沃爾沃L180F 型裝載機發(fā)動機溫度高故障診斷

呂 軍

（河北港口集團秦皇島港股份有限公司流動機械分公司，河北秦皇島 066000）

0 引言

裝載機是工程機械中最具代表性的產(chǎn)品之一，其以作業(yè)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、傳遞平穩(wěn)、操作輕便、機動靈活的特點，廣泛應用于廠礦、鐵路、港口等散貨裝卸作業(yè)。在某公司的主要生產(chǎn)作業(yè)中，大噸位裝載機主要用于港口煤炭清場及攢垛、散糧、礦石裝卸倒運等港口作業(yè)。瑞典沃爾沃公司生產(chǎn)的L180F 型裝載機，擁有著先進的電控系統(tǒng)、人機交互功能、工作效率高等諸多優(yōu)點。但是公司現(xiàn)有的F 系列的裝載機與最新H 系列相差很遠，受其零件設(shè)計壽命等因素影響，設(shè)備故障頻發(fā)，嚴重影響生產(chǎn)作業(yè)。

1 發(fā)動機溫度高故障

某臺沃爾沃L180F 型裝載機，發(fā)動機為D12D-LB-E3 型水冷濕式發(fā)動機，累計臺時為35 864 h，主要從事港口煤炭清場及攢垛。經(jīng)司機反饋，設(shè)備怠速過程中未出現(xiàn)發(fā)動機溫度高報警，行駛過程中或從事重載作業(yè)10 min 后，車輛檢測電腦（I-ECU）發(fā)動機溫度高報警燈亮起，顯示發(fā)動機溫度高報警，設(shè)備動力下降。

2 故障原因分析

在判斷設(shè)備發(fā)動機溫度高故障原因之前，要確保冷卻液、發(fā)動機油、變速箱油等處于正常位置，并將設(shè)備停放在平緩的空地，以免影響故障判斷。

2.1 冷卻系統(tǒng)

發(fā)動機冷卻系統(tǒng)由冷卻泵、節(jié)溫器、散熱器、膨脹水箱、風扇、冷卻液等組成，沃爾沃L180F 型裝載機發(fā)動機冷卻系統(tǒng)原理如圖1 所示：冷卻泵將冷卻液輸送至發(fā)動機中，冷卻液流經(jīng)潤滑油冷卻器進入到氣缸，直到氣缸蓋。當冷卻液溫度低于節(jié)溫器開啟溫度時，冷卻液會再次進入發(fā)動機中，參與冷卻循環(huán)；當冷卻液溫度高于節(jié)溫器開啟溫度時，節(jié)溫器開啟，冷卻液流向散熱器，并在散熱器中冷卻。冷卻液在冷卻后進入到變速箱油冷卻器，參與變速箱油冷卻，之后再次進入到發(fā)動機中。

圖1 沃爾沃L180F 型裝載機發(fā)動機冷卻系統(tǒng)

通過分析認為導致發(fā)動機溫度高的原因為：①冷卻泵、節(jié)溫器出現(xiàn)故障，導致循環(huán)不暢；②水泵密封圈密封不嚴或者老化，導致冷卻液泄漏，從而冷卻液不足使發(fā)動機溫度高；③散熱器損壞，例如被煤塵堵塞導致空氣不流通冷卻效果不好，或散熱器內(nèi)部堵塞導致冷卻液循環(huán)不暢；④發(fā)動機氣缸墊損壞，密封不嚴導致溫度升高；⑤冷卻泵驅(qū)動皮帶松動，冷卻液壓力不足；⑥膨脹水箱壓力過大，導致空氣無法排出，影響節(jié)溫器的開啟。

2.2 電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)

考慮到沃爾沃L180F 型裝載機冷卻風扇是由液壓泵P3 泵驅(qū)動的，而風扇轉(zhuǎn)速是由全車控制電腦（V-ECU）控制的，因此導致發(fā)動機溫度高有可能是電氣系統(tǒng)或液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障。沃爾沃L180F 型裝載機電控液壓系統(tǒng)原理如圖2 所示。

圖2 沃爾沃L180F 型裝載機冷卻液壓系統(tǒng)

冷卻風扇轉(zhuǎn)速由V-ECU 控制，發(fā)動機控制電腦（E-ECU）、V-ECU 接收多個溫度、轉(zhuǎn)速傳感器的信號。這些溫度、轉(zhuǎn)速傳感器會將設(shè)備運行信息反饋到電腦V-ECU 中，對于出現(xiàn)設(shè)備發(fā)動機溫度高故障現(xiàn)象，V-ECU 會將這些信息記錄下來。如果需要冷卻，即提高冷卻風扇轉(zhuǎn)速，則V-ECU 向電磁閥MA2601 發(fā)送脈沖寬度調(diào)制（PMW）信號，MA2601 控制P3 泵斜盤開度，增大P3 泵出油量，以確保向冷卻風扇提供所需的液壓流量。當沒有任何傳感器反饋信息需要系統(tǒng)冷卻時，V-ECU 將向MA2601發(fā)送足夠的電壓，以使風扇保持基本轉(zhuǎn)速。

冷卻風扇是由液壓泵P3 泵驅(qū)動的，同時P3 泵還給制動系統(tǒng)優(yōu)先提供壓力；冷卻風扇的回油驅(qū)動橋油散熱泵，參與前后橋冷卻循環(huán)，充分利用了液壓能的效率。

通過以上分析，可能導致設(shè)備失速的故障原因為：①傳感器故障，使控制電腦接收錯誤信號；②電磁閥MA2601 故障，不能接收PMW 信號；③E-ECU 或V-ECU 故障；④電氣線路出現(xiàn)故障，無法接受電信號；⑤風扇馬達出現(xiàn)卡滯或泄壓；⑥橋油散熱泵的驅(qū)動馬達出現(xiàn)卡滯或泄壓，導致風扇運轉(zhuǎn)不暢；⑦前后橋油冷卻器或變速箱油冷卻器故障；⑧液壓管路泄漏。

3 故障排查

根據(jù)上述分析的故障原因分別對冷卻系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)進行檢測。

（1）冷卻系統(tǒng)：冷卻液無滲漏；檢查冷卻泵、節(jié)溫器、散熱器等機械部件，均工作正常；檢查散熱器內(nèi)冷卻液處于正常液位；設(shè)備作業(yè)過程中，散熱器內(nèi)冷卻液未出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象，說明發(fā)動機氣缸墊未損壞。膨脹水箱沒有冷卻液流出，說明膨脹水箱無故障。

（2）電氣系統(tǒng)：利用沃爾沃檢測系統(tǒng)對電腦E-ECU、V-ECU的通信狀態(tài)進行檢測，一切正常；更換發(fā)動機溫度傳感器和散熱器溫度傳感器，故障依然存在；更換電磁閥MA2601，故障沒有解決；利用多用表對電氣線路進行檢測，未發(fā)現(xiàn)斷路故障。

（3）液壓系統(tǒng)：出現(xiàn)發(fā)動機溫度高報警后，檢查發(fā)現(xiàn)冷卻風扇轉(zhuǎn)動異常，在電氣系統(tǒng)檢查中更換了電磁閥MA2601 后，故障依然存在，因此考慮是液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障。經(jīng)檢查液壓管路未出現(xiàn)明顯漏油現(xiàn)象；手動轉(zhuǎn)動冷卻風扇，旋轉(zhuǎn)順暢，說明冷卻風扇正常；將圖2 前后橋油散熱泵和驅(qū)動馬達總成拆卸，泵和馬達同軸，通過花鍵連接在一起，將泵和馬達分開，其中后橋油散熱泵和驅(qū)動馬達在檢查過程中，手動分別轉(zhuǎn)動泵軸和馬達軸，發(fā)現(xiàn)泵軸無法轉(zhuǎn)動，確定后橋油散熱泵卡滯，將其分解檢查，發(fā)現(xiàn)泵的出油口有毛刺導致齒輪卡死，確定后橋油散熱泵出現(xiàn)故障。由于齒輪和泵內(nèi)腔磨損較輕微，因此決定使用刮刀和砂紙對其進行修復，將磨損表面輕磨至光滑，組裝后轉(zhuǎn)動正常。

在安裝試車之前，必須解決引起后橋油散熱泵磨損的問題。在拆解散熱泵的過程中，發(fā)現(xiàn)泵內(nèi)油量較少，初步判斷引起原因是油量較少引起的。于是打開后橋的油位絲堵，發(fā)現(xiàn)缺少大約3/4 的油量。在故障檢查之前，并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的滲漏點，通過查看手冊資料，在后驅(qū)動橋的上部，排列著散熱油管。由于此處是凹陷的，作業(yè)之后較難清理導致積煤較多，壓住了散熱油管，很難發(fā)現(xiàn)散熱油管是否出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。在清理過程中發(fā)現(xiàn)煤中有油，油管接頭存在明顯滲漏。更換油管，并將后橋油散熱泵和驅(qū)動馬達安裝后進行試車，發(fā)現(xiàn)冷卻風扇運轉(zhuǎn)正常，報警消除。

4 對應措施

通過上述分析，導致發(fā)動機溫度高的根本原因是橋油散熱油管出現(xiàn)滲漏。考慮到作業(yè)環(huán)境的影響，設(shè)備底盤積煤較多，并且較難清理，未及時發(fā)現(xiàn)滲漏點，導致此次故障的發(fā)生。為此，提出以下應對措施：①不定期清理底盤，以及時發(fā)現(xiàn)故障或故障隱患，并及時整改；②在兩個保養(yǎng)周期之間，檢查橋油油位并及時添加。

5 結(jié)語

發(fā)動機冷卻系統(tǒng)使發(fā)動機得到適度的冷卻，從而保持發(fā)動機在最適合的范圍溫度內(nèi)工作。結(jié)合沃爾沃L180F 型裝載機發(fā)動機溫度高的故障實例，對冷卻系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的工作原理進行分析和研判，運用排除方法確定發(fā)動機溫度高是橋油散熱油管滲漏導致的，通過更換散熱油管以及對磨損橋油散熱泵的維修，安裝后進行試車，發(fā)動機溫度高故障解除，最后給出預防措施，為此車型此類故障的分析和判斷提供依據(jù)。