防爆膠輪車具有方便、運輸效率高及操縱性好的特點,在煤礦井下得到越來越廣泛的應用。其啟動系統大多數采用氣壓啟動方式,需要有提供動力源的空氣動力系統。防爆膠輪車在煤礦井下使用的過程中,空氣動力系統出現故障,不僅影響車輛的啟動性能,而且可能會影響車輛的安全行駛。
1 空氣動力系統的工作原理空氣動力系統主要由空氣壓縮機(簡稱空壓機)、空氣濾清器、調壓卸荷閥、單向閥、安全閥、儲氣罐、放水閥及管路等組成。原理如圖1所示。空壓機由柴油機驅動,它的進氣管路上安裝有空氣濾清器,對吸入的空氣進行清潔過濾,空壓機的作用是對吸入的空氣進行壓縮,最後從排氣口排出壓縮後的高壓氣體,高壓氣體經過調壓卸荷閥、單向閥儲存到儲氣罐,壓力由調壓卸荷閥調節,其調節壓力在0.65~0.8MPa,當儲氣罐中的壓力p=0.8MPa時,空壓機經調壓卸荷閥卸荷,當壓力降到0.65MPa以下時,空壓機繼續工作對儲氣罐進行充氣。放水閥是對儲氣罐中的冷凝水及其雜質進行排放,安全閥是保證在系統出現故障産生高壓時進行排氣保護。防爆膠輪車在使用過程中,空氣動力系統經常出現的故障主要有空壓機竄機油、儲氣罐内壓力達不到所需壓力值、空壓機排氣口溫度高等。
圖1 空氣動力系統原理圖
1安全閥 2單向閥 3調壓卸荷閥 4空氣壓縮機 5空氣濾清器 6儲氣罐 7放水閥
2 空氣動力系統常見故障及解決措施2.1 空壓機竄機油
空壓機主要通過機油對活塞環和缸體進行潤滑作業,機油來源是通過發動機油路進行強制供油。根據行業标準(QC/T29077-92)空壓機在2000r/min的情況下允許随氣排油量為≤0.08g/m3,證明空壓機在正常作業情況下是允許有少量機油随氣排出的。所謂的竄油是指異常的排油,随氣排油量>0.08g/m3。故障現象是在調壓卸荷閥的排氣口處有機油溢出;儲氣罐排水閥處排出過量機油。
造成空壓機竄機油的主要原因:
(1)進氣受阻造成進氣腔負壓過大,檢查空氣濾清器是否有損壞、缺陷、或不幹淨的空氣濾芯或濾芯受潮膨脹(失效),及時更換失效部件;檢查空壓機進氣管路是否有扭結、變形及破損,保證進氣管路内徑符合要求;
(2)回油受阻檢查空壓機回油管路是否有回油不暢的現象,回油管路如有變形、扭曲、堵塞等要及時排除;
(3)空壓機冷卻不完全檢查空壓機進、回水管路是否通暢,空壓機散熱部位是否有油污或覆蓋物;檢查空壓機冷卻液回路暢通情況;
(4)機油變質有異物較易造成空壓機拉瓦、拉缸、形成積炭,檢查機油是否符合發動機對機油的相關使用要求;
(5)儲氣罐壓力過大造成早期磨損卸荷閥是否符合額定要求如果大于額定要求,檢查卸荷系統是否工作并修理。檢查儲氣罐卸荷壓力是否過大(建議壓力0.8MPa);
(6)空壓機缸體與活塞環磨損過大缸孔磨損甚至出台階、活塞環磨損開口間隙過大導緻竄機油。拆解檢查若有異常磨損,則予以更換。
2.2 儲氣罐内壓力達不到所需壓力值
故障現象是儲氣罐内的壓力由調壓卸荷閥調定,當壓力升不到規定值時,會影響車輛的正常啟動。儲氣罐内壓力達不到所需壓力值、在發動機運轉時,空壓機向儲氣罐充氣的情況下,氣壓表指示達不到額定壓力。
(1)空壓機排氣量不足或不打氣,空壓機傳動松動,造成效率下降,根據磨損情況進行重新裝配;
(2)空壓機活塞或缸體故障,拆解空壓機,檢查活塞或缸體并進行修複;
(3)調壓卸荷閥出現故障,由于髒物堵塞,根據要求清洗或更換元件;
(4)空壓機到儲氣罐之間的管路或接頭洩漏,檢查管路及接頭并更換。
2.3 空壓機排氣口高溫
空壓機是不能連續排氣的,當空壓機的排氣時間達到車輛運行時間的25%時,空壓機的耐久性最好。空壓機排氣時會産生很多熱量,當空壓機不排氣即卸載時,這些熱量就會消散。防爆車輛長時間工作時空壓機排氣管路冒煙。
(1)調壓卸荷閥損壞,當該閥不能正常卸載時,空壓機一直帶載工作造成空壓機出口溫度過高,檢查調壓卸荷閥,如有損壞更換調壓卸荷閥;
(2)空壓機到儲氣罐之間的管路堵塞不通暢,檢查管路是否符合規定的内徑;檢查管路内是否有雜物堵塞,如有則更換;
(3)空壓機冷卻循環系統不暢,檢查冷卻系統管路有無堵塞,如有則排除。
3 結語空氣動力系統作為防爆膠輪車不可缺少的系統,它的正常運行直接影響整個車輛的使用性能及安全性能。對該系統的日常維護也顯得至關重要。要經常檢查調壓卸荷閥的工作情況,經常清洗空壓機進氣系統的空氣濾清器,經常對儲氣罐内的積水進行排放;經常檢查管路有無洩漏或磨損;檢查空壓機工作狀态是否正常等。同時在空壓機排氣口增加溫度傳感器,時刻監控其出口溫度,且當溫度超标時防爆膠輪車自動熄火停車,以保證車輛的安全性能。
WC3J(C)防爆柴油機無軌膠輪車
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