關(guān)于630E卡車排煙管改造及其防護(hù)措施的制定

蔡海波　栗飛

摘要：630E卡車排煙管原車設(shè)計整體長度較長，并非一根完整的結(jié)構(gòu)管件，并依據(jù)發(fā)動機尾氣排放路線利用卡子將各種長度、形狀不一的短小部分連接在一起，其中位于左側(cè)大梁后部的接口由于轉(zhuǎn)彎角度大（接近90度），再加上排煙管整體重量較大，設(shè)備在運行過程中，受工況影響，該部位排煙管偶爾發(fā)生脫落現(xiàn)象，而該部位下方正好布置有三根舉升高壓液壓油管，一旦排煙管脫落，將極易引起火災(zāi)事故的發(fā)生，因此決定延長左側(cè)大梁后部排煙管長度80cm，使其與下一節(jié)的接口避開上述液壓油管，即使發(fā)生排煙管脫落，也可避免火災(zāi)事故的發(fā)生，從而有效地消除了安全隱患。

關(guān)鍵詞：630E;排煙管;改造

中圖分類號：TP422? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

0 前言

630E電動輪驅(qū)動卡車是神華準(zhǔn)能黑岱溝露天煤礦運輸巖石和原煤的主機設(shè)備，由于露天礦運輸路況較為復(fù)雜，同時由于設(shè)備老化，導(dǎo)致卡車的故障率增加，尤其是位于左側(cè)大梁后部的排煙管發(fā)生脫落，一旦掉落在可燃物上，頃刻之間即可引發(fā)火災(zāi)事故，存在重大的安全隱患。

1 卡車排氣系統(tǒng)簡介

卡車排氣系統(tǒng)作為卡車排放尾氣的專用部件，其組成部件也較為復(fù)雜，主要由排氣歧管、排煙管、消音管以及連接卡子組成。

1.1 排氣歧管

排氣歧管是連接卡車發(fā)動機氣缸體的，通過排氣歧管收集各缸的排氣同時將其導(dǎo)入到排氣總管中，是帶有分歧的管路。對于排氣歧管的主要要求是在最大程度上降低排氣的阻力，同時要避免不同缸的干擾。當(dāng)排氣過于集中的時候，各缸之間就會產(chǎn)生相互干擾的現(xiàn)象，換言之就是在某缸進(jìn)行排氣的時候，正好碰到別的缸排除來的廢氣。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)就會在很大程度上增加排氣的阻力，從而削減發(fā)動機輸出功率。最好的解決方法是盡量分開各缸的排氣，每缸一個分支或者是兩個缸一個分支，保證每個分支盡可能的加長或者是獨立，從而降低管內(nèi)的不同氣體所產(chǎn)生的影響。當(dāng)油氣混合物進(jìn)入到燃燒室之后發(fā)生燃燒，從而使得活塞在高壓氣體的作用下產(chǎn)生運動，高壓氣體做功完成之后，就不會再次被利用產(chǎn)生動力，隨即被作為尾氣從發(fā)動機排放而出。尾氣從發(fā)動機16個氣缸排放出來之后匯集到了作用兩側(cè)的排煙管，最后被排放到外界大氣當(dāng)中。因此，再設(shè)計排氣歧管的過程中，要綜合考慮其形狀、尺寸及布局，進(jìn)而保證排氣過程暢通^[1] 。

1.2 排煙管

礦用卡車排煙管是將多個利用特殊鐵質(zhì)材料設(shè)計而成的具有一定尺寸及形狀的排煙管小單元通過卡子連接在一起的組件，排煙管小單元的形狀、尺寸、布局要綜合考慮到卡車總體空間尺寸，最終在保證安全的前提下，做到有限空間的高效利用^[2] 。

1.3 消音器

從發(fā)動機排出來的尾氣流動方向不定，屬于紊流，這就導(dǎo)致尾氣在外排過程中與周圍管道之間產(chǎn)生沖擊，發(fā)出噪聲，嚴(yán)重影響設(shè)備的操作性能^[3] 。于是，消音器也就應(yīng)運而生，其在吸收噪聲的同時，自身輕便、方便安裝的優(yōu)勢也發(fā)揮的如魚得水。消音器是能夠阻止聲音傳播的一種設(shè)備，是將空氣動力性噪音進(jìn)行消除的重要措施，將其安裝在卡車的發(fā)動機等空氣動力設(shè)備的氣流通道上或者是進(jìn)排氣系統(tǒng)中，降低卡車的噪音。

在卡車排氣系統(tǒng)中的排煙管和消音器是各自獨立安裝在車架縱梁上的，因為排煙管和消音器的截面形狀是圓形，所以在安裝這兩部分的時候也具有相同的安裝機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式。630E卡車安裝機構(gòu)通過連接排氣管和消音器，由螺栓穿過安裝支座前平面上的圓孔連接固定車架縱梁和安裝機構(gòu)。支座的安裝位置要放在車架縱梁的內(nèi)部一側(cè)，形成C形結(jié)構(gòu)，讓整體的車架縱梁和支座協(xié)調(diào)統(tǒng)一，為車架縱梁的內(nèi)部位置提前預(yù)留更多的空間，方便讓卡車內(nèi)部的其他類型的管道順暢通過。在安裝支座之上分布著一系列的圓孔，這些圓孔的作用是為了保證在安裝抱箍的時候不會受到上下位置的制約，通過利用更多的上下方向調(diào)節(jié)量以應(yīng)對卡車排氣系統(tǒng)出現(xiàn)的各種誤差，比如裝配誤差和制造誤差。第一調(diào)整支架和第二調(diào)整支架之間的連接結(jié)構(gòu)，保證在安裝抱箍的時候不會遭受前后位置的束縛，提高安裝的便利度，通過更多的前后方向調(diào)節(jié)量以克服排氣系統(tǒng)所產(chǎn)生的誤差和裝配誤差。抱箍可在排氣管和消聲器上進(jìn)行左右滑動，克服了排氣系統(tǒng)左右位置裝配誤差;整套安裝機構(gòu)由于前后、左右、上下位置均可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此可滿足不同狀態(tài)排氣系統(tǒng)的安裝和使用要求。

2 排煙管脫落原因分析

630E卡車排煙管原車設(shè)計整體長度較長，并非一根完整的結(jié)構(gòu)管件，并依據(jù)發(fā)動機尾氣排放路線利用卡子將各種長度、形狀不一的短小部分連接在一起，接口之間使用U型卡子緊固連接，排煙管上方使用吊卡固定使其保持在原始位置。黑岱溝露天煤礦坑下路況較為復(fù)雜，再加上自重較大，導(dǎo)致位于左側(cè)大梁后部排煙管（轉(zhuǎn)彎角度大接近90度）發(fā)生經(jīng)常性的脫落，一旦掉落在相應(yīng)的管路上將會發(fā)生火災(zāi)事故，帶來不可估量的損失。

3.排氣管與設(shè)備連接的問題分析

（1）裝配應(yīng)力過大

將卡車排氣總管連接增壓器渦輪進(jìn)氣殼的時候，誤差的高低是可以通過增壓器安裝座加減墊和連接套的上下活動進(jìn)行調(diào)節(jié)。縱向誤差可以通過增壓器安裝架上的腰型孔縱向移動增壓器以實現(xiàn)調(diào)節(jié)功能。橫向的誤差目前來看沒有較好的手段進(jìn)行調(diào)節(jié)，只能依靠連接套之間的變形以滿足調(diào)節(jié)的需求。

（2）不合理的設(shè)計結(jié)構(gòu)

每個氣缸蓋與排氣管之間的連接總是需要依靠一支管，連接氣缸蓋與支管的方法大多采用六方法蘭，緊固的時候采用六顆螺絲釘。在連接排氣總管的時候，因為受到空間的約束，而不能采用性能較好的結(jié)構(gòu)設(shè)備，并且所使用的結(jié)構(gòu)設(shè)備比較容易受到損壞。在后期的更換過程中又會因為空間狹小，使用扳手進(jìn)行拆卸時難以用力，在經(jīng)過長時間的使用之后，又會反復(fù)出現(xiàn)多種問題，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)備發(fā)生問題，降低使用效果。

（3）使用材質(zhì)較低的高溫性能

排氣管路的制造的材質(zhì)抗高溫能力較弱，當(dāng)溫度升高時就會大幅度降低疲勞強度和抗拉強度，根據(jù)已經(jīng)損壞而替換下來的排氣管路材質(zhì)情況看來，出現(xiàn)的問題多數(shù)是發(fā)生端面變形和端面裂痕。

（4）聯(lián)結(jié)螺栓和結(jié)構(gòu)設(shè)備的熱膨脹系數(shù)具有差異

因為結(jié)構(gòu)設(shè)備具有較低的熱膨脹系數(shù)，與較高熱膨脹系數(shù)的螺栓存在嚴(yán)重的不協(xié)調(diào)性，從而造成了卡車排氣的溫度升高的時候，緊固螺栓就會更加松弛。

4.排煙管脫落可能造成的危害

（1）液壓油管燃燒。

液壓油作為整個液壓系統(tǒng)傳遞動力的重要傳動介質(zhì)，其自身還具有冷卻、防腐、密封、潤滑、清洗等功能，雖然其燃點較高，但是當(dāng)周圍溫度特別高時還是可以燃燒的^[4] 。一旦發(fā)生排煙管脫落，其本身溫度就較高，再加上發(fā)動機排出的高溫?zé)煔庾饔?，將會點燃附近的橡膠軟管，然后引發(fā)橡膠軟管內(nèi)部存儲的液壓油著火。

（2）機油管燃燒。

機油發(fā)生燃燒的最低溫度稱之為閃點，其大概為200 ℃^[5] 。機油管路同樣使用的是橡膠軟管，其本身就是一種有機物，如果條件允許可以發(fā)生燃燒。如果排煙管發(fā)生斷裂或者脫落，經(jīng)過發(fā)動機排出的尾氣溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于200 ℃，頃刻之間可將機油管點燃，然后將儲存于管路內(nèi)部的機油點著，引發(fā)失火事件。

5 改造方式

將原來左側(cè)大梁后部排煙管長度增加80cm，使其與下一節(jié)的接口避開上述管路，此時即使發(fā)生意外，也可避免火災(zāi)事故的發(fā)生，從而有效地消除了安全隱患，確保了人員、設(shè)備的安全，具體如圖1所示。

想要徹底將排氣管路高故障的問題解決掉，就要重新設(shè)計排氣管路。排氣管路設(shè)計的基本原則是保證互換性，將薄弱的環(huán)節(jié)逐漸取消。將聯(lián)接套換成波紋管，這樣能較為快速的適應(yīng)熱膨脹和不同軸度所帶來的影響。

6 避免失火防護(hù)措施的制定

排煙管發(fā)生火災(zāi)會帶來嚴(yán)重的安全問題，排煙管使用要注重防火措施運用，首先要注重預(yù)防工作，未雨綢繆，將卡車排氣管使用可能會發(fā)生的問題提前制定出解決方案。其次需要增強解決問題的能力，當(dāng)問題發(fā)生要臨危不懼，靈活性的采取多種解決方案，降低損失。以下是在避免失火的防護(hù)措施基本方法：

（2）定期檢查排煙管。排煙管并不是一個完整的個體，而是由許多節(jié)形狀、尺寸不同的單元通過卡子連接而成，各個接口位置都包扎有防火布，這給平時的檢查工作就帶來了困難。排煙管的脫落是一個循序漸進(jìn)的過程，并不是一下子就能夠發(fā)生的，在這個過程中可以通過一些表象來判斷，比如在排煙管附近某個部件上被煙氣熏得特別黑，就說明該出排煙管可能發(fā)生脫落或者斷裂現(xiàn)象^[6] 。

（2）定期檢查防火布，發(fā)現(xiàn)有破損或者表面沾有油污現(xiàn)象^[7] ，應(yīng)將其及時進(jìn)行更換，避免造成不必要的損失。

（3）定期檢查排煙管附近的油管，發(fā)現(xiàn)有磨損的應(yīng)及時進(jìn)行包扎避免磨損嚴(yán)重而引發(fā)的漏油現(xiàn)象;如果油管有滲漏或者抽芯的，及時將其進(jìn)行更換，避免由此造成的次生災(zāi)害。

（4）加強保養(yǎng)設(shè)備的程序規(guī)范。實施監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)和檢修計劃相結(jié)合的方式，強化油脂化驗技術(shù)對油樣的監(jiān)測分析能力。制定定期的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)計劃，定期對設(shè)備中經(jīng)常性發(fā)生故障的位置進(jìn)行排查，提前預(yù)防問題，提早解決問題。嚴(yán)格維修和保養(yǎng)得設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，并高效執(zhí)行，及時將錯誤的卡車使用習(xí)慣糾正，提升自修和外修的質(zhì)量，確保設(shè)備完好無損。

（5）展開操作技術(shù)培訓(xùn)工作，保證使用者對存在的故障能夠在第一時間內(nèi)予以掌握，能主動感知存在的故障，并且在最短的時間內(nèi)找到解決方案，將問題及時遏制，提升使用者的專業(yè)技術(shù)和故障維修能力。強化與司機之間的溝通，保證卡車駕駛?cè)藛T知道自己的錯誤操作對機器設(shè)備的危害，不僅會導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障，也會影響到自己的經(jīng)濟收入。要求駕駛?cè)藛T嚴(yán)禁長時間按住加快開關(guān)，盡可能的降低坡上起步，嚴(yán)禁在泥濘的路上快速行駛，將泥土卷入車內(nèi)。

7 結(jié)語

本文著重描述了630E卡車排煙管脫落的故障現(xiàn)象，然后通過各車間、各工種的協(xié)調(diào)配合、共同協(xié)商、共同學(xué)習(xí)，最終制定出了本項技改技革的措施。該方法的提出，極大地提高了維修人員的檢修效率，同時也為今后的檢修工作提供了可貴的理論依據(jù)，及時地消除了安全隱患，將設(shè)備可能發(fā)生的火災(zāi)事故扼殺在搖籃，確保了班組所承修設(shè)備的正常運行，保證了黑岱溝露天煤礦各項生產(chǎn)事務(wù)的正常開展。使用過程中要強化檢查力度，提高維護(hù)保養(yǎng)質(zhì)量，將檢查出來的問題靈活性的采取維修措施，在最大限度上保證630E卡車的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值與實際使用中的各項參數(shù)之間相吻合。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009，8-15.

[2] 楊家軍.機械原理（第2版）[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2014，4-15.

[3] 崔勝民.汽車?yán)碚揫M].北京：北京大學(xué)出版社，2016，11-14.

[4] 邢其毅.基礎(chǔ)有機化學(xué)（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2010，13-17.

[5] 陳艾霞.化學(xué)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009，15-22.

[6] 趙汝星.礦山機械運行與維護(hù)[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2008，14-22.

[7] 蘇維嘉.電動輪自卸車原理與運用[M].北京：中國社會出版社，2001，20-28.

作者簡介：

蔡海波（1987-）男，大專，神華準(zhǔn)能設(shè)備維修中心汽修車間重卡鉗工，

栗飛（1987-）男，籍 貫：內(nèi)蒙古赤峰市 研究生，神華準(zhǔn)能設(shè)備維修中心汽修車間重卡鉗工。畢 業(yè)：2010年7月畢業(yè)于內(nèi)蒙古機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，機電一體化專業(yè)。

（作者單位：神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司 設(shè)備維修中心）