掘削機のパワーコア: エンジンのコンポーネントと機能の完全ガイド
2020/03/29



油圧ポンプが掘削機の心臓部である場合、ディーゼルエンジン心臓を鼓動させるパワーコアです。これはマシン全体の主なエネルギー源です。最新の掘削機では、エンジンは通常、上部構造の後部のコンパートメントに収容されています。始動すると、ディーゼル燃料を燃焼して発電し、その電力で油圧ポンプやその他のシステムを駆動します。エンジンが正常に機能しなければ、世界最先端の油圧システムも役に立ちません。
最新の掘削機のエンジンはほぼ独占的に4 ストローク、水冷、ターボチャージャー付き、インタークーラー付きディーゼル エンジンダイレクトインジェクション技術を採用。なぜディーゼルなのか?ディーゼルエンジンはガソリンエンジンに比べて高トルク、燃費に優れ、耐久性に優れているため、高負荷で長時間稼働する建設機械に最適です。
ディーゼルエンジンの究極の使命は、化学エネルギーディーゼル燃焼から熱エネルギー、そして、機械エネルギーそれがクランクシャフトを回転駆動します。このエネルギー伝達チェーンは次のように要約できます。
化学エネルギー(ディーゼル)→熱エネルギー(燃焼)→機械エネルギー(ピストン往復運動)→回転機械エネルギー(クランクシャフト出力)
その中心的な機能は、マシン全体に継続的かつ安定した電力出力を提供することです。
掘削機のディーゼル エンジンは、いくつかの側面に沿って分類できます。
気筒数別:4気筒、6気筒など。小型掘削機は燃費向上のために通常 4 気筒エンジンを使用しますが、中型および大型掘削機は通常、より高い出力とスムーズな動作のために 6 気筒エンジンを使用します。
摂取方法別: 自然吸気とターボチャージャーの比較。現代の掘削機はほぼすべてターボ過給されており、ターボ過給によりシリンダーに入る空気の量が大幅に増加し、エンジン排気量を増やさずに出力が向上します。
燃料噴射技術による: 機械式直接噴射と電子制御式高圧コモンレール。高圧コモンレール高圧ポンプが燃料をコモンレール (アキュムレータ) に供給し、ECU がインジェクターのタイミングと量を正確に制御する技術は、業界標準となっています。コモン レール圧力は 200 MPa 以上に達し、噴射タイミングの精度はマイクロ秒単位にまで達します。このシステムは、従来の機械式噴射と比較して、より高い噴射圧力、より正確な制御、より優れた燃料微粒化を実現し、その結果、燃費が向上し、排出ガスが削減されます。
ディーゼル エンジンは非常に複雑な精密機械です。系統的に理解できるように、そのコンポーネントは次のようにグループ化できます。5つの主要なシステムおよびその重要な部分:
| システム | コアコンポーネント | 関数 |
|---|---|---|
| クランクコンロッド機構 | ピストン、ピストンリング、コンロッド、クランクシャフト、シリンダーライナー、シリンダーブロック | ピストンの往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換し、機械エネルギーを出力します。 |
| バルブトレイン | 吸排気バルブ、カムシャフト、プッシュロッド、タイミングギヤ、バルブスプリング | 吸気バルブと排気バルブの適切なタイミングでの開閉を制御し、適切なタイミングで新鮮な空気が流入し、排気ガスが排出されるようにします。 |
| 燃料供給システム | 燃料タンク、燃料移送ポンプ、燃料フィルター、高圧燃料ポンプ、インジェクター、高圧コモンレール | クリーンで正確に計量され、十分に霧化された燃料をシリンダー内に供給し、最適な燃焼を実現します。 |
| 潤滑システム | オイルポンプ、オイルフィルター、オイルクーラー、オイルパン、オイル通路 | すべての摩擦面に潤滑油を供給し、摩耗を軽減し、冷却し、洗浄し、錆を防ぎます。 |
| 冷却システム | ウォーターポンプ、ラジエター、冷却ファン、サーモスタット、冷却水 | エンジンを最適な動作温度に維持し、過熱による損傷を防ぎます。 |
5 つの主要なシステムに加えて、2 つの重要な補助システムがあります。
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吸排気系:エアフィルター、ターボチャージャー、インタークーラー、インテークマニホールド、エキゾーストマニホールド、マフラー。燃焼用にきれいで高密度の空気を提供し、排気ガスを排出します。
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電気および制御システム:スターターモーター、オルタネーター、バッテリー、ECU(電子制御ユニット)、各種センサー。エンジンの始動から発電、精密な運転制御までを担当します。
掘削機のディーゼルエンジンの作動サイクルは古典的なものに基づいています。4ストロークサイクル。各ストロークは特定のタスクを実行し、それらが連携して連続的で効率的な作業サイクルを形成します。
ストローク1:吸気ストローク
ピストンが上死点 (TDC) から下降し、吸気バルブが開き、新鮮な空気 (ターボチャージャー付きエンジンの場合、ターボチャージャーからの加圧空気) がシリンダー内に引き込まれます。排気バルブは閉じたままです。
ストローク 2: 圧縮ストローク
ピストンが上昇し、吸気バルブと排気バルブが両方とも閉じられ、シリンダー内の空気が圧縮されて高温高圧になります。ディーゼル エンジンの圧縮比は非常に高く、通常は16:1と22:1つまり、圧縮終了時の空気温度は 500 ~ 700°C に達する可能性があり、ディーゼル燃料が自然発火するほど高温になります。
ストローク 3: パワーストローク (燃焼と膨張)
ピストンが上死点に達する直前に、燃料インジェクターが正確に計量された量の高圧ディーゼルをシリンダー内に噴射します。燃料ミストは過熱された圧縮空気と混合し、自然発火(圧縮着火)します。急速に膨張する燃焼ガスが、猛烈な力でピストンを押し下げる――。これは、4 ストローク サイクルの中で有用な作業を生み出す唯一のストロークです。。巨大な圧力によってピストンが押し下げられ、コンロッドが駆動されてクランクシャフトが回転します。
ストローク4:排気ストローク
ピストンが再び上方に移動し、排気バルブが開き、燃焼した排気ガスがシリンダーから押し出され、1 つの完全な作動サイクルが完了します。
このサイクルは継続的に繰り返され、2,000 rpm で各シリンダーが 1 分あたり 1,000 回のパワーストロークを完了し、継続的で安定したパワー出力を生成します。
最新の掘削機のディーゼル エンジンには、性能、燃料効率、排出ガスを劇的に改善するいくつかの先進技術が組み込まれています。最も重要なものは次のとおりです。
ターボチャージャーは、最新の掘削機のエンジンで最も広く使用されている技術の 1 つです。その中心原理は、エンジンから出る高温高圧の排気ガスを利用してタービンホイールを回転させることです。このタービンはシャフトによって吸気側のコンプレッサーホイールに接続されています。タービンが次の速度に達すると回転します。100,000rpm以上、コンプレッサーはより多くの空気をシリンダーに送り込みます。
結果は印象的です。
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エンジン排気量を増加させずに、出力を増加させることができます。30%-100%、トルクは次のように増加できます。50%-80%
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燃費を向上させることができるのは、10%-15%
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空気が薄い高地では、空気密度の低下によるパワー損失をターボ過給で補います。
とペアリングインタークーラー圧縮空気がシリンダーに入る前に冷却され(熱い空気は密度が低くなります)、ターボ過給は最大の効率を実現します。これは本質的に、排気エネルギーによって駆動されるエアコンプレッサーであり、より多くの空気を燃焼室に押し込んでより多くの燃料を燃焼させ、より多くの電力を生成します。
ターボ過給がエンジンの本質であるならば、高圧コモンレール燃料システムそれはその精密な頭脳です。この技術は、射出圧力の生成を射出プロセス自体から完全に分離します。
その仕組みは次のとおりです。高圧ポンプは、非常に高い圧力 (最新のシステムでは通常 200 ~ 220 MPa) で燃料を共有燃料レール (「コモン レール」) に連続的に供給します。 ECU は、エンジン速度、負荷、吸気温度、ブースト圧力など 16 個以上のセンサー入力を監視し、クランクシャフト回転の ±0.2° の噴射タイミング精度で、各インジェクターがいつどのくらいの燃料を供給するかを正確に制御します。
高度なシステムが実行できるのは、燃焼サイクルごとに複数回の噴射: 燃焼をスムーズにして騒音を低減するための少量のパイロット噴射、パワーを高めるためのメイン噴射、そして場合によっては排出ガス制御のためのポスト噴射です。このレベルの精度は、古い機械式射出システムでは不可能でした。
これら 2 つのシステムは、エンジンの機械的バックボーンを形成します。のピストン-コネクティングロッド-クランクシャフトtrio は、燃焼の直線的な力を回転運動に変換します。コネクティング ロッドがブリッジとして機能し、ピストンの往復運動をクランクシャフトの回転に変換します。 Caterpillar C7.1 のようなエンジンでは、ピストンの上部とシリンダー ヘッドの間のクリアランスを厳格な規定内に維持する必要があります。0.8~1.2mm安全区。小さすぎるとピストンがヘッドに当たります。大きすぎると圧縮比とパワーが低下します。
のバルブトレイン吸排気バルブ、カムシャフト、タイミング機構は、エンジンの「呼吸」を制御します。バルブシートの磨耗が0.5mmを超えると吸入効率が著しく低下し、バルブの交換が必要となります。カムシャフトは、タイミングギアを介してクランクシャフトによって駆動され、ピストンの動きと正確に同期してバルブを開閉します。適切なバルブ タイミングが不可欠です。タイミングがずれていると、バルブが間違ったタイミングで開き、動力損失が発生したり、バルブとピストンが機械的に衝突したりする可能性があります。
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潤滑システム:オイルポンプは、クランクシャフトベアリング、コンロッドベアリング、カムシャフトジャーナル、ピストンピン、シリンダー壁など、あらゆる摩擦面にオイルを加圧し循環させます。オイルフィルターは汚れを除去します。適切な潤滑を行わないと、数分以内にベアリングが焼き付き、シリンダー壁に傷が付く可能性があります。オイルポンプが磨耗して圧力が低下した場合1.8バールが失われると、適切な潤滑と冷却を提供できなくなり、摩耗が加速します。
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冷却システム: ウォーターポンプは冷却水をエンジンブロックとシリンダーヘッドに循環させます。 「スマート マネージャー」と呼ばれることが多いサーモスタットは、温度に基づいて冷却液の流れを調整します。サーモスタットが閉じたままになると、冷却液がラジエーターを循環できなくなり、エンジンが急速にオーバーヒートします。サーモスタットは毎年交換することをお勧めします6,000時間。冬場の凍結と夏の吹きこぼれを防ぐために、冷却剤は凝固点が-25℃以下、沸点が110℃以上である必要があります。
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燃料供給システム: 燃料タンクから移送ポンプ、水分離器、二段フィルター(ろ過精度≤5μm)を経て、高圧ポンプ、コモンレールまで。このチェーンのあらゆる弱い部分 (フィルターの詰まり、水で汚染された燃料、またはインジェクターの摩耗) は、エンジンの性能に直接影響します。
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吸排気系: エアフィルターはエンジンの「マスク」です。あ30% の詰まりがあると、冷却効率が 50% 低下する可能性があります。エアフィルターが詰まると吸入空気が制限され、燃料混合気が濃くなりすぎてパワーロスが発生します。マフラーや後処理装置を含む排気システムは、騒音と排出ガスを管理します。
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電気および制御システム:スターターモーター、オルタネーター、バッテリー、ECU(電子制御ユニット)、各種センサー。エンジンの始動から発電、精密な運転制御までを担当します。
エンジンは、高温、高圧、継続的な高負荷、粉塵や汚染物質への曝露などの極端な条件下で動作します。早期の警告サインを認識する方法を知っていれば、致命的な障害や高価なダウンタイムを回避できます。
これは現場で最もイライラする問題です。掘削の途中でレバーを強く押すと、エンジンが停止してエンストしてしまいます。この問題 (オペレータによって一般に「ストール」と呼ばれる) には、さまざまな原因が考えられます。
一般的な原因と解決策:
| 考えられる原因 | 識別方法 | 解決 |
|---|---|---|
| 燃料フィルターの詰まり | 高負荷ではエンジンが苦しむ。黒煙 | 燃料フィルターエレメントは 250 ~ 500 時間ごとに交換してください。 |
| エアフィルターが詰まっている | パワー低下、エンジン「窒息」、黒煙 | 取り外して検査します。光が通らない場合は交換してください |
| 燃料の品質が悪い、または燃料中の水分 | 荒れた走行、白煙、始動困難 | 排水分離器。正しいグレードのディーゼルを使用する |
| ターボチャージャーの故障 | ターボからのヒューヒュー音または摩擦音、大幅なパワー損失 | シャフトの遊びとブレードの状態を確認します。ブースト圧を測定する |
| 燃料インジェクターの摩耗または詰まり | 不均一なアイドル、パワー損失、過剰な煙 | テストインジェクター;必要に応じて掃除または交換する |
| 吸気系漏れ | 負荷がかかるとシューシューという音がします。濃厚混合気による黒煙 | 石鹸水を接続部に塗布し、気泡を探します |
| EGRバルブが開いたままになっている | 深刻な電力損失、粗い燃焼 | EGR バルブの動作を確認します。掃除するか交換する |
統計によると、機械的損傷以外の失速事故の 40% は燃料供給の問題が原因です。診断するときは、常に「単純なものから複雑なものへ、外部から内部へ」の原則に従ってください。重大な機械的問題を疑う前に、まずフィルターと燃料の品質を確認してください。
排気ガスの色が物語ります。各色は、異なる根本的な問題を示しています。
黒煙:不完全燃焼。最も一般的な原因は、エア フィルターの詰まり (空気不足)、燃料インジェクターの摩耗または汚れ (微粒化不良)、ターボチャージャーの故障 (過給圧の不足)、または過負荷運転です。黒煙は燃料が無駄に消費されていることを意味します。燃料を節約し、エンジンを保護するためにすぐに修理してください。
白煙:エンジンを通過する未燃燃料。これは、エンジンが冷えているとき (暖機中の短時間は正常)、燃料に水が含まれているとき (水分離器を確認してください)、圧縮が低いとき (ピストン リングまたはシリンダー ライナーの摩耗)、または噴射タイミングが遅れているときによく発生します。暖気運転後も白煙が続く場合は、直ちに調査する必要があります。
ブルースモーク:エンジンオイルが燃焼室に入り燃焼します。これは「オイル燃焼」の典型的な兆候です。一般的な原因としては、ピストン リングの摩耗、バルブ ステム シールの摩耗、ターボチャージャーのオイル シールの故障などが挙げられます。青い煙はオイルの消費量が多いことを意味します。オイルレベルを頻繁にチェックし、修理の計画を立ててください。
健全なエンジンは安定したリズミカルな音とともに作動します。異常なノイズは警告信号です。
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ノック音やピン音: 特に負荷がかかっているときの金属的なノック音は、異常燃焼 (ディーゼルノック)、ピストンピンの摩耗、またはコンロッドベアリングの過剰なクリアランスを示していることがよくあります。ディーゼルノックは、燃料品質の低下、噴射タイミングの誤り、または圧縮の低下によって発生する可能性があります。
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研削音またはこすれる音: ベアリングの故障 (メイン ベアリングまたはコネクティング ロッド ベアリング)、シリンダー壁に対するピストンの擦り傷、またはターボチャージャーのベアリングの故障を示している可能性があります。すぐにエンジンを停止してくださいそして調べます。
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シューシューという音や口笛を吹く音: 通常、吸気システム (ホース、インタークーラー、またはガスケット) の漏れ、または排気マニホールドのガスケットの故障を示します。加圧された空気が逃げると、負荷がかかると独特のヒューヒューという音が発生します。
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タップまたはクリック音: 多くの場合、過剰なバルブクリアランスまたはバルブトレインコンポーネントの摩耗を示します。バルブクリアランスは、メーカーの仕様に従って定期的に確認および調整する必要があります。
エンジンのオーバーヒートは重大な状態であり、無視すると、ヘッドガスケットの吹き抜け、シリンダーヘッドの歪み、ピストンの傷、さらにはエンジンブロックの亀裂などの致命的な損傷につながる可能性があります。
主要な指標: 冷却液温度が常に 95°C 以上。冷却液が沸騰する。ラジエーターからの蒸気。エンジンが高温になると出力が低下します。
よくある原因:冷却液レベルの低下(漏れがないか確認)、ラジエターフィンの詰まり(空気の流れを妨げる汚れや破片)、サーモスタットの故障(閉じたままの状態)、ウォーターポンプの故障(インペラの磨耗またはベアリングの焼き付き)、ファンベルトの滑りまたは破損、またはシステム圧力を保持できないラジエーターキャップの欠陥。
エンジンは次の条件で作動する必要があります。80~95℃温度範囲。定期的にこの値を超える場合は、すぐに調査してください。
エンジンが始動しない場合、または過剰なクランキングが必要な場合は、体系的に次のことを確認してください。
| チェックポイント | 何を探すべきか |
|---|---|
| バッテリーとスターター | バッテリー電圧 (静止時は ≥12.4V である必要があります);端子をきれいにします。スターターモーターが強くクランキングする |
| 燃料システム | タンク内の燃料が十分であること。燃料フィルターが詰まっていないこと。燃料遮断弁が開いている。燃料ラインに空気が入っていない |
| グロープラグ(コールドスタート) | 寒い朝には、グロープラグが燃焼室を予熱する必要があります。各プラグをテストする |
| エアインテーク | エアフィルターは詰まっていない。吸気経路に障害物がないこと |
| 圧縮 | すべてが確認できた場合は、圧縮テストを実行します。すべてのシリンダーの圧縮が低い場合は、リングまたはライナーが摩耗していることを示します。 |
寒い天候では、適切な冬用エンジン オイルを使用してください。5W-40-20℃までの温度に対応し、0W-40または0W-50-20℃以下の温度に対応。
過度のオイル消費 (交換の合間に頻繁にオイルを補充する必要がある) は、内部摩耗の明らかな兆候です。一般的な原因としては、ピストン リングの摩耗 (オイルが燃焼室に入る)、バルブ ステム シールの摩耗 (オイルがバルブ ステムに浸透する)、ターボチャージャー シールの故障 (オイルが吸気または排気に漏れる)、外部オイル漏れ (ガスケット、シール、またはオイル パン) などが挙げられます。
ピストンリング溝クリアランスを超える場合0.15mm、シールが劣化し、動力損失やオイル消費量の増加につながります。石油消費の傾向を監視し、消費が突然または徐々に増加するかどうかを調査します。
経験豊富な整備士が五感を駆使してエンジンの問題を診断します。専門家の助けを求める前にできる 4 つの簡単なチェックを以下に示します。
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見て: 排気煙の色を確認します (黒 = 燃料/空気の問題、白 = 未燃焼の燃料/水、青 = 燃焼しているオイル)。エンジンの下に液体の漏れがないか点検します。ダッシュボードに警告灯がないか確認してください。エア フィルターを取り外して光にかざします。光が見えない場合は、すぐに交換してください。
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聞く: アイドリング時に、リズミカルなノッキング (ベアリングまたはピストンの問題) または不規則なタッピング (バルブ トレイン) に注意してください。負荷がかかると、ヒューヒューという音 (吸気または排気の漏れ) または磨耗 (ターボチャージャーまたはベアリングの故障) に注意してください。聴診器または長いドライバーを耳に押し当てて、ノイズの発生場所を特定します。
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触る: ラジエーターホースを感じますか?暖機後はどちらも熱くなりますか?寒い場合はサーモスタットが固着している可能性があります。オイルフィラーキャップに触れてください。過剰な圧力や煙はブローバイ(リングの摩耗)を示しています。通常の動作と比べて異常と感じる振動がないか確認してください。
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匂い: 甘い匂いがする場合は、クーラントが漏れて燃えていることを意味します。鋭い刺激的な臭いは、オイルが燃えていることを意味します。生のディーゼルの臭いは、排気ガス中の未燃燃料を意味します。インジェクターと圧縮を確認してください。異常な燃焼臭が発生した場合は、すぐに調査する必要があります。
このアプローチは、多くの問題が重大な障害に発展する前に発見するのに役立ちます。
「30% は使用状況に依存し、70% はメンテナンスに依存する」という格言は、掘削機のエンジンに特に当てはまります。それらは激しい粉塵、高負荷、極端な温度などの過酷な条件下で動作し、よくメンテナンスされたエンジンは放置されたエンジンよりも数千時間長持ちします。
毎日の点検にかかる時間はわずか 10 ~ 15 分ですが、重大な故障の 80% を防ぐことができます。
オイルレベル: 毎日の作業を開始する前に、エンジンオイルレベルゲージを確認してください。レベルは MIN マークと MAX マークの間にある必要があります。オイルが少ないと潤滑が不十分になります。過剰に充填するとクランクケース圧力が上昇し、オイル漏れが発生する可能性があります。
クーラントレベル:クーラントリザーバーを確認してください。エンジンが熱いときはラジエターキャップを開けないでください。重度の火傷を負う可能性があります。 LOW マークと FULL マークの間のレベルを維持してください。
エアフィルター: ほこりをたたいて取り除くか、圧縮空気を使用して掃除します (内側から外側に吹き付けます)。ほこりの多い環境では、より頻繁に掃除してください。エアフィルターが詰まると電力が奪われ、燃料が無駄に消費されます。
目視による漏れチェック: エンジンの周りを歩き回って、地面またはエンジンの表面にオイル、冷却剤、または燃料の漏れがないか探します。
起動監視: 始動後、エンジンを 3 ~ 5 分間アイドリングさせます。計器パネルに注目してください。数秒以内に油圧が上昇し、バッテリー充電ライトが消えるはずです。ウォームアップ中に異常な音がないか聞いてください。
エンジンの寿命を延ばすためにできる最も重要なことは、規律あるメンテナンス スケジュールに従うことです。
| 間隔 | メンテナンス用品 | 重要なメモ |
|---|---|---|
| 250時間ごと | エンジンオイルとオイルフィルターを交換します。燃料フィルターを交換します。エアフィルターをチェックする | 新しいエンジンの最初のサービスは 50 時間後です。メーカー推奨のオイルグレード (SAE 15W-40 など) を使用してください。 |
| 500時間ごと | エンジンオイルとオイルフィルターを交換します。燃料フィルター (一次および二次) を交換します。ラジエターフィンをきれいにします。ベルトの張りをチェックする | 燃料の品質が悪い場合は、燃料フィルタをより頻繁に交換してください。ターボチャージャーの留め具とローターのクリアランスを検査します |
| 1,000時間ごと | 燃料フィルターを交換します。バルブクリアランスを確認して調整します。ターボチャージャーを検査します。スターターモーターとオルタネーターを点検します | 徹底したメンテナンス段階 - バルブクリアランスのチェックを省略しないでください |
| 2,000時間ごと | 油圧タンクストレーナーをきれいにしてください。ターボチャージャー、オルタネーター、スターターモーターを検査します。エンジンのバルブクリアランスを調整する | クーラントを交換します (2 年ごと、または指定に従って)。ウォーターポンプをチェックする |
| 4,000 時間ごと以上 | クーラントを交換してください。追加のウォーターポンプ検査。作動油を交換してください (油の種類に応じて 2,000 ~ 5,000 時間ごと) | 主要な間隔 - 包括的なエンジンの健全性評価を検討します |
冬季限定メンテナンス:
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エンジンオイル:冬用オイルを使用してください(-10~-20℃の場合は5W-40、-20℃未満の場合は0W-40/50)
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冷却剤: 不凍液濃度が局所最低温度に対して適切であることを確認します (凝固点は局所最低温度より 5 ~ 10°C 低い必要があります)。
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ディーゼル燃料: 寒さが到来する前に、コールドフィルターの詰まり点が低い冬用ディーゼルに切り替えてください。夏用と冬用のディーゼルグレードを混合しないでください
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バッテリー: 寒さによりバッテリー容量が減少します。バッテリーを完全に充電してください。長期保管する場合は、マイナス端子を外し、ポストを掃除してください。
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ウォームアップ: コールドスタート後、負荷をかける前にエンジンを 5 ~ 10 分間アイドリングさせます。冷えたエンジンを積極的に回転させないでください
適切なオイルを選択し、適時に交換することは、おそらくエンジンのメンテナンスに関する最も重要な決定です。
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オイルグレード:メーカー指定の粘度グレードをご使用ください。一般的な掘削機のエンジン オイルのグレードには次のものがあります。SAE 15W-40ほとんどの気候では、5W-40寒い地域向け、そして0W-40極寒の為に。
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油の品質: API CJ-4 または CK-4 規格 (または同等の ACEA 規格) を満たす高品質のディーゼル エンジン オイルを使用してください。これらのオイルには、ディーゼル エンジンの煤煙や高温条件向けに特別に設計された添加剤パッケージが含まれています。
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変更間隔: エンジンオイルとオイルフィルターは定期的に交換してください。250~500時間、または過酷な条件(粉塵が多い、高温、または高負荷)ではより頻繁に使用されます。新しいエンジンは、50 時間後に最初のオイル交換が必要です。
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オイルブランドを決して混ぜないでください: オイルのブランドが異なれば、使用する添加剤の種類も異なります。混合すると添加剤の不適合が生じ、オイルの性能が低下し、スラッジや堆積物が発生する可能性があります。
オイル交換手順: オイルの流れを良くするために、エンジンを 10 分間暖機します。エンジンを停止し、オイルドレンプラグの下にドレンパンを置き、プラグを外してオイルを完全に抜きます。オイル フィルターを交換します (取り付ける前に、新しいフィルターのガスケットに新しいオイルの薄い膜を塗布します)。ドレンプラグを再度取り付け、レベルゲージの MAX マークまで新しいオイルを充填し、エンジンを始動して 3 分間アイドリングし、その後シャットダウンしてレベルを再確認し、必要に応じて補充します。
経験豊富なオペレーターであっても、このようなメンテナンス上の間違いを犯す可能性があります。それらに注意してください:
❌安価なフィルターを使用する: 外見上は同じように見えるフィルターでも、濾材が劣っていたり、バイパスバルブの校正が不十分であったり、シールが不十分であったりする可能性があります。フィルターにかかる費用を節約すると、エンジンのオーバーホールに費用がかかる可能性があります。フィルターは安価ですが、エンジンはそうではありません。
❌小さな漏れは無視: 今日数滴のオイルまたは冷却液が明日には大きな漏れになる可能性があります。外部に小さな漏れがある場合は、シールが摩耗し、内部でも故障している可能性があることを示しています。すべての漏れを直ちに調査してください。
❌バルブクリアランスチェックをスキップする:エンジンの磨耗によりバルブクリアランスが変化します。クリアランスが過剰になると、動作音がうるさくなり、バルブリフトが減少します。クリアランスが不十分な場合、バルブが完全に閉まらず、バルブの焼き付きや圧縮損失が発生する可能性があります。 1,000~2,000時間ごとに点検・調整してください。
❌外部コンポーネントのグリースが過剰または不足している: グリースが多すぎると汚れが引き寄せられ、シールが損傷する可能性があります。少なすぎると摩耗が加速します。シールまたはジョイントから少量の新しいグリースが出てくるまでグリースを塗布します。
❌適切な冷却剤の代わりに水を使用する: 普通水は冷却システムで腐食を引き起こし、適切な冷却剤よりも凝固点が高く、沸点が低くなります。気候に応じて、常に適切な冷却剤と不凍液の混合物を使用してください。
最善のメンテナンスを行ったとしても、どのエンジンでも最終的には大規模なオーバーホールが必要になります。どの部分が関係しているのか、そしてなぜそれらが重要なのかを知ることは、いざというときに情報に基づいた意思決定を下すのに役立ちます。
エンジンをオーバーホールする場合、通常は以下の部品をセットで交換します。業界では、これらの多くは標準キットに分類されています。
1. シリンダーライナーキット (4 個セット)
オーバーホール時の最も一般的な交換パッケージです。これには、シリンダーごとに 4 つの一致するコンポーネントが含まれます。ピストン + ピストンリング + ピストンピン + シリンダーライナー。これらの部品は適合するセットとして一緒に摩耗するため、適切なフィット感と密閉性を得るために常に一緒に交換する必要があります。シリンダーライナーはピストンの滑り面を提供します。許容範囲を超えて摩耗した場合は、交換する必要があります。
2. クランクシャフトとベアリング
クランクシャフトはピストンの往復運動を回転出力に変換します。オーバーホール中に、クランクシャフト ジャーナルが測定され、次のアンダーサイズに再研磨される場合があります。メインベアリング(クランクシャフトベアリング)そしてコンロッドベアリング常に、最終的なジャーナル サイズに一致する新しいシェルに置き換えられます。も確認して交換してくださいスラストベアリングクランクシャフトのエンドプレイを制御します。
3. シリンダーヘッド組立
シリンダー ヘッドには、バルブ、バルブ シート、バルブ ガイド、バルブ ステム シールが収容されています。オーバーホール中: 吸気バルブと排気バルブが検査され、シート接触面が摩耗している場合は交換されます。バルブガイドそしてバルブシート必要に応じて検査および交換されます。バルブステムシール常に置き換えられます。シリンダーヘッド表面の平坦度がチェックされ、再表面仕上げが必要な場合があります。のシリンダーヘッドガスケット常に置き換えられます。
4.コンロッド
コネクティングロッドは、小端ブッシュ (ピストンピン端) と大端ボア (クランクシャフト端) の両方で真直度と摩耗が検査されます。 Caterpillar C7.1 のようなエンジンでは、3 つの異なる長さのコンロッドが使用され、ピストンの高さを正確に制御するために小端のベアリング ボアが機械加工されています。ピストントップとシリンダーヘッドの間のクリアランスは次のように維持する必要があります。0.8~1.2mm。
5. オーバーホールガスケットキット
完全なオーバーホール ガスケット キットには通常、シリンダー ヘッド ガスケット、吸気および排気マニホールド ガスケット、オイル パン ガスケット、フロントおよびリア クランクシャフト オイル シール、バルブ カバー ガスケット、サーモスタット ハウジング ガスケット、ウォーター ポンプ ガスケット、さまざまな O リングと銅ワッシャー、およびインジェクター シーリング ワッシャーが含まれます。オーバーホール中に古いガスケットを再使用しないでください。
6. 頻繁に交換される追加コンポーネント
エンジンの状態に応じて、オーバーホールには次の内容も含まれる場合があります。オイルポンプ(圧力が低い場合は交換します)、ウォーターポンプ(ベアリングが磨耗しているかシールが漏れている場合は交換してください)、サーモスタット(大規模なオーバーホール時には必ず交換してください)、燃料インジェクター(必要に応じてテストし、交換または再構築します)、ターボチャージャー(検査して再構築するか、磨耗している場合は交換します)、タイミングギアまたはチェーン(摩耗を検査します)、カムシャフトとリフター/タペット(ローブの磨耗を検査します)、およびエンジンマウント(劣化している場合は交換してください。)
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複数のシリンダーにわたる低圧縮: 圧縮テストにより、1 つ以上のシリンダーの圧縮が仕様より大幅に低いことが示されました。これは、ピストン リング、シリンダー ライナー、またはバルブが摩耗していることを示します。
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オイルの過剰な消費: エンジンは通常を大幅に上回る速度 (たとえば、100 時間の運転あたり 1 リットル以上) でオイルを燃焼しており、排気ガスから青い煙が見えます。
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過剰なブローバイ:燃焼ガスがピストンリングを通ってクランクケース内に漏れ、圧力が上昇します。これは、エンジンの作動中にオイルフィラーキャップまたはクランクケースブリーザーから出る煙または蒸気として見ることができます。
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オイル中の金属粒子: オイル分析では、摩耗金属 (鉄、銅、アルミニウム、クロム) のレベルの上昇が示されており、内部コンポーネントが急速に摩耗していることを示しています。
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電源喪失: 燃料、空気、ターボチャージャーの問題に対処した後でも、エンジンは定格出力を発揮できなくなりました。
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ノッキングや異常な機械音: ウォームアップ後も消えない持続的な機械ノイズは、ベアリングの摩耗、ピストンのスラップ、またはその他の機械的問題を示しています。
エンジンがオーバーホールの段階に達すると、既存のエンジンを再構築するか、新しいユニットまたは再生ユニットと交換するかの選択に迫られます。
再構築: エンジンを分解し、すべてのコンポーネントを検査し、摩耗した部品 (ピストン、リング、ライナー、ベアリング、シール、ガスケット) を交換し、必要に応じてクランクシャフトとシリンダーヘッドを機械加工し、再組み立てします。シリンダー ブロックとクランクシャフトがまだ良好な状態にある場合、これは通常、より経済的な選択です。
交換する: 新しいエンジンまたは工場で再生されたエンジンに交換します。これはより速く、保証が付属しており、問題が見落とされるリスクが排除されますが、初期費用が大幅に高くなります。
決定は、機械の全体的な状態、再構築と交換の費用の差、高品質の部品と熟練労働者の入手可能性に基づいて行う必要があります。耐用年数が何年も残っている新しい掘削機にとって、高品質の再構築は優れた投資となる可能性があります。他のシステムも摩耗している古い機械の場合は、再生エンジンと交換した方が長期的にはより良い価値が得られる可能性があります。
運用上のマントラ:
コールドスタートではウォームアップが遅く、準備が整う前に決してロードしないでください。
走行中はゲージに注意し、エンジンを安定して回転させてください。
黒煙は空気が少ないことを意味し、白い煙は燃料中の水分を意味します。
青はオイルが燃えていることを意味します。各問題を原則として解決してください。
メンテナンスマントラ:
オイルを毎日チェックし、時間通りに交換することが、最も安価な保険です。
フィルターはきれいで、クーラントは緑色で、空気の流れを新鮮で高い状態に保ちます。
毎日、奇妙な音に耳を傾け、小さな障害が大きくなる前に見つけてください。
エンジンを毎ラウンドきちんとメンテナンスすることが、収益性の高いライブの秘訣です。
エンジンは掘削機の動力の核です。大切に扱えば、何千時間も作業を続けることができます。コンポーネントを理解し、そのニーズを尊重し、熱心にメンテナンスすることは、オペレーターや所有者にとって最も賢明な投資です。