1 改造原因及可行性分析

1.1 改造原因

經(jīng)過(guò)多年使用的原裝進(jìn)口 WZY42-6 型和 WZY40-5型抓料機(jī)所配康明斯柴油機(jī)已經(jīng)老化，表現(xiàn)為油耗增加、異響變大、工作穩(wěn)定性降低、尾氣排放不達(dá)標(biāo)。修復(fù)該老化的進(jìn)口柴油機(jī)面臨以下 3 個(gè)問(wèn)題：一是零配件購(gòu)置周期長(zhǎng)，二是維修成本高，三是維修人員的技術(shù)水平無(wú)法滿(mǎn)足維修要求。由于以上問(wèn)題很難解決，就需要對(duì)進(jìn)口柴油機(jī)進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化改造。抓料機(jī)外觀如圖 1 所示。

圖 1 抓料機(jī)外觀

1.2 可行性分析

對(duì)進(jìn)口柴油機(jī)進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化改造時(shí)，如果其電控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化改造比較容易；如果其電控系統(tǒng)比較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化改造就比較麻煩。經(jīng)過(guò)全面分析認(rèn)為，我單位進(jìn)口 WZY42-6 型和 WZY40-5 型抓料機(jī)的電控系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，容易改造，且改造成本比較低。因此決定對(duì)該型抓料機(jī)的進(jìn)口柴油機(jī)進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化改造。

2 選定替代柴油機(jī)

對(duì)進(jìn)口柴油機(jī)進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化改造，就是將進(jìn)口柴油機(jī)更換為國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)?？商娲M(jìn)口柴油機(jī)的國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)，其外形尺寸和功率應(yīng)與原機(jī)相近，附件及電控系統(tǒng)應(yīng)適用于進(jìn)口工程機(jī)械，尾氣排放應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。為此，需要根據(jù)進(jìn)口柴油機(jī)主要技術(shù)參數(shù)選擇國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)。

抓料機(jī)所配康明斯柴油機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為 3000r/min（理論最高轉(zhuǎn)速為 4000r/min，實(shí)際限定為 3000r/min），額定功率為 192kW。選擇國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)時(shí)，其最高轉(zhuǎn)速和額定

功率應(yīng)基本相同。經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)某品牌 C260型柴油機(jī)最高轉(zhuǎn)速為3000r/min，額定功率為 200kW，尾氣排放滿(mǎn)足國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)，外形尺寸很接近。上述主要技術(shù)參數(shù)符合替代要求，因此確定予以選用。

3 改造步驟

將我單位進(jìn)口 WZY42-6 型和 WZY40-5 型抓料機(jī)所配康明斯柴油機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)進(jìn)口柴油機(jī)），更換為國(guó)產(chǎn)C260 型柴油機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)）的具體改造步驟如下所述。

3.1 地腳位置尺寸

實(shí)測(cè)后發(fā)現(xiàn)，國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)地腳位置及地腳螺栓尺寸，與進(jìn)口柴油機(jī)相似但不相同，這 2 種柴油機(jī)的地腳位置縱向相差 50mm，橫向相差 20mm，且原有地腳不是螺紋直接緊固，而是有可調(diào)整空間的凹槽。這個(gè)凹槽剛好在國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)地腳螺栓緊固范圍之內(nèi)，因此不用改動(dòng)。

3.2 電控系統(tǒng)

電控系統(tǒng)的改造包括啟動(dòng)電壓、啟動(dòng)機(jī)的位置、傳感器安裝等方面。經(jīng)核實(shí)，國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)啟動(dòng)電壓與進(jìn)口柴油機(jī)相同，均為 24V，不用改動(dòng)。國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)的啟動(dòng)機(jī)與進(jìn)口康明斯柴油機(jī)的啟動(dòng)機(jī)型號(hào)不同，啟動(dòng)機(jī)無(wú)法直接替代，因此需采購(gòu)和更換啟動(dòng)機(jī)。國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)啟動(dòng)機(jī)的位置與進(jìn)口柴油機(jī)相同，不用改動(dòng)。國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)水溫、油溫、油壓、轉(zhuǎn)速等傳感器均為指針式傳感器，與進(jìn)口柴油機(jī)相同，因此均使用國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)上的新件。

3.3 冷卻系統(tǒng)

冷卻系統(tǒng)的改造需考慮接口、冷卻液的容量、冷卻介質(zhì)等方面。國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)與進(jìn)口柴油機(jī)的水箱接口相同，可以互換。冷卻液介質(zhì)相同，均為通用型防凍液，不需更換其他品牌。國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)配有 1 個(gè)冷卻液副散熱器，因此需要增加一定容積的防凍液。

3.4 進(jìn)排氣機(jī)構(gòu)

國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)進(jìn)氣機(jī)構(gòu)采用普通雙級(jí)紙質(zhì)濾芯空氣濾清器，而進(jìn)口柴油機(jī)使用濕式空氣濾清器。經(jīng)研究，決定使用進(jìn)口柴油機(jī)的濕式空氣濾清器。國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)的排氣機(jī)構(gòu)、渦輪增壓器與進(jìn)口柴油機(jī)相同，不需改動(dòng)。

3.5 燃油供給系統(tǒng)

進(jìn)口柴油機(jī)的燃油供給系統(tǒng)為傳統(tǒng)的 A 型柱塞泵，而國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)可選高壓共軌轉(zhuǎn)子泵或 A 型柱塞泵。為了維修方便，我們選用了與進(jìn)口柴油機(jī)配套的 A 型柱塞泵。

4 改造效果

國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)安裝完成后，在磨合期內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)良好，沒(méi)有發(fā)生任何問(wèn)題。磨合期過(guò)后，我們將抓料機(jī)移動(dòng)至作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了工作能力測(cè)試，測(cè)試步驟及結(jié)果如下：?jiǎn)?dòng)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，驅(qū)動(dòng)抓料機(jī)行走，其行走速度與改造前相同。操縱抓料機(jī)在額定載荷下作業(yè)，其作業(yè)效率與改造前相同。在國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)最高轉(zhuǎn)速下測(cè)試，其功率與進(jìn)口柴油機(jī)相比略顯不足，主要體現(xiàn)在高速工作時(shí)的噪聲比進(jìn)口柴油機(jī)略大，為此我們將國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)最高轉(zhuǎn)速適當(dāng)調(diào)低，使其與進(jìn)口柴油機(jī)性能相近。測(cè)試工作泵的壓力為 31.7 MPa，與額定 32MPa 接近，可滿(mǎn)足抓料機(jī)作業(yè)需要。

該抓料機(jī)改造后經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行檢測(cè)，證明此項(xiàng)改造獲得成功。經(jīng)計(jì)算，改造 1 臺(tái)抓料機(jī)節(jié)省配件費(fèi)用 10 ～ 13萬(wàn)元，節(jié)省人工費(fèi)用 12 萬(wàn)元。目前我公司已經(jīng)改造 10 臺(tái)抓料機(jī)，另外 11 臺(tái)也在改造計(jì)劃中，此項(xiàng)改造對(duì)企業(yè)的節(jié)能減排工作有很大的促進(jìn)作用。

作者：林永升

來(lái)源《工程機(jī)械與維修》2019年第6期