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修机|进口工程机械柴油机的国产化改造

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来源:匠客工程机械

1 改造原因及可行性分析

1.1 改造原因

经过多年使用的原装进口 WZY42-6 型和 WZY40-5型抓料机所配康明斯柴油机已经老化,表现为油耗增加、异响变大、工作稳定性降低、尾气排放不达标。修复该老化的进口柴油机面临以下 3 个问题:一是零配件购置周期长,二是维修成本高,三是维修人员的技术水平无法满足维修要求。由于以上问题很难解决,就需要对进口柴油机进行国产化改造。抓料机外观如图 1 所示。

图 1 抓料机外观

1.2 可行性分析

对进口柴油机进行国产化改造时,如果其电控制系统比较简单,实现国产化改造比较容易;如果其电控系统比较复杂,实现国产化改造就比较麻烦。经过全面分析认为,我单位进口 WZY42-6 型和 WZY40-5 型抓料机的电控系统比较简单,容易改造,且改造成本比较低。因此决定对该型抓料机的进口柴油机进行国产化改造。

2 选定替代柴油机

对进口柴油机进行国产化改造,就是将进口柴油机更换为国产柴油机。可替代进口柴油机的国产柴油机,其外形尺寸和功率应与原机相近,附件及电控系统应适用于进口工程机械,尾气排放应符合国家标准要求。为此,需要根据进口柴油机主要技术参数选择国产柴油机。

抓料机所配康明斯柴油机的最高转速为 3000r/min(理论最高转速为 4000r/min,实际限定为 3000r/min),额定功率为 192kW。选择国产柴油机时,其最高转速和额定

功率应基本相同。经过市场调研,发现国产某品牌 C260型柴油机最高转速为3000r/min,额定功率为 200kW,尾气排放满足国五标准,外形尺寸很接近。上述主要技术参数符合替代要求,因此确定予以选用。

3 改造步骤

将我单位进口 WZY42-6 型和 WZY40-5 型抓料机所配康明斯柴油机(以下简称进口柴油机),更换为国产C260 型柴油机(以下简称国产柴油机)的具体改造步骤如下所述。

3.1 地脚位置尺寸

实测后发现,国产柴油机地脚位置及地脚螺栓尺寸,与进口柴油机相似但不相同,这 2 种柴油机的地脚位置纵向相差 50mm,横向相差 20mm,且原有地脚不是螺纹直接紧固,而是有可调整空间的凹槽。这个凹槽刚好在国产柴油机地脚螺栓紧固范围之内,因此不用改动。

3.2 电控系统

电控系统的改造包括启动电压、启动机的位置、传感器安装等方面。经核实,国产柴油机启动电压与进口柴油机相同,均为 24V,不用改动。国产柴油机的启动机与进口康明斯柴油机的启动机型号不同,启动机无法直接替代,因此需采购和更换启动机。国产柴油机启动机的位置与进口柴油机相同,不用改动。国产柴油机水温、油温、油压、转速等传感器均为指针式传感器,与进口柴油机相同,因此均使用国产柴油机上的新件。

3.3 冷却系统

冷却系统的改造需考虑接口、冷却液的容量、冷却介质等方面。国产柴油机与进口柴油机的水箱接口相同,可以互换。冷却液介质相同,均为通用型防冻液,不需更换其他品牌。国产柴油机配有 1 个冷却液副散热器,因此需要增加一定容积的防冻液。

3.4 进排气机构

国产柴油机进气机构采用普通双级纸质滤芯空气滤清器,而进口柴油机使用湿式空气滤清器。经研究,决定使用进口柴油机的湿式空气滤清器。国产柴油机的排气机构、涡轮增压器与进口柴油机相同,不需改动。

3.5 燃油供给系统

进口柴油机的燃油供给系统为传统的 A 型柱塞泵,而国产柴油机可选高压共轨转子泵或 A 型柱塞泵。为了维修方便,我们选用了与进口柴油机配套的 A 型柱塞泵。

4 改造效果

国产柴油机安装完成后,在磨合期内运转良好,没有发生任何问题。磨合期过后,我们将抓料机移动至作业现场进行了工作能力测试,测试步骤及结果如下:启动柴油机运转正常,驱动抓料机行走,其行走速度与改造前相同。操纵抓料机在额定载荷下作业,其作业效率与改造前相同。在国产柴油机最高转速下测试,其功率与进口柴油机相比略显不足,主要体现在高速工作时的噪声比进口柴油机略大,为此我们将国产柴油机最高转速适当调低,使其与进口柴油机性能相近。测试工作泵的压力为 31.7 MPa,与额定 32MPa 接近,可满足抓料机作业需要。

该抓料机改造后经过实际运行检测,证明此项改造获得成功。经计算,改造 1 台抓料机节省配件费用 10 ~ 13万元,节省人工费用 12 万元。目前我公司已经改造 10 台抓料机,另外 11 台也在改造计划中,此项改造对企业的节能减排工作有很大的促进作用。

作者:林永升

来源《工程机械与维修》2019年第6期


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