熊文輝

(昆明中鐵集團(tuán)公司，昆明 650215)

D08-32C型搗固車(chē)液壓系統(tǒng)油溫過(guò)高的原因分析及解決方案

熊文輝

(昆明中鐵集團(tuán)公司，昆明 650215)

本文對(duì)D08-32C型搗固車(chē)液壓系統(tǒng)在環(huán)境溫度過(guò)高，且搗固作業(yè)一段時(shí)間后液壓油溫過(guò)高的問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出解決方案并進(jìn)行實(shí)施，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)證明該方案可行有效。

D08-32C型搗固車(chē) 液壓油溫 解決方案

1 D08-32C型搗固車(chē)概況

D08-32C型搗固車(chē)是我公司與Plasser公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的一種新型的緊湊型搗固車(chē)。該車(chē)的技術(shù)設(shè)計(jì)都是由Plasser公司完成，具有很好的性能價(jià)格比，深受用戶(hù)的喜愛(ài)。D08-32C型搗固車(chē)所有工作裝置和高低速驅(qū)動(dòng)都是由液壓系統(tǒng)來(lái)完成，所以液壓系統(tǒng)工作正常與否會(huì)直接影響該車(chē)的作業(yè)效率和作業(yè)精度。

2 液壓油溫過(guò)高原因分析

D08-32C型搗固車(chē)在交給用戶(hù)使用一段時(shí)間后，有多家用戶(hù)反饋該車(chē)工作1 h后液壓油溫報(bào)警(80℃報(bào)警)。在這種情況下，如果用戶(hù)讓該車(chē)?yán)^續(xù)工作會(huì)使整車(chē)液壓系統(tǒng)的很多元件造成損害，影響其使用壽命。為了避免液壓系統(tǒng)的損傷，用戶(hù)就不得不停機(jī)休息一段時(shí)間等液壓油溫降低以后再繼續(xù)作業(yè)，浪費(fèi)封鎖時(shí)間，大大降低工作效率。

液壓油溫報(bào)警時(shí)間一般是夏季，該車(chē)工作地區(qū)環(huán)境溫度較高，個(gè)別地方可以達(dá)到40℃，這對(duì)液壓系統(tǒng)冷卻極為不利。而這些車(chē)在調(diào)試、檢驗(yàn)時(shí)，環(huán)境溫度只有20℃ ～30℃，所以D08-32C型搗固車(chē)液壓油溫報(bào)警的問(wèn)題并未暴露出來(lái)。應(yīng)該對(duì)搗固車(chē)的液壓冷卻進(jìn)行分析，見(jiàn)圖1。

圖1是原車(chē)液壓冷卻系統(tǒng)原理圖。柴油機(jī)啟動(dòng)后液壓泵開(kāi)始工作，當(dāng)液壓油液溫度低于40℃時(shí)溫度開(kāi)關(guān)⑦閉合，電磁閥③的電磁鐵1Sa得電該閥上位工作，泵輸出的油液經(jīng)過(guò)電磁閥③→單向閥⑤和過(guò)濾器⑥(由于該過(guò)濾器每分鐘單個(gè)的最大流量為5 mL，所以泵輸出的大部分流量都是通過(guò)單向閥⑤)→冷卻器⑧→回油過(guò)濾器⑨→油箱。此時(shí)風(fēng)扇馬達(dá)④不工作，液壓油不進(jìn)行冷卻。當(dāng)液壓油液溫度達(dá)到40℃時(shí)溫度開(kāi)關(guān)⑦斷開(kāi)，電磁閥③的電磁鐵1Sa失電該閥下位工作，風(fēng)扇馬達(dá)④開(kāi)始工作，經(jīng)過(guò)冷卻器⑧的液壓油得到冷卻。

圖1 液壓冷卻系統(tǒng)原理

從液壓冷卻系統(tǒng)原理分析沒(méi)有任何問(wèn)題，而且各元件工作也很正常，看不出問(wèn)題。但經(jīng)過(guò)認(rèn)真思考和計(jì)算發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題所在。

對(duì)冷卻系統(tǒng)的分析如下

式中，K為所需冷卻器的散熱能力(kW/℃);P為系統(tǒng)發(fā)熱功率(kW);T2為冷卻后的油液溫度(℃);T1為環(huán)境溫度(℃)。

在同等條件下系統(tǒng)發(fā)熱功率P和環(huán)境溫度T1是定值，那么冷卻后的油液溫度T2只與冷卻器的散熱能力K值有關(guān)。從式(2)可以看出，K值越大，T2值越小;K值越小，T2值越大。也就是說(shuō)冷卻器的散熱能力越大，經(jīng)過(guò)冷卻器后的油溫越低，冷卻效果越好。

從圖2可知，對(duì)同一型號(hào)冷卻器的散熱能力K值(縱坐標(biāo))與風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和通過(guò)冷卻器的流量(橫坐標(biāo))有關(guān)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和通過(guò)冷卻器的流量越大，散熱能力K值越大;反之越小。D08-32C型搗固車(chē)?yán)鋮s風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速是恒定的，所以該車(chē)?yán)鋮s器散熱能力K值的大小只與通過(guò)冷卻器的流量有關(guān)。

圖2 冷卻器的散熱能力

對(duì)通過(guò)冷卻器的流量計(jì)算，泵的輸入轉(zhuǎn)速 n=2 018 r/min，泵的排量q=46 mL/r，通過(guò)冷卻器的流量Q=qn/1 000=92.8 L/min。

從上述分析和計(jì)算得知：D08-32C型搗固車(chē)液壓油溫報(bào)警是由于該車(chē)?yán)鋮s器的散熱能力K值較小導(dǎo)致。

3 解決方案

分析D08-32C型搗固車(chē)液壓油溫報(bào)警的原因后可以有兩種解決方案：第一方案為增加一套冷卻系統(tǒng);第二方案為加大通過(guò)冷卻器的流量，也就是加大冷卻器散熱能力的K值。

經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析和綜合考慮，最終采用第二套方案。因?yàn)槿绻捎玫谝环桨?，最少得增加一套冷卻器(總成本大約RMB46 000元)和一些管路，費(fèi)用很高。而采用第二套方案只需增加一個(gè)分流塊和一些管路(費(fèi)用大約在RMB3 000元以?xún)?nèi))，可以大大節(jié)約成本。

從圖3可以看出不管空調(diào)工不工作，改進(jìn)后的液壓冷卻系統(tǒng)是把空調(diào)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中電磁溢流閥①、前空調(diào)馬達(dá)②、后空調(diào)馬達(dá)③的回油全部引入冷卻器后再回油箱，大大增加了經(jīng)過(guò)冷卻器的流量，提高冷卻器散熱能力的K值。

圖3 改進(jìn)后的液壓冷卻系統(tǒng)原理

空調(diào)驅(qū)動(dòng)泵的輸入轉(zhuǎn)速 n=2 018 r/min，泵的排量q=21.3 mL/r。

冷卻器增加的流量 QZ=2qn/1 000=86 L/min，Q總=Q+QZ=92.8+86=178.8 L/min。

查圖2中441 400 r/min曲線(xiàn)，當(dāng) Q=92.8 L/min時(shí)，K1=1.3;Q=178.8 L/min 時(shí)，K2=1.575。(K2-K1)/K1=(1.575-1.3)/1.3=21.15%。

通過(guò)改進(jìn)后的冷卻系統(tǒng)的散熱能力比改進(jìn)前提高了21.15%。從理論上通過(guò)液壓冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，提高了散熱能，而且經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的D08-32C型搗固車(chē)在交付各路局用戶(hù)使用至今再?zèng)]有用戶(hù)反應(yīng)該車(chē)液壓油溫報(bào)警的問(wèn)題，說(shuō)明這一問(wèn)題已經(jīng)完全得到了解決。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)D08-32C型搗固車(chē)液壓冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改進(jìn)，提高了散熱能力，為用戶(hù)更好地使用搗固車(chē)提供了保障。

［1］王午生.鐵道線(xiàn)路工程［M］.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1999.

［2］韓志青，唐定全.抄平起撥道搗固車(chē)［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社，1997.

［3］傅文智，毛必顯.抄平起撥道搗固車(chē)［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2010.

［4］暢建民.提高D08-32型搗固車(chē)系統(tǒng)精度的措施［J］.鐵道建筑，2009(9)：109-111.

［5］李增強(qiáng).08-32型搗固車(chē)液壓作業(yè)系統(tǒng)壓力不穩(wěn)的原因及解決辦法［J］.鐵道建筑，2007(4)：103-104.

U216.63+1

B

1003-1995(2011)09-0119-03

2011-05-25;

2011-06-20

熊文輝(1969— )，男，昆明人，高級(jí)工程師。

(責(zé)任審編 王 紅)