DF4B型內(nèi)燃機(jī)車靜液壓系統(tǒng)常見故障的分析與處理

1、王杰華摘 要在DF4B型內(nèi)燃機(jī)車上，冷卻風(fēng)扇的驅(qū)動采用靜液壓傳動技術(shù)。該技術(shù)能滿足機(jī)車柴油機(jī)功率調(diào)節(jié)范圍大，熱負(fù)荷變化頻繁的要求。靜液壓系統(tǒng)一旦發(fā)生故障就不能保證柴油機(jī)正常工作，嚴(yán)重時甚至危及機(jī)車的運(yùn)行安全。靜液壓系統(tǒng)常見故障最終反映在風(fēng)扇不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速不正常，造成油、水溫度過高，從而影響柴油機(jī)的正常工作。本文對靜液壓系統(tǒng)常見故障進(jìn)行了分析，指出其產(chǎn)生的處所及原因，提出了處理方法和改進(jìn)的措施。關(guān)鍵詞 內(nèi)燃機(jī)車 靜液壓系統(tǒng) 故障分析 處理一、概況在DF4B型內(nèi)燃機(jī)車上，冷卻風(fēng)扇的驅(qū)動采用靜液壓傳動技術(shù)。該技術(shù)能滿足機(jī)車柴油機(jī)功率調(diào)節(jié)范圍大、熱負(fù)荷變化頻繁的要求。靜液壓馬達(dá)通過溫度控制閥中恒溫元件，把

2、冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的變化與柴油機(jī)油水溫度的變化有機(jī)地結(jié)合起來，從而實現(xiàn)柴油機(jī)油、水溫度的自動恒溫控制。圖1 DF4B型內(nèi)燃機(jī)車靜液壓系統(tǒng)原理圖DF4B型內(nèi)燃機(jī)車采用了兩個冷卻風(fēng)扇，各具一套獨(dú)立的靜液壓傳動裝置。圖1即為其原理圖。該系統(tǒng)工作原理如下：柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，通過驅(qū)動靜液壓泵，使其從靜液壓油箱內(nèi)吸入液壓油，通過管路將高壓油送到靜液壓馬達(dá)，馬達(dá)在壓力油的作用下旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動冷卻風(fēng)扇，高壓油工作完成后回到油箱。與此同時，高壓油也流經(jīng)溫度控制閥和安裝在高壓管路與回油管之間的安全閥。當(dāng)柴油機(jī)的機(jī)油和冷卻水溫度分別低于規(guī)定地55和74時，并聯(lián)在靜液壓馬達(dá)管路中的溫度控制閥處于開啟狀態(tài)，壓力油不經(jīng)過靜液壓馬達(dá)而直

3、接回到油箱。隨著柴油機(jī)油、水溫度的不斷升高，恒溫元件里的石蠟和銅粉的混合物受熱，體積膨脹，從而推動溫度控制閥內(nèi)的滑閥，逐漸關(guān)閉旁通口，壓力油逐漸進(jìn)入靜液壓馬達(dá)，使靜液壓馬達(dá)由低速逐漸達(dá)到全速。冷卻風(fēng)扇隨之由低速達(dá)到全速運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷有變化時，其油、水溫度也會相應(yīng)地發(fā)生變化，促使溫度控制閥內(nèi)恒溫元件動作，使靜液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，從而使柴油機(jī)油、水溫度控制在要求的范圍內(nèi)。由于靜液壓系統(tǒng)較為復(fù)雜，管路及元件較多，造成風(fēng)扇不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速不正常的故障也是較為復(fù)雜的。這就給運(yùn)用和檢修人員的工作帶來一定的困難。本文就此常見的故障進(jìn)行分析，探討該系統(tǒng)故障處理的新方法并提出有效的處理辦法。二、靜液壓系統(tǒng)故障

4、的原因分析DF4B型機(jī)車的靜液壓系統(tǒng)主要由靜液壓油箱、靜液壓泵、溫度控制閥、安全閥、靜液壓馬達(dá)及管路組成。下面逐一對各部件的故障進(jìn)行分析。（一）溫度控制閥失效 從靜液壓系統(tǒng)原理可知，溫度控制閥在靜液壓系統(tǒng)中起到調(diào)節(jié)通往靜液壓馬達(dá)流量的作用。當(dāng)柴油機(jī)油、水溫度達(dá)到一定值時，溫度控制閥內(nèi)的恒溫元件動作，從而推動滑閥逐步關(guān)閉旁通油路。這樣流經(jīng)靜液壓馬達(dá)的壓力油逐步增多，從而使馬達(dá)逐漸達(dá)到全速運(yùn)轉(zhuǎn)。 溫度控制閥失效將造成靜液壓油從溫度控制閥旁通管路部分或全部流回油箱，導(dǎo)致風(fēng)扇轉(zhuǎn)速達(dá)不到規(guī)定的轉(zhuǎn)速或風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，經(jīng)分析造成溫度控制閥失效的主要原因如下：（1） 滑閥與閥體的配合間隙不當(dāng)或有臟物使滑閥犯卡。 （

5、2） 感溫元件失效，其推桿不能隨油、水溫度的變化產(chǎn)生相應(yīng)的動作。 （3） 滑閥的行程達(dá)不到規(guī)定的要求，其最大行程小于7.5mm，導(dǎo)致滑閥在油、水最高溫度（水溫82±2，油溫65±2）時不能全部關(guān)閉閥口。 （4） 溫度控制閥的始動溫度高于規(guī)定的始動溫度，這樣，當(dāng)油、水溫度在規(guī)定范圍內(nèi)的某一溫度值時，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速卻達(dá)不到相應(yīng)的額定轉(zhuǎn)速。 （二）安全閥失效機(jī)車安全閥與普通的安全閥不同，見圖2。其開啟壓力不是一個定值。它隨靜液壓泵系統(tǒng)的壓力變化而自動變化。它有這樣一個特性：開啟壓力設(shè)定為在柴油機(jī)任一轉(zhuǎn)速下，當(dāng)管路中的壓力高于正常工作壓力的10%時安全閥開啟。若安全閥失效將導(dǎo)致安全閥的開

6、啟壓力低于高壓油路的工作壓力，回油通路不該開啟時開啟，使得油路建立不起正常的油壓，導(dǎo)致風(fēng)扇轉(zhuǎn)速達(dá)不到其額定轉(zhuǎn)速。造成其失效的主要原因如下：圖2 安全閥（1）調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整不當(dāng)。通過調(diào)整螺釘可以改變錐閥開啟的壓力，如果調(diào)整不當(dāng)，造成調(diào)定開啟壓力低于高壓油路中的正常工作壓力時，錐閥被推離錐閥體，C腔的油壓迅速下降，滑閥在高壓油的作用下克服其彈簧力而開通A、B腔，導(dǎo)致安全閥失效。（2）連通D腔的油管接頭漏或油管斷。錐閥受錐閥彈簧復(fù)原力、減振器彈簧復(fù)原力，D腔內(nèi)回油壓力的綜合作用，錐閥被推離閥體必須克服以上三種力；柴油機(jī)轉(zhuǎn)速越高，D腔內(nèi)的油壓也越高，錐閥被推離錐閥體的作用力越大，安全閥的開啟壓力隨柴油機(jī)

7、轉(zhuǎn)速升高而增大，當(dāng)油管斷裂或油管接頭漏油時，D腔內(nèi)建立不起油壓，此時安全閥的開啟壓力大大低于正常的開啟壓力，導(dǎo)致安全閥失效。（3）阻尼塞內(nèi)孔被異物堵塞。此故障導(dǎo)致C腔無油后，滑閥兩側(cè)壓力不能平衡，在高壓油的作用下，A、B兩腔開通，導(dǎo)致安全閥失效。（4）滑閥犯卡，使安全閥始終處于開通狀態(tài)。（5）導(dǎo)閥犯卡，使錐閥始終離開錐閥體，造成安全閥失效。（三）靜液壓泵故障DF4B型機(jī)車采用ZB732靜液壓泵。當(dāng)靜液壓泵的主軸旋轉(zhuǎn)時，與主軸連在一起的壓板也隨之旋轉(zhuǎn)，這時與壓板相連的7根球頭連桿也隨之跟著轉(zhuǎn)動，從而使得柱塞沿圓周發(fā)生位置變化而產(chǎn)生吸油和排油作用。靜液壓泵故障導(dǎo)致風(fēng)扇轉(zhuǎn)速低或不轉(zhuǎn)是由于靜液壓泵泵油

8、壓力不夠造成的，此故障的主要原因如下： 靜液壓泵油封漏油，泵內(nèi)的液壓油竄入變速箱，從而導(dǎo)致靜液壓系統(tǒng)缺油，建立不起正常的油壓。 油缸體與配流盤接觸面嚴(yán)重拉傷造成密封性能差，使靜液壓泵油壓不足。 靜液壓泵油缸體孔拉傷，使得柱塞與油缸體配合間隙超過要求。 芯軸彈簧斷，油缸體與配流盤表面不能緊密貼合，這類故障主要發(fā)生在大連機(jī)車車輛工廠生產(chǎn)的靜液壓泵中。 上海液壓泵廠生產(chǎn)的靜液壓泵，可通過調(diào)整墊片來控制油缸體與配流盤的間隙。在組裝時，若調(diào)整墊片的厚度不夠，油缸體與配流盤的間隙將大于規(guī)定值（0.015mm0.025mm）。這樣部分液壓油不進(jìn)入油缸體柱塞孔而直接進(jìn)入靜液壓泵回油管，減少了泵的油量，造成泵油

9、壓力不夠。（四）靜液壓馬達(dá)故障DF4B型機(jī)車采用的ZM732靜液壓馬達(dá)和ZB732靜液壓泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全相同。常見故障如下： 馬達(dá)軸承燒損，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動時阻力增大，造成風(fēng)扇轉(zhuǎn)動不靈活。 前泵體內(nèi)的軸承裝反，馬達(dá)主軸連同軸承內(nèi)圈在高壓油的作用下向上移動，使油缸體與配流盤之間出現(xiàn)過大間隙，管路中高壓部分不能建立足夠壓力，馬達(dá)受不到液壓油的高壓作用，造成風(fēng)扇不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速不足。 靜液壓馬達(dá)柱塞或油缸體內(nèi)孔拉傷，使得其配合間隙不符合要求。就會影響到柱塞的正常吸油和排油。 油缸體表面拉傷嚴(yán)重，導(dǎo)致油缸體與配流盤表面不能緊密貼合。三、靜液壓系統(tǒng)故障的處理方法在處理風(fēng)扇不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速不正常的故障時，應(yīng)準(zhǔn)確判斷故障原因，有

10、針對性地對靜液壓系統(tǒng)進(jìn)行故障分析，根據(jù)檢修經(jīng)驗，可采取以下步驟進(jìn)行檢查和處理： 啟機(jī)前檢查與靜液壓泵相連的靜液壓油箱的油位是否正常。如果打開變速箱油尺孔有油溢出，則可判斷為靜液壓泵的油封漏造成竄油，高壓油路建立不起正常油壓，影響風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速；如果油位正常，再用手撥動風(fēng)扇，若轉(zhuǎn)動不靈活，可判斷為靜液壓馬達(dá)故障，可按照故障現(xiàn)象做相應(yīng)的檢修，更換靜液壓泵的骨架油封或檢修靜液壓馬達(dá)。 啟機(jī)前檢查一切正常，再進(jìn)行熱機(jī)檢查。當(dāng)油、水溫度達(dá)到最大值（水溫82±2，油溫65±2）時，在柴油機(jī)最高轉(zhuǎn)速下，手動調(diào)整螺釘，使溫度控制閥處于全部關(guān)閉狀態(tài)（當(dāng)手動調(diào)不進(jìn)去時，說明滑閥犯卡）。如果風(fēng)扇轉(zhuǎn)速

11、正常，可判斷為溫度控制閥的感溫元件失效；如果風(fēng)扇轉(zhuǎn)速不正常，用手摸溫度控制閥回油管與進(jìn)油管無明顯溫差，便可判斷為溫度控制閥的滑閥與閥體間隙過大或有拉傷，更換溫度控制閥即可。 經(jīng)過判斷確定溫度控制閥正常后，讓柴油機(jī)轉(zhuǎn)速仍保持在最高位，用手摸安全閥回油管和進(jìn)油管，如果無明顯溫差，可判斷為安全閥失效或靜液壓泵故障。為了減輕檢查工作量，可以從易到難，即先拆下安全閥在試驗臺上進(jìn)行測試。如果測試結(jié)果不符合要求，說明安全閥失效，更換即可；如果測試正常，則為靜液壓馬達(dá)的故障，必須更換靜液壓馬達(dá)。 通過上述檢查判斷，如果溫度控制閥及靜液壓馬達(dá)均屬正常，將柴油機(jī)轉(zhuǎn)速保持在最高位，如果風(fēng)扇轉(zhuǎn)速仍然偏低，則可判斷為靜

12、液壓泵出口壓力不夠，高壓油路建立不起正常壓力，造成風(fēng)扇轉(zhuǎn)速偏低，更換靜液壓泵后，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速就會恢復(fù)正常。 在檢查靜液壓泵或馬達(dá)時，最好測量它的容積效率。因為柱塞連桿組與相應(yīng)缸體的間隙過大，其泄漏量必然較大，因而容積效率的降低。當(dāng)靜液壓泵或馬達(dá)的容積效率低于規(guī)定值時必須檢修或更換。 把靜液壓泵和馬達(dá)單油封改為雙油封后，泄漏情況已經(jīng)基本消除，可使風(fēng)扇處于良好的運(yùn)行狀況。四、結(jié)語在DF4B型內(nèi)燃機(jī)車上，冷卻風(fēng)扇的驅(qū)動采用靜液壓傳動技術(shù)。該技術(shù)能滿足機(jī)車柴油機(jī)功率調(diào)節(jié)范圍大、熱負(fù)荷變化頻繁的要求。靜液壓系統(tǒng)一旦發(fā)生故障就不能保證柴油機(jī)正常工作，嚴(yán)重時甚至危及機(jī)車的運(yùn)行安全。靜液壓系統(tǒng)常見故障最終反映在風(fēng)扇不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速不正常，造成油、水溫度過高，從而影響柴油機(jī)的正常工作。本文對靜液壓系統(tǒng)常見故障進(jìn)行了分析，指出其產(chǎn)生的處所及原因，提