DC—32Ⅱ搗固車高速走行液壓系統(tǒng)故障分析與預防方法

胡向如

【摘 要】介紹了DC-32Ⅱ搗固車高速走行液壓系統(tǒng)工作原理，通過工作原理的逐層分析，找出了高速走行液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的根本原因，提出了解決辦法和故障預防措施，提高了設備使用可靠性。

【關鍵詞】高速走行液壓系統(tǒng)；工作原理；故障；預防措施；可靠性

The Fault Analysis and Preventive ways of DC-32 II Tamping Vehicles Traveling Hydraulic System

HU Xiang-ru

（CRCC High-tech Equipment Corporation Limited.，Kunming Yunnan 650215，China）

【Abstract】This paper introduces DC-32 II tamping vehicles working principle of traveling hydraulic system，by analysis of the working principle，find out the root cause of the fault occurred in traveling hydraulic system， puts forward the solutions and fault prevention measures，improve the reliability of equipment.

【Key words】Traveling hydraulic system；Working principle；Fault；Preventive measures；Reliability

0 引言

DC-32Ⅱ搗固車主要用于鐵道線路的新線建設和舊線及運營線路維修作業(yè)，對軌道進行自動撥道、起道抄平、石砟搗固作業(yè)，使軌道方向、左右水平和前后高低均達到線路設計標準或線路維修規(guī)則的要求。該車具備0-80km/h的高速走行功能，能快速自運行進入?yún)^(qū)間作業(yè)現(xiàn)場進行搗固作業(yè)，當作業(yè)完畢后又能快速回到車站。高速走行傳動系統(tǒng)是采用靜液壓傳動驅(qū)動完成的，柴油機驅(qū)動泵驅(qū)動齒輪箱，泵驅(qū)動齒輪箱驅(qū)動兩個走行液壓泵，液壓泵再驅(qū)動裝在車軸齒輪箱上的兩個液壓馬達實現(xiàn)高速走行，在0～800km/h的行駛過程中，可實現(xiàn)無級調(diào)速。

高速走行驅(qū)動方式為全液壓閉式回路驅(qū)動，由變量柱塞油泵、補油泵、反向壓力控制閥、塞變量馬達、沖洗閥、方向控制比例閥等件組成的閉式液壓回路，具體回路為：油箱→變量柱塞油泵吸油濾清器→兩個并聯(lián)變量柱塞油泵及補油泵→管路→負載控制閥→管路沖洗閥→反向壓力控制閥→兩個并聯(lián)柱塞變量馬達及馬達沖洗閥等件。驅(qū)動原理與QS-650清篩機、DWL-48搗固穩(wěn)定車、SPZ-200配砟整形車、SPZ-440配砟整形車、YHG-1200移動式焊軌車、JDZ-160接觸網(wǎng)檢修作業(yè)車等車型的自運行工作原理幾乎完全相同。

DC-32Ⅱ搗固車在使用過程中，高速走行液壓系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)一些故障，如泵、馬達、液壓閥等部件受損，表現(xiàn)為泵或馬達高溫、內(nèi)泄漏、油封漏油等現(xiàn)象，嚴重的出現(xiàn)油泵、馬達內(nèi)部零部件破損。對這些故障現(xiàn)象進行分析，找出導致故障的原因，減少或避免故障的發(fā)生，提高設備使用完好可靠性是很有必要，很有意義的。

1 DC-32Ⅱ搗固車高速走行原理

1.1 走行液壓閉式回路組成及工作原理

DC-32Ⅱ搗固車高速走行液壓系統(tǒng)采用變量泵、變量馬達組成的容積調(diào)速回路（馬達的排量改變是通過兩位三通電磁閥得失電控制：失電為高速走行，這時馬達排量為最小；得電為作業(yè)走行，這時馬達排量為最大），調(diào)節(jié)泵的排量，可以使該車高速走行在0-80km/h、作業(yè)走行在0-3km/h范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速。通過電氣控制，使油泵可以在兩個方向輸出壓力油，從而驅(qū)動車輛前/后運行。泵的排量由一個電液比例閥控制，控制油取自補油泵的壓力油， 通過調(diào)節(jié)比例電流，控制進入泵伺服缸的壓力油來改變泵斜盤的大小，從而控制泵的流量輸出。由一個兩位三通的電磁閥控制泵的輸出狀態(tài)，當電磁閥把泵伺服缸的兩腔溝通，這時泵伺服缸兩腔不受控，泵處于零排量輸出。

整個走行回路上設有液壓反向制動閥，其功能在于長下坡路段，馬達的轉(zhuǎn)速在整車慣性的帶動作用下會越來越快，當超出馬達規(guī)定的轉(zhuǎn)速時，馬達會變?yōu)楸玫墓r，馬達回油口壓力升高，該回油經(jīng)過反向制動閥（調(diào)節(jié)在100bar）形成一個液壓的反向制動力，有該制動力的存在，能保證整車不會越走越快，維持在一定的速度下。

1.2 各主要部件的工作原理

排量：泵和馬達的排量是指泵或馬達每轉(zhuǎn)動一轉(zhuǎn)，而得到排出或輸入的工作液體體積，單位是L/r。（排量為常數(shù)的稱定量泵或定量馬達，排量可以變化的稱變量泵或變量馬達）。

流量：流量指在單位時間內(nèi)，泵輸出或馬達輸入液壓油的體積，單位是L/min。

補油泵：在閉式液壓系統(tǒng)中補油泵的主要作用：補充液壓泵及液壓馬達的泄漏油液；給控制系統(tǒng)提供壓力油；3維持主系統(tǒng)回路有足夠的液壓油，增加主泵進油口處壓力，防止主泵大流量時產(chǎn)生氣蝕，可有效提高泵的轉(zhuǎn)速和防止泵吸空；將冷卻的新鮮油液補進回路系統(tǒng)，降低回路系統(tǒng)油溫。

負載控制閥：通過檢測回油端壓力，控制柱塞變量泵輸出排量改變。車在高速運行中，隨著車的行駛速度的增高，走行馬達的轉(zhuǎn)速也是在不斷上升，這時的走行馬達需要泵的供油量會高，當泵的供油量不足時，馬達的回油腔壓力會增高，也就是常說的馬達拖泵。DC-32Ⅱ車走行閉式回路油管A口和B口中分別安裝了兩個電磁閥，當A口為壓力油時安裝在B口回路上的電磁閥得電打開，B口回油壓力只要高于100bar，油路中的減壓溢流閥開啟進入下一級40bar減壓溢流閥，經(jīng)過減壓后的40bar壓力油在進入柱塞變量泵變量油缸，使泵的輸出排量發(fā)生改變，從而保護泵能安全運轉(zhuǎn)；反之B口為壓力油時A口為回油，工作原理同上。

管路液控沖洗閥：把回路中多余的高溫液壓油通過液控沖洗閥定壓定量回到液壓油箱。當A口為壓力油時，A口的壓力油把液控閥開啟使B口的回油減壓溢流閥接通，當回油壓力高于設定值時溢流閥開啟，把回路中多余的高溫液壓油回至油箱。

柱塞變量馬達：DC-32 C型車走行馬達為柱塞變量馬達，當車選擇作業(yè)模式時，馬達變量控制電磁閥得電開啟，在控制油的作用下，該馬達的排量改變?yōu)榇笈帕狂R達，在當選擇為高速自走行模式時控制電磁閥失電及控制油關閉，這時的馬達為小排量馬達。

沖洗閥：車在走行中當馬達A口端為壓力油時，馬達體自帶的液控沖洗閥和回路中的沖洗閥，在壓力油的作用下開啟，這時的B口端為回油，當B口端的回油壓力高于沖洗閥中的溢流閥設定壓力值，B口端的高溫液壓油就回至油箱；反之B口端為壓力油時，A口端的回油壓力只要高于沖洗閥中的溢流閥設定壓力值，A口端的高溫液壓油同樣回至油箱。

3 高速走行液壓系統(tǒng)常見故障分析

補油泵通過補油單向閥向系統(tǒng)低壓側(cè)補油的同時，補油泵又為液壓泵排量控制閥提供控制油液。補油泵的流量遠大于系統(tǒng)的泄漏量，除了補充系統(tǒng)泄漏的油液外還要補充因回路沖洗閥打開而失去的部分熱油液，其余油液全部通過補油溢流閥流經(jīng)泵的殼體回到油箱，在回油的同時也對油泵、馬達等件進行了散熱。

補油泵輸出的流量大小以柴油機轉(zhuǎn)速有關，車運行過程補油泵需滿足行駛速度的每個工況，并有足夠的新鮮油液及壓力油補進系統(tǒng)，對回路系統(tǒng)及時冷卻散熱。

如車在高速運行中把柴油機從最高額定轉(zhuǎn)速2300r/min降至1000r/min，這時的補油泵輸出的流量就會過小。因車在整車慣性力的作用下還在高速運轉(zhuǎn)，也就是馬達還在高速轉(zhuǎn)動，這時系統(tǒng)中的沖洗閥溢流量并未減少，可是因柴油機轉(zhuǎn)速降低導致補油泵輸出流量減少了，這時就會出現(xiàn)補油量小于系統(tǒng)的溢流、泄漏量，就直接影響整個回路系統(tǒng)的正常工作，并導致系統(tǒng)過熱，也就是過小的補油量不但滿足不了系統(tǒng)的散熱，同時也影響泵、馬達的潤滑。。

結(jié)合以上閉式回路中各部件工作控制原理分析得出，要使整個閉式回路各部件工作性能安全、平穩(wěn)、可靠運行，就必須有充足的新鮮油液補充進入回路系統(tǒng)，對回路中的油泵、馬達等部件進行補油散熱，所以系統(tǒng)中的補油泵供油性能就顯得至關重要。

如車在高速運行中，這時把柴油機轉(zhuǎn)速降低，會致補油泵和變量柱塞油泵輸出流量減小，可是柴油機轉(zhuǎn)速降低后，這時車行駛速度并沒有因柴油機轉(zhuǎn)速降低而降低，這時的馬達還在整車慣性力作用下處于高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，也就是系統(tǒng)回路中的油液還在快速流動及系統(tǒng)中的泵、馬達、沖洗閥等件還在不停泄漏和溢流，泄漏、溢流量并沒有因柴油機轉(zhuǎn)速降低而減少，這樣就出現(xiàn)系統(tǒng)中的補油量小于泄漏和溢流量；因系統(tǒng)出現(xiàn)供油不足伴隨而來的就是馬達吸空、散熱、潤滑不良，最終至油泵和馬達等件產(chǎn)生氣蝕、高溫、磨損等惡性循環(huán)故障，嚴重的可在較短時間至相關部件裂損報廢。

4 故障預防措施

通過高速走行液壓系統(tǒng)原理及常見故障分析，為了避免人為操作不當導致回路系統(tǒng)故障，針對性地提出解決辦法和故障預防措施。

1）只要掛上了馬達走行離合器，操作車走行時就必須把柴油機轉(zhuǎn)速升至最高額定轉(zhuǎn)速，這樣才不會致補油泵的供油流量不足；只有車處于停止狀況，柴油機轉(zhuǎn)速才可回至怠速位；

2）只要掛上了馬達走行離合器，不論該車自運行或與其它車輛連掛共同參以動力運行，車行駛速度快慢，不能用升/降柴油機油門來控制車速，只能操作走行速度控制手柄來控制車的行駛速度，也就是柴油機轉(zhuǎn)速必須保持高額定轉(zhuǎn)速；

3）車在行駛中的走行速度快慢，只能操作走行速度控制手柄來控制，不能升降發(fā)動機油門控制車速，如出現(xiàn)車速過快，可把走行速度控制手柄回至適當位，或者可操作風制動進行減速；

4）車在行駛中如需減速停車，只能操操作風制動進行減速停車，不可降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速，只有車處于停止狀況柴油機轉(zhuǎn)速才可回至怠速位或停機。

以上的措施就是為了保證車在高速運行中，補油泵輸出的流量能有充足的油液供補給整個閉式回路，這樣才不會出現(xiàn)補油量少于系統(tǒng)的泄漏、溢流量，確保系統(tǒng)能安全正常運行。

5 結(jié)語

DC-32Ⅱ搗固車高速走行液壓傳動系統(tǒng)是整車的一個重要組成部分，其液壓控制原理相對復雜，發(fā)生故障后整車將無法自行撤離現(xiàn)場，對鐵路運營造成的影響很大。本文通過對高速走行液壓系統(tǒng)故障的分析，提出了切實可行的預防措施，為保障設備的運用具有重要的指導意義。

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[責任編輯：田吉捷]