3t装载机发动机地脚螺栓断裂故障排除分析

内燃机与配件
0引言
伴随社会经济的持续、稳定化发展，
科学技术水平的不断提升，人们除了对工程机械的整机质量给予高度重
视外，还对其操纵舒适性提出了更多且更严格要求。

需要指出的是，在对整机质量以及操作舒适性造成影响的各
种因素当中，最为突出且常见的便是振动，
首先，振动会使驾驶员在频繁振动的环境中产生不舒服感，由于振动程度存在差异，或者因人而异，驾驶员会从中感到疲劳、不舒适，甚至进展为身心痛苦；其次，如果工程机械在实际的激振频率上，与其自身的固有频率越发接近，此时，
振幅会持续性的增大，严重时还会形成共振，
如果整机处于共振状态，
那么不仅容易造成一些零件的松动、脱落，而且严重时还会致使此些零件提前损坏，增加成本及维修频次，不利于生产作业进度与效率。

本文围绕3t 装载机的发动机，就其地脚螺栓断裂故障的原因及具体排除思路探讨如下。

13t 装载机发动机地脚螺栓断裂原因针对某款3t 装载机而言，其在既往的售后反馈当中，
时常存在两种情况，其一为整车有着比较大振动情况，
其二是发动机右后地脚螺栓存在明显的断裂状况。

而根据既有经验得知，之所以出现上述情况，
可能原因有二，第一就是强度等级方面的问题，而第二则为螺栓质量方面的问
题，但需要强调的是，通过对此螺栓进行更换，
且加强螺栓强度等级之后，上述问题并没有得到有效解决。

因存在着
比较严重的螺栓断裂与振动问题，
我公司相关技术人员组建了攻坚小组，小组围绕此类情况，开展了全面且深入的分析，从中找出如下主要问题：
1.1减振器原因
此3t 装载机所配套的发动机是一种有着强劲功率的
发动机，在处于运动状态下，
会出现明显的振动情况，故专门安装了先进的减振器，但需要指出的是，
减振器在具体的布置方向上存在差异。

基于减振器的相关应用上来分析，其最合理位置即为同一平面、同一方向，而对于3t 装
载机所配套的发动机而言，现阶段，
采取的是典型的四点支承，各发动机支承借助减振器来实现与车架之间的有效连接；但需强调的是，因在刚开始的时候，
因受限于发动机自身的结构特点，导致在对减振器进行实际排布过程中，
无论是发动机前端的两个支承，还是左后支承减振器，
都是采用的比较常见的前、后方向布置，此外，还需要说明的是，其把发动机右后支承所对应的减振器进行比较特殊的左右方向布置，也就是相反于其它三个减振器的方向。

而
基于减振器所具有的减振效果来分析，
此乃导致发动机右后地脚螺栓发生断裂情况的最关键性原因。

另外，
针对右后支承减振器而言，不管是进行前后方向的布置，还是进行左右方向的布置，均与左后减振器之间呈现为不对称状态，从而导致右后减振器螺栓出现受力过于集中的情况，这同样是造成螺栓发生断裂的常见原因。

1.2减振器自身的性能参数
基于减振器自身的各项性能参数来分析，现阶段，
发动机所采用的四个减振器是标准的EA220型减振器，其
无论是在刚度上，还是在额定载荷上，
再或者是其他方面，均有着相同的参数；但现实当中，
这四个减振器所能够承受的载荷其实是不相同的，主要原因在于减振器所能够承
受的主要载荷，不仅来自于自发动机自身重量，
而且还包含其它部件的重量，比如传动轴、液压泵、变矩器以及胶管等，而对于其中的液压泵、变矩器而言，其通常情况下，与
发动机的飞轮端直接相连，因此，
这四个减振器所能够承受的载荷其实并不完全相同，
即以往所选用减振器在具体的减振性能上，难以从根本上满足装载机发动机的减振要
求，这同样是造成装载机整机有着比较大振动，
从而导致螺栓断裂的主要原因。

通过全面、严格测量得知，
前、后减振器在具体的受力情况上，主要为：整体重量为935kN （其中不仅包含有
液压胶管、工作泵、变矩器，而且还囊括传动轴、
转向泵、发动机等）；针对位于前端的减振器而言，
其单个的受力为295kN ；而对于后端的减振器来分析，
其单个受力为165kN 。

2明确具体的改进方案通过开展上述分析，最终对相匹配的改进方案给予明
确：其一，根据具体需要，对发动机支承进行重新设计，
使其左右两边能够完全对称，以此防止因减振器螺栓受力不均匀而造成螺栓断裂的情况发生；其二，依据减振器所存
在的实际受力情况，围绕减振器，
就其具体的结构形式进——————————————————————
—作者简介:胡旭（1984-），男，河北秦皇岛人，中级工程师，硕士研
究生，主要研究方向为工程机械维修。

3t 装载机发动机地脚螺栓断裂故障排除分析
胡旭
（秦皇岛港股份有限公司流动机械分公司机械六部，秦皇岛066000）
摘要:装载机作为一种常用的工程机械，已被广泛应用到港口的生产作业中。

本文以3t 装载机为研究对象，围绕其整机振动过大
以及发动机地脚螺栓易发生断裂问题，指出了在安装、使用减震器时所需要注意的事项，分别从减震器自身参数、
减震器安装等方面分析了发动机地脚螺栓发生断裂的原因，最后对具体的改进方案予以明确，且改装了发动机的支撑。

经最终改装且测试证实，4个支
承的隔振率在多方面上都得到大幅提升，振动情况得到显著改善，
故障被有效排除。

关键词:3t 装载机；发动机；地脚螺栓；
断裂故障中图分类号:TH243文献标识码:A 文章编号:1674-957X （2021）10-0154-02
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围绕橡胶悬置块处发动机的引擎脚上的振动信号，以
分别进行测试分析，从中将各个悬
从中明确悬置所对应的隔振对不同悬置点位置处发动机以及车架上三个方向的
另外，将三向振动传感器分别安装在各悬置点的发动机和车架上，通过对
并且进行怠速试验与对各悬置点位置处发动机与车架所对应的震
仪器及数据分析软件
所遇到的仪器主要有7个
个SPS-5型光
算结果得知，其在各个方向上的隔振率，都有明显提高；四个支承改进前、后的怠速隔振率为：
①改进前。

前右支承T dX、T dY、T dZ的隔振率分别为
0.48、0.72、0.57；前左支承分别为0.53、0.53、0.73，后左支承依次为0.53、-0.30、0.49，后右支承分别为0.72、-0.36、0.66。

②改进后。

前右支承T dX、T dY、T dZ所对应的隔振率分别是0.57、0.92、0.67，前左支承、后左支承分别为0.76、0.91、0.66，0.87、0.54、0.91，后右支承分别是0.85、0.66、0.92。

在RUNUP工况时，改进后发动机减振器在具体的隔振率上相比改进前，同样有明显提高。

依据上述测量结果开展了深层化、全面性整改，在改进之后的近6个月的运行里，未发生发动机右后地脚螺栓断裂情况，此外，整机振动还得到了明显降低。

由此表明，通过改进之后的装载机，其运行效果好，能够有效防止地脚螺栓断裂状况的发生。

（图1）
图1改进后右后悬置怠速隔振具体的性能曲线。