汽車(chē)液壓故障診斷與維修_大客車(chē)轉(zhuǎn)向液壓油溫過(guò)高故障
(1)概述
液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向技術(shù)在大客車(chē)、城市客車(chē)上的應(yīng)用日益廣泛,液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已成為現(xiàn)代大客車(chē)的重要裝置之一。目前,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的不同型號(hào)大客車(chē),由于底盤(pán)生產(chǎn)廠選用的轉(zhuǎn)向液壓泵規(guī)格型號(hào)不同,因而推薦使用的動(dòng)力轉(zhuǎn)向油的品種也有差異(見(jiàn)下表);各種車(chē)型規(guī)定的動(dòng)力轉(zhuǎn)向最高油溫也不盡相同,一般在80~100℃范圍內(nèi)。對(duì)于后置式大客車(chē),由于轉(zhuǎn)向液壓泵、儲(chǔ)油罐均安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi),且壓力管路較長(zhǎng),管道彎曲較多,壓力損失轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,加之在夏季后置發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的環(huán)境溫度大都在65℃以上,不利于液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)散熱,因而動(dòng)力轉(zhuǎn)向油的實(shí)際油溫處于接近或超過(guò)動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵規(guī)定的最高油溫。動(dòng)力轉(zhuǎn)向油是動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì),油溫對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)故障信息載量很大,是一個(gè)綜合的技術(shù)參數(shù),如內(nèi)泄漏、缺油、油臟、油液黏度較大、機(jī)械摩擦較大等都會(huì)引起動(dòng)力轉(zhuǎn)向油的溫度升高。
部分轉(zhuǎn)向液壓泵規(guī)格型號(hào)
序號(hào) |
車(chē)型或底盤(pán) |
轉(zhuǎn)向泵類(lèi)型 |
動(dòng)力轉(zhuǎn)向油 |
1 |
黃海 DD6111 |
齒輪泵 |
夏季:20#機(jī)械油
冬季:合成錠子油 |
2 |
京華 BK6111 |
YBZ-E16F20H3R
型葉片泵 |
15W/40 型柴油機(jī)油 |
3 |
金龍 XMQ6100SL |
葉片泵 |
MATF DEXRON-II 型液壓油或 N46 液壓油(氣溫高于5℃)N32 液壓油(氣溫低于5℃) |
4 |
安凱 HFF6120GD |
葉片泵 |
ATF 液壓油 |
5 |
杭汽 TD2 客車(chē)底盤(pán) |
ZYB-1015N0
型葉片泵 |
上煉 8# 液力傳動(dòng)油 |
(2)動(dòng)力轉(zhuǎn)向油溫過(guò)高的原因分析
動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)中熱量的散發(fā)是通過(guò)熱傳導(dǎo)、輻射和對(duì)流三種基本途徑進(jìn)行的,其結(jié)果促使動(dòng)力轉(zhuǎn)向油發(fā)熱。具體引起油溫過(guò)高的原因有以下幾種。
①動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)熱的主要原因是液體在流動(dòng)過(guò)程中的能量損失轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,促使油溫升高。在?dòng)力轉(zhuǎn)向液壓管路上設(shè)置了較多的彎頭、縮接等管道輔件,特別是90°管接頭,油液在這些輔件內(nèi)流動(dòng),被迫改變流速大小和方向,從而干擾了油液的正常運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生撞擊、旋渦等現(xiàn)象,帶來(lái)了附加的阻力,產(chǎn)生了能量損失,促使油液發(fā)熱。在正常情況下,液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的壓力損失見(jiàn)下表。例如,BK6111型后置大客車(chē)的轉(zhuǎn)向泵至轉(zhuǎn)向器的壓油管及回油管的長(zhǎng)度均在12m以上,且回油管的90℃彎曲達(dá)11處之多,油液流動(dòng)時(shí)的沿程壓力損失還要高出下表所列的數(shù)值。油液流經(jīng)流量控制閥、轉(zhuǎn)向閥、限壓閥(安全閥)等處產(chǎn)生的液阻壓力損失都轉(zhuǎn)變成熱能,促使油溫升高。
②限壓閥(安全閥)是動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)中典型的熱量產(chǎn)生源,油液經(jīng)限壓閥直接返回儲(chǔ)油罐時(shí)產(chǎn)生的熱量最大。某些大客車(chē)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作壓力調(diào)得偏高,加大了壓力損失,使油溫升高。
③轉(zhuǎn)向液壓泵是動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的能源,也是主要熱源之一。由于油液從轉(zhuǎn)向泵的入口到出口受到很大的壓縮,油液因壓縮會(huì)產(chǎn)生熱量,這是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)熱的主要原因。轉(zhuǎn)向液壓泵的溫升過(guò)高有設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)整和使用等多方面的原因,發(fā)熱的程度取決于轉(zhuǎn)向液壓泵的轉(zhuǎn)速和輸出壓力。一般來(lái)說(shuō),轉(zhuǎn)向液壓泵溫升過(guò)高的原因有:使用黏度過(guò)低或過(guò)高的動(dòng)力轉(zhuǎn)向油來(lái)工作(比如用錯(cuò)了油),增大了轉(zhuǎn)向液壓泵的內(nèi)漏耗,使泵體溫度升高;轉(zhuǎn)向葉片泵內(nèi)部滑動(dòng)零件磨損嚴(yán)重,軸向間隙增大,使泵內(nèi)部漏損過(guò)大,容積效率過(guò)低;泵內(nèi)軸承的塑料保持架損壞;選用了質(zhì)量差的轉(zhuǎn)向液壓泵(容積效率低),其容積損耗過(guò)大,促使油液發(fā)熱過(guò)多。
④轉(zhuǎn)向液壓泵的裝配質(zhì)量不達(dá)標(biāo)(如轉(zhuǎn)向泵的軸向間隙太小、轉(zhuǎn)子的垂直度超差、幾何形狀超差、傳動(dòng)部分同軸度未達(dá)到技術(shù)要求、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有咬緊現(xiàn)象等),使相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面的油膜破壞,形成干摩擦,機(jī)械效率降低。
⑤由于動(dòng)力轉(zhuǎn)向油被污染,顆粒狀異物進(jìn)入轉(zhuǎn)向液壓泵內(nèi),轉(zhuǎn)向泵嚴(yán)重磨損,內(nèi)泄漏增大。
⑥由于儲(chǔ)油罐內(nèi)缺油,進(jìn)油濾網(wǎng)或進(jìn)油管阻塞,使轉(zhuǎn)向液壓泵吸空造成轉(zhuǎn)向系統(tǒng)油溫過(guò)高。轉(zhuǎn)向泵吸空使油液中混入空氣過(guò)多,在高壓作用下產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象,造成油液沖擊,并伴隨強(qiáng)烈振動(dòng)和噪聲,致使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)油溫快速升高。儲(chǔ)油罐除了儲(chǔ)油和分離油中的雜質(zhì)和空氣以外,散熱是它的重要作用之一。選用儲(chǔ)油罐的容積太小,儲(chǔ)油不多,使油液循環(huán)加快,而且由于散熱面積不足,再加上有的后置大客車(chē)儲(chǔ)油罐離汽車(chē)上最大的熱源(發(fā)動(dòng)機(jī))很近——有的只有0.2m,又安裝在大客車(chē)后備廂內(nèi),在夏季,發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的環(huán)境溫度在65℃以上;還有的大客車(chē)后備廂百葉窗的面積過(guò)小或所放位置不當(dāng),散熱條件較差,使油液在儲(chǔ)油罐內(nèi)不能充分冷卻。另外,在儲(chǔ)油罐.中,轉(zhuǎn)向泵的吸油管與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的回油管靠得很近,返回儲(chǔ)油罐的熱油還沒(méi)來(lái)得及冷卻,又再次被傳輸給轉(zhuǎn)向泵吸入,形成惡性循環(huán),引起油溫升高。
⑦動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)內(nèi)滲入了空氣。有的大客車(chē)在儲(chǔ)油罐與轉(zhuǎn)向泵的吸油口之間用橡膠管套住,膠管兩端用卡箍緊固,這種安裝方式若緊固力不夠,轉(zhuǎn)向泵很容易吸入空氣。由于空氣的可壓縮性,油中滲入的空氣被壓縮至高壓,也會(huì)產(chǎn)生熱量;在液壓系統(tǒng)中,溶于油液中的空氣游離出來(lái)形成氣泡,氣泡在壓縮時(shí)也放出熱量。動(dòng)力轉(zhuǎn)向油中混入過(guò)量空氣,可使儲(chǔ)油罐內(nèi)的油溫上升約25%。
⑧轉(zhuǎn)向系統(tǒng)異常發(fā)熱有液壓元件本身的質(zhì)量原因。運(yùn)行一段時(shí)間后,零件磨損,產(chǎn)生局部高溫,油液變稀,附著油膜變薄,導(dǎo)致金屬直接接觸,促使系統(tǒng)異常發(fā)熱。
⑨大客車(chē)在山區(qū)公路上行駛,因彎道多、路面差,駕駛員需不停地轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán),使轉(zhuǎn)向控制閥處于經(jīng)常工作狀態(tài),從而使節(jié)流阻力增大,轉(zhuǎn)向泵輸出壓力也較高。此時(shí)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的能量損失比大客車(chē)直線行駛時(shí)要大,油液溫升也較快(大客車(chē)一般都采用常流式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng))。
⑩轉(zhuǎn)向儲(chǔ)油罐的制作材料與散熱快慢有關(guān)。目前我國(guó)的轉(zhuǎn)向儲(chǔ)油罐制作材料有塑料和鋼材兩種,塑料的熱導(dǎo)率為0.04~0.048W/(m·℃);鋼的熱導(dǎo)率為45.3W/(m·℃)。從有利于散熱的角度上講,使用鋼制儲(chǔ)油罐的散熱能力要優(yōu)于塑料儲(chǔ)油罐。
液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)油溫過(guò)高會(huì)影響動(dòng)力轉(zhuǎn)向油液的使用壽命、加速橡膠密封件的老化,還可引起轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的漏油、轉(zhuǎn)向泵的噪聲增大等故障,從而直接影響大客車(chē)的使用性能。