淺析船用齒輪箱離合器泄壓的原因及對(duì)策

摘 要：船用齒輪箱離合器是船舶動(dòng)力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)主機(jī)和螺旋槳脫合排的裝置，離合器泄壓會(huì)對(duì)船舶動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)生較大的危害。文章主要以引起離合器泄壓液壓元件作為切入點(diǎn)，分析了離合器泄壓原因，并提出了一些解決措施。

關(guān)鍵詞：泄壓;二級(jí)控制閥;速泄閥;進(jìn)油部件

一、 引言

船用齒輪箱離合器是船舶動(dòng)力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)主機(jī)和螺旋槳脫合排的裝置，一般設(shè)置在齒輪箱內(nèi)部，一般船舶動(dòng)力系統(tǒng)均需利用主機(jī)發(fā)電或作其他用途，因此主機(jī)一般不停機(jī)，而為了滿足主機(jī)不停機(jī)而螺旋槳停止運(yùn)轉(zhuǎn)，就需要利用帶離合器的船用齒輪箱。同時(shí)離合器的齒輪箱還能實(shí)現(xiàn)船舶的正倒車功能，保證主機(jī)旋向不變情況下螺旋槳可以正反轉(zhuǎn)，從而迅速地實(shí)現(xiàn)船舶的前進(jìn)和倒退。而離合器的工作原理是通過(guò)液壓油推動(dòng)活塞壓緊內(nèi)外摩擦片，實(shí)現(xiàn)離合器的合排，從而連接主機(jī)和螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)，如果離合器合排后壓力下降，無(wú)法滿足合排要求，我們稱此現(xiàn)象為泄壓。泄壓的危害主要有：摩擦片打磨燒毀，主機(jī)動(dòng)力無(wú)法傳遞給螺旋槳，船舶喪失前進(jìn)動(dòng)力，因此找到導(dǎo)致離合器泄壓的原因并及時(shí)排故顯得極其重要。

二、 船用齒輪箱離合器泄壓的原因

（一）二級(jí)控制閥活塞卡滯，無(wú)法建立油壓

二級(jí)控制閥作為調(diào)節(jié)齒輪箱潤(rùn)滑油和工作油的液壓元件，一般布置在齒輪箱外部油路中，齒輪箱液壓油經(jīng)齒輪泵吸出后首先進(jìn)入二級(jí)控制閥，二級(jí)控制閥進(jìn)行調(diào)壓和分流。進(jìn)入潤(rùn)滑油路的液壓油稱為潤(rùn)滑油，壓力一般控制在0.2±0.03MPa，用于齒輪嚙合和軸承潤(rùn)滑冷卻等;進(jìn)入離合器部件的液壓油為工作油，壓力一般控制在2±0.3MPa，用于離合器的合排。

二級(jí)控制的工作原理：液壓油經(jīng)二級(jí)控制閥的時(shí)間調(diào)節(jié)器進(jìn)入升壓活塞腔，使該活塞彈簧強(qiáng)烈壓縮，使離合器工作油壓升高。如果活塞在二級(jí)控制閥內(nèi)部出現(xiàn)卡滯，會(huì)導(dǎo)致工作油瞬間溢出，工作油壓瞬間下降，出現(xiàn)泄壓現(xiàn)象;如果長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后活塞磨損嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致升壓活塞腔內(nèi)工作油緩慢溢出，工作油壓緩慢下降，也會(huì)出現(xiàn)泄壓現(xiàn)象。

（二）速泄閥加工和裝配的質(zhì)量問(wèn)題

速泄閥在離合器部件中相當(dāng)于溢流閥的作用，主要為了維持工作油壓不超過(guò)設(shè)定值，一般設(shè)定開(kāi)啟壓力在2.5MPa左右。但是速泄閥本身如果制造精度較差，例如：工藝螺塞易松動(dòng)、速泄閥彈簧質(zhì)量不合格、活塞與活塞孔間隙不合理、安裝面的平面度和粗糙度不合格等，均會(huì)出現(xiàn)工作油泄漏，壓力下降，產(chǎn)生泄壓現(xiàn)象;同時(shí)與速泄閥貼合的油缸表面的平面度和粗糙度如果不合格也會(huì)導(dǎo)致貼合面密封性較差，出現(xiàn)工作油泄漏，產(chǎn)生泄壓現(xiàn)象。由于速泄閥本體較小，工作油泄漏量一般都不大，所以表現(xiàn)的泄壓現(xiàn)象主要是合排時(shí)壓力能滿足要求，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中工作油壓緩慢下降。

（三）工作油進(jìn)油部件零件質(zhì)量問(wèn)題

（圖1）進(jìn)油座和齒輪軸利用螺栓固定，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中一直處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài);活塞環(huán)共兩件，安裝在進(jìn)油口的兩側(cè)，材質(zhì)為65Mn，耐磨性和抗變形能力較好;封油套利用止動(dòng)銷固定在齒輪箱箱體孔內(nèi)，材質(zhì)一般為銅鋅合金，耐磨性較好。

進(jìn)油座加工和裝配時(shí)需保證其外圓和封油套的內(nèi)孔同軸度在要求值以內(nèi)，如果偏心量較大會(huì)導(dǎo)致封油套磨損不一，徑向間隙不一致，封油效果下降，從而泄漏量增加出現(xiàn)泄壓。

封油套加工時(shí)需嚴(yán)格保證內(nèi)孔和外圓的形位公差，因?yàn)榉庥吞撞馁|(zhì)為銅鋅合金，加工過(guò)程中易變形，如果內(nèi)孔圓柱度較差會(huì)影響與進(jìn)油座的徑向間隙，如果外圓圓柱度較差也會(huì)影響和進(jìn)油座的同軸度，無(wú)論哪種情況都會(huì)導(dǎo)致封油效果下降，出現(xiàn)泄壓。

活塞環(huán)一般分為卡扣式和剖分式，卡扣式便于安裝，但卡扣處厚度較薄，封油效果欠佳，需要嚴(yán)格保證進(jìn)油座和封油套的精度;剖分式一般厚度一致，有較好的封油效果，但安裝較復(fù)雜，需要專用工裝。

工作油進(jìn)油部件零件質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致的泄壓一般前期不易發(fā)生，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后較為明顯，且一般初期表現(xiàn)為壓力緩慢下降，磨損加劇后，壓力下降速度也會(huì)隨之加快。

三、 解決對(duì)策

（一）提高齒輪箱液壓油的清潔度

如果液壓油的清潔度較差，油液中的雜質(zhì)會(huì)引起二級(jí)控制活塞卡滯，也會(huì)導(dǎo)致進(jìn)油部件封油套和活塞環(huán)的磨損加劇，同時(shí)會(huì)堵塞過(guò)濾器濾芯，導(dǎo)致初始進(jìn)油壓力值較低，這些情況都會(huì)導(dǎo)致泄壓。定期檢測(cè)和更換液壓油，更換過(guò)濾器濾芯，串洗齒輪箱箱體和油路是切實(shí)可行的方案。

（二）拆檢二級(jí)控制閥

如果齒輪箱使用初期出現(xiàn)泄壓或者工作油壓無(wú)法建立，優(yōu)先考慮拆檢二級(jí)控制閥，檢查活塞是否有卡滯的現(xiàn)象，一般出現(xiàn)卡滯活塞外圓會(huì)有明顯的拉痕，若拉痕不嚴(yán)重可采用金相砂紙打磨圓滑，若拉痕較嚴(yán)重需進(jìn)行更換。拆檢過(guò)程中，需對(duì)二級(jí)控制閥內(nèi)部的各零件進(jìn)行清洗，復(fù)裝時(shí)活塞和增壓缸外圓涂抹CD40潤(rùn)滑油，且放入時(shí)需保證活塞和增壓缸能自沉滑入或輕推進(jìn)入。

（三）速泄閥的質(zhì)量控制

安裝速瀉閥前需對(duì)速泄閥各油孔尺寸、平面度、粗糙度逐項(xiàng)進(jìn)行檢查，保證在要求范圍內(nèi);安裝速瀉閥時(shí)利用油石打磨安裝面，包括與速泄閥貼合的安裝面，去除孔口毛刺;工藝螺塞安裝時(shí)需涂抹適量的螺紋密封膠，按擰緊力矩?cái)Q緊固定。

（四）進(jìn)油部件零件的質(zhì)量控制

初次裝配前嚴(yán)格按照要求檢查進(jìn)油座、封油套、活塞環(huán)，優(yōu)先使用剖分式活塞環(huán)，裝配時(shí)保證進(jìn)油座和封油套同軸度。對(duì)于檢修項(xiàng)目，拆開(kāi)進(jìn)油部件查看磨損情況，不合格零件可視磨損情況采用打磨、車削、更換等措施，復(fù)裝時(shí)注意保證同軸度，復(fù)裝后先開(kāi)備用泵合排檢查泄壓?jiǎn)栴}是否解決，確認(rèn)無(wú)泄壓后再啟動(dòng)主機(jī)觀察運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中有無(wú)泄壓。

四、 結(jié)語(yǔ)

綜上，文章主要對(duì)引起船用齒輪箱離合器泄壓液壓元件如：二級(jí)控制閥、速泄閥、進(jìn)油部件等進(jìn)行了分析，當(dāng)然離合器泄壓還存在其他一些原因，如：活塞和油缸的配合間隙、X型圈的密封性能、應(yīng)急螺栓的密封性能等。因此，提高與離合器泄壓相關(guān)的零部件質(zhì)量，控制好液壓油的清潔度均需加以重視。文章結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，分析了離合器泄壓部分原因，并提出了一些解決措施，望有所幫助。

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作者簡(jiǎn)介：

陳兵，南京高精船用設(shè)備有限公司。