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液壓系統(tǒng)機(jī)車類的案例分析
點(diǎn)擊次數(shù)：4482 發(fā)布時(shí)間：2016-11-11
東風(fēng)4B型內(nèi)燃機(jī)車靜液壓系統(tǒng)管路裂漏故障發(fā)生非常突出，據(jù)統(tǒng)計(jì)2003年元月份至2005年9月底，某段共發(fā)生靜液壓系統(tǒng)故障11件，臨修故障123件，嚴(yán)重?cái)_亂了安全運(yùn)輸正常秩序。
故障原因分析
①靜液壓系統(tǒng)管路存在強(qiáng)烈振動(dòng)是造成管路斷裂的直接原因。根據(jù)對(duì)下表的分析，發(fā)現(xiàn)造成靜液壓系統(tǒng)管路裂損的機(jī)車有一個(gè)顯著的共同特點(diǎn)就是靜液壓管路存在強(qiáng)烈高頻振動(dòng)，且管路中部振幅zui大，用手觸摸管路有麻木感。容易在管路接頭根部產(chǎn)生疲勞裂紋，繼而發(fā)生管路裂漏故障。由于靜液壓系統(tǒng)壓力高達(dá)17MPa，在如此高的壓力作用下，使裂紋迅速擴(kuò)展，機(jī)油大量外泄，靜液壓泵及馬達(dá)不能正常工作，導(dǎo)致冷卻風(fēng)扇不能轉(zhuǎn)動(dòng)，柴油機(jī)油、水溫度得不到冷卻而迅速上升，造成柴油機(jī)卸載或自然停機(jī)，機(jī)車無法繼續(xù)運(yùn)行而構(gòu)成機(jī)破。經(jīng)過調(diào)查分析靜液壓系統(tǒng)管路振動(dòng)的原因主要有以下幾方面。
靜液壓系統(tǒng)振動(dòng)檢測(cè)限度值
| 管路、接頭 名稱 | 編號(hào) | zui大值/g | 有效值/g | 峭度/(ds/dt) |
| 管路、接頭 名稱 | 編號(hào) | zui大值/g | 有效值/g | 峭度/(ds/dt) |
| 低溫液壓缸出油管接頭 | D1 | 50 | 15 | 4 |
| 高溫液壓缸出油管接頭 | G1 | 20 | 6 | 3 |
| 低溫泵體 | D2 | 45 | 14 | 3 |
| 高溫泵體 | G2 | 45 | 11 | 3.8 |
| 低溫溫控閥進(jìn)油管接頭上① | D3 | 32 | 12 | 2.6 |
| 高溫溫控閥進(jìn)油管接頭上① | G3 | 30 | 10 | 2.0 |
| 低溫溫控閥進(jìn)油管管身① | D4 | 70 | 25 | 2.5 |
| 高溫溫控閥進(jìn)油管管身① | G4 | 60 | 30 | 2.3 |
| 低溫溫控閥進(jìn)油管接頭下 | D5 | 30 | 8 | 3.3 |
| 高溫溫控閥進(jìn)油管接頭下 | G5 | 30 | 9 | 3 |
| 低溫溫控閥出油管接頭上① | D6 | 40 | 15 | 10 |
| 高溫溫控閥出油管接頭上① | G6 | 35 | 12 | 4.5 |
| 低溫溫控閥出油管中部① | D7 | 45 | 12 | 4 |
| 高溫溫控閥出油管中部① | G7 | 40 | 11 | 3.5 |
| 低溫溫控閥出油管接頭下 | D8 | 40 | 12 | 5 |
| 高溫溫控閥出油管接頭下 | G8 | 35 | 10 | 4.0 |
| 低溫安全閥進(jìn)油管接頭上① | D9 | 35 | 10 | 3.5 |
| 高溫安全閥進(jìn)油管接頭上① | G9 | 18 | 5 | 3 |
| 低溫安全閥進(jìn)油管接頭下 | D10 | 30 | 15 | 6.5 |
| 高溫安全閥進(jìn)油管接頭下 | G10 | 18 | 5 | 3 |
| 低溫安全閥出油管接頭上① | D11 | 30 | 15 | 6.5 |
| 高溫安全閥出油管接頭上① | G11 | 20 | 6 | 4 |
| 低溫安全閥出油管接頭下 | D12 | 30 | 15 | 6.5 |
| 高溫安全閥出油管接頭下 | G12 | 20 | 6 | 4 |
a．清潔度不高是造成靜液壓系統(tǒng)管路振動(dòng)的主要原因。通過對(duì)靜液壓系統(tǒng)管路裂漏故障機(jī)車解體檢查，發(fā)現(xiàn)靜液壓管路裂損的機(jī)車，該系統(tǒng)機(jī)油較臟，雜質(zhì)較多，尤其是檢查靜液壓油箱底部時(shí)，發(fā)現(xiàn)沉淀有大量雜質(zhì)或銅粉，這也是廠中修機(jī)車，在修后走行1～2萬千米甚至幾千千米發(fā)生故障的原因所在。由于靜液壓系統(tǒng)是一個(gè)密閉系統(tǒng)，在正常運(yùn)用過程中雜質(zhì)不會(huì)從系統(tǒng)外部帶入。該系統(tǒng)雜質(zhì)的存在有兩方面原因：一方面，在組裝過程中，因配件及管路各接頭、管口防護(hù)不良，人為帶入雜質(zhì)或掉人異物造成；另一方面，靜液壓馬達(dá)、泵裝配不良或裝配后未認(rèn)真進(jìn)行磨合試驗(yàn)，致使裝車后磨損產(chǎn)生銅粉，鐵粉等雜質(zhì)。
b．靜液壓油箱噴嘴固定座開焊、上下噴嘴同軸度超限、是靜液壓管路振動(dòng)的一個(gè)重要原因。靜液壓系統(tǒng)工作時(shí)，具有一定壓力的靜液壓油經(jīng)回油管進(jìn)入上油腔，經(jīng)磁性濾清器過濾后，從上噴嘴高壓噴入下噴嘴，經(jīng)下噴嘴擴(kuò)壓后進(jìn)入靜液壓泵的吸油管，使靜液壓泵自由吸油變成壓力供油。當(dāng)上、下噴嘴同軸度超限(大于0.1mm)，或上、下噴嘴間隙過大、過小[要求(4.6±0.2)mm]時(shí)，容易引起靜液壓泵吸油形成“空穴”現(xiàn)象，使油壓產(chǎn)生波動(dòng)。當(dāng)固定座或下噴嘴座脫焊時(shí)，下噴嘴與上噴嘴間的同軸度、間隙距離都會(huì)引起相應(yīng)的改變，從而引起供給靜液壓泵的油量不穩(wěn)定，造成靜液壓系統(tǒng)高壓管路的油壓時(shí)高時(shí)低，形成油壓波動(dòng)沖擊，導(dǎo)致管路產(chǎn)生高頻振動(dòng)。
靜液壓泵、馬達(dá)組裝不良，配合間隙超限，是靜液壓管路振動(dòng)的又一個(gè)主要原因。若靜液壓泵各柱塞配合間隙存在差異，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中形成高壓波動(dòng)油壓，從而形成脈動(dòng)式?jīng)_擊，引起管路振動(dòng)。
d．溫控閥、靜液壓安全閥作用不良也是引起管路振動(dòng)的一個(gè)原因。由于溫控閥隨機(jī)車油、水溫度的改變不斷調(diào)節(jié)其柱塞滑閥開啟大小引起油壓波動(dòng)，另一方面安全閥的滑閥隨壓力沖擊而產(chǎn)生開關(guān)動(dòng)作，使靜液壓系統(tǒng)管路壓力也發(fā)生波動(dòng)，從而引起管路振動(dòng)。
②管路接頭在組裝時(shí)存在別勁現(xiàn)象是引起管路裂損的另一個(gè)原因。由于存在別勁，往往在接頭根部產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，在高壓靜液壓油交變載荷作用下發(fā)生疲勞裂損。
③管路存在硬傷、嚴(yán)重變形也是引起管路裂損的原因之一。管路硬傷、變形處極易形成應(yīng)力集中而產(chǎn)生疲勞裂損。
機(jī)車設(shè)備_機(jī)車靜液壓系統(tǒng)故障原因分析及處理方法
(1)原因分析
①溫度控制閥失效從靜液壓系統(tǒng)工作原理可知，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)壓力油流量的作用。當(dāng)柴油機(jī)油、水溫度達(dá)到一定值時(shí)，溫度控制閥內(nèi)的恒溫元件動(dòng)作，從而推動(dòng)滑閥逐步關(guān)閉旁通油路。這樣，流經(jīng)靜液壓馬達(dá)的壓力油逐漸增多，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)定值或風(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。
a. 滑閥與閥體的配合間隙不當(dāng)或有臟物使滑閥發(fā)卡。
b．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(dòng)作。
c. 滑閥的行程達(dá)不到規(guī)定的要求，其zui大行程小于7.5mm，導(dǎo)致滑閥在油、水zui高溫度（水溫82℃±2℃，油溫65℃±2℃）對(duì)不能全部關(guān)閉。
d．溫度控制閥的始動(dòng)溫度高于規(guī)定的始動(dòng)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(shí)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速卻達(dá)不到相應(yīng)的額定轉(zhuǎn)速。
②安全閥失效機(jī)車安全閥（見圖B）與普通的安全閥不同，其開啟壓力不是一個(gè)定值。若機(jī)車安全閥失效，將導(dǎo)致其開啟壓力低于高壓油路的工作壓力，回油通路不該開啟時(shí)開啟，使得油路建立不起正常的油壓，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。
a．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，則錐閥被推離錐閥體，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。國越貿(mào)易傳感器有限公司
b．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，被推離閥體必須克服這三種力。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)轉(zhuǎn)速升高而增大。當(dāng)油管斷裂或油管接頭漏油時(shí)，D腔內(nèi)建立不起油壓，此時(shí)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。
c．阻尼塞內(nèi)孔被異物堵塞導(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。
d．滑閥犯卡，使安全閥始終處于開通狀態(tài)。
e．導(dǎo)閥犯卡，使錐閥始終離開錐閥體，造成安全閥失效。
③靜液壓泵故障DF4B型機(jī)車采用ZB732型靜液壓泵。當(dāng)靜液壓泵的主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，與主軸連在一起的壓板便隨之旋轉(zhuǎn)，這時(shí)與壓板相連的7根球頭連桿也隨之跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，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壓力不夠造成的。此故障的主要原因如下。
a. 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。
b．液壓缸體與配油盤接觸面嚴(yán)重拉傷，造成密封性能差，使靜液壓泵油壓不足。
c．靜液壓泵液壓缸體孔拉傷，使得柱塞與液壓缸體配合間隙不符合要求。
d．心軸彈簧斷，液壓缸體與配油盤表面不能緊密貼合。
e．有的靜液壓泵可通過調(diào)整墊片來控制液壓缸體與配油盤的間隙。在組裝時(shí)，若調(diào)整墊片的厚度不夠，液壓缸體與配油盤的間隙將大于規(guī)定值(0.015～0.025mm)。這樣一來使部分液壓油不進(jìn)入液壓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，造成泵油壓不夠。
④靜液壓馬達(dá)故障DF4B型機(jī)車采用的ZM732型靜液壓馬達(dá)和ZB732型靜液壓泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)*相同。其常見故障如下。
a. 馬達(dá)軸承燒損，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)阻力增大，造成風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活。
b．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(dòng)，使液壓缸體與配油盤之間出現(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)速低。
c．靜液壓馬達(dá)柱塞或液壓缸體內(nèi)孔拉傷，使得其配合間隙不符合要求，就會(huì)影響到柱塞的正常吸油和排油。
d．液壓缸體表面拉傷嚴(yán)重，導(dǎo)致液壓缸體與配油盤表面不能緊密貼合。
(2)處理方法
靜液壓系統(tǒng)常見故障zui終反映在風(fēng)扇不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速不正常。處理故障時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確判斷其產(chǎn)生的原因，并采取以下步驟進(jìn)行檢查和處理。
①起機(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(dòng)風(fēng)扇，若轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，可判斷為靜液壓馬達(dá)故障，再根據(jù)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)。
②起機(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zui大值（水溫82℃土2℃，油溫65℃±2℃）時(shí)，在柴油機(jī)zui高轉(zhuǎn)速下，手動(dòng)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(dòng)調(diào)不進(jìn)去時(shí)，說明滑閥犯卡）。如果風(fēng)扇轉(zhuǎn)速正常，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，當(dāng)用手摸溫度控制閥回油管與進(jìn)油管感到無明顯溫差時(shí)，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。
③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zui高位，用手模安全閥回油管和進(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，可以先拆下安全閥在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試。如果測(cè)試結(jié)果不符合要求，說明安全閥失效，更換即可；如果測(cè)試正常，則為靜液壓馬達(dá)的故障，必須更換靜液壓馬達(dá)。
④如果溫度控制閥及靜液壓馬達(dá)均正常，可將柴油機(jī)轉(zhuǎn)速保持在zui高位；如果風(fēng)扇轉(zhuǎn)速仍然偏低，則可判斷為靜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(huì)恢復(fù)正常。
⑤在檢查靜液壓泵或馬達(dá)時(shí)，測(cè)試它的容積效率。因?yàn)橹B桿組與相應(yīng)缸體的間隙過大，其泄漏量必然較大，因而容積效率降低。當(dāng)靜液壓泵或馬達(dá)的容積效率低于規(guī)定值時(shí)必須檢修或更換。
⑥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。