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摘要：630E卡车排烟管原车设计整体长度较长，并非一根完整的结构管件，并依据发动机尾气排放路线利用卡子将各种长度、形状不一的短小部分连接在一起，其中位于左侧大梁后部的接口由于转弯角度大（接近90度），再加上排烟管整体重量较大，设备在运行过程中，受工况影响，该部位排烟管偶尔发生脱落现象，而该部位下方正好布置有三根举升高压液压油管，一旦排烟管脱落，将极易引起火灾事故的发生，因此决定延长左侧大梁后部排烟管长度80cm，使其与下一节的接口避开上述液压油管，即使发生排烟管脱落，也可避免火灾事故的发生，从而有效地消除了安全隐患。
关键词：630E;排烟管;改造
中图分类号：TP422 文献标识码：B
0 前言
630E电动轮驱动卡车是神华准能黑岱沟露天煤矿运输岩石和原煤的主机设备，由于露天矿运输路况较为复杂，同时由于设备老化，导致卡车的故障率增加，尤其是位于左侧大梁后部的排烟管发生脱落，一旦掉落在可燃物上，顷刻之间即可引发火灾事故，存在重大的安全隐患。
1 卡车排气系统简介
卡车排气系统作为卡车排放尾气的专用部件，其组成部件也较为复杂，主要由排气歧管、排烟管、消音管以及连接卡子组成。
1.1 排气歧管
排气歧管是连接卡车发动机气缸体的，通过排气歧管收集各缸的排气同时将其导入到排气总管中，是带有分歧的管路。对于排气歧管的主要要求是在最大程度上降低排气的阻力，同时要避免不同缸的干扰。当排气过于集中的时候，各缸之间就会产生相互干扰的现象，换言之就是在某缸进行排气的时候，正好碰到别的缸排除来的废气。这种现象的出现就会在很大程度上增加排气的阻力，从而削减发动机输出功率。最好的解决方法是尽量分开各缸的排气，每缸一个分支或者是两个缸一个分支，保证每个分支尽可能的加长或者是独立，从而降低管内的不同气体所产生的影响。当油气混合物进入到燃烧室之后发生燃烧，从而使得活塞在高压气体的作用下产生运动，高压气体做功完成之后，就不会再次被利用产生动力，随即被作为尾气从发动机排放而出。尾气从发动机16个气缸排放出来之后汇集到了作用两侧的排烟管，最后被排放到外界大气当中。因此，再设计排气歧管的过程中，要综合考虑其形状、尺寸及布局，进而保证排气过程畅通[1] 。
1.2 排烟管
矿用卡车排烟管是将多个利用特殊铁质材料设计而成的具有一定尺寸及形状的排烟管小单元通过卡子连接在一起的组件，排烟管小单元的形状、尺寸、布局要综合考虑到卡车总体空间尺寸，最终在保证安全的前提下，做到有限空间的高效利用[2] 。
1.3 消音器
从发动机排出来的尾气流动方向不定，属于紊流，这就导致尾气在外排过程中与周围管道之间产生冲击，发出噪声，严重影响设备的操作性能[3] 。于是，消音器也就应运而生，其在吸收噪声的同时，自身轻便、方便安装的优势也发挥的如鱼得水。消音器是能够阻止声音传播的一种设备，是将空气动力性噪音进行消除的重要措施，将其安装在卡车的发动机等空气动力设备的气流通道上或者是进排气系统中，降低卡车的噪音。
在卡车排气系统中的排烟管和消音器是各自独立安装在车架纵梁上的，因为排烟管和消音器的截面形状是圆形，所以在安装这两部分的时候也具有相同的安装机构结构形式。630E卡車安装机构通过连接排气管和消音器，由螺栓穿过安装支座前平面上的圆孔连接固定车架纵梁和安装机构。支座的安装位置要放在车架纵梁的内部一侧，形成C形结构，让整体的车架纵梁和支座协调统一，为车架纵梁的内部位置提前预留更多的空间，方便让卡车内部的其他类型的管道顺畅通过。在安装支座之上分布着一系列的圆孔，这些圆孔的作用是为了保证在安装抱箍的时候不会受到上下位置的制约，通过利用更多的上下方向调节量以应对卡车排气系统出现的各种误差，比如装配误差和制造误差。第一调整支架和第二调整支架之间的连接结构，保证在安装抱箍的时候不会遭受前后位置的束缚，提高安装的便利度，通过更多的前后方向调节量以克服排气系统所产生的误差和装配误差。抱箍可在排气管和消声器上进行左右滑动，克服了排气系统左右位置装配误差;整套安装机构由于前后、左右、上下位置均可根据需要进行调节，因此可满足不同状态排气系统的安装和使用要求。
2 排烟管脱落原因分析
630E卡车排烟管原车设计整体长度较长，并非一根完整的结构管件，并依据发动机尾气排放路线利用卡子将各种长度、形状不一的短小部分连接在一起，接口之间使用U型卡子紧固连接，排烟管上方使用吊卡固定使其保持在原始位置。黑岱沟露天煤矿坑下路况较为复杂，再加上自重较大，导致位于左侧大梁后部排烟管（转弯角度大接近90度）发生经常性的脱落，一旦掉落在相应的管路上将会发生火灾事故，带来不可估量的损失。
3.排气管与设备连接的问题分析
（1）装配应力过大
将卡车排气总管连接增压器涡轮进气壳的时候，误差的高低是可以通过增压器安装座加减垫和连接套的上下活动进行调节。纵向误差可以通过增压器安装架上的腰型孔纵向移动增压器以实现调节功能。横向的误差目前来看没有较好的手段进行调节，只能依靠连接套之间的变形以满足调节的需求。
（2）不合理的设计结构
每个气缸盖与排气管之间的连接总是需要依靠一支管，连接气缸盖与支管的方法大多采用六方法兰，紧固的时候采用六颗螺丝钉。在连接排气总管的时候，因为受到空间的约束，而不能采用性能较好的结构设备，并且所使用的结构设备比较容易受到损坏。在后期的更换过程中又会因为空间狭小，使用扳手进行拆卸时难以用力，在经过长时间的使用之后，又会反复出现多种问题，最终导致结构设备发生问题，降低使用效果。
（3）使用材质较低的高温性能
排气管路的制造的材质抗高温能力较弱，当温度升高时就会大幅度降低疲劳强度和抗拉强度，根据已经损坏而替换下来的排气管路材质情况看来，出现的问题多数是发生端面变形和端面裂痕。
（4）联结螺栓和结构设备的热膨胀系数具有差异
因为结构设备具有较低的热膨胀系数，与较高热膨胀系数的螺栓存在严重的不协调性，从而造成了卡车排气的温度升高的时候，紧固螺栓就会更加松弛。
4.排烟管脱落可能造成的危害
（1）液压油管燃烧。
液压油作为整个液压系统传递动力的重要传动介质，其自身还具有冷却、防腐、密封、润滑、清洗等功能，虽然其燃点较高，但是当周围温度特别高时还是可以燃烧的[4] 。一旦发生排烟管脱落，其本身温度就较高，再加上发动机排出的高温烟气作用，将会点燃附近的橡胶软管，然后引发橡胶软管内部存储的液压油着火。
（2）机油管燃烧。
机油发生燃烧的最低温度称之为闪点，其大概为200 ℃[5] 。机油管路同样使用的是橡胶软管，其本身就是一种有机物，如果条件允许可以发生燃烧。如果排烟管发生断裂或者脱落，经过发动机排出的尾气温度远远高于200 ℃，顷刻之间可将机油管点燃，然后将储存于管路内部的机油点着，引发失火事件。
5 改造方式
将原来左侧大梁后部排烟管长度增加80cm，使其与下一节的接口避开上述管路，此时即使发生意外，也可避免火灾事故的发生，从而有效地消除了安全隐患，确保了人员、设备的安全，具体如图1所示。
想要彻底将排气管路高故障的问题解决掉，就要重新设计排气管路。排气管路设计的基本原则是保证互换性，将薄弱的环节逐渐取消。将联接套换成波纹管，这样能较为快速的适应热膨胀和不同轴度所带来的影响。
6 避免失火防护措施的制定
排烟管发生火灾会带来严重的安全问题，排烟管使用要注重防火措施运用，首先要注重预防工作，未雨绸缪，将卡车排气管使用可能会发生的问题提前制定出解决方案。其次需要增强解决问题的能力，当问题发生要临危不惧，灵活性的采取多种解决方案，降低损失。以下是在避免失火的防护措施基本方法：
（2）定期检查排烟管。排烟管并不是一个完整的个体，而是由许多节形状、尺寸不同的单元通过卡子连接而成，各个接口位置都包扎有防火布，这给平时的检查工作就带来了困难。排烟管的脱落是一个循序渐进的过程，并不是一下子就能够发生的，在这个过程中可以通过一些表象来判断，比如在排烟管附近某个部件上被烟气熏得特别黑，就说明该出排烟管可能发生脱落或者断裂现象[6] 。
（2）定期检查防火布，发现有破损或者表面沾有油污现象[7] ，应将其及时进行更换，避免造成不必要的损失。
（3）定期检查排烟管附近的油管，发现有磨损的应及时进行包扎避免磨损严重而引发的漏油现象;如果油管有渗漏或者抽芯的，及时将其进行更换，避免由此造成的次生灾害。
（4）加强保养设备的程序规范。实施监测设备状态和检修计划相结合的方式，强化油脂化验技术对油样的监测分析能力。制定定期的设备维护保养计划，定期对设备中经常性发生故障的位置进行排查，提前预防问题，提早解决问题。严格维修和保养得设计标准，并高效执行，及时将错误的卡车使用习惯纠正，提升自修和外修的质量，确保设备完好无损。
（5）展開操作技术培训工作，保证使用者对存在的故障能够在第一时间内予以掌握，能主动感知存在的故障，并且在最短的时间内找到解决方案，将问题及时遏制，提升使用者的专业技术和故障维修能力。强化与司机之间的沟通，保证卡车驾驶人员知道自己的错误操作对机器设备的危害，不仅会导致设备发生故障，也会影响到自己的经济收入。要求驾驶人员严禁长时间按住加快开关，尽可能的降低坡上起步，严禁在泥泞的路上快速行驶，将泥土卷入车内。
7 结语
本文着重描述了630E卡车排烟管脱落的故障现象，然后通过各车间、各工种的协调配合、共同协商、共同学习，最终制定出了本项技改技革的措施。该方法的提出，极大地提高了维修人员的检修效率，同时也为今后的检修工作提供了可贵的理论依据，及时地消除了安全隐患，将设备可能发生的火灾事故扼杀在摇篮，确保了班组所承修设备的正常运行，保证了黑岱沟露天煤矿各项生产事务的正常开展。使用过程中要强化检查力度，提高维护保养质量，将检查出来的问题灵活性的采取维修措施，在最大限度上保证630E卡车的设计标准值与实际使用中的各项参数之间相吻合。
参考文献：
[1] 陈家瑞.汽车构造[M].北京：机械工业出版社，2009，8-15.
[2] 杨家军.机械原理（第2版）[M].武汉：华中科技大学出版社，2014，4-15.
[3] 崔胜民.汽车理论[M].北京：北京大学出版社，2016，11-14.
[4] 邢其毅.基础有机化学（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2010，13-17.
[5] 陈艾霞.化学[M].北京：化学工业出版社，2009，15-22.
[6] 赵汝星.矿山机械运行与维护[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2008，14-22.
[7] 苏维嘉.电动轮自卸车原理与运用[M].北京：中国社会出版社，2001，20-28.
作者简介：
蔡海波（1987-）男，大专，神华准能设备维修中心汽修车间重卡钳工，
栗飞（1987-）男，籍 贯：内蒙古赤峰市 研究生，神华准能设备维修中心汽修车间重卡钳工。毕 业：2010年7月毕业于内蒙古机电职业技术学院，机电一体化专业。
（作者单位：神华准格尔能源有限责任公司 设备维修中心）