煤礦井下車輛燃油斷油器故障分析及改進*

賈二虎

(中國煤炭科工集團 太原研究院有限公司， 山西 太原 030006)

0 引言

《煤礦安全規程》及MT990—2006《礦用防爆柴油機通用技術條件》[1-2]中對煤礦井下車輛所用防爆柴油機提出如下要求：防爆柴油機要求在排氣溫度至70℃、表面溫度至150℃、冷卻水溫至95℃或設定值、機油壓力低至設定值、冷卻水箱水位低至設定的最低水位或瓦斯濃度達到一定程度時必須自動停機[3-4]。作為實現防爆柴油機自動停機的執行元件，燃油斷油器是防爆柴油機上重要的零部件之一，燃油斷油器工作質量直接影響著煤礦井下車輛的安全。一旦發生故障將會阻礙煤礦安全運行，甚至引起重大事故，所以必須保證燃油斷油器的質量可靠、安全平穩運行[5]。

1 燃油斷油器工作原理及常見故障

燃油斷油器通常安裝于防爆柴油機噴油泵調速器位置，一端與調速器斷油手柄連接，一端安裝于斷油器安裝板。為保證防爆柴油機在運行過程中可靠停機，燃油斷油器正常工作時，儲氣罐給燃油斷油器氣缸內充氣，氣缸桿伸出，發動機保持供油狀態。車輛通過開關進行熄火或自動保護(自動監控)裝置檢測到影響安全的狀態出現時，保護裝置控制燃油斷油器斷氣，氣缸內氣體在氣缸彈簧作用下保持初始氣缸桿縮回位置，發動機保持斷油狀態,如圖1所示。

圖1 燃油斷油器工作原理

煤礦井下車輛在使用過程中，斷油器經常出現的故障是防爆柴油機無法熄火、防爆柴油機無法啟動。為確認具體故障原因，對某型防爆柴油機燃油斷油器進行拆檢分析。

2 燃油斷油器檢查試驗

1) 檢查燃油斷油器外觀。燃油斷油器外觀干凈，無異常磨損及碰撞痕跡，接入氣壓0.7 MPa的氣動管路后進行試驗，觀察氣缸工作情況，氣缸進出均活動靈活，無卡滯。

2) 檢查燃油斷油器密封性。將損壞的燃油斷油器接入氣動管路，氣壓0.7 MPa,放入水中，氣缸活塞桿及氣缸套活動端均沒入水中。燃油斷油器放入30 s后有氣泡冒出,如圖2所示。

圖2 燃油斷油器密封試驗

3) 拆檢燃油斷油器零部件。氣缸彈簧無異常磨損、卡滯等故障,活塞桿表面光滑、無彎曲變形，活塞密封邊緣處顏色有輕微發白，密封體有輕微磨損,如圖3所示。

4) 檢查燃油斷油器安裝。燃油斷油器活動端與發動機調速器斷油手柄通過連接銷連接，因燃油斷油器活動端有關節軸承，在一定范圍內可自由活動。活塞固定端安裝于燃油斷油器固定支架上，支架為水平結構，為防止燃油斷油器與支架互相干涉，下方安裝隔離塊，通過螺栓將燃油斷油器與支架進行緊固,如圖4、圖5所示。

圖3 氣缸活塞、氣缸桿實物

圖4 燃油斷油器活動端

圖5 燃油斷油器固定端

3 故障原因分析

氣缸漏氣可導致氣缸伸出無力或氣缸伸出行程不足，最終導致發動機斷油，造成發動機無法啟動。從反饋的故障分析，8次燃油斷油器中有1次為發動機無法啟動，可能是因為氣缸損壞；其余7次反饋的故障均為發動機無法熄火，造成該故障的原因是調速器斷油手柄無法回位。導致該故障的有以下原因：

1) 燃油斷油器故障。從拆解情況看，燃油斷油器氣缸進出均活動靈活，氣缸無變形,無卡滯,可排除燃油斷油器損壞導致該故障。

2) 燃油斷油器安裝方式不合理。從燃油斷油器安裝方式來看，氣缸活動端有關節軸承，可有小幅活動，不會引起斷油器無法歸位。氣缸固定端采用螺栓固定于水平安裝板上，螺栓緊固后，氣缸無法移動，氣缸桿只能沿直線方向移動，在氣缸桿伸出時，因調速器的斷油手柄繞固定點旋轉，要求氣缸活動端有上下位移，但氣缸桿無法滿足此要求，導致氣缸桿即使未完全縮回，調速器的斷油手柄也無法歸位。

3) 燃油斷油器安裝不合理。燃油斷油器在安裝時，氣缸桿已經完全縮回，但調速器斷油手柄沒有歸位，導致燃油斷油器即使完全到位,發動機也無法熄火。根據生產車間裝配調試的經驗，整車調試時也常出現不能熄火的現象，經現場對安裝位置進行調整后即可熄火。

4 解決措施

1) 將燃油斷油器固定端與調速器的斷油手柄平行安裝，使氣缸伸縮時與斷油手柄在一個平面內工作，避免氣缸與斷油手柄的交叉受力，出現卡滯現象。

2) 將燃油斷油器與安裝板由螺栓連接改為鉸接，允許燃油斷油器繞固定點轉動，使斷油手柄在轉動時，燃油斷油器可以隨之擺動，避免氣缸與斷油手柄在工作時運行軌跡互相干涉。

3) 確定燃油斷油器的安裝位置，保證調速器斷油手柄在完全到位后，燃油斷油器氣缸桿不完全歸位，使調速器斷油手柄在到位后還有一定預緊力。

5 結論

綜上所述，在發動機上安裝燃油斷油器時，安裝位置不合理是此類故障的主要原因，同時，因燃油斷油器氣缸固定端無法移動或轉動的安裝方式也導致了此類故障。