论文部分内容阅读
摘 要：自小松WA470-6小松装载机在某公司投入使用以来，其发动机逐步暴露出寿命较短的问题，大大增加了装载机维修成本。因此需探讨该型装载机发动机的性能特点，以全面提升装载机全寿命周期的技术、经济管理。
关键词：进气系统 冷却系统 散热结构 高温
小松WA470系列装载机非常适合件杂货作业，并且在性能上得到了众多技术人员、操作人员的认可。然而，WA470-6装载机在使用中逐步暴露出发动机寿命较短的问题。自2015年-2018年，某公司共实施WA470-6装载机发动机修理6台，导致装载机维修成本大大提高。因此，探讨该型装载机发动机的性能特点，有助于我们有针对性的在设备维修管理中采取一系列合理措施，全面提升装载机全寿命周期的技术、经济管理。
一、 发动机的概况
通过对积累的数据进行统计，在作业环境、维护管理环境、操作人员相同的情况下，小松WA470-6发动机（SAA6D125E-5）使用寿命仅为小松WA470-3发动机（SA6D125E-2）的54%。小松SA6D125E-2发动机平均寿命约为30746小时，SAA6D125E-5发动机平均寿命约为16820小时。
二、 影响发动机性能的关键因素
装载机发动机的进气系统和冷却系统是影响发动机性能及其寿命的重要因素之一。其效果的好坏直接影响发动机的工作性能。发动机的进气系统和散热性能、散热元件的完好必须满足发动机进气和水冷却的要求。
1、进气系统
（1） 空滤清洁度
装载机厂家设置的保养周期不同，小松WA470-6装载机发动机与小松WA470-3装载机保养周期，分别为250小时、500小时。假设2款空滤设计在同等保护性能下，实际保养管理中470-3发动机比470-6发动机清洁次数多1倍。470-3发动机的清洁度高于470-6发动机的清洁度。空滤清洁度直接影响了发动机进气质量，这是470-6发动机比470-3发动机寿命相对较短的一个重要因素。
（2）空滤的可靠性
小松WA470-6发动机空气滤芯座在设计上存在较大缺陷。因空滤固定在护罩上的方式不可靠，作业中大护罩与液压油箱固定螺栓因振动松脱。护罩松晃会带动空气滤芯移位，导致空气滤芯与增压器关联的进气管脱出。进气系统运作未经过空气滤芯过滤，对发动机产生较大影响。此类问题一旦出现，也会大大影响小松WA470-6发动机的寿命。
2、 冷却系统
（1） 中冷器
小松WA470-6发动机采用Tier3 型空-空中冷系统设计，通过空对空中冷器把增压以后的高温进气冷却到足够低的温度。空-空中冷器的作用是通过散去进气中的热量来降低发动机的进气温度，提高进气密度，从而提高发动机的输出功率，降低发动机的排放，降低发动机气缸的热负荷。当冷却系统出现异常，中冷器丧失了冷却能力，无法散去进气中的热量时，或中冷器受到污染时，该部位将会是导致发动机高温的另一个重要因素。
（2） 独立散热
2.1散热结构设计
小松WA470-6 TIER3型发动机将一部分或全部散热器布置到一个不受发动机影响的地方，风扇由液压马达驱动。
空调冷凝器、中冷器、油散热器置于中间两侧，水散热器置于后部，形成一个密闭空间。风扇置于后部，吸风从前部和两侧进入，同时对各被冷却元器件进行冷却。
因结构设计制约，各散热片前后间距较大，散热过程风阻较大，消耗功率较大，散热效果受到影响。特别是水散热器，散热片设置在最后部，从前部抽出的风经过空调冷凝器、中冷器、油散热器再吹到水散热器，温度已大大升高，冷却能力降低。此结构设计是该型发动机容易出现高温的一个重要因素。
（3）散热元件
小松WA470-6 TIER3发动机在运行超过16000小时以上，运行中出现过频繁水温高故障。该类故障在环境温度较低时，发动机温度正常。当环境温度较高（30度以上），且设备长时间运作，发动机出现高温。通过长期跟踪，发现为风扇马达老化货风扇泵磨损。当在高温环境下，风扇马达因无法达到标准风速，导致发动机高温。频繁出现的发动机高温对发动机寿命造成影响。
（4）引擎护罩内结构设计
厂家在小松WA470-6 TIER3发动机设计中过多考虑了发动机隔音的效果措施，增加了隔音棉。引擎护罩内结构设计过于紧凑，空间过小，发动机几乎被护罩呈包裹状态，散热能力差。同时，在护罩内部加设隔仓板，该结构将护罩前后隔离，护罩前部无散热格栅，直接导致护罩内温度封闭。护罩内结构设计是该种类发动机高温，间接导致发动机的重要原因之一。
三、 发动机性能保持的措施
1、制定合理的保养周期
在原保养周期基础上，缩减保养周期，确保发动机机油、空滤性能完好。将原最小级别500小时保养周期，变更为250小时。一方面通过每250小时对机油更换，确保机油性能可靠，避免在发动机运转过程中出现机油因高温引起质变。另一方面，通过缩减保养周期，增加每2000小时保养内空气滤芯的清洁次数，可大大提高发动机进气系统的空气质量。
2、确保空气滤芯座进气完好
对小松WA470-6 TIER3发动机空气滤芯座安装模式进行改进，将固定座由原来与护罩悬空固定改成与发动机钢性固定。避免因护罩震动或其他因素，导致进气管与增压器进口脱出，是进气不经过空气滤芯过滤，直接进入发动机系统。有利于保证发动机进气质量。
3、确保隔热板完好
如隔热板出现拆除、未按规范安装情况，风扇排出的热风如有回风现象，将导致吸风阻力增大，空气流量减少，从而直接影响散热效果，通过恢复护罩后部隔栅完整以保证减少风阻，防止回风。
4、改进护罩散热能力
通过在前部、护罩上部和侧门增加散热孔以改善发动机机体散热效果。
5、中冷器系统定期清洗
定期对中冷器系统内部管壁进行清洗，确保进行系统清洁，有利于降低进气温度。
6、确保水箱表面清洁
保养过程严格对水箱表面进行清洁，杜绝散热片堵塞现象，杜绝出现从前部抽出的风经过空调冷凝器、中冷器、液压油散再吹到水散出现阻滞。
7、散热元件性能保持
通过小松康查士系统对发动机冷却液温度进行长期跟踪，避免在环境温度较高的作业工况下出现发动机频繁且周期性的短时间报警。此类高温故障，一直处于高温报警的临界点，会大大缩减发动机工作寿命。针对此类故障，除了需排除水泵、节温器、水箱等外部元件外，需严格对风扇马达、风扇泵进行检测，不合格的风扇马达、风扇泵需及时更换。确保风扇叶转速满足散热条件。
结语：综上所述，小松WA470-6发动机性能保持，需通过制定合理的保养周期来保证发动机机油与进气的质量，確保发动机拥有安全、可靠、优质的工作条件。通过各种措施，尽可能使发动机拥有良好的散热环境和有效的冷却系统，排除所有可能导致发动机高温的因素，才能把小松WA470-6发动机的使用寿命延长到最大。通过延长发动机的使用寿命，可真正体现出装载机全寿命周期的技术、经济管理的有效提升。
参考文献：
《WA470-6 小松轮式装载机装修手册》
《WA470-3 小松轮式装载机装修手册》
《WA470-6小松轮式装载机操作与保养手册》
《WA470-3 小松轮式装载机操作与保养手册》
关键词：进气系统 冷却系统 散热结构 高温
小松WA470系列装载机非常适合件杂货作业，并且在性能上得到了众多技术人员、操作人员的认可。然而，WA470-6装载机在使用中逐步暴露出发动机寿命较短的问题。自2015年-2018年，某公司共实施WA470-6装载机发动机修理6台，导致装载机维修成本大大提高。因此，探讨该型装载机发动机的性能特点，有助于我们有针对性的在设备维修管理中采取一系列合理措施，全面提升装载机全寿命周期的技术、经济管理。
一、 发动机的概况
通过对积累的数据进行统计，在作业环境、维护管理环境、操作人员相同的情况下，小松WA470-6发动机（SAA6D125E-5）使用寿命仅为小松WA470-3发动机（SA6D125E-2）的54%。小松SA6D125E-2发动机平均寿命约为30746小时，SAA6D125E-5发动机平均寿命约为16820小时。
二、 影响发动机性能的关键因素
装载机发动机的进气系统和冷却系统是影响发动机性能及其寿命的重要因素之一。其效果的好坏直接影响发动机的工作性能。发动机的进气系统和散热性能、散热元件的完好必须满足发动机进气和水冷却的要求。
1、进气系统
（1） 空滤清洁度
装载机厂家设置的保养周期不同，小松WA470-6装载机发动机与小松WA470-3装载机保养周期，分别为250小时、500小时。假设2款空滤设计在同等保护性能下，实际保养管理中470-3发动机比470-6发动机清洁次数多1倍。470-3发动机的清洁度高于470-6发动机的清洁度。空滤清洁度直接影响了发动机进气质量，这是470-6发动机比470-3发动机寿命相对较短的一个重要因素。
（2）空滤的可靠性
小松WA470-6发动机空气滤芯座在设计上存在较大缺陷。因空滤固定在护罩上的方式不可靠，作业中大护罩与液压油箱固定螺栓因振动松脱。护罩松晃会带动空气滤芯移位，导致空气滤芯与增压器关联的进气管脱出。进气系统运作未经过空气滤芯过滤，对发动机产生较大影响。此类问题一旦出现，也会大大影响小松WA470-6发动机的寿命。
2、 冷却系统
（1） 中冷器
小松WA470-6发动机采用Tier3 型空-空中冷系统设计，通过空对空中冷器把增压以后的高温进气冷却到足够低的温度。空-空中冷器的作用是通过散去进气中的热量来降低发动机的进气温度，提高进气密度，从而提高发动机的输出功率，降低发动机的排放，降低发动机气缸的热负荷。当冷却系统出现异常，中冷器丧失了冷却能力，无法散去进气中的热量时，或中冷器受到污染时，该部位将会是导致发动机高温的另一个重要因素。
（2） 独立散热
2.1散热结构设计
小松WA470-6 TIER3型发动机将一部分或全部散热器布置到一个不受发动机影响的地方，风扇由液压马达驱动。
空调冷凝器、中冷器、油散热器置于中间两侧，水散热器置于后部，形成一个密闭空间。风扇置于后部，吸风从前部和两侧进入，同时对各被冷却元器件进行冷却。
因结构设计制约，各散热片前后间距较大，散热过程风阻较大，消耗功率较大，散热效果受到影响。特别是水散热器，散热片设置在最后部，从前部抽出的风经过空调冷凝器、中冷器、油散热器再吹到水散热器，温度已大大升高，冷却能力降低。此结构设计是该型发动机容易出现高温的一个重要因素。
（3）散热元件
小松WA470-6 TIER3发动机在运行超过16000小时以上，运行中出现过频繁水温高故障。该类故障在环境温度较低时，发动机温度正常。当环境温度较高（30度以上），且设备长时间运作，发动机出现高温。通过长期跟踪，发现为风扇马达老化货风扇泵磨损。当在高温环境下，风扇马达因无法达到标准风速，导致发动机高温。频繁出现的发动机高温对发动机寿命造成影响。
（4）引擎护罩内结构设计
厂家在小松WA470-6 TIER3发动机设计中过多考虑了发动机隔音的效果措施，增加了隔音棉。引擎护罩内结构设计过于紧凑，空间过小，发动机几乎被护罩呈包裹状态，散热能力差。同时，在护罩内部加设隔仓板，该结构将护罩前后隔离，护罩前部无散热格栅，直接导致护罩内温度封闭。护罩内结构设计是该种类发动机高温，间接导致发动机的重要原因之一。
三、 发动机性能保持的措施
1、制定合理的保养周期
在原保养周期基础上，缩减保养周期，确保发动机机油、空滤性能完好。将原最小级别500小时保养周期，变更为250小时。一方面通过每250小时对机油更换，确保机油性能可靠，避免在发动机运转过程中出现机油因高温引起质变。另一方面，通过缩减保养周期，增加每2000小时保养内空气滤芯的清洁次数，可大大提高发动机进气系统的空气质量。
2、确保空气滤芯座进气完好
对小松WA470-6 TIER3发动机空气滤芯座安装模式进行改进，将固定座由原来与护罩悬空固定改成与发动机钢性固定。避免因护罩震动或其他因素，导致进气管与增压器进口脱出，是进气不经过空气滤芯过滤，直接进入发动机系统。有利于保证发动机进气质量。
3、确保隔热板完好
如隔热板出现拆除、未按规范安装情况，风扇排出的热风如有回风现象，将导致吸风阻力增大，空气流量减少，从而直接影响散热效果，通过恢复护罩后部隔栅完整以保证减少风阻，防止回风。
4、改进护罩散热能力
通过在前部、护罩上部和侧门增加散热孔以改善发动机机体散热效果。
5、中冷器系统定期清洗
定期对中冷器系统内部管壁进行清洗，确保进行系统清洁，有利于降低进气温度。
6、确保水箱表面清洁
保养过程严格对水箱表面进行清洁，杜绝散热片堵塞现象，杜绝出现从前部抽出的风经过空调冷凝器、中冷器、液压油散再吹到水散出现阻滞。
7、散热元件性能保持
通过小松康查士系统对发动机冷却液温度进行长期跟踪，避免在环境温度较高的作业工况下出现发动机频繁且周期性的短时间报警。此类高温故障，一直处于高温报警的临界点，会大大缩减发动机工作寿命。针对此类故障，除了需排除水泵、节温器、水箱等外部元件外，需严格对风扇马达、风扇泵进行检测，不合格的风扇马达、风扇泵需及时更换。确保风扇叶转速满足散热条件。
结语：综上所述，小松WA470-6发动机性能保持，需通过制定合理的保养周期来保证发动机机油与进气的质量，確保发动机拥有安全、可靠、优质的工作条件。通过各种措施，尽可能使发动机拥有良好的散热环境和有效的冷却系统，排除所有可能导致发动机高温的因素，才能把小松WA470-6发动机的使用寿命延长到最大。通过延长发动机的使用寿命，可真正体现出装载机全寿命周期的技术、经济管理的有效提升。
参考文献：
《WA470-6 小松轮式装载机装修手册》
《WA470-3 小松轮式装载机装修手册》
《WA470-6小松轮式装载机操作与保养手册》
《WA470-3 小松轮式装载机操作与保养手册》