高 波，成寶祥，任慧敏

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

從世界范圍來看，目前的柴油機被廣泛應用在大型運輸工具上，這是由于柴油機相比汽油機而言，輸出扭矩較大，對于運輸行業(yè)來講，出于對運輸物品的重量和路程的綜合考量，柴油機在各種動力機械中的熱效率最高、能源利用率高、節(jié)能經(jīng)濟性好，于是受到了運輸行業(yè)的青睞。礦用卡車基本都使用柴油機，一般來講，礦用卡車的采購成本較高，若是在運行過程當中發(fā)生機械故障，會給礦產公司造成巨大的經(jīng)濟損失，為了保障公司和個人的利益，進行及時且準確的故障診斷極其關鍵。然而礦車柴油發(fā)動機的結構較為復雜，光是零件組成就有上萬個，每個零件都擔任著不同的職能，一處部件的損壞都可以引發(fā)連鎖反應，造成其余部件的損害。如果柴油機具有自我保護功能，則能夠大大減少故障帶來的危害，為了能夠隨時偵測到礦產柴油發(fā)動機的故障類型，利用便捷式計算機和其專用軟件便能輕松解決問題。

1 礦產柴油發(fā)動機故障診斷的技術分析

在日常的生產和生活當中，機械部件在長期高負荷運轉和摩擦當中，必定會有機械磨損、部件損壞或者過熱等現(xiàn)象，從而導致機器無法正常運轉。目前，已經(jīng)全面進入信息化時代，智能化操作在機器當中的使用已經(jīng)相當成熟和普遍，電路板和線路以及系統(tǒng)出現(xiàn)的故障問題較難修復，故障診斷技術的應用具體體現(xiàn)在兩方面：一方面對機器運行的過程和狀態(tài)進行檢測，另一方面是當機器發(fā)生機械故障和系統(tǒng)故障時，針對機器出現(xiàn)的故障分析和診斷造成機器故障出現(xiàn)的原因，基于此，發(fā)動機故障診斷技術得以發(fā)展[1]。

1.1 礦產柴油發(fā)動機的概述

當下，柴油發(fā)動機可根據(jù)燃油控制方式分為機械控制柴油發(fā)動機和電控噴油柴油發(fā)動機，從二者的比較看來，前者完全受到機械化制約，對于燃油的控制并不精準，能源利用效率也不高，這就容易造成燃油成本的增加，對于礦產開發(fā)產業(yè)來講，礦產產業(yè)的智能化水平較高，采礦過程當中的各項環(huán)節(jié)和操作大多都采用了自動化技術，傳統(tǒng)的機械控制燃油柴油發(fā)動機并不能和當下礦用卡車先進的電控系統(tǒng)兼容，這就使得礦用卡車只能選取對燃油控制精準、能源利用較高的電控噴油柴油發(fā)動機。綜合來看，礦用卡車所使用的發(fā)動機類型結合當下最先進的科學技術，對于減少發(fā)動機故障和調節(jié)發(fā)動機的輸出具有重要意義[2]。

從世界范圍看，當前最先進的柴油發(fā)動機大多數(shù)是進口，現(xiàn)在世界頂級的柴油發(fā)動機分別是QSK系列、16V4000 系列以及 20V4000 系列[3]。

1.2 礦產柴油發(fā)動機的故障診斷原理

電控噴油柴油發(fā)動機按照功能區(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，這三個功能區(qū)相互協(xié)作共同完成了對發(fā)動機輸出功率和性能的整體控制，其原理是通過對電噴柴油發(fā)動機的噴油量進行定時和定量控制，從而達到對發(fā)動機工況的實時掌控。在柴油發(fā)動機的運轉過程當中，處于不同位置的電子傳感器可對發(fā)動機的轉速、噴油時刻、進氣溫度和壓力、燃油溫度、冷卻液溫度以及油門踏板位置進行數(shù)值監(jiān)測，之后電子傳感器把監(jiān)測到的數(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，便在第一時間把電子傳感器傳輸?shù)臄?shù)值和數(shù)據(jù)庫當中標準的參數(shù)值進行比對，通過比對的結果來確定發(fā)動機的狀態(tài)，在掌握發(fā)動機運轉狀態(tài)之后，電子控制模塊（ECM）便開始對執(zhí)行機構下達命令，即電子控制模塊會在分析和計算后把目標參數(shù)值的指令送到執(zhí)行機構，而執(zhí)行機構則可以根據(jù)目標參數(shù)值正確的控制噴油量和噴油正時，與此同時，同為執(zhí)行機構的廢棄再循環(huán)閥和預熱塞等執(zhí)行機構也會根據(jù)目標參數(shù)值進行調整，以便使發(fā)動機處在最佳的運行狀態(tài)。除此之外，柴油發(fā)動機的電子控制模塊（ECM）可以協(xié)同傳動裝置、液壓系統(tǒng)以及健康診斷裝置進行數(shù)據(jù)連接和共享，這樣發(fā)動機各組件和功能就連成了一個整體，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整個發(fā)動機系統(tǒng)進行控制，由于各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)和信息的交互型，使得一些問題發(fā)生時，通過數(shù)據(jù)的反饋能夠及時找到故障發(fā)生的部位，柴油發(fā)動機故障診斷技術就是利用了各系統(tǒng)之間的關系進行數(shù)據(jù)監(jiān)測，當發(fā)動機在運行過程中產生故障后，監(jiān)測發(fā)動機運行狀態(tài)的偵測裝置就會發(fā)來實時數(shù)據(jù)，電子控制模塊根據(jù)傳感器傳來的各項數(shù)據(jù)進行分析和計算，結果出來后就會生成相應的故障代碼，故障代碼是描述發(fā)動機不同部位產生不同故障現(xiàn)象的一個依據(jù)[4]。維修人員可根據(jù)故障代碼輕松了解到發(fā)動機故障產生位置及原因，從而減少了故障檢測的時間，電子模塊除了能針對不同故障產生故障代碼外，同時也能夠對即將發(fā)生的故障做出預測，并對維修人員和車主進行預警提醒，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 故障診斷技術的應用

故障診斷技術的實質就是當發(fā)動機出現(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判斷和查找發(fā)動機故障的部位，為了更好地支持維修人員的維修和診斷工作，各發(fā)動機制造商都開發(fā)出了相應的檢測軟件，這就意味著不同型號的發(fā)動機要使用不同的通訊協(xié)議來連接發(fā)動機的電子控制模塊進行故障診斷[6]。

2.1 故障診斷技術在礦車柴油發(fā)動機維修中的應用

生產QSK 系列的柴油發(fā)動機廠商建立了數(shù)百個發(fā)動機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，同時維修人員也可以根據(jù)故障代碼進行故障部位的排除工作。如故障代碼143 預示著發(fā)動機機油壓力低于下限值，若不及時處理可能造成發(fā)動機動力和速度上升緩慢，如果發(fā)動機開啟了停機保護功能，發(fā)動機會在紅燈閃爍三十秒內停機。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，很有可能會出現(xiàn)診斷失誤，其實引起151 故障代碼的原因是由于發(fā)動機的水溫信號顯示超過了104℃度，解決151 故障代碼的步驟可以從檢測冷卻液液位、風扇離合器傳動力、風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 代碼完成實現(xiàn)的，可見故障代碼對于排除故障部位，找出真正的故障原因非常重要[7]。

2.2 故障診斷技術在礦車柴油發(fā)動機監(jiān)控中的應用

隨著科技的進步，礦用卡車的發(fā)動機上已經(jīng)安裝了GPS 系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠把發(fā)動機的各項數(shù)據(jù)發(fā)送到調度室，車主和管理人員能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，管理人員通過對數(shù)據(jù)的反饋進行發(fā)動機運行狀態(tài)監(jiān)測，能夠及時發(fā)現(xiàn)故障信息，當故障現(xiàn)象發(fā)生后，還能第一時間尋求專家協(xié)助，由專家提供技術支持，減少了因發(fā)動機故障而造成的工作延誤。

3 結語

總的來說，信息科技的進步完善了發(fā)動機診斷的各項技術，新技術對于維修人員來說是個福音，過去維修人員都是靠著經(jīng)驗的積累和總結判斷發(fā)動機故障發(fā)生的部位和原因，這對新入行的人員來說不友好，新技術的出現(xiàn)解決了這個難題，同時還提高了發(fā)動機的維修效率。