1 改造原因及可行性分析

1.1 改造原因

經(jīng)過多年使用的原裝進口 WZY42-6 型和 WZY40-5型抓料機所配康明斯柴油機已經(jīng)老化，表現(xiàn)為油耗增加、異響變大、工作穩(wěn)定性降低、尾氣排放不達標。修復該老化的進口柴油機面臨以下 3 個問題：一是零配件購置周期長，二是維修成本高，三是維修人員的技術(shù)水平無法滿足維修要求。由于以上問題很難解決，就需要對進口柴油機進行國產(chǎn)化改造。抓料機外觀如圖 1 所示。

圖 1 抓料機外觀

1.2 可行性分析

對進口柴油機進行國產(chǎn)化改造時，如果其電控制系統(tǒng)比較簡單，實現(xiàn)國產(chǎn)化改造比較容易；如果其電控系統(tǒng)比較復雜，實現(xiàn)國產(chǎn)化改造就比較麻煩。經(jīng)過全面分析認為，我單位進口 WZY42-6 型和 WZY40-5 型抓料機的電控系統(tǒng)比較簡單，容易改造，且改造成本比較低。因此決定對該型抓料機的進口柴油機進行國產(chǎn)化改造。

2 選定替代柴油機

對進口柴油機進行國產(chǎn)化改造，就是將進口柴油機更換為國產(chǎn)柴油機?？商娲M口柴油機的國產(chǎn)柴油機，其外形尺寸和功率應與原機相近，附件及電控系統(tǒng)應適用于進口工程機械，尾氣排放應符合國家標準要求。為此，需要根據(jù)進口柴油機主要技術(shù)參數(shù)選擇國產(chǎn)柴油機。

抓料機所配康明斯柴油機的最高轉(zhuǎn)速為 3000r/min（理論最高轉(zhuǎn)速為 4000r/min，實際限定為 3000r/min），額定功率為 192kW。選擇國產(chǎn)柴油機時，其最高轉(zhuǎn)速和額定

功率應基本相同。經(jīng)過市場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)某品牌 C260型柴油機最高轉(zhuǎn)速為3000r/min，額定功率為 200kW，尾氣排放滿足國五標準，外形尺寸很接近。上述主要技術(shù)參數(shù)符合替代要求，因此確定予以選用。

3 改造步驟

將我單位進口 WZY42-6 型和 WZY40-5 型抓料機所配康明斯柴油機（以下簡稱進口柴油機），更換為國產(chǎn)C260 型柴油機（以下簡稱國產(chǎn)柴油機）的具體改造步驟如下所述。

3.1 地腳位置尺寸

實測后發(fā)現(xiàn)，國產(chǎn)柴油機地腳位置及地腳螺栓尺寸，與進口柴油機相似但不相同，這 2 種柴油機的地腳位置縱向相差 50mm，橫向相差 20mm，且原有地腳不是螺紋直接緊固，而是有可調(diào)整空間的凹槽。這個凹槽剛好在國產(chǎn)柴油機地腳螺栓緊固范圍之內(nèi)，因此不用改動。

3.2 電控系統(tǒng)

電控系統(tǒng)的改造包括啟動電壓、啟動機的位置、傳感器安裝等方面。經(jīng)核實，國產(chǎn)柴油機啟動電壓與進口柴油機相同，均為 24V，不用改動。國產(chǎn)柴油機的啟動機與進口康明斯柴油機的啟動機型號不同，啟動機無法直接替代，因此需采購和更換啟動機。國產(chǎn)柴油機啟動機的位置與進口柴油機相同，不用改動。國產(chǎn)柴油機水溫、油溫、油壓、轉(zhuǎn)速等傳感器均為指針式傳感器，與進口柴油機相同，因此均使用國產(chǎn)柴油機上的新件。

3.3 冷卻系統(tǒng)

冷卻系統(tǒng)的改造需考慮接口、冷卻液的容量、冷卻介質(zhì)等方面。國產(chǎn)柴油機與進口柴油機的水箱接口相同，可以互換。冷卻液介質(zhì)相同，均為通用型防凍液，不需更換其他品牌。國產(chǎn)柴油機配有 1 個冷卻液副散熱器，因此需要增加一定容積的防凍液。

3.4 進排氣機構(gòu)

國產(chǎn)柴油機進氣機構(gòu)采用普通雙級紙質(zhì)濾芯空氣濾清器，而進口柴油機使用濕式空氣濾清器。經(jīng)研究，決定使用進口柴油機的濕式空氣濾清器。國產(chǎn)柴油機的排氣機構(gòu)、渦輪增壓器與進口柴油機相同，不需改動。

3.5 燃油供給系統(tǒng)

進口柴油機的燃油供給系統(tǒng)為傳統(tǒng)的 A 型柱塞泵，而國產(chǎn)柴油機可選高壓共軌轉(zhuǎn)子泵或 A 型柱塞泵。為了維修方便，我們選用了與進口柴油機配套的 A 型柱塞泵。

4 改造效果

國產(chǎn)柴油機安裝完成后，在磨合期內(nèi)運轉(zhuǎn)良好，沒有發(fā)生任何問題。磨合期過后，我們將抓料機移動至作業(yè)現(xiàn)場進行了工作能力測試，測試步驟及結(jié)果如下：啟動柴油機運轉(zhuǎn)正常，驅(qū)動抓料機行走，其行走速度與改造前相同。操縱抓料機在額定載荷下作業(yè)，其作業(yè)效率與改造前相同。在國產(chǎn)柴油機最高轉(zhuǎn)速下測試，其功率與進口柴油機相比略顯不足，主要體現(xiàn)在高速工作時的噪聲比進口柴油機略大，為此我們將國產(chǎn)柴油機最高轉(zhuǎn)速適當調(diào)低，使其與進口柴油機性能相近。測試工作泵的壓力為 31.7 MPa，與額定 32MPa 接近，可滿足抓料機作業(yè)需要。

該抓料機改造后經(jīng)過實際運行檢測，證明此項改造獲得成功。經(jīng)計算，改造 1 臺抓料機節(jié)省配件費用 10 ～ 13萬元，節(jié)省人工費用 12 萬元。目前我公司已經(jīng)改造 10 臺抓料機，另外 11 臺也在改造計劃中，此項改造對企業(yè)的節(jié)能減排工作有很大的促進作用。

作者：林永升

來源《工程機械與維修》2019年第6期