裝載機(jī)變速箱油溫過(guò)高故障與處理

史恩瑋

摘要：變速箱油溫過(guò)高是裝載機(jī)運(yùn)行過(guò)程中常見(jiàn)的一種故障，會(huì)導(dǎo)致裝載機(jī)出現(xiàn)無(wú)力甚至不能行走的現(xiàn)象，對(duì)機(jī)器的正常運(yùn)行造成了較為嚴(yán)重的影響。本文通過(guò)對(duì)裝載機(jī)變速箱的系統(tǒng)組成以及散熱原理進(jìn)行分析，對(duì)造成變速箱油溫過(guò)高故障的原因以及處理方法進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：裝載機(jī);變速箱;油溫過(guò)高

引言

當(dāng)裝載機(jī)變速箱的油溫在規(guī)定的正常范圍內(nèi)時(shí)，此時(shí)油液具有最佳的粘度、潤(rùn)滑性、耐磨性以及最高傳動(dòng)效率。而變速箱油溫過(guò)高故障的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致油液的粘度、潤(rùn)滑性下降，各部件的摩擦阻力增大，不同部件的間隙也會(huì)因其膨脹系數(shù)的不同而出現(xiàn)變化，加重泄漏或則發(fā)生卡死現(xiàn)象，同時(shí)高溫還會(huì)導(dǎo)致橡膠、尼龍等密封件的迅速老化。因此，就必須要全面分析導(dǎo)致油溫過(guò)高的原因，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行解決。

1.系統(tǒng)組成與散熱原理

為了掌握變速箱油溫過(guò)高問(wèn)題的熱源所在，首先就需要對(duì)變速箱的組成以及散熱原理進(jìn)行分析。

以徐工ZL50GH裝載機(jī)變速箱為例，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。該裝載機(jī)所采用的是變矩器與變速器一體式變速箱，其主要作用是將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力進(jìn)行傳遞輸出，并根據(jù)駕駛員操作對(duì)行駛速度以及扭矩進(jìn)行改變。在變速箱進(jìn)行動(dòng)力傳遞時(shí)，有機(jī)械傳動(dòng)和液力傳動(dòng)兩種形式。具體的傳動(dòng)路線可以分為三段：第一段：發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)的動(dòng)力由飛輪經(jīng)彈性盤(pán)帶動(dòng)變矩器泵輪，泵輪以液力傳動(dòng)油作為傳力介質(zhì)，將動(dòng)力傳遞給一級(jí)、二級(jí)渦輪;第二段：一級(jí)、二級(jí)渦輪通過(guò)渦輪軸帶動(dòng)超越離合器中間輸入軸和外環(huán)齒輪，外環(huán)齒輪通過(guò)滾柱和內(nèi)環(huán)凸輪的楔緊作用，將動(dòng)力傳給中間輸入軸;第三段：液壓油壓緊摩擦片經(jīng)行星齒輪傳動(dòng)輸出動(dòng)力。通過(guò)對(duì)傳動(dòng)路線的分析可以發(fā)現(xiàn)，變速箱油溫的熱源主要為變矩器油分子摩擦以及其他機(jī)械摩擦產(chǎn)生的熱量。該變速箱的散熱主要是通過(guò)傳統(tǒng)油進(jìn)行循環(huán)散熱以及散熱器的風(fēng)冷散熱，根據(jù)變速油路流程，其散熱路徑具體有一下兩條：

（1）吸油濾網(wǎng)—變速泵—精濾器—變速閥—各擋位。

（2）箱內(nèi)潤(rùn)滑—散熱器—變矩器。

2.引起裝載機(jī)變速箱油溫過(guò)高的原因分析

2.1系統(tǒng)進(jìn)油壓力不足

裝載機(jī)齒輪箱的傳動(dòng)油會(huì)經(jīng)行走液壓泵吸取后向由調(diào)壓閥進(jìn)行調(diào)壓，工作油路有兩條，要一條會(huì)進(jìn)入變矩器，經(jīng)過(guò)散熱器進(jìn)行風(fēng)冷散熱后回到油底殼;而另一條則會(huì)進(jìn)入變速器。當(dāng)系統(tǒng)的進(jìn)入壓力較低時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致變矩器內(nèi)的傳動(dòng)油壓力過(guò)小、油量不足，那么能夠被散熱器風(fēng)冷散熱的油量也比較少，多數(shù)的傳動(dòng)油在系統(tǒng)中沒(méi)有被冷卻，而變速器的油壓過(guò)低胡導(dǎo)致離合器片打滑，主、從動(dòng)片之間產(chǎn)生較大的摩擦熱量，從而就會(huì)導(dǎo)致變速箱內(nèi)的油溫快速升高，超過(guò)正常溫度范圍。系統(tǒng)進(jìn)油壓力不足主要可能由以下3個(gè)方面的原因造成：

2.1.1系統(tǒng)壓力調(diào)整不當(dāng)

在液力傳動(dòng)系統(tǒng)中，調(diào)壓閥對(duì)系統(tǒng)工作油進(jìn)入壓力起著控制作用，是整個(gè)系統(tǒng)中的中樞部件之一。而當(dāng)調(diào)壓閥由于閥芯受到磨損產(chǎn)生泄壓?jiǎn)栴}以及變矩器的壓力閥卡住，操縱閥調(diào)壓彈簧變形、折斷等，都可能會(huì)導(dǎo)致調(diào)壓閥無(wú)法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)油壓力形成控制調(diào)節(jié)，從而出現(xiàn)了進(jìn)入變矩器內(nèi)的油壓過(guò)小、油量不足的問(wèn)題。液力傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)油壓力過(guò)低時(shí)，如果不能及時(shí)找到故障原因而僅通過(guò)提高系統(tǒng)壓力來(lái)進(jìn)行解決，如果系統(tǒng)壓力過(guò)高就可能會(huì)導(dǎo)致溢流閥的溢流降壓作用無(wú)法正常發(fā)揮，導(dǎo)致壓力泄露問(wèn)題進(jìn)一步加重，從而使系統(tǒng)的溫度升高。

2.1.2行走液壓泵磨損嚴(yán)重

當(dāng)液力傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的行走液壓泵受到磨損時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致端蓋與齒輪之間的縫隙加大，從而出現(xiàn)嚴(yán)重的泄壓?jiǎn)栴}使系統(tǒng)的供油量下降，進(jìn)而導(dǎo)致進(jìn)入變矩器內(nèi)進(jìn)行冷卻的油量降低，變速箱油溫過(guò)高。其次，當(dāng)行走液壓泵的進(jìn)油管漏氣或者齒輪箱底部油位過(guò)低，就會(huì)導(dǎo)致行走液壓泵吸取的傳動(dòng)油中含有著大量的空氣，也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的供油量不足。

2.1.3變速箱內(nèi)漏

當(dāng)變速箱內(nèi)的某一個(gè)或者多個(gè)活塞密封件因受到過(guò)度磨損而造成泄漏時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致液力傳動(dòng)系統(tǒng)的壓力降低，離合片打滑以及油溫升高等問(wèn)題的產(chǎn)生。

2.2傳動(dòng)油使用不當(dāng)

變速箱內(nèi)的油溫高低與傳統(tǒng)油的牌號(hào)有著非常密切的聯(lián)系。不同牌號(hào)的傳動(dòng)油對(duì)于系統(tǒng)的工作狀況會(huì)產(chǎn)生不同的影響，造成這種情況的主要原因是傳動(dòng)油的油液粘度大小不同。當(dāng)變速箱系統(tǒng)使用了油液粘度較高的傳動(dòng)油時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致油液在流動(dòng)時(shí)損耗了較多的動(dòng)能，導(dǎo)致傳遞效率低下，進(jìn)入變矩器的油量過(guò)少，變速箱油溫升高。而如果使用了油液粘度較低的傳動(dòng)油時(shí)，就會(huì)增加系統(tǒng)的泄漏量，導(dǎo)致系統(tǒng)容積率降低，也會(huì)造成變速箱油溫過(guò)高。此外，當(dāng)傳動(dòng)油的溫度逐漸升高時(shí)，其粘度以及密度都會(huì)出現(xiàn)一定程度的下降，不僅會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的泄漏增加，還會(huì)使得系統(tǒng)內(nèi)的潤(rùn)滑性能降低，摩擦阻力提高，產(chǎn)生了更多的熱量，使變速箱內(nèi)的油溫進(jìn)一步提高。

2.3變速箱內(nèi)油位偏差

變速箱內(nèi)油量包括系統(tǒng)循環(huán)流量以及一定的儲(chǔ)備油液，由于變速箱內(nèi)的油位偏差導(dǎo)致的油溫過(guò)高可以從油位過(guò)低、過(guò)高兩個(gè)方面進(jìn)行分析：

2.3.1油位過(guò)低

當(dāng)變速箱內(nèi)的油位過(guò)低時(shí)，便會(huì)使油液在單位時(shí)間內(nèi)的循環(huán)次數(shù)增加，一方面導(dǎo)致底部的傳統(tǒng)油停留時(shí)間過(guò)短，自然散熱過(guò)程無(wú)法取得較好的效果，另一方面油液的吸熱次數(shù)增加，從而導(dǎo)致了變速箱內(nèi)的油溫升高。此外，變速箱油位過(guò)低還會(huì)導(dǎo)致行走液壓泵吸入較多空氣，從而導(dǎo)致系統(tǒng)級(jí)進(jìn)油壓力下降導(dǎo)致變速箱油溫升高。

2.3.2油位過(guò)高

當(dāng)變速箱內(nèi)的油位過(guò)高時(shí)，變速箱內(nèi)的各個(gè)元件周圍會(huì)出現(xiàn)較多傳動(dòng)油，從而導(dǎo)致這些元件在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)有著較大的摩擦阻力，并對(duì)油液形成攪拌，從而產(chǎn)生了大量的熱能，導(dǎo)致變速箱內(nèi)的油溫過(guò)高。此外，油位過(guò)高還會(huì)導(dǎo)致變速箱內(nèi)的油液循環(huán)減慢，大量油液積壓在一起對(duì)散熱造成了嚴(yán)重的不良影響，使的變速箱內(nèi)的油溫進(jìn)一步升高。

2.4連續(xù)高負(fù)荷運(yùn)行

當(dāng)變速箱處于連續(xù)的高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于其散熱速度跟不上熱量的產(chǎn)生速度，就會(huì)導(dǎo)致變速箱內(nèi)的油溫持續(xù)升高，對(duì)變速箱內(nèi)的部件造成一定的損害，特別是在炎熱天氣運(yùn)行時(shí)，這種情況更容易發(fā)生。

2.5散熱器散熱效果較差

變速箱內(nèi)的傳動(dòng)油主要依靠散熱器散熱和自然散熱兩種方式進(jìn)行降溫，保證油溫處于正常范圍內(nèi)。其中散熱器的散熱效率最高。以ZL50GH裝載機(jī)為例，其散熱器采取的是風(fēng)冷散熱方式，然而當(dāng)散熱片表面灰塵、油漬較多，散熱片通道被阻塞，或者風(fēng)扇帶過(guò)松，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速較低時(shí)都會(huì)導(dǎo)致散熱器的散熱效率大大下降，進(jìn)而使變速箱的油溫升高。

2.6變速箱內(nèi)零件損壞

由變速箱零件損壞導(dǎo)致油溫過(guò)高的原因主要是損壞零件之間的摩擦力上升，產(chǎn)生了大量的熱量是變速箱內(nèi)的油溫升高。變矩器零件的損壞會(huì)大大境地其傳動(dòng)效率，甚至無(wú)法進(jìn)行動(dòng)力輸出，常見(jiàn)的變矩器損壞包括：彈性銷折斷、脫落，金屬異物或者螺栓導(dǎo)致的葉片損壞，導(dǎo)輪座卡圈脫落等。變速器或者離合器損壞則同樣會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力無(wú)法傳出，其常見(jiàn)的損壞包括：滾柱的楔緊作用失效、修理后變速器各軸的軸向間隙不當(dāng)，離合器過(guò)緊等。

3.變速器油溫上升問(wèn)題的解決

當(dāng)出現(xiàn)變速器油溫過(guò)高的問(wèn)題時(shí)，就需要根據(jù)可能造成油溫上升的各種因素進(jìn)行注意排查，最后找到故障所在并進(jìn)行解決。

當(dāng)裝載機(jī)是因?yàn)檫B續(xù)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的油溫過(guò)高問(wèn)題時(shí)，此時(shí)裝載機(jī)的特點(diǎn)為油溫提高緩慢，且油溫在正常范圍時(shí)并無(wú)動(dòng)力不足的情況。可以通過(guò)間歇停機(jī)、減少工作負(fù)荷或者通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)中高速空載運(yùn)轉(zhuǎn)加速冷卻循環(huán)來(lái)進(jìn)行解決。如果為其他故障引起，則首先要對(duì)變速器油位進(jìn)行檢查，通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)5分鐘后，打開(kāi)油塞，如果沒(méi)有油流出，則說(shuō)明油液不足，需要進(jìn)一步檢查各油管是否存在泄漏現(xiàn)象，同時(shí)還要對(duì)油液品牌進(jìn)行檢查。另外，可以通過(guò)觸摸進(jìn)油管和散熱器，查看有無(wú)溫差，從而確定散熱器的運(yùn)行情況。如果不存在溫差，則證明散熱器工作出現(xiàn)問(wèn)題，需要對(duì)其進(jìn)行清理、疏通。

當(dāng)對(duì)發(fā)現(xiàn)是由于調(diào)壓閥閥芯磨損導(dǎo)致泄露時(shí)，如磨損較輕，則可以通過(guò)適當(dāng)增加壓力來(lái)進(jìn)行彌補(bǔ)，如果磨損嚴(yán)重，則應(yīng)及時(shí)對(duì)調(diào)壓閥或閥芯進(jìn)行更換。同時(shí)要將濾油器拆除，查看有無(wú)金屬碎屑，如果出現(xiàn)鋼質(zhì)、鋁質(zhì)或者黑色、銅色微粒，則分別說(shuō)明行走液壓泵、變矩器和離合器片出現(xiàn)了損壞，并及時(shí)清理碎屑雜物，對(duì)損壞的零部件進(jìn)行修理和更換。

通過(guò)對(duì)變速器壓力表讀數(shù)的變化，也可以對(duì)多數(shù)的油溫過(guò)高故障進(jìn)行判斷：

（1）通過(guò)觀察裝載機(jī)空檔工作狀態(tài)時(shí)的讀數(shù)，如果讀數(shù)出現(xiàn)較大波動(dòng)，即可判斷為行走液壓泵磨損故障;如果壓力表的讀數(shù)低于規(guī)定壓力最低值的80%，且隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，讀數(shù)也在不斷增加，即可確定為行走液壓泵失效。

（2）在變速箱正常的情況下進(jìn)行掛擋操作，壓力表讀數(shù)會(huì)先出現(xiàn)下降，隨后恢復(fù)到空檔讀數(shù)，而當(dāng)變速箱存在內(nèi)漏故障時(shí)，掛擋后壓力表讀數(shù)會(huì)出現(xiàn)無(wú)法恢復(fù)到空檔讀數(shù)，且此時(shí)機(jī)器運(yùn)行無(wú)力，則說(shuō)明在離合活塞與變速操縱閥之間出現(xiàn)了漏油故障。

（3）當(dāng)出現(xiàn)油位過(guò)低故障時(shí)，此時(shí)壓力表會(huì)出現(xiàn)讀數(shù)波動(dòng)較大，且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化不會(huì)對(duì)壓力表的讀數(shù)造成較大影響，從而可以判斷行走液壓泵出現(xiàn)了吸空或者進(jìn)油管出現(xiàn)了漏氣。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，有較多的因素都可能會(huì)導(dǎo)致裝載機(jī)變速箱油溫過(guò)高故障的產(chǎn)生，為了避免油溫過(guò)高對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行以及使用壽命造成嚴(yán)重的影響，就需要通過(guò)對(duì)這些原因進(jìn)行逐一排查，并采取措施進(jìn)行處理，從而保證裝載機(jī)設(shè)備能夠以最佳的狀態(tài)運(yùn)行。

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