机车设备_机车静液压系统故障
某DF4B型内燃机车的冷却风扇采用了静液压技术,能满足机车柴油机在不同转速下的冷却要求。它通过与静液压马达并联的温度控制阀的节流调速原理来控制流入静液压马达的工作介质流量,从而实现对冷却风扇的无级调速,保证柴油机机油和冷却水的温度在要求的范围内,这样不仅降低了冷却风扇的功率消耗,而且提高了柴油机的经济性和使用寿命。
DF4B型内燃机车采用了高、低温2个冷却风扇,各配置1套独立的静液压系统,系统中的部件完全一样,均由静液压泵、静液压马达、温度控制阀、安全阀、静液压油热交换器、静液压油箱、高压软管及其他管件组成。
机车在运用中经常会发生异音故障,由于静液压系统中管路及元件较多,系统较复杂,使得判断、处理较困难,既增加了检修工作量,又延长了机车库停时间,影响机车的正常运用次序。如DF4B7064型机车预报静液压系统有异音,经调换低温静液压油箱,更换高温温度控制阀,最后更换低温静液压泵,历时1个多月,几次进库检查处理才消除故障。
(1)异音故障产生的原因、判断及解决措施
一般来说,侧百叶窗工作液压缸、静液压油热交换器、高压软管等由于结构简单,不会产生异音故障。发生故障的常常是静液压泵、静液压马达、静液压油箱和温度控制阀。
①静液压泵及马达异音故障DF4B型机车采用的ZB732型静液压泵和ZM732型静液压马达,均为轴向柱塞式,除泵体外形、主轴伸出端结构略有不同外,两者内部结构完全一致。静液压泵和马达异音故障的情况可归纳总结为以下4个方面。
a. 由于静液压系统中未充满液压油,管路或元件内存在空气,造成静液压泵和马达的抽空、压缩、膨胀而产生强烈噪声,并伴随剧烈的管路振动。这种情况的判断较为简单,只需观察静液压油箱内的油位和油箱内是否有大量乳白色的气泡即可。如果油箱油位低,就补油;如果油箱内有大量气泡,就设法排气。排气时,必须使柴油机保持较高转速,使冷却风扇旋转,以使位于较高位置的侧百叶窗工作油缸油管内和静液压马达内的空气通过油箱排气孔排出。
b.由于静液压泵或马达的柱塞与液压缸体的配合间隙过大而产生异音。当柴油机转速从高降到低,或在低转速且冷却风扇工作时,如果听到“嘎啦、嘎啦”的声音,就是因此而产生的。因为当静液压泵或马达主轴旋转时,其连杆通过柱塞的外壁推动液压缸体旋转。由于液压缸体与主轴的轴线成25°倾角,所以各个柱塞连杆组在做旋转运动的同时还做往复运动,这样就产生了吸、排油作用,若连杆柱塞与液压缸体柱塞孔的配合间隙过大,就会影响柱塞的正常吸、排油。当柴油机转速高时,由于静液压变速箱处的噪声较大,静液压泵或马达的异音就被掩盖,而当柴油机转速低时,就能明显听到这种声音。当柱塞连杆组、、配油盘和液压缸体间隙过大时,其泄漏油量必增大,将降低静液压泵和马达的容积效率,所以可通过测量其容积效率来判断,方法是将泄漏油管接头拆开,用量杯收集泄漏油量。
c.由于静液压泵或马达的轴承有故障而产生异音。如果静液压泵或马达工作时发出“哒啦、哒啦”的声音,且用手触摸其壳体,明显感到温度偏高,一般为轴承内外套滚动体、工作面或套圈的配合面发生磨伤、压坑、剥离,或轴承保持架出现飞边、变形、断裂故障。此故障有可能导致静液压泵或马达卡死,危害较大。如DF483479型机车就曾发生静液压马达轴承保持架断裂,卡死主轴,导致冷却风扇不能工作而造成机破事故。
d. 由于静液压泵主轴花键与静液压变速箱花键套配合间隙过大而产生异音。如果在静液压变速箱花键处听到夹杂着“吱、吱”的轰鸣声,且随着静液压泵消耗功率增大而变大,一般为静液压泵主轴花键与静液压变速箱花键套侧隙过大引起啮合不良,产生异音。如DF487062型机车就由于静液压泵主轴磨损而发生异音,其主轴处磨损痕迹明显,有许多五金屑末。但有时此故障与静液压油箱故障产生的异音较难区分,只能用排除法。
②静液压油箱异音故障静液压油箱主要由箱体、油表、磁性滤清器、上喷嘴、下喷嘴、加油口、油堵和温度传感器组成。箱体分上、下两腔,上腔内装磁性滤清器,对液压油中的铁磁性固体杂质进行过滤;下腔为补油腔,内装喷嘴装置,既补充回路中的泄漏油,又确保静液压泵吸油口的供油压力。静液压油箱异音故障主要有以下两种。
a.油箱下喷嘴安装座脱焊造成油箱上、下喷嘴不对中,此时上喷嘴的高速液压油就不可能全部直接喷入下喷嘴,从而导致下喷嘴的高频振动,这样就可以在静液压油箱处听到“嘶、嘶”的声音。手摸静液压油箱,则可以感到油箱有明显的振动。此故障只需打开油箱检查孔盖,检查油箱下喷嘴安装座或用木棒敲击安装座,看是否松动,即可确定。如DFB3452型机车预报静液压油箱处有异音,打开检查孔盖发现安装座已脱焊2处。但由于每次检查都需放尽液压油,非常麻烦,且静液压油箱处空间狭窄,影响准确检查、判断。为此及时修订工艺,针对现行中修工艺是针对无检查孔盖的静液压油箱的不足,补充要求中修时必须打开检查孔盖检查油箱内部上、下喷嘴及支架接头状态。
b. 油箱磁性滤清器的磁铁片紧固螺栓松动,磁铁片在静液压油的冲击下,产生高频振动而发出异音。此故障如不及时发现处理,磁铁片就会松脱,从而堵塞上、下油腔通路。为此,可采取在小、辅修范围中增加每次辅修时检查静液压油箱磁芯的措施。
③温度控制阀异音故障温度控制阀主要由感温元件、阀体、滑阀、阀盖和调节螺钉等组成,它的作用是自动控制冷却风扇变速。若在静液压冷却风扇刚开始旋转,就听到静液压系统发出清脆而连续的金属撞击声,一般为温度控制阀故障所致。
因为DF4型机车采用ZB732型静液压泵,其泵出的液压油存在脉冲,若阀体的滑阀配合间隙过大,液压油周期性冲击会使滑阀和阀体产生碰撞,发出清脆的撞击声如将温度控制阀分解,观察滑阀和阀体,其上则可见撞击痕迹。此异音故障一般发生在柴油机转速为700r/min左右,冷却风扇处于工作状态时最明显。要消除此故障,必须严格控制滑阀和阀体的配合间隙,同时把好进料关,控制好滑阀和阀体本身的内在质量。
(2)小结
通过分析以上原因并采取相应措施后,基本消除了DF4B型机车静液压系统异音故障,提高了机车运用质量,减少了机车库停时间,但由于静液压系统元件多,管系布置复杂,要及时、准确地判断静液压系统异音故障,还需在生产实践中作进一步摸索和研究。
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