內(nèi)燃機(jī)車靜液壓泵后端蓋漏油原因及對策

羅名超

（南寧鐵路安全監(jiān)管辦駐柳州機(jī)務(wù)段驗(yàn)收室，工程師，廣西 柳州 545007）

2013年2月17日1：20，L835次在湘桂南線進(jìn)德至白山站間，因本務(wù)機(jī)車DF4D0145號高溫靜液壓泵后端蓋大漏，造成機(jī)車?yán)鋮s系統(tǒng)失效發(fā)生機(jī)破，更換機(jī)車后開車，構(gòu)成機(jī)車破損事故。

經(jīng)調(diào)查，該故障車2012年10月10日在柳州機(jī)務(wù)段進(jìn)行中修，按中修范圍要求互換檢修高溫靜液壓泵；2013年1月16日在柳州機(jī)務(wù)段進(jìn)行小修，按范圍啟動進(jìn)行外觀檢查，性能良好；查近期機(jī)車整備情況，無相關(guān)檢修情況。經(jīng)入段檢查，發(fā)現(xiàn)泵進(jìn)出油管油堵丟失，高溫靜液壓泵后蓋與配流盤4顆聯(lián)接螺栓松脫1顆，其余3顆螺栓松。經(jīng)分解檢查，發(fā)現(xiàn)配流盤上方出油管O型膠圈裂斷，取出O型膠圈檢測配流盤與后蓋之間有0.45 mm的間隙；測量配流盤定位銷凸出高度為10 mm，而后蓋定位銷孔深度只有9.5 mm；拆出定位銷檢查，配流盤定位銷孔底部附近拉傷起凸臺，定位銷安裝不到位。經(jīng)對故障高溫靜液壓泵按中修工藝范圍解體檢修，重點(diǎn)打磨定位銷孔、配裝定位銷并檢查配流盤與后蓋之間無間隙后重新組裝，組裝后在試驗(yàn)臺上進(jìn)行性能試驗(yàn)，檢查各部無泄漏。

東風(fēng)4D型機(jī)車靜液壓泵漏油導(dǎo)致機(jī)破、途中故障、臨修問題發(fā)生多次。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年度柳州機(jī)務(wù)段發(fā)生28件東風(fēng)4D型機(jī)車靜液壓泵漏油故障，以往主要認(rèn)為是密封膠圈的材質(zhì)問題，為此多次進(jìn)行密封膠圈的選型試驗(yàn)，但總體效果不明顯。該次DF4D0145號機(jī)車靜液壓泵故障，配流盤與后蓋之間的間隙達(dá)到0.45 mm，引起了對定位銷的安裝問題的重視，通過深入分析查找典型故障的原因并制定相應(yīng)對策，為解決東風(fēng)4D型機(jī)車靜液壓泵漏油慣性故障找到了突破口，對檢修工作具有較好的指導(dǎo)意義。

1 靜液壓泵工作原理

東風(fēng)4D型內(nèi)燃機(jī)車采用了2套獨(dú)立的靜液壓傳動系統(tǒng)來驅(qū)動冷卻風(fēng)扇，分別冷卻高溫水系統(tǒng)和低溫水系統(tǒng)。靜液壓系統(tǒng)工作原理見圖1所示，圖中箭頭方向是液壓油流動方向，靜液壓泵由靜液壓變速箱驅(qū)動，從油箱通過管路吸入工作油，然后加壓打入高壓管路輸送至靜液壓馬達(dá)，推動靜液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)而帶動冷卻風(fēng)扇工作，工作油在馬達(dá)里釋放能量后，通過回油管返回油箱〔1〕。

圖1 靜液壓系統(tǒng)工作原理圖

圖注：1-冷卻風(fēng)扇；2-靜液壓馬達(dá)；3-油水熱交換器；4-油箱；5-靜液壓泵；6-安全閥；7-溫度控制閥；8-溫度控制元件；9-側(cè)百側(cè)窗油缸；10-高壓軟管；12-靜液壓變箱；13-冷卻水管。

靜液壓泵采用軸向柱塞式定量泵，工作油在泵體內(nèi)部流向：后蓋吸油腔→配流盤腰子形孔→油缸體柱塞腔→配流盤腰子形孔→后蓋高壓油腔。

2 配流盤和后蓋安裝

配流盤和后蓋對應(yīng)加工有2個(gè)Φ10的定位銷孔，組裝時(shí)，由2顆定位銷Φ10×18定位，配流盤進(jìn)、出油口各用一個(gè)Φ56×3.5的O型膠圈密封，通過4顆M 10×30的螺栓緊固在后蓋上；后蓋通過6顆螺栓與后泵體連接在一起，連接處用一個(gè)Φ145×5.7的O型膠圈密封。配流盤和后蓋安裝見圖2所示。

圖2 靜液壓泵配流盤和后蓋安裝圖

3 原因分析

如果定位銷長度超過兩定位銷孔之和，配流盤和后蓋存在間隙，Φ56×3.5的O型膠圈壓縮量不足、密封效果差，從而導(dǎo)致靜液壓泵后端蓋漏油故障。從2013年4月3日，DF4D7009機(jī)車整備時(shí)發(fā)現(xiàn)低溫靜液壓泵端蓋漏油扣修，經(jīng)分解檢查發(fā)現(xiàn)后蓋與配流盤的定位銷端頭有擠壓翻邊現(xiàn)象，測量后蓋與配流盤間隙為0.15 mm；2013年6月26日，43848次DF4D4137機(jī)車因低溫靜液壓泵漏油發(fā)生途中故障，經(jīng)分解檢查發(fā)現(xiàn)后蓋與配流盤定位銷翻邊，測量后蓋與配流盤間隙為0.35 mm，造成組裝不到位，導(dǎo)致O型膠圈被高壓油擠壓破損失效。上述這2個(gè)案例與DF4D0145機(jī)車發(fā)生的故障原因完全相同，只不過后蓋與配流盤間隙大小略有差別，也正是因?yàn)镈F4D0145機(jī)車發(fā)生故障的故障較為典型，然后加強(qiáng)檢查發(fā)現(xiàn)的類似問題。因此說配流盤和后蓋存在間隙就是引發(fā)事故的誘因。

造成配流盤和后蓋有間隙主要是原因：一是檢修質(zhì)量不高，配流盤定位銷孔底部附近拉傷起凸臺未發(fā)現(xiàn)；二是維修工藝制定不完善，對定位銷長度選配沒有卡控；三是配流盤和后蓋定位銷孔深度尺寸偏差設(shè)計(jì)不合理。

3.1 檢修質(zhì)量不高 機(jī)車中修時(shí)，工作者不注意檢查高溫靜液壓泵定位銷及孔狀態(tài)，未發(fā)現(xiàn)配流盤定位銷孔底部附近拉傷起凸臺，造成定位銷安裝不到位，伸出量過長，導(dǎo)致后蓋裝上后不密貼存在間隙，安裝螺栓不能緊固到位。由于配流盤與后蓋之間的間隙，受高壓油壓力影響，配流盤出油管O型膠圈被壓力擠壓失效；運(yùn)用中受靜液壓系統(tǒng)振動影響，配流盤與后蓋安裝螺栓逐漸松動，直至松脫失效，造成靜液壓油從后端蓋大漏，高溫靜液系統(tǒng)不能正常工作，高溫冷卻系統(tǒng)失效。

3.2 維修工藝制定不完善 中修機(jī)車檢修工藝，在靜液壓泵解體、測量、組裝及調(diào)整等工藝內(nèi)容中，均未涉及配流盤和后蓋定位銷及孔的檢修工藝要求，未將這一部分工作內(nèi)容作為關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)，工作者作業(yè)時(shí)無工藝參照依據(jù)，檢修隨意性較大，定位銷及孔檢查缺失，不注意檢查安裝狀態(tài)和檢查方法不正確，存在安裝質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 定位銷孔深度設(shè)計(jì)不合理 配流盤和后蓋定位銷孔深度尺寸偏差設(shè)計(jì)不合理，配件維修時(shí)有可能造成配流盤和后蓋存在安裝不到位的風(fēng)險(xiǎn)。查閱生產(chǎn)廠家提供的圖紙，定位銷選用A10×18（GB119-1986，代替標(biāo)準(zhǔn)GB/T119.1-2000），按國家標(biāo)準(zhǔn)A10×18商品長度范圍在17.5-18.5 mm均為合格產(chǎn)品〔2〕。

表1 各公差等級極限偏差相比較

生產(chǎn)廠家的車間精度當(dāng)然不會產(chǎn)生如此大的偏離，而且批量生產(chǎn)組裝，可通過等級選擇定位銷避免安裝誤差。但在配件維修需要更換定位銷時(shí)，外購定位銷安裝，存在定位銷長度大于兩定位銷孔深度之和，配流盤和后蓋存在安裝不到位的風(fēng)險(xiǎn)。

4 對策措施

檢修工作中，靜液壓泵已經(jīng)大量裝車使用，報(bào)廢更新的情況很少，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的缺陷只能通過完善檢修工藝和加強(qiáng)質(zhì)量控制來消除。前述3臺機(jī)車落修的靜液壓泵，經(jīng)處理定位銷及孔，消除配流盤與后蓋之間的間隙后，重新裝車使用，未再發(fā)生漏油故障。為此，必須通過強(qiáng)化工藝培訓(xùn)、加強(qiáng)質(zhì)量控制和完善檢修工藝制定等措施來消除這一慣性故障。

4.1 強(qiáng)化工藝培訓(xùn)及質(zhì)量控制

4.1.1 加強(qiáng)工藝培訓(xùn) 由段專業(yè)技術(shù)人員對工作者進(jìn)行工藝培訓(xùn)，進(jìn)一步規(guī)范檢修作業(yè)程序，重點(diǎn)對新增加的工藝內(nèi)容進(jìn)行培訓(xùn)，要求在檢修靜液壓泵時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行。

4.1.2 技術(shù)人員跟班指導(dǎo) 車間技術(shù)人員跟班作業(yè)，指導(dǎo)工作者嚴(yán)格執(zhí)行工藝范圍，進(jìn)一步規(guī)范檢修作業(yè)程序。

4.1.3 質(zhì)檢員加強(qiáng)檢查 把定位銷及孔安裝狀態(tài)納入關(guān)鍵工序環(huán)節(jié)，由質(zhì)量檢查員進(jìn)行檢查。

4.1.4 藝執(zhí)行情況重點(diǎn)抽查 技術(shù)和管理人員將靜液壓泵工藝執(zhí)行情況納入工藝檢查的主要內(nèi)容，并進(jìn)行重點(diǎn)抽查。

4.2 完善檢修工藝 對靜液壓泵檢修工藝進(jìn)行完善，補(bǔ)充要求的內(nèi)容見表2。

表2 對靜液壓泵檢修工藝的補(bǔ)充要求

5 結(jié)束語

靜液壓馬達(dá)與靜壓液泵結(jié)構(gòu)基本一樣，差別僅僅是主軸和前泵體不同，靜液壓馬達(dá)的檢修可參照靜壓液泵的內(nèi)容進(jìn)行。

南寧鐵路局管內(nèi)各型內(nèi)燃機(jī)車均采用相似的靜液壓系統(tǒng)，各機(jī)務(wù)段在檢修機(jī)車靜壓液泵和靜液壓馬達(dá)時(shí)，都能嚴(yán)格選配好定位銷，消除裝配間隙，就能有效地減少機(jī)車靜液壓泵后端蓋漏油故障的發(fā)生。

〔1〕大連機(jī)車車輛廠.東風(fēng)4D型內(nèi)燃機(jī)車（1機(jī)車、制動系統(tǒng)）〔s〕.大連：大連機(jī)車車輛廠，2007.

〔2〕國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)（圓柱銷不淬硬鋼和奧氏體不銹鋼 GB/T119.1-2000）〔s〕.北京：國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局2000.9.26發(fā)布.

〔3〕國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)（一般公差未注公差的線性和角度尺寸的公差GB/T1804-2000）〔s〕.北京：國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局2000.7.24批準(zhǔn).