錄等原始記錄分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)動機故障停時占牽引車故障停時61.3%，是造成牽引車故障停時較長的主要原因，而造成發(fā)動機故障頻繁的原因是空濾總成位置過低，且安裝位置存在缺陷，輪胎行走帶起的大量揚塵短距離靠近空濾外殼蓋而吸入發(fā)動機。最終原因是立式空濾進氣系統(tǒng)的缺陷直接導(dǎo)致了發(fā)動機的壽命縮短，造成停機臺時增多。

2 橫置式進氣特性

2.1 特點

安裝方便，固定可靠，便于司機更換濾芯；系統(tǒng)加高有效阻礙了空氣中的大顆粒物質(zhì)。

2.2 優(yōu)點

延長發(fā)動機壽命，降低維修成本，提高設(shè)備利用率，縮短設(shè)備停機時間；降低了工人的勞動強度，更加安全；提高效率、效益，高的設(shè)備利用率就意味著較高的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益的明顯提高；成本造價低，實用性較強，比較適合用于同類行業(yè)中的牽引車設(shè)備中。

3 立式進氣系統(tǒng)存在的主要問題

空氣進氣系統(tǒng)是發(fā)動機最關(guān)鍵和重要的組成部分，它直接影響著設(shè)備發(fā)動機的整體安全性能與可靠性，其導(dǎo)致發(fā)動機壽命下降的主要原因如下。

3.1 安裝位置

空濾外殼為立式安裝，安裝濾芯的外殼蓋置于右側(cè)輪胎擋泥板下方。

3.2 立式進氣系統(tǒng)存在的問題

由于立式進氣系統(tǒng)安裝位置在右側(cè)轉(zhuǎn)向輪后方，且輪胎在行走時所帶來的大量揚塵顆粒會直接進入空氣濾清器中，導(dǎo)致吸入發(fā)動機造成嚴重磨損。

3.3 日常維護不方便，故障率高

眾所周知，無論是港口牽引車還是其他工程機械，空氣進氣系統(tǒng)是至關(guān)重要的組成部分，進氣系統(tǒng)的進氣量和安裝符合要求是發(fā)動機運轉(zhuǎn)的有力保障。同時，進氣系統(tǒng)的日常規(guī)范維護也是與使用人員及維護人員密不可分的。如果維護不便，則在很大程度上會對保養(yǎng)質(zhì)量造成一定的影響，進而導(dǎo)致發(fā)動機壽命縮短，嚴重時可造成發(fā)動機損壞。原技術(shù)狀況及故障分析圖如圖1所示。

發(fā)動機故障占故障數(shù)的61.3%，發(fā)動機吸入顆粒物為213 μg/m3，達不到《牽引車使用說明書》中的160 μg/m3標準。通過以上原因分析可以看出，進氣系統(tǒng)的安裝方式以及進氣質(zhì)量決定了牽引車發(fā)動機磨損加重和維修頻率加大。

4 橫置式進氣系統(tǒng)在設(shè)備中的應(yīng)用

4.1 與立式進氣系統(tǒng)的成本對比

采用普通立式結(jié)構(gòu)：更換濾芯每月平均兩三次，平均每個濾芯最長使用壽命1個月，具體如表1所示。

采用橫置式進氣機構(gòu)：更換濾芯次數(shù)由原來平均每月3次延長到每3個月1次。最長使用壽命3個月。

圖1 原技術(shù)狀況及故障分析圖

表1 與立式進氣系統(tǒng)的成本對比

一臺設(shè)備保養(yǎng)費用可節(jié)約3 840元，20臺設(shè)備×3 840元=76 800元。

4.2 延長發(fā)動機壽命成本對比

利用橫置式進氣系統(tǒng)可以有效延長發(fā)動機壽命、降低維修和材料費用。自2014年實施橫置式進氣改造以來，發(fā)動機壽命由原來的3 000 h增加到11 000 h，大大延長了發(fā)動機壽命，降低了綜合成本，發(fā)揮了設(shè)備的最大效能，有力保障了生產(chǎn)，具體如表2所示。一臺設(shè)備發(fā)動機大修可節(jié)約68 000元，20臺×68 000元=1 360 000元。

表2 發(fā)動機壽命成本對比

4.3 空氣進氣質(zhì)量得到較大改善

通過改進橫置式進氣系統(tǒng)位置后，在作業(yè)現(xiàn)場對發(fā)動機的吸氣質(zhì)量進行檢測，測得空氣質(zhì)量明顯提高，達156 μg/m3，優(yōu)于160 μg/m3的標準要求，如圖2和圖3所示。

5 推廣價值及應(yīng)用前景

采用橫置式進氣系統(tǒng)可使發(fā)動機壽命延長至11 000 h，壽命延長了近3倍；縮短了維修時間，提高了設(shè)備利用率，發(fā)動機使用壽命延長，設(shè)備車停時縮短，不用頻繁地對設(shè)備進行維修，可以有效地保障生產(chǎn)使用，同時，發(fā)揮了設(shè)備的效能，提高了設(shè)備的利用率；橫置式進氣系統(tǒng)被廠家優(yōu)先推廣使用，此項目得到廠家工程技術(shù)人員的高度認可，同時，此項目已經(jīng)應(yīng)用到生產(chǎn)線中，2015年之后生產(chǎn)的此類型設(shè)備全部采用橫置式進氣系統(tǒng)，取得了良好的推廣價值，達到了共贏的效果；降低了成本，節(jié)約材料費，按1年使用周期計算，每臺設(shè)備節(jié)約保養(yǎng)費用3 840元，節(jié)約維修材料費用68 000元，改造1臺的費用為960元，20臺設(shè)備改造費用為19 200元，綜合計算，20臺設(shè)備1年可為公司節(jié)約1 436 800元－19 200元=1 417 600元。

圖2 安裝前后空氣質(zhì)量對比圖

圖3 安裝前后整體效果對比