1 概述
DF4B型机车冷却风扇的驱动采用了静液压传动技术，通过与静液压马达并联的温控阀来控制流人静液压马达液压油的流量，实现冷却风扇的无级调速，从而使柴油机冷却水和机油的温度在要求的范围内变化。这不仅有效地提高了内燃机车柴油机的经济性和使用寿命，而且还降低了冷却风扇的功率消耗。
为了使柴油机冷却水和机油温度达到自动恒温控制的目的，DFgB型机车配置了两个冷却风扇，且各有一套独立的静液压传动系统。两个系统完全一样，均由静液压泵、静液压马达、温控阀、安全阀、热交换器、静液压油箱、自动百叶窗油缸、高压软管及其他管件组成。
该静液压传动系统的工作原理是：当柴油机运转时，经传动轴、静液压变速箱带动静液压泵旋转，静液压泵从油箱把油吸入后，将柴油机传人的旋转形式的机械能转换成液压油压力能，再通过高压管路将液压油打入静液压马达，从而将液压油压力能转换成马达旋转形式的机械能，驱动冷却风扇旋转。从静液压马达出来的已经释放能量的液压油进入热交换器冷却后，与从温控阀出来的另一部分液压油汇合进入静液压油箱，经磁性滤清器过滤及底部的喷嘴喷射升压后，以一定的供油压力重新进入静液压泵，完成一个工作循环。
图1为DFaB型机车静液压传动系统原理图。
因为两套系统完全一样，所以图中只画一套静液压系统。
图1 DF4B型机车静液压传动系统原理图
l一静液压泵；2一安全阀；3一温控阀；4一静液压马达；
5一冷却风扇；6一热交换器和冷却水管；7一静液压油箱；
8、9一自动百叶窗油缸；10一高压管；1l一低压管；
l2一回油管；l3一泄漏油管；l4一冷却水管或机油管。
两个静液压系统通过温控阀，由柴油机冷却水和机油的温度来控制冷却风扇转速。对北方高原地区来说，温控阀的技术参数是这样设定的：当柴油机冷却水和机油的温度分别低于66℃和55℃时，并联在静液压马达管路中的温控阀处于开启状态，静液压泵压出的液压油经温控阀旁通口回油管路流回油箱，起到了泄压、回油的作用，通往静液压马达的高压油路根本就建立不起太高的压力来。
因此，冷却风扇随同静液压马达处于静止状态，静液压泵在无负荷工况下运转，消耗的功率很小。反之，当柴油机冷却水和机油的温度分别高于66℃和55℃时，温控阀内的感温元件膨胀，从而推动体内的滑阀，逐渐将旁通口关闭，高压液压油大部或全部进入静液压马达，从而使其带动冷却风扇由低速逐渐达到全速。与此同时，随着冷却风扇转速的增高，高压油管和静液压马达出口管路的压差也不断增加，与静液压马达并联安装的自动百叶窗油缸开始打开侧百叶窗，并逐渐达到全开，以利于散热器组通风冷却。图2为温控阀结构图。
图2 温控阀结构图
1一感温元件；2一阌盖；3一阀体；4一弹簧；5一挡圈；
6一弹簧座；7一滑阀；8一调节螺钉；9一伸缩杆
静液压传动系统中管路及元件较多，系统较为复杂，机车在运用过程中经常会发生一些静液压故障，其中有些故障一时很难准确判断。因此，在处理过程中，为找出故障根源费时费力，给正常检修带来了很大的困难。
2 故障原因及判断处理
一般来说，自动百叶窗油缸和热交换器结构较为简单，只是产生些泄漏，很好处理，不存在什么大问题。发生疑难故障的常常是静液压泵、静液压马达、温控阀、安全阀、静液压油箱及相连管路，下面进行具体的分析和探讨。
2．1 静液压泵或马达故障
DF4B型机车采用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、轴伸结构和外部的连接方式不同外，内部结构和尺寸完全一致。
静液压泵或马达发生的故障主要是有异音噪声、振动、泵体高温、油封漏油等。静液压系统元件布置高低不一，管路走向复杂，液压油平时储存在管路系统和油箱中。在停机状态下，从油箱加油口向系统注油时不可能一次注满，需起机后补油才能使整个系统充满液压油。如果静液压系统未充满液压油，管路或元件内部存有空气，会造成静液压泵和马达的抽空、压缩、膨胀，从而产生强烈噪声并伴随剧烈的管路振动。为确保静液压系统正常工作，必须及时观察油箱油位和液压油内是否有大量乳白色气泡。如果油箱油位低，就应马上补油，一直补到油位中刻度；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，柴油机冷却水和机油的温度分别高于66℃和55℃，
温控阀动作，以使处在较高位置的管内空气通过油箱排气孔排出。随着气泡的减少和管路系统中液压油的补充，静液压泵和马达的噪声及管路的振动就会消失。
柴油机从高转速降到低转速，静液压马达仍在驱动冷却风扇旋转时，如果能听到静液压泵或马达附近有异音，就表明连杆柱塞与油缸体柱塞孔的配合间隙大。如果异音很小，而且冷却风扇能达到全转速，则可以投入正常运用。反之，必须拆检处理或更换。
在机车日常运用中，必须注意静液压泵或马达壳体有无过热现象，若用手触摸明显感觉到温度很高，或用点温计检测温度在90℃以上，就应对泵或马达进行拆检。因为这种情况通常是由轴承损坏、管路油路不畅、柱塞副自润滑不良造成的。
检查静液压泵或马达时，最好在试验台测量其容积效率，其值不能低于94％。容积效率偏低，说明柱塞与柱塞孔配合间隙太大或配流盘与油缸体拉伤严重，其泄油量必然增大，从而相对降低冷却风扇转速，导致柴油机冷却水和机油的温度升高。
因此，必须更换或修理相关零部件。静液压泵或马达油封漏油属易发惯性故障，一般都是很轻微的泄漏，判断起来有一定难度，其主要原因是：(1)马达油封附近易漏油的活接头和马
达体密封部位较多，冷却风扇的高速旋转风流很大，使轻微泄漏的油变成雾状，甩得到处都是，难以确定泄漏点；(2)静液压泵和变速箱连接，油封漏油根本就看不见。针对上述情况，最简捷而准确的判断途径是：肉眼查看马达主轴颈，如果上面明显有油，说明马达油封肯定泄漏，必须更换油封。反之，油是其他地方泄漏的，需查找确认后再作处理。
如果变速箱通风机传动轴颈处漏油，而且静液压油箱经常需补油，则说明静液压泵油封泄漏，必须更换油封。
2．2 温控阀、安全阀故障
在DF4B型机车静液压系统中，温控阀通过调节通往静液压马达液压油的流量来控制冷却风扇
转速，而安全阀是随着静液压泵的不同转速提供安全适度的开启压力，对整个静液压系统起着保护作用，它们是系统中重要的自动控制部件。机车运用中，如果产生柴油机冷却水或机油的温度偏高的现象，一般是由温控阀感温元件老化失灵或安全阀零件拉伤不灵活所致。究竟是由哪个部件造成的故障，判断起来难度很大，绝大部分找不到充分的依据。基于这种情况，为彻底一次性地消除故障，提高检修效率和机车运用率，最好的办法是温控阀和安全阀同时更换，更换下来后上试验台校验，合格的备用，不合格的检修或报废。在柴油机低转速情况下，静液压马达刚开始旋转不久，若听到静液压系统中发出清脆而连续的异音，基本可断定这种异音是由温控阀的滑阀撞击阀体产生的。这是因为柱塞式静液压泵打出的液压油存在脉冲，对温控阀的滑阀必然有周期性的冲击。如果滑阀和阀体的配合间隙适当，滑阀紧贴阀体，就不会产生异音；若两者配合间隙过大，周期性的液压冲击必定使它们产生碰撞，从而发出异音。
因此，必须严格控制滑阀和阀体的配合间隙，使其符合技术标准要求。对上述异音较大的温控阀必须马上更换。
2．3 静液压油箱故障
静液压油箱主要由磁性滤清器、加油口、上喷嘴、下喷嘴、箱体和油表等组成，上、下接口分别与静液压系统回油管和泄油管相连。箱体分上、下两腔，上腔内装磁性滤清器，对液压油中的导磁性杂质进行过滤；fF腔为补油腔，内装喷嘴装置，既起补充回路中泄漏油的作用，又确保静液压泵吸油口的供油压力。
静液压系统正常工作时，具有一定压力的液压油经回油管进入上油腔，再经磁性滤清器过滤后从上喷嘴高速射人下喷嘴，并在上、下喷嘴之间形成抽吸真空，自然进行补油。液压油流经下喷嘴扩压后，把液流的动能转化为压能压入液压泵进口，保持一定的供油压力，避免静液压泵吸空穴蚀。图3为静液压油箱示意图。
图3 静液压油箱示意图
l一磁性滤清器；2一加油口；3一上喷嘴；4一下喷嘴；
5一箱体；6一油表
静液压油箱故障主要有两个：(1)静液压油箱产生高频振动并发出异常声音；(2)机车停机若干时问后从加油口排气孔溢油。
第1个故障是由上、下喷嘴不对中或间隙不符合要求造成的。若上、下喷嘴不对中，上喷嘴的高速液压油就不可能全部直接喷入下喷嘴孔，从而导致下喷嘴的高频振动，静液压油箱发出“嘶、嘶”的声音。一般来说，很难一下子就判断出是油箱发出了这种声音，但若用手触摸油箱，就会感到有明显振感，由此可准确断定，这是由上、下喷嘴不对中造成的。若上、下喷嘴的间隙过大，上喷嘴高速喷射出来的液压油不能被下喷嘴全部吸收，从而破坏了它的自吸性能；若间隙过小，不利于上喷嘴向下喷嘴喷射液压油时将部分油带入下喷嘴，无法弥补静液压泵和马达泄漏产生的液压油损失。换句话说，上、下喷嘴的间隙只要不合适，就会产生吸空穴蚀并出现噪声。上述故障引起的声音，听起来不连续，而且与柴油机转速和油、水温度的高低有一定关系，一般在自动百叶窗将要打开时声音最大。对这种状况要及时进行检修，彻底消除故障。
第2个故障是机车停机后，静液压油停止了循环，系统内部只要有气体，就无法从排气口排出。正常情况下，静液压管路系统内部没有空气，不管是机车运转还是停机，静液压油箱的油位是不变的，按标准要求在油表中间位。若高于静液压油箱且和其相通的系统管路活接头连接密封不严，机车停机后，由于大气压高于管内压力，外界空气自然要进入管内，且占据的空间越来越大，促使液压油移动，静液压油箱油位逐步上升，最后达到从加油口排气孔溢油。根据以上分析，对马达泄油管和回油管活接头及自动百叶窗油缸回油管活接头要逐个排查，凡是有漏油迹象的活接头，都要认真拆解处理，彻底消除故障。对马达和自动百叶窗油缸的进油管活接头只进行检查即可，不必盲目拆解处理。因为它们在机车运用状态下承受的压力很高，只要漏油就会很明显。实践证明，高压进油管路活接头一般没有漏油现象，空气不会进入管内而导致溢油。
3 结语
以上简要阐述了DF4B型机车静液压传动系统的工作原理、故障基本原因及判断处理方法。通过实施具体有效的措施，基本上能消除各种故障，效果明显。有些故障与机车其他系统存在一定关系，因此，必须结合相关系统进行综合分析，正确判断和消除所产生的故障。 汇荣流体（http://www.servo-valve.cn/） |
