DF型內(nèi)燃機車靜液壓系統(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務(wù)綜合開發(fā)有限公司

DF型內(nèi)燃機車靜液壓系統(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務(wù)綜合開發(fā)有限公司

通過對DF型內(nèi)燃機車靜液壓系統(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

上海鐵路局合肥機務(wù)段配屬DF型內(nèi)燃機車358臺，機型有 DF4B、DF4C、DF4D、DF5、DF7、DF8B共6種。近年來由于高速、重載及小輔修公里數(shù)延長的大力推行，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。機車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，最終機車會因油水溫度過高而產(chǎn)生機破，嚴(yán)重影響機車的使用效率。

1 問題的提出

機車運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、靜液壓馬達等重要部件就會干磨，不能正常工作，使機車油水溫度過高，發(fā)生機破，嚴(yán)重擾亂機車正常運行秩序。同時靜液壓油流淌到冷卻間地板上，處理起來工作量大。有時靜液壓油會通過通風(fēng)機流淌到下部電機而使電機進油，給檢修工作帶來很大的困難。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。從近兩年進庫小輔修、碎修、臨修分析統(tǒng)計看，該故障約占內(nèi)燃機車輔助部分的25%。由于故障現(xiàn)象各異，且故障處理時間長，直接影響機車供給。

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（見表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)計情況

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

表2 近兩年靜液壓系統(tǒng)管路裂漏故障類別統(tǒng)計情況

2 機理分析

DF型機車靜液壓系統(tǒng)是采用兩套獨立的高、低溫系統(tǒng)，以保證柴油機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、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型機車靜液壓傳動系統(tǒng)原理圖

圖1為DF4型機車靜液壓傳動系統(tǒng)原理圖。（其余DF型機車靜液壓傳動系統(tǒng)原理與DF4型機車相同）

當(dāng)柴油機運轉(zhuǎn)時，經(jīng)傳動軸、靜液壓變速箱帶動靜液壓泵旋轉(zhuǎn)，靜液壓泵從油箱把油吸入后，將柴油機傳入的旋轉(zhuǎn)形式的機械能轉(zhuǎn)換成液壓油壓力能，提高壓力后再通過高壓管路將液壓油打入靜液壓馬達驅(qū)動冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動，同時高壓油還分別流向安裝在冷卻水和機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。靜液壓管路存在強烈高頻振動,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、馬達組裝不良,配合間隙超限,是靜液壓管路振動的一個主要原因。若靜液壓泵各柱塞配合間隙存在差異,在轉(zhuǎn)動過程中形成高壓波動油壓，從而形成脈動式?jīng)_擊,引起管路振動，造成管接頭容易裂漏。

靜液壓管路長、壓力高，缺少卡碼固定是造成管接頭容易裂漏的另一個主要原因。

3.2 靜液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境

近年來交路延長，加之小輔修公里數(shù)由5萬km延長至6.5萬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，組裝時螺母、接頭絲扣已損壞而未及時更換。

管路接頭在組裝時存在抗勁現(xiàn)象是引起管路裂損的另一個原因。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)的檢測手段判斷故障點，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、馬達等配件質(zhì)量不高。

管路接頭長期使用未及時更換，總結(jié)歸納為引起DF4機車靜液壓系統(tǒng)管路裂漏的根本原因有七點：

（1）靜液壓泵、馬達狀態(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）組裝時管路抗勁。

（5）管接頭本身或人為組裝時狀態(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)，往往會引起管路振動大，致使大配件隨之振動，應(yīng)力過于集中引起體裂漏。通過對靜液壓高、低溫回油管路有針對性的加裝固定卡碼，且同一管路卡碼間距保持在1m范圍，及時有效減小管路振動（如圖3所示）。

圖2 靜液壓系統(tǒng)測壓

圖3 加裝固定卡碼

4 防止措施

4.1 通過對靜液壓系統(tǒng)的測壓，及時預(yù)防故障的發(fā)生

在操縱油缸的進油管接頭處接上壓力表，然后啟機頂死溫控閥故障螺釘試驗測出靜液壓系統(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，則進一步判斷，找出運轉(zhuǎn)狀態(tài)不良的靜液壓泵、馬達及時進行更換，排除振動源（如圖2所示）。

4.2 對靜液壓高、低溫回油管路有針對性的加裝固定卡碼

針對廠、中修回段以及調(diào)撥來的機車，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

對廠中修機車管路配件進行徹底沖洗,除去管路內(nèi)部雜質(zhì)，靜液壓泵及馬達、油箱等重要部件接頭管口要進行有效防護,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)象的及時更換油脂。

4.4 認(rèn)真落實檢修組裝工藝，提高配件檢修質(zhì)量

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

4.5 采取措施更換接頭，避免裂漏

針對管接頭本身或人為組裝時狀態(tài)不良，在作業(yè)過程中經(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，這時應(yīng)果斷采取措施更換接頭，避免裂漏。

4.6 對操縱油缸管由鐵管改為不銹鋼軟管

機車高速、重載、長交路，小輔修公里數(shù)延長，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。此時我們應(yīng)通過對動態(tài)運用機車及時跟蹤監(jiān)控管路狀態(tài)，有效卡控及防范管路接頭自身疲勞裂漏。同時對操縱油缸管由鐵管改為不銹鋼缸軟管，減少振動造成的烈漏。

4.7 采用加墊減振，調(diào)整管路狀態(tài)來消除碰磨

由于管路與管路之間布局不規(guī)范、不合理產(chǎn)生碰磨、振動磨擦，造成破損裂漏，我們通過對廠、中修回段以及小輔修機車加大整治力度，采用加墊減振，調(diào)整管路狀態(tài)來消除碰磨。5結(jié)束語

通過裝表測壓力，更換了不良靜液壓泵和靜液壓馬達，合理加裝布局卡碼基本消除了振動源，避免了因靜液壓系統(tǒng)裂漏而可能造成的機破和運緩。2013年該段沒有發(fā)生一起因靜液壓系統(tǒng)管路裂漏引發(fā)的機破，機車靜液壓系統(tǒng)管路裂漏故障率大幅度降低。與前兩年比較，直接節(jié)約材料費約幾十萬元，職工勞動強度大幅降低，取得了明顯的效果。

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

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

責(zé)任編輯：萬寶安

來稿日期：2014-07-24