機(jī)車設(shè)備_機(jī)車靜液壓系統(tǒng)故障原因分析
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。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)檢測限度值
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管路、接頭
名稱 |
編號 |
最大值/g |
有效值/g |
峭度/(ds/dt) |
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管路、接頭
名稱 |
編號 |
最大值/g |
有效值/g |
峭度/(ds/dt) |
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低溫液壓缸出油管接頭 |
D1 |
50 |
15 |
4 |
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高溫液壓缸出油管接頭 |
G1 |
20 |
6 |
3 |
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低溫泵體 |
D2 |
45 |
14 |
3 |
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高溫泵體 |
G2 |
45 |
11 |
3.8 |
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低溫溫控閥進(jìn)油管接頭上① |
D3 |
32 |
12 |
2.6 |
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高溫溫控閥進(jìn)油管接頭上① |
G3 |
30 |
10 |
2.0 |
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低溫溫控閥進(jìn)油管管身① |
D4 |
70 |
25 |
2.5 |
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高溫溫控閥進(jìn)油管管身① |
G4 |
60 |
30 |
2.3 |
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低溫溫控閥進(jìn)油管接頭下 |
D5 |
30 |
8 |
3.3 |
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高溫溫控閥進(jìn)油管接頭下 |
G5 |
30 |
9 |
3 |
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低溫溫控閥出油管接頭上① |
D6 |
40 |
15 |
10 |
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高溫溫控閥出油管接頭上① |
G6 |
35 |
12 |
4.5 |
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低溫溫控閥出油管中部① |
D7 |
45 |
12 |
4 |
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高溫溫控閥出油管中部① |
G7 |
40 |
11 |
3.5 |
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低溫溫控閥出油管接頭下 |
D8 |
40 |
12 |
5 |
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高溫溫控閥出油管接頭下 |
G8 |
35 |
10 |
4.0 |
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低溫安全閥進(jìn)油管接頭上① |
D9 |
35 |
10 |
3.5 |
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高溫安全閥進(jìn)油管接頭上① |
G9 |
18 |
5 |
3 |
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低溫安全閥進(jìn)油管接頭下 |
D10 |
30 |
15 |
6.5 |
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高溫安全閥進(jìn)油管接頭下 |
G10 |
18 |
5 |
3 |
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低溫安全閥出油管接頭上① |
D11 |
30 |
15 |
6.5 |
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高溫安全閥出油管接頭上① |
G11 |
20 |
6 |
4 |
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低溫安全閥出油管接頭下 |
D12 |
30 |
15 |
6.5 |
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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。