张勇1 韩磊2常海龙3
包钢（集团）白云铁矿 内蒙古包头市014080
摘要：我矿现有的先进的原子发射光谱仪检测设备，能有针对性地检测润滑油的各项指标及相关金属元素的含量数据，特别是发动机油。通过数据总结分析，早期预测发动机的运行状态，及时发现运行中存在的隐患和问题，及时采取有效措施，避免发动机事故的发生，并借助检测出来的大数据分析，找出目前影响发动机使用寿命的因素，针对性地采取措施，借以延长发动机的使用寿命，甚至延长发动机油脂的使用寿命。节约大量的维修和维护费用。对应大型的非公路汽车发动机，目前国际和国内也没有数据标准可借鉴，我们只能通过积累大量的检测数据，并对运矿汽车发动机逐台建立检测数据档案，并通过数据分析，来得出相关结论。
一、理论依据：
1.1 就检测设备而言，我部目前能使用的检测仪器只有OSA原子发射光谱仪，其特点是一次性能检出20种元素的含量，精度高（ppm），局限性在于只能检出直径小于10μm的颗粒，却正好契合发动机油的检测。因此OSA的检测结果也就成为唯一可量化地反映发动机工作状态的依据。
1.2 就运矿汽车发动机而言，其主要摩擦付主要由两种摩擦副构成，轴瓦摩擦副、活塞和缸套摩擦副构成，曲轴和凸轮轴是有铸铁构成，瓦和凸轮轴衬套的构成是钢瓦上先渡一层铜，铜外面再渡一层铅基巴士合金，主要成分是铅和少量锡；活塞和缸套摩擦副的构成是，缸套为铸铁，活塞环是铬和铸铁合金，活塞为铸铝。摩擦副的设置大部分为硬度不同的两种物质，一软一硬，一般先磨损软的一方。我们重点检测的铁、铬、铅、锡、铜、铝六种元素正好对应着这几对摩擦副。监测这几种元素含量，就可以实时反映它的磨损状态，为我们的决策提供依据。
另外一个重要的元素就是硅，它并不来源于发动机，而是来源于空气中的砂尘，即发动机的进气系统，如果空气滤芯脏或有进气短路的地方，砂尘进入发动机，就会造成发动机各摩擦副的快速磨损，极大影响发动机寿命，甚至造成发动机事故（
二、润滑油检测技术在矿用汽车发动机日常使用、维护保养及检修中的应用效益分析
2017年4月开始，我们对所有运矿汽车发动机油进行科学的、有目的地跟踪检测，发现了其它方法不易发现的一些隐患，先后发现了42#、37#、1712#等发动机硅元素高等问题，及时进行处理，避免了发动机拉缸、抱瓦等恶性事故，相当于减少了一次大修，按每台大修最低35万元计算，节约费用100万元。
发动机使用方面， 4台发动机异常损坏，其中2台抱瓦，2台粘缸，与去年同期相比，发动机非正常损坏少了一半，根据运行状态及检测数据，预修了37#、38#、45#、46#和1701#共台发动机，运行寿命K38为4500-5000小时，K2000e发动机约为13000小时，避免了状态差的发动机带病作业造成事故，按照每抱瓦一台发动机一根曲轴30万元的费用，至少节约60万元。
由于未到年底，统计数据不完全，还没有发动机使用寿命的准确数据，就目前情况看，平均使用寿命延长已经是肯定的了。
目前此项目的研究应用，对发动机的使用维护及检修具有很大的应用价值，可以产生明显的经济效益和生产效益，在非公路汽车汽车领域具有推广价值，在公路运输作业部内，得到了领导和相关技术人员的普遍认同。
三、润滑油检测技术在矿用汽车发动机日常使用、维护保养及检修中的应用总结及推广前景
通过半年多的数据分析及发动机运行状态的对比，我们已经总结出了具体而完善的数据判断标准及相应的处置办法，并具体应用在实际应用中，取得了明显成效，具体情况如下：
在理论上完成了发动机润滑油检测数据库的建立，通过大数据分析结合数据运行状态，总结出了数据判断标准值，为其在实际工作中的应用提供了理论基础，在实际应用中能发挥巨大作用。
1、在日常维护使用中的应用。
从6月30日42#车保养检测到铁含量19ppm略高，开始跟踪检测，到7月12日取样检测各种因素含量严重超标，铁179ppm、铬26ppm、铅30ppm铜14ppm锡23ppm，硅达到232ppm，发动机温度、压力无异常。
推断结论：硅含量严重超标，怀疑进气短路，砂尘进入燃烧室，进而污染发动机油，进入摩擦副，形成研磨效应加速磨损。停车检查：进气胶套老化开裂严重，砂尘进入。发动机送汽修解体。
解体结果：轴瓦无事，右排4缸拉缸，进气道集土严重。
处理方式：抢修。抽单缸，清理缸盖和其它部位部位，换机油，测功，继续上42#车使用至今。 因检查及时发现问题，避免了此发动机的抱瓦事故，把损失降到最低。
8月23日，37#车发动机油样检测，硅超标，达46ppm，其它元素含量都略高，经检查右侧空滤紧固不好，密封圈有缝隙，空滤和安全滤芯集土严重，由于发现及时，更换空滤、机油及滤芯，运行1天后检测，各种因素含量恢复正常，避免了一次拉缸事故的发生，未对发动机造成影响。
10月25日，1712#发动机油检测硅含量51ppm，及时通知相关人员进行检查，发现增压器进气胶套裂，处理完运行1天后取样检测，结果恢复正常。又避免了一次拉缸事故的发生，未对发动机造成影响。
2、在故障判断方面的应用。
6月5日，1708#车发动机自动熄火，检测发动机油铝含量36ppm，超标，判断活塞出现问题。下车后解体情况时，右3缸活塞化顶。
6月15日，37#发动机高温，机油压力低，发动机油检测铅含量31ppm；铜含量14，已大大超出正常值，推断轴瓦磨损严重，间隙过大泄压，机油压力保不住，造成润滑不好。汽修车间解体发现第3道主轴颈磨损严重，曲轴报废。瓦片上已经看不到镀层。
7月6日，43#车自动熄火，取发动机油样进行检测，铝含量39ppm，其它正常，该车与7月5日保养，检查各种元素指标正常，推断发动机活塞粘缸，铅锡铜含量正常，轴瓦无异常。发动机下车，送汽修解体检查。 解体检查，轴瓦无事，有4个缸出现不同程度拉缸。
事故原因：下水管漏水，导致冷却 水量不足，缸套散热不好，造成 高温，活塞和缸套粘连熄火。
8月13日，37#车两次自动熄火，取发动机油样进行检测，铝含量102ppm，铁19ppm、铜7ppm，锡16ppm，其它正常。发动机下车，送汽修解体检查。
推断结论：铅锡铜含量异常，轴瓦可能受损。 铝含量高，怀疑活塞粘缸。
解体结果：瓦轻度拉伤，有10个缸出现不同程度拉缸，r6缸气门卡瓣碎，气门头掉，打坏活塞。六只连杆高温变色。
事故原因：冷却水量不足，缸套散热不好，造成高温，活塞和缸套粘连熄火。
3、在预知维修方面的应用。
46#车发动机从5月底开始铁含量都在15以上，持续无回落，表明缸套活塞磨损比较严重，8月底开始出现漏压缩现象，发动机运行超过5000小时，综合检测数据，发动机下车进行预知维修，解体情况是缸套磨损到限，继续运行有发生事故的可能。
4、在发动机长寿化方面的应用。
让发动机尽量处于正常状态下运行，是延长发动机使用寿命的根本，重点检测元素含量偏高，说明发动机有早期磨损，会影响其使用寿命，通过数据分析我们发现，夏季气温高的时候，铁和铝元素的含量普遍偏高，说明水温高。因此，在6月份我们采取了增加晾车点的措施，高温现象得到明显改善。冬季气温低，检测数据体现出铅、铜含量比夏季偏高，近期我们增加了机油加温装置，改善了冷启动状况，上述措施对延长发动机的使用寿命起到了很好的作用。