煤礦無軌膠輪車發動機故障分析與預防

王海紅

摘要：煤礦行業作為我國國民經濟中的支柱產業長期面臨著煤礦井下運輸安全系數高、運輸速度慢、人員冗余、機械設備維護和保養難度大等問題，一定程度上阻礙了我國煤炭行業的進一步發展。本文基于前人研究的角度對煤礦無軌膠輪車的發動機故障類型和故障產生原因進行了系統的分析和研究，并有針對性地提出了合理的解決策略，旨在進一步促進我國煤炭行業總體生產水平的提升。

關鍵詞：煤礦產業；無軌膠輪車；故障分析；檢測

1 引言

當前隨著我國煤礦產業的不斷發展，我國很多地方的礦井基本上已經采用新型、高效的無軌輔助運輸來代替傳統的有軌運輸，極大的提升了煤礦開采和運輸效率，從而從根本上解決了采煤行業中的運輸問題，提高了礦井的產能。但是無軌膠輪車作為一種新型的運輸機械設備其發動機系統常常出現各種故障問題，一定程度上影響了煤礦安全生產。因此研究煤礦無軌膠輪車發動機故障和預防問題對于加快能源產業的飛速發展意義非凡。

2 煤礦無軌膠輪車發動機常見故障

無軌膠輪車是一種以內燃機為發動機，使用膠輪在礦井巷道內行駛運行的新型原煤運輸機械設備。它摒棄了傳統的軌道式運輸方式，使得運輸效率和運輸過程中的安全性大大提升，逐漸在煤礦開采領域中得到了普及和推廣。但是基于礦井下惡劣的環境以及煤礦運輸工作的特殊性，導致無軌膠輪車的發動機經常出現故障，總結來說主要有幾下幾個方面：

2.1馬達打滑問題

馬達打滑問題是無軌膠輪車發動機最為常見的故障，在實際運輸過程中工作人員經常會聽見發動機發出刺耳急促的打滑聲，通過系列的檢查發現，驅動小齒輪的小齒已經出現了不同程度的打斷，而如果起動機驅動齒輪與內燃機飛輪齒圈嚙合之前，接觸盤推桿已經將接觸盤推向了右極限位置，短接了啟動線路接線柱，啟動線路接通，起動機開始運轉。而由于內部磨損嚴重，導致驅動小齒輪不能與發送機齒輪完美的嚙合，在發動機強大的動力下容易出現打滑行為，長時間進行下去必然會導致小齒輪的齒被打斷，從而加劇了齒輪打滑行為。

2.2啟動噴口堵塞

由于礦井下的空氣中含有大量的煤灰碎屑，自然環境復雜，且某些煤礦企業為了增大產能，提升生產和運輸效率而使得膠輪車長期處于超負荷工作模式下，這樣必然會導致以內燃機為主的發動機的轉速下降，進而出現進氣不足的情況。內燃機中的燃料在空氣不足的情況下不能充分燃燒，產生過量的煙灰和燃燒碎屑無法完全排出，長期滯留在啟動噴口內將其堵塞，導致發動機無法正常工作。

2.3冷啟動性能差

冷啟動性能指的是發動機在寒冷低溫的情況下的啟動效率，幾乎所有型號的內燃機都不可避免的面臨著冷啟動困難的問題。隨著外部溫度的降低，導致內燃機內部潤滑油的流動性下降，直接導致曲軸的旋轉阻力增加，使得內燃機的整體運動性能下降。另外，氣溫下降也使得燃料的溫度降低，燃料達到燃點必然要消耗更多的能量，這也給內燃機的正常啟動帶來了不少困擾。

3 煤礦無軌膠輪車發動機故障檢測和預防系統的建立

3.1檢測信號分析

要想對無軌膠輪機的發動機的運行情況進行實時監測，亦或是進行初步的故障分析，首先要對內燃機運行過程中的各種信號進行實時監測，記錄下內燃機的運行狀態和重要參數，并將其記錄在案，以便進行準確而科學的分析。現實中常見的檢測信號包括開關信號（快車信號，慢車信號）、模擬信號（電流、電壓信號，設備溫度，制動電壓、電流等）等，上述這些信號關乎著內燃機能否正常運行，可以通過內燃機主控制器的CAN總線即可獲得上述數據，連接到計算機上可以實現運行情況的實時檢測和自動記錄。

3.2硬件設計

基于內燃機主控制器的CAN總線系統為平臺，將計算機故障檢測系統引進到膠輪車故障檢測系統的構建中，開發出了一套以PLC單片機為核心的故障檢測和處理系統。該故障檢測系統被集成在了一個便攜式發動機故障診斷卡中，硬件系統包括中央處理系統、外擴EEPROMM模塊、液晶顯示系統、輸入、輸出系統以及電源系統。保護系統等，功能齊備，便攜易操作，可以對不同型號的膠輪車內燃機的故障進行檢測。

3.3軟件設計

基于硬件系統設計方案設計了軟件構架圖，如圖1所示。其中信息收集系統首先從發送機中收集原始數據，交由推理機進行故障初步的規則推理和模糊神經網絡推理，經處理過的數據從知識庫中調取相關數據進行故障確認，最后通過顯示系統顯示出故障的準確位置和性質。其中診斷信息庫管理系統是一個專門為故障診斷數據庫定制的信息管理系統，包括信息的甄別、判斷、擴充和刪除等。

4 結束語

綜上所述，無軌膠輪車作為煤礦產業中的新型煤炭運輸機械在運輸效率、機械穩定性以及運輸安全性等方面具有不可比擬的優勢，但是基于煤礦巷道內復雜的工作環境和繁重的運輸任務導致膠輪車發動機故障頻發。隨著我國煤炭行業對輔助運輸落后局面制約煤炭生產發展的認識逐步提高和重視，以及對無軌膠輪車所獨有的種種優點的加深了解，相信我國煤礦無軌膠輪車內燃機故障分析與處理有望出現一個新的高潮。

參考文獻：

[1]李明麗.煤礦無軌膠輪車內燃機故障分析與處理[J].煤炭技術，2013，32（07）：36-38.[2017-09-05].

[2]張良庫，姚少武. 我國煤礦無軌膠輪車的現狀及發展方向[J].科技情報開發與經濟，2011，21（27）：159-161. [2017-09-05].

[3]陳賢忠. 我國無軌膠輪車輔助運輸的回顧與展望[J].煤礦機械，2011，32（03）：3-5.[2017-09-05].DOI：10.13436/j.mkjx.2011.03.060

[4]劉濤. 關于礦井輔助運輸方式的選擇[J].煤炭工程，2003，（12）：7-10. [2017-09-05].endprint