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水井鑽機發動機係統簡介

水井鑽機發動機係統包括:發動機主體、進氣係統、排氣係統、冷卻係統、支撐係統等;由於發動機自帶有詳細的說明書及維修保養手冊。在此簡單介紹一下水井鑽機動力部分的特點。

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(1)發動機

水井鑽機一般采用工程機械專用柴油機,多數柴油機還采用了廢氣渦輪增壓技術,以適應施工中的惡劣工況,在高負荷低轉速下可較大幅度地提高輸出轉矩。通常在傳動係統中裝設液力變矩器,它與發動機共同工作,使發動機的負菏比較平穩。在環境問題日益嚴峻的情況下,各國漸提高工程機械的排放標準。歐盟非道路Ⅲ階段排放標準2006-2013年間分階段實施,Ⅳ階段標準自2014年開始強製實施。香港地區規定自2015年12月1日起,所有現存和新售的非道路移動機械必須滿足歐ⅢA排放標準。我國非道路移動機械排放標準雖然還處於國Ⅱ標準(相當於歐Ⅱ標準),

但北京市地方標準已於2013年7月1日起實施“京Ⅲ”階段(相當於歐ⅢA階段),而國家標準規定2016年4月起所有生產、進口和銷售的非道路移動機械應搭載符合國Ⅲ(相當於歐Ⅲ)標準的柴油機;國Ⅳ標準預計2020年下半年到2021年上半年實施。

(2)燃油係統

燃油係統是發動機性能能否實現的關鍵一環,發動機燃油係統應該供給適當的燃油燃料,燃油應當清潔,不包含石蠟固體,不含水或其他腐蝕性液體,不含大量的空氣。發動機燃油係統主要包括:燃油箱、油管、油水分離器和燃油精濾器。

①燃油箱

水井鑽機燃油箱容量一般可供一個台班以上的操作,油箱經過電泳處理後塗耐油防鏽漆,側麵設計有清洗口,每隔一段時間後應將油箱清洗幹淨,油箱底設計有放油螺栓,可放掉沉積的水和累積的汙垢;進、回油口距離油箱底麵必須在25mm以上,兩油口距離要在305mm以上;加油口裝有濾網,能將粗的渣滓過濾掉。

②油管

發動機燃油油路的進、回油管采用自扣的耐油耐壓膠管,由於道依茨發動機采用單體泵,進、回油量大,因此進油管管徑要大於12mm,回油管管徑要大於10mm,當油管長度大於3m時,管徑需要更大。康明斯發動機為直列泵或轉子泵,進、回油量比道依茨的小,也可采用管徑與道依茨相同的自扣膠管,能承受一定的真空且不會權壞和吸扁。

③油水分離器和燃油濾清器

因發動機燃油中不同程度地含有水分和雜質,為了防止水分和雜質進入發動機燃油係統,引起發動機噴油泵與輸油器早期磨損,油水分離器和燃油精濾器時,會遇到一定的阻力,則要求油水分離器和燃油精濾器應滿足柴油機油路壓力的限值。當油路係統阻力超過發動機限值時,發動機會出現功率不足的問題,因此,必須每天都要放掉油水分離器中的水,按期更換燃油濾芯。

(3)進氣係統

進氣係統的作用是為發動機提供清潔、幹燥、溫度適宜的空氣進行燃燒以最大限度地降低發動機磨損並保持發動機性能,在用戶能接受的合理保養間隔內有效地過濾灰塵並保持進氣阻力在規定的限值內。

灰塵是內燃發動機部件磨損的根本原因,而大多數灰塵是經過進氣係統進入發動機的;水會損壞、阻塞空氣濾清器濾芯,並且可以使發動機和進氣係統發生腐蝕。

如果通過進氣係統進入發動機的空氣密度下降,這將產生排煙增加、功率下降、向冷卻係統散熱量增加、發動機溫度升高等一係列問題。

對柴油機來說,理想的進氣溫度是16——33℃。

進氣溫度過低會導致柴油無法被壓燃,點火滯後,燃燒不正常,又可引起冒黑煙、爆震、運轉不穩(特別是怠速時)和柴油稀釋機油等問題。進氣溫度每降低33℃,燃燒溫度降低89℃。

當進氣溫度超過38℃後。每升高11℃發動機功率下降2%,進氣溫度超過40℃後,每升高11℃發動機向冷卻水的散熱量增加約3%。

發動機進氣係統簡單有效,所有空濾器都是兩級幹式濾清器,濾清效率都達到99.9%,在第一級中,濾清器將大的灰塵離心分離掉,收集在一個橡膠灰塵容納器中,每隔一定時間用戶應將其從係統中排掉。在第二級中,空濾器有一個紙質濾芯,從進氣中過濾掉其餘的灰塵。濾清器具有足夠的容灰度以提供合理的濾芯更換周期,濾芯因灰塵而堵塞時,進氣阻力會增加,進入發動機的空氣量將減小,影響發動機功率的發揮,因此空濾器濾芯應按發動機要求定期清理或更換。

(4)排氣係統

排氣係統應保證發動機最佳性能的同時將廢氣安全地運離發動機並安靜地排入大氣中。

水井鑽機排氣係統必須消減發動機產生的排氣噪聲以滿足法規和用戶對噪聲的要求,由於發動機排出的廢氣對人體有害,必須將他們排到遠離駕駛室進氣的地方,必須使排氣遠離發動機進氣口和冷卻係統以降低發動機工作溫度並保證其性能。

排氣係統的設計必須能承受係統的熱脹冷縮,必須允許發動機的振動和移動、因此使用柔性波紋管,消聲器利用支架固定在發動機上,管路很短、減小了排氣係統壓力器的內應力,排氣阻力小,使排氣係統的可靠性大大提高。

排氣係統的常見故障有:排氣阻力大,原因是消聲器自身阻力大,管徑小、彎頭多,使發動機功率下降,油耗增加;缺少柔性段或柔性不足,使波紋管易損壞;過定位支撐;排氣噪聲大。

(5)散熱係統

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發動機散熱係統的正確設計和安裝,對於獲得滿意的發動機壽命和性能是極其重要的。

水井鑽機散熱係統是由水散熱器、液壓油散熱器、空調冷凝器、中冷器(對中冷增壓發動機)組合而成。

根據發動機的發熱功率、進氣量、增壓器的出口溫度和對進氣溫度的要求以及液壓係統的發熱功率,綜合選取散熱器的功率,並報據發動機艙的空間尺寸確定散熱器的尺寸。

散熱器的冷卻方式有“吸風式”和“吹風式”兩種,“吸風式”氣流由外界流向發動機,“吹風式”則相反。“吸風式”風阻小、沒有熱回流、冷卻效率高,在風扇的布置和安裝方式滿足散熱要求的前提下,大部分水井鑽機選擇“吸風式”。

(6)支撐係統

懸置支撐係統的作用是對發動機整機進行固定支撐,設計時要注意:

①固定要牢固可靠;

②由於發動機運行過程中產生一定頻率的振動,因此要保證良好的減振性能。

水井鑽機設有發動機艙,發動機主機、配套件以及連接在發動機飛輪殼上的液壓泵都安裝在發動機艙內。因此要考慮所有部件的尺寸,將它們安置在適中的位置,並留有足夠的安裝維修空間。由於要保證減振的要求,因此根據發動機的整機重量、重心位置和各支點的承載力為每個支點選擇相應參數的減振軟墊,並由發動機廠家提供。當減振墊破損或支撐板與機架幹涉時,主機振動加大或產生共振,異致操作人員不適或損壞主機,因此要及時排除。