王海红

摘要：煤矿行业作为我国国民经济中的支柱产业长期面临着煤矿井下运输安全系数高、运输速度慢、人员冗余、机械设备维护和保养难度大等问题，一定程度上阻碍了我国煤炭行业的进一步发展。本文基于前人研究的角度对煤矿无轨胶轮车的发动机故障类型和故障产生原因进行了系统的分析和研究，并有针对性地提出了合理的解决策略，旨在进一步促进我国煤炭行业总体生产水平的提升。

关键词：煤矿产业；无轨胶轮车；故障分析；检测

1 引言

当前随着我国煤矿产业的不断发展，我国很多地方的矿井基本上已经采用新型、高效的无轨辅助运输来代替传统的有轨运输，极大的提升了煤矿开采和运输效率，从而从根本上解决了采煤行业中的运输问题，提高了矿井的产能。但是无轨胶轮车作为一种新型的运输机械设备其发动机系统常常出现各种故障问题，一定程度上影响了煤矿安全生产。因此研究煤矿无轨胶轮车发动机故障和预防问题对于加快能源产业的飞速发展意义非凡。

2 煤矿无轨胶轮车发动机常见故障

无轨胶轮车是一种以内燃机为发动机，使用胶轮在矿井巷道内行驶运行的新型原煤运输机械设备。它摒弃了传统的轨道式运输方式，使得运输效率和运输过程中的安全性大大提升，逐渐在煤矿开采领域中得到了普及和推广。但是基于矿井下恶劣的环境以及煤矿运输工作的特殊性，导致无轨胶轮车的发动机经常出现故障，总结来说主要有几下几个方面：

2.1马达打滑问题

马达打滑问题是无轨胶轮车发动机最为常见的故障，在实际运输过程中工作人员经常会听见发动机发出刺耳急促的打滑声，通过系列的检查发现，驱动小齿轮的小齿已经出现了不同程度的打断，而如果起动机驱动齿轮与内燃机飞轮齿圈啮合之前，接触盘推杆已经将接触盘推向了右极限位置，短接了启动线路接线柱，启动线路接通，起动机开始运转。而由于内部磨损严重，导致驱动小齿轮不能与发送机齿轮完美的啮合，在发动机强大的动力下容易出现打滑行为，长时间进行下去必然会导致小齿轮的齿被打断，从而加剧了齿轮打滑行为。

2.2启动喷口堵塞

由于矿井下的空气中含有大量的煤灰碎屑，自然环境复杂，且某些煤矿企业为了增大产能，提升生产和运输效率而使得胶轮车长期处于超负荷工作模式下，这样必然会导致以内燃机为主的发动机的转速下降，进而出现进气不足的情况。内燃机中的燃料在空气不足的情况下不能充分燃烧，产生过量的烟灰和燃烧碎屑无法完全排出，长期滞留在启动喷口内将其堵塞，导致发动机无法正常工作。

2.3冷启动性能差

冷启动性能指的是发动机在寒冷低温的情况下的启动效率，几乎所有型号的内燃机都不可避免的面临着冷启动困难的问题。随着外部温度的降低，导致内燃机内部润滑油的流动性下降，直接导致曲轴的旋转阻力增加，使得内燃机的整体运动性能下降。另外，气温下降也使得燃料的温度降低，燃料达到燃点必然要消耗更多的能量，这也给内燃机的正常启动带来了不少困扰。

3 煤矿无轨胶轮车发动机故障检测和预防系统的建立

3.1检测信号分析

要想对无轨胶轮机的发动机的运行情况进行实时监测，亦或是進行初步的故障分析，首先要对内燃机运行过程中的各种信号进行实时监测，记录下内燃机的运行状态和重要参数，并将其记录在案，以便进行准确而科学的分析。现实中常见的检测信号包括开关信号（快车信号，慢车信号）、模拟信号（电流、电压信号，设备温度，制动电压、电流等）等，上述这些信号关乎着内燃机能否正常运行，可以通过内燃机主控制器的CAN总线即可获得上述数据，连接到计算机上可以实现运行情况的实时检测和自动记录。

3.2硬件设计

基于内燃机主控制器的CAN总线系统为平台，将计算机故障检测系统引进到胶轮车故障检测系统的构建中，开发出了一套以PLC单片机为核心的故障检测和处理系统。该故障检测系统被集成在了一个便携式发动机故障诊断卡中，硬件系统包括中央处理系统、外扩EEPROMM模块、液晶显示系统、输入、输出系统以及电源系统。保护系统等，功能齐备，便携易操作，可以对不同型号的胶轮车内燃机的故障进行检测。

3.3软件设计

基于硬件系统设计方案设计了软件构架图，如图1所示。其中信息收集系统首先从发送机中收集原始数据，交由推理机进行故障初步的规则推理和模糊神经网络推理，经处理过的数据从知识库中调取相关数据进行故障确认，最后通过显示系统显示出故障的准确位置和性质。其中诊断信息库管理系统是一个专门为故障诊断数据库定制的信息管理系统，包括信息的甄别、判断、扩充和删除等。

4 结束语

综上所述，无轨胶轮车作为煤矿产业中的新型煤炭运输机械在运输效率、机械稳定性以及运输安全性等方面具有不可比拟的优势，但是基于煤矿巷道内复杂的工作环境和繁重的运输任务导致胶轮车发动机故障频发。随着我国煤炭行业对辅助运输落后局面制约煤炭生产发展的认识逐步提高和重视，以及对无轨胶轮车所独有的种种优点的加深了解，相信我国煤矿无轨胶轮车内燃机故障分析与处理有望出现一个新的高潮。

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