DF型内燃机车静液压系统管路裂漏故障分析及预防措施

张 利 上海铁路局上海铁路机务综合开发有限公司

DF型内燃机车静液压系统管路裂漏故障分析及预防措施

张 利 上海铁路局上海铁路机务综合开发有限公司

通过对DF型内燃机车静液压系统管路裂漏分析,找出管路裂漏的原因，并提出有效的预防措施。

静液压；管路；裂漏；故障；分析；措施

上海铁路局合肥机务段配属DF型内燃机车358台，机型有 DF4B、DF4C、DF4D、DF5、DF7、DF8B共6种。近年来由于高速、重载及小辅修公里数延长的大力推行，静液压系统管路裂漏的故障较突出，并已成为惯性故障之一。机车静液压管路裂漏故障的发生，致使静液压系统不能正常工作，最终机车会因油水温度过高而产生机破，严重影响机车的使用效率。

1 问题的提出

机车运行途中如果静液压系统管路发生裂漏，静液压油流失，静液压泵、静液压马达等重要部件就会干磨，不能正常工作，使机车油水温度过高，发生机破，严重扰乱机车正常运行秩序。同时静液压油流淌到冷却间地板上，处理起来工作量大。有时静液压油会通过通风机流淌到下部电机而使电机进油，给检修工作带来很大的困难。清洗各管路须更换该系统所有部件，检修成本因此而大量增加。从近两年进库小辅修、碎修、临修分析统计看，该故障约占内燃机车辅助部分的25%。由于故障现象各异，且故障处理时间长，直接影响机车供给。

1.1 近两年静液压系统管路裂漏故障件数及性质统计（见表1）

表1 近两年静液压系统管路裂漏故障件数及性质统计情况

1.2 近两年静液压系统管路裂漏故障类别统计（见表2）

表2 近两年静液压系统管路裂漏故障类别统计情况

2 机理分析

DF型机车静液压系统是采用两套独立的高、低温系统，以保证柴油机油水温度在正常的范围内工作。该系统主要部件：静液压泵、静液压马达、安全阀、温控阀、静液压油箱、控制油缸及大量管路等组成。

图1 DF4型机车静液压传动系统原理图

图1为DF4型机车静液压传动系统原理图。（其余DF型机车静液压传动系统原理与DF4型机车相同）

当柴油机运转时，经传动轴、静液压变速箱带动静液压泵旋转，静液压泵从油箱把油吸入后，将柴油机传入的旋转形式的机械能转换成液压油压力能，提高压力后再通过高压管路将液压油打入静液压马达驱动冷却风扇转动，同时高压油还分别流向安装在冷却水和机油管路上的温控阀及安装在高压管路和低压回油管路之间的安全阀。静液压管路存在强烈高频振动,且管路中部振幅最大,用手触摸管路有麻木感。容易在管路接头根部产生疲劳裂纹,继而发生管路裂漏故障。

3 原因分析

3.1 静液压系统的配件组装质量

静液压泵、马达组装不良,配合间隙超限,是静液压管路振动的一个主要原因。若静液压泵各柱塞配合间隙存在差异,在转动过程中形成高压波动油压，从而形成脉动式冲击,引起管路振动，造成管接头容易裂漏。

静液压管路长、压力高，缺少卡码固定是造成管接头容易裂漏的另一个主要原因。

3.2 静液压系统的工作环境

近年来交路延长，加之小辅修公里数由5万km延长至6.5万km，管路存在硬伤、严重变形也是引起管路裂损的原因之一。管路硬伤、变形处极易形成应力集中而产生疲劳裂损。

静液压油品质差，清洁度不高加大了静液压泵、马达磨耗损害。

3.3 岗位人员作业

由于组装人员技术水平和责任心等原因，组装时螺母、接头丝扣已损坏而未及时更换。

管路接头在组装时存在抗劲现象是引起管路裂损的另一个原因。由于存在抗劲,往往在接头根部产生应力集中现象,在高压静液压油交变载荷作用下发生疲劳裂损。

未采用科学的检测手段判断故障点，消除故障源。

3.4 静液压系统配件的自身质量

静液压泵、马达等配件质量不高。

管路接头长期使用未及时更换，总结归纳为引起DF4机车静液压系统管路裂漏的根本原因有七点：

（1）静液压泵、马达状态不良。

（2）管路卡码布置不规范。

（3）静液压油品质差，配件清洁度不高。

（4）组装时管路抗劲。

（5）管接头本身或人为组装时状态不良。

（6）管路接头自身疲劳裂漏。（7）管路与管路之间碰磨。规范，不科学，往往会引起管路振动大，致使大配件随之振动，应力过于集中引起体裂漏。通过对静液压高、低温回油管路有针对性的加装固定卡码，且同一管路卡码间距保持在1m范围，及时有效减小管路振动（如图3所示）。

图2 静液压系统测压

图3 加装固定卡码

4 防止措施

4.1 通过对静液压系统的测压，及时预防故障的发生

在操纵油缸的进油管接头处接上压力表，然后启机顶死温控阀故障螺钉试验测出静液压系统的最大压力值，如该压力值低于标准压力，或压力值异常波动，则进一步判断，找出运转状态不良的静液压泵、马达及时进行更换，排除振动源（如图2所示）。

4.2 对静液压高、低温回油管路有针对性的加装固定卡码

针对厂、中修回段以及调拨来的机车，发现管路之间卡码装的较少，布局不

4.3 提高配件清洁度，杜绝污染源

对厂中修机车管路配件进行彻底冲洗,除去管路内部杂质，静液压泵及马达、油箱等重要部件接头管口要进行有效防护,确保各备品的组装清洁度。其次要抓好静液压油脂的清洁，发现有污染现象的及时更换油脂。

4.4 认真落实检修组装工艺，提高配件检修质量

管路组装时,要保证其处于自由状态，配件检修时，应严格执行检修工艺,保证各部配合间隙符合要求，消除组装时的管路抗劲引起的管路振动加剧现象。

4.5 采取措施更换接头，避免裂漏

针对管接头本身或人为组装时状态不良，在作业过程中经常碰到接头处球头与球窝的接触面不良、丝扣不好及螺母松旷紧余量不足等情况，这时应果断采取措施更换接头，避免裂漏。

4.6 对操纵油缸管由铁管改为不锈钢软管

机车高速、重载、长交路，小辅修公里数延长，管路工作条件恶劣，变形严重，变形处极易形成应力集中而产生疲劳裂损。此时我们应通过对动态运用机车及时跟踪监控管路状态，有效卡控及防范管路接头自身疲劳裂漏。同时对操纵油缸管由铁管改为不锈钢缸软管，减少振动造成的烈漏。

4.7 采用加垫减振，调整管路状态来消除碰磨

由于管路与管路之间布局不规范、不合理产生碰磨、振动磨擦，造成破损裂漏，我们通过对厂、中修回段以及小辅修机车加大整治力度，采用加垫减振，调整管路状态来消除碰磨。5结束语

通过装表测压力，更换了不良静液压泵和静液压马达，合理加装布局卡码基本消除了振动源，避免了因静液压系统裂漏而可能造成的机破和运缓。2013年该段没有发生一起因静液压系统管路裂漏引发的机破，机车静液压系统管路裂漏故障率大幅度降低。与前两年比较，直接节约材料费约几十万元，职工劳动强度大幅降低，取得了明显的效果。

[1]铁道部大连机车车辆工厂.东风4型内燃机车[M].大连：大连理工大学出版社，1993.

[2]侯天理，何国炜.柴油机手册[M].上海：上海交通大学出版社，1993.

责任编辑：万宝安

来稿日期：2014-07-24