工业技术
66 2015年44期
霍光韩智
包钢（集团）公司白云鄂博铁矿，内蒙古包头 014080
摘要：原白云铁矿使用3311E运矿汽车使用的发动机机型为K38-1050C型发动机，额定功率为1050马力。现矿用108T电动轮使用发动机机型为K38-1200C型发动机，额定功率为1200马力，两种机型功率差150马力。本文介绍将K38-1050C型发动机改装为K38-1200C型发动机过程，改装后延长了使用寿命，节约了大修费用，技术上可行，实践中可靠，具有显著的经济效益。
关键词：康明斯发动机；改装；系统；价值
中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)44-0066-01
前言：康明斯发动机是应用于国内外的工程机械，白云鄂博铁矿重型公路运输汽车使用多种机型的康明
斯发动机。由于我矿使用108电动轮发动机都已检修多个周期，使用效果差且检修费用较高。白云铁矿仓库内库存一台3311E运矿车发动机，该3311E发动机为维检发动机，库存多年，且我矿现已无3311E矿用汽车使用，发动机库存在仓库没有价值。因此将这台3311E运矿车发动机改造为108T电动轮使用发动机。
1 基础部件对比研究
为了能够保证改装过程能够顺利进行，改装团队将两种发动机基本部件进行对比研究。两种发动机均为V型12缸柴油发动机，缸体通用。对缸套、活塞、连杆、缸盖、机油泵、机油冷却器等内部件零件号按康明斯大修手册进行查询，均可通用。
2 改装过程
2.1 气路改造
在原发动机增加气泵，发动机气泵主要用于108t电动轮，是k38发动机的一个重要附件。它主要是给气路系统提供工作所需要的气压。而气路系统又控制着油气加力器、风马达、举升迫降、牵引随动阀等关键部件、动作。因此它的运行正常与否直接影响行车安全。原K38-1050C型发动机没有气泵总成，需要在原发动机安装气泵总成一个。
2.2 燃油系统改造
康明斯发动机与传统柴油机最大的不同是采用了PT喷油器【1】，即是将传统燃油泵的柱塞(产生高压)与喷油器针阀(控制喷射)集成为一体，取消了高压油管，有效地消除了在高压和高速下供油的压力波动对供油规律的影响，而且有更高的喷油压力(60～150MPa，甚至更高)，不仅可以满足强化发动机所需的高喷油压力和高喷射速率，而且雾化好、充气效率高，更有利于燃烧和提高发动机性能。
PT泵燃油喷油系统示意图
1-供油泵 2-单向阀 3-喷油器 4-燃油箱
5-油箱开关 6-柴油滤清器
燃油系统改造是此次发动机改装的核心部分，改装不成功会导致发动机动力不足，从理论上讲，主要是由于气缸内混合气燃烧不良或发动机运动机件摩擦阻力过大。导致燃烧不良的原因很多，例如：燃油供应不足、雾化不良，供油提前角不准、气缸密封性下降、进气不足、排气不畅或配气相位失准等。摩擦阻力过大的原因主要是发动机运动机件的间隙过小或润滑油供应不足。
针对以上情况，对原发动机PT泵及喷油器进行如下表
康明斯发动机润滑系统采用压力润滑。利用机油泵，将具有一定压力的润滑油源源不断地送往摩擦表面。例如，曲轴主轴承、连杆轴承及凸轮轴轴承等处承受的载荷及相对运动速度较大，需要以一定压力将机油输送到摩擦面的间隙中，方能形成油膜以保证润滑。康明斯发动机润滑系统由机油泵、机油冷却器、活塞冷却喷嘴、机油管道、全流式机油滤清器和旁通是机油滤清器等组成。由于在气路改造过程中，在发动一侧安装气泵，需要调整机油滤清器位置，因此将内部机油泵供油由中部供油改为后部供油，调整机油泵位置和方向。
中国汽车改装2.4 冷却系统改造
目前，白云鄂博铁矿的矿用汽车所使用的发动机均为水冷柴油机。水冷却方式是以水作为介质，将柴油机产生的热量传送出去的。这种冷却方式的柴油机通常由水泵、散热水箱、风扇、节温器等组成。冷却水在水泵的作用下，被吸入到柴油机内部以一定路线流动，吸收带走机件产生的热量，并通过风扇和水箱的作用将热量散发到空中。使柴油机的工作温度保持在一定范围之内。
水冷柴油机冷却效果较好，适用于大功率柴油机，当温度或工作负载发生变化时便于调节冷却强度，使柴油机始终在规定温度（65℃-95℃）范围内进行工作【2】。此外，在冬季还可以利用灌热水的方法来进行预热，启动方便。但是，由于水冷却方式的限制，它也具有易结水垢、对缸套产生穴蚀现象等缺点。
冷却系统改造主要是调整冷却水管位置，由节温器架调整到水泵。
3 改装完成效果检验
经过改装团队的努力，将发动机改装完成，在测功实验台测功得到实验功率为1187马力，达到了发动机测功要求标准。在测功完成后将此发动机调至白云铁矿108T电动轮运行，现已运行5个月，运行良好，运行中无故障，可以与康明斯公司检修发动机质量相媲美。
4 改装节约成本及前景
本次发动机改造成本备件需要新气泵、部分PT泵备件以及部分管路，改造完成后需要进测功机磨合测试等，需要机油和柴油等油料，共计改造费用15万元。检修一台108电动轮K38发动机需要检修费用60万元，且此次改造后发动机性能可与维检发动机相媲美，节约检修费用45万元。
此次发动机改造成功，大大提高了职工的工作积极性，并且通过此次改造使广大职工对专业知识有再次巩固的机会，为以后处理发动机故障及发动机检修提供了经验，对日后多种发动机改造打下基础。
参考文献
[1]周敏, 江苏. 浅谈天然气发动机[J]. 汽车维修与保养, 2010, (9):46-48.
[2]刘英伟. 大型矿用发动机的维修浅谈[J]. 中国科技博览, 2013, (18):513.
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