Cat 建機 研究所

前回より"建機寿命延長のポイント"と題し、4回にわたって建機寿命を延長するための秘訣をご紹介しています。今回はその第2弾で、「エンジン編」です。

• 第1弾：建機寿命延長のポイント： 燃料システム編
• 第2弾：建機寿命延長のポイント： エンジン編
• 第3弾：建機寿命延長のポイント：油圧コンポーネント編
• 第4弾：建機寿命延長のポイント：オイル清浄度管理編

はじめに

エンジンは、あらゆる機械の心臓部です。
エンジンの修理やメンテナンスに掛かる費用は、機械の稼働経費のうち大きな比率を占めます。

たとえば、鉱山用ダンプトラックでは、機械全体の稼働経費のうち約40%がエンジンの経費です。

しかし、エンジンの早期摩耗や故障につながる不具合の多くは、適切な運転操作と正しいメンテナンスにより未然に防ぐことができます。

今回は、エンジンの寿命を延長するためのポイントをご紹介します。

エンジンの作動原理

今日、ほぼすべてのディーゼルエンジンは、吸入、圧縮、燃焼、排気の4行程燃焼プロセスで設計されています。

ディーゼルエンジンは1分間に約2,000回転もの高速で運転され、内部は高温・高圧になります。

このため、ピストン、ピストンリング、ライナ、吸気/排気バルブは、摩耗も激しくエンジン寿命に大きく影響します。

これらの摩耗をできるだけ抑え、エンジンの寿命延長の鍵となる要因は次の3点です。
1 コンタミ(ホコリや砂)   2 エンジンオイルの品質   3 燃料の品質

エンジンの寿命低下要因

1 コンタミ(ホコリや砂)

ホコリは研磨性の高い物質で、早期摩耗のもっとも代表的な原因であり、エアクリーナの破損や不適切なメンテナンスによって侵入します。

新品のリングとライナ

摩耗したリングとライナはオイル漏れの原因となる

オイル内のコンタミはリングおよびライナの摩耗を促進する

2 エンジンオイルの品質

低品質なオイルや、長期間に渡る使用はエンジンに非常に悪い影響を与えます。

低品質なオイルはエンジンオイル中のススを細かく清浄分散できないため、エンジンバルブシートの下部にカーボンの堆積物を形成してしまいます。これらの堆積物はバルブシートとバルブヘッドの間にかみ込んでしまう場合があり、そうなるとバルブの一部が開いた状態となり、バルブヘッドやバルブシートに高温の排気ガスがつねに吹付けられてしまいます。

その結果、バルブヘッド、バルブシートには傷がついてしまい、このため、エンジンは正常な作動ができなくなります。

また、高品質オイルを使用していても、長期間に渡って使用し続けると粘度の上昇、ススの増加、オイルの酸化などが起こります。エンジンオイルが原因で発生するエンジンの不具合のうち約75%はオイルの長期使用が原因とされています。

過度のカーボン堆積

 

カーボン堆積によるピストンリングのこう着

3 燃料の品質

低いセタン価^※やコンタミの混入した燃料は、異常燃焼や不安定な爆発を引き起こすことがあります。

このような爆発は、燃焼室内で急激な圧力の上昇を引き起こし、ピストンリングに大きな負荷を与えます。この結果、ピストンの早期摩耗やリング破損を引き起こしてしまうのです。

また、低品質な燃料は、低品質なオイルを使用する場合と同じようにバルブシート下部にカーボン堆積物を形成してしまい ます。

※ 軽油の着火性を示す数値。高いほど着火性が良い。

エンジン寿命延長6つのポイント

機械の心臓部であるエンジン。ひとたび故障してしまうと、膨大な修理費用がかかるだけでなく、休車によりお客様の生産活動にも大きな影響を及ぼしてしまいます。

しかし、エンジンの故障の多くは日々のメンテナンスとちょっとした運転操作の改善で避けることができます。

今回ご紹介した6つのポイントを実践し、エンジン寿命の延長と機械経費低減にお役立てください。