張 利 上海鐵路局上海鐵路機(jī)務(wù)綜合開(kāi)發(fā)有限公司

DF型內(nèi)燃機(jī)車(chē)靜液壓系統(tǒng)管路裂漏故障分析及預(yù)防措施

張 利 上海鐵路局上海鐵路機(jī)務(wù)綜合開(kāi)發(fā)有限公司

通過(guò)對(duì)DF型內(nèi)燃機(jī)車(chē)靜液壓系統(tǒng)管路裂漏分析,找出管路裂漏的原因，并提出有效的預(yù)防措施。

靜液壓；管路；裂漏；故障；分析；措施

上海鐵路局合肥機(jī)務(wù)段配屬DF型內(nèi)燃機(jī)車(chē)358臺(tái)，機(jī)型有 DF4B、DF4C、DF4D、DF5、DF7、DF8B共6種。近年來(lái)由于高速、重載及小輔修公里數(shù)延長(zhǎng)的大力推行，靜液壓系統(tǒng)管路裂漏的故障較突出，并已成為慣性故障之一。機(jī)車(chē)靜液壓管路裂漏故障的發(fā)生，致使靜液壓系統(tǒng)不能正常工作，最終機(jī)車(chē)會(huì)因油水溫度過(guò)高而產(chǎn)生機(jī)破，嚴(yán)重影響機(jī)車(chē)的使用效率。

1 問(wèn)題的提出

機(jī)車(chē)運(yùn)行途中如果靜液壓系統(tǒng)管路發(fā)生裂漏，靜液壓油流失，靜液壓泵、靜液壓馬達(dá)等重要部件就會(huì)干磨，不能正常工作，使機(jī)車(chē)油水溫度過(guò)高，發(fā)生機(jī)破，嚴(yán)重?cái)_亂機(jī)車(chē)正常運(yùn)行秩序。同時(shí)靜液壓油流淌到冷卻間地板上，處理起來(lái)工作量大。有時(shí)靜液壓油會(huì)通過(guò)通風(fēng)機(jī)流淌到下部電機(jī)而使電機(jī)進(jìn)油，給檢修工作帶來(lái)很大的困難。清洗各管路須更換該系統(tǒng)所有部件，檢修成本因此而大量增加。從近兩年進(jìn)庫(kù)小輔修、碎修、臨修分析統(tǒng)計(jì)看，該故障約占內(nèi)燃機(jī)車(chē)輔助部分的25%。由于故障現(xiàn)象各異，且故障處理時(shí)間長(zhǎng)，直接影響機(jī)車(chē)供給。

1.1 近兩年靜液壓系統(tǒng)管路裂漏故障件數(shù)及性質(zhì)統(tǒng)計(jì)（見(jiàn)表1）

表1 近兩年靜液壓系統(tǒng)管路裂漏故障件數(shù)及性質(zhì)統(tǒng)計(jì)情況

1.2 近兩年靜液壓系統(tǒng)管路裂漏故障類別統(tǒng)計(jì)（見(jiàn)表2）

表2 近兩年靜液壓系統(tǒng)管路裂漏故障類別統(tǒng)計(jì)情況

2 機(jī)理分析

DF型機(jī)車(chē)靜液壓系統(tǒng)是采用兩套獨(dú)立的高、低溫系統(tǒng)，以保證柴油機(jī)油水溫度在正常的范圍內(nèi)工作。該系統(tǒng)主要部件：靜液壓泵、靜液壓馬達(dá)、安全閥、溫控閥、靜液壓油箱、控制油缸及大量管路等組成。

圖1 DF4型機(jī)車(chē)靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖

圖1為DF4型機(jī)車(chē)靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖。（其余DF型機(jī)車(chē)靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理與DF4型機(jī)車(chē)相同）

當(dāng)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，經(jīng)傳動(dòng)軸、靜液壓變速箱帶動(dòng)靜液壓泵旋轉(zhuǎn)，靜液壓泵從油箱把油吸入后，將柴油機(jī)傳入的旋轉(zhuǎn)形式的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓油壓力能，提高壓力后再通過(guò)高壓管路將液壓油打入靜液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)高壓油還分別流向安裝在冷卻水和機(jī)油管路上的溫控閥及安裝在高壓管路和低壓回油管路之間的安全閥。靜液壓管路存在強(qiáng)烈高頻振動(dòng),且管路中部振幅最大,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。

3 原因分析

3.1 靜液壓系統(tǒng)的配件組裝質(zhì)量

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(guò)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)，造成管接頭容易裂漏。

靜液壓管路長(zhǎng)、壓力高，缺少卡碼固定是造成管接頭容易裂漏的另一個(gè)主要原因。

3.2 靜液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境

近年來(lái)交路延長(zhǎng)，加之小輔修公里數(shù)由5萬(wàn)km延長(zhǎng)至6.5萬(wàn)km，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。

靜液壓油品質(zhì)差，清潔度不高加大了靜液壓泵、馬達(dá)磨耗損害。

3.3 崗位人員作業(yè)

由于組裝人員技術(shù)水平和責(zé)任心等原因，組裝時(shí)螺母、接頭絲扣已損壞而未及時(shí)更換。

管路接頭在組裝時(shí)存在抗勁現(xiàn)象是引起管路裂損的另一個(gè)原因。由于存在抗勁,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。

未采用科學(xué)的檢測(cè)手段判斷故障點(diǎn)，消除故障源。

3.4 靜液壓系統(tǒng)配件的自身質(zhì)量

靜液壓泵、馬達(dá)等配件質(zhì)量不高。

管路接頭長(zhǎng)期使用未及時(shí)更換，總結(jié)歸納為引起DF4機(jī)車(chē)靜液壓系統(tǒng)管路裂漏的根本原因有七點(diǎn)：

（1）靜液壓泵、馬達(dá)狀態(tài)不良。

（2）管路卡碼布置不規(guī)范。

（3）靜液壓油品質(zhì)差，配件清潔度不高。

（4）組裝時(shí)管路抗勁。

（5）管接頭本身或人為組裝時(shí)狀態(tài)不良。

（6）管路接頭自身疲勞裂漏。（7）管路與管路之間碰磨。規(guī)范，不科學(xué)，往往會(huì)引起管路振動(dòng)大，致使大配件隨之振動(dòng)，應(yīng)力過(guò)于集中引起體裂漏。通過(guò)對(duì)靜液壓高、低溫回油管路有針對(duì)性的加裝固定卡碼，且同一管路卡碼間距保持在1m范圍，及時(shí)有效減小管路振動(dòng)（如圖3所示）。

圖2 靜液壓系統(tǒng)測(cè)壓

圖3 加裝固定卡碼

4 防止措施

4.1 通過(guò)對(duì)靜液壓系統(tǒng)的測(cè)壓，及時(shí)預(yù)防故障的發(fā)生

在操縱油缸的進(jìn)油管接頭處接上壓力表，然后啟機(jī)頂死溫控閥故障螺釘試驗(yàn)測(cè)出靜液壓系統(tǒng)的最大壓力值，如該壓力值低于標(biāo)準(zhǔn)壓力，或壓力值異常波動(dòng)，則進(jìn)一步判斷，找出運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)不良的靜液壓泵、馬達(dá)及時(shí)進(jìn)行更換，排除振動(dòng)源（如圖2所示）。

4.2 對(duì)靜液壓高、低溫回油管路有針對(duì)性的加裝固定卡碼

針對(duì)廠、中修回段以及調(diào)撥來(lái)的機(jī)車(chē)，發(fā)現(xiàn)管路之間卡碼裝的較少，布局不

4.3 提高配件清潔度，杜絕污染源

對(duì)廠中修機(jī)車(chē)管路配件進(jìn)行徹底沖洗,除去管路內(nèi)部雜質(zhì)，靜液壓泵及馬達(dá)、油箱等重要部件接頭管口要進(jìn)行有效防護(hù),確保各備品的組裝清潔度。其次要抓好靜液壓油脂的清潔，發(fā)現(xiàn)有污染現(xiàn)象的及時(shí)更換油脂。

4.4 認(rèn)真落實(shí)檢修組裝工藝，提高配件檢修質(zhì)量

管路組裝時(shí),要保證其處于自由狀態(tài)，配件檢修時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行檢修工藝,保證各部配合間隙符合要求，消除組裝時(shí)的管路抗勁引起的管路振動(dòng)加劇現(xiàn)象。

4.5 采取措施更換接頭，避免裂漏

針對(duì)管接頭本身或人為組裝時(shí)狀態(tài)不良，在作業(yè)過(guò)程中經(jīng)常碰到接頭處球頭與球窩的接觸面不良、絲扣不好及螺母松曠緊余量不足等情況，這時(shí)應(yīng)果斷采取措施更換接頭，避免裂漏。

4.6 對(duì)操縱油缸管由鐵管改為不銹鋼軟管

機(jī)車(chē)高速、重載、長(zhǎng)交路，小輔修公里數(shù)延長(zhǎng)，管路工作條件惡劣，變形嚴(yán)重，變形處極易形成應(yīng)力集中而產(chǎn)生疲勞裂損。此時(shí)我們應(yīng)通過(guò)對(duì)動(dòng)態(tài)運(yùn)用機(jī)車(chē)及時(shí)跟蹤監(jiān)控管路狀態(tài)，有效卡控及防范管路接頭自身疲勞裂漏。同時(shí)對(duì)操縱油缸管由鐵管改為不銹鋼缸軟管，減少振動(dòng)造成的烈漏。

4.7 采用加墊減振，調(diào)整管路狀態(tài)來(lái)消除碰磨

由于管路與管路之間布局不規(guī)范、不合理產(chǎn)生碰磨、振動(dòng)磨擦，造成破損裂漏，我們通過(guò)對(duì)廠、中修回段以及小輔修機(jī)車(chē)加大整治力度，采用加墊減振，調(diào)整管路狀態(tài)來(lái)消除碰磨。5結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)裝表測(cè)壓力，更換了不良靜液壓泵和靜液壓馬達(dá)，合理加裝布局卡碼基本消除了振動(dòng)源，避免了因靜液壓系統(tǒng)裂漏而可能造成的機(jī)破和運(yùn)緩。2013年該段沒(méi)有發(fā)生一起因靜液壓系統(tǒng)管路裂漏引發(fā)的機(jī)破，機(jī)車(chē)靜液壓系統(tǒng)管路裂漏故障率大幅度降低。與前兩年比較，直接節(jié)約材料費(fèi)約幾十萬(wàn)元，職工勞動(dòng)強(qiáng)度大幅降低，取得了明顯的效果。

[1]鐵道部大連機(jī)車(chē)車(chē)輛工廠.東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車(chē)[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，1993.

[2]侯天理，何國(guó)煒.柴油機(jī)手冊(cè)[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，1993.

責(zé)任編輯：萬(wàn)寶安

來(lái)稿日期：2014-07-24