胡向如

【摘 要】介紹了DC-32Ⅱ搗固車高速走行液壓系統(tǒng)工作原理，通過工作原理的逐層分析，找出了高速走行液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的根本原因，提出了解決辦法和故障預(yù)防措施，提高了設(shè)備使用可靠性。

【關(guān)鍵詞】高速走行液壓系統(tǒng)；工作原理；故障；預(yù)防措施；可靠性

The Fault Analysis and Preventive ways of DC-32 II Tamping Vehicles Traveling Hydraulic System

HU Xiang-ru

（CRCC High-tech Equipment Corporation Limited.，Kunming Yunnan 650215，China）

【Abstract】This paper introduces DC-32 II tamping vehicles working principle of traveling hydraulic system，by analysis of the working principle，find out the root cause of the fault occurred in traveling hydraulic system， puts forward the solutions and fault prevention measures，improve the reliability of equipment.

【Key words】Traveling hydraulic system；Working principle；Fault；Preventive measures；Reliability

0 引言

DC-32Ⅱ搗固車主要用于鐵道線路的新線建設(shè)和舊線及運(yùn)營線路維修作業(yè)，對(duì)軌道進(jìn)行自動(dòng)撥道、起道抄平、石砟搗固作業(yè)，使軌道方向、左右水平和前后高低均達(dá)到線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或線路維修規(guī)則的要求。該車具備0-80km/h的高速走行功能，能快速自運(yùn)行進(jìn)入?yún)^(qū)間作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行搗固作業(yè)，當(dāng)作業(yè)完畢后又能快速回到車站。高速走行傳動(dòng)系統(tǒng)是采用靜液壓傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)完成的，柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)齒輪箱，泵驅(qū)動(dòng)齒輪箱驅(qū)動(dòng)兩個(gè)走行液壓泵，液壓泵再驅(qū)動(dòng)裝在車軸齒輪箱上的兩個(gè)液壓馬達(dá)實(shí)現(xiàn)高速走行，在0～800km/h的行駛過程中，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。

高速走行驅(qū)動(dòng)方式為全液壓閉式回路驅(qū)動(dòng)，由變量柱塞油泵、補(bǔ)油泵、反向壓力控制閥、塞變量馬達(dá)、沖洗閥、方向控制比例閥等件組成的閉式液壓回路，具體回路為：油箱→變量柱塞油泵吸油濾清器→兩個(gè)并聯(lián)變量柱塞油泵及補(bǔ)油泵→管路→負(fù)載控制閥→管路沖洗閥→反向壓力控制閥→兩個(gè)并聯(lián)柱塞變量馬達(dá)及馬達(dá)沖洗閥等件。驅(qū)動(dòng)原理與QS-650清篩機(jī)、DWL-48搗固穩(wěn)定車、SPZ-200配砟整形車、SPZ-440配砟整形車、YHG-1200移動(dòng)式焊軌車、JDZ-160接觸網(wǎng)檢修作業(yè)車等車型的自運(yùn)行工作原理幾乎完全相同。

DC-32Ⅱ搗固車在使用過程中，高速走行液壓系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)一些故障，如泵、馬達(dá)、液壓閥等部件受損，表現(xiàn)為泵或馬達(dá)高溫、內(nèi)泄漏、油封漏油等現(xiàn)象，嚴(yán)重的出現(xiàn)油泵、馬達(dá)內(nèi)部零部件破損。對(duì)這些故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，找出導(dǎo)致故障的原因，減少或避免故障的發(fā)生，提高設(shè)備使用完好可靠性是很有必要，很有意義的。

1 DC-32Ⅱ搗固車高速走行原理

1.1 走行液壓閉式回路組成及工作原理

DC-32Ⅱ搗固車高速走行液壓系統(tǒng)采用變量泵、變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路（馬達(dá)的排量改變是通過兩位三通電磁閥得失電控制：失電為高速走行，這時(shí)馬達(dá)排量為最小；得電為作業(yè)走行，這時(shí)馬達(dá)排量為最大），調(diào)節(jié)泵的排量，可以使該車高速走行在0-80km/h、作業(yè)走行在0-3km/h范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。通過電氣控制，使油泵可以在兩個(gè)方向輸出壓力油，從而驅(qū)動(dòng)車輛前/后運(yùn)行。泵的排量由一個(gè)電液比例閥控制，控制油取自補(bǔ)油泵的壓力油， 通過調(diào)節(jié)比例電流，控制進(jìn)入泵伺服缸的壓力油來改變泵斜盤的大小，從而控制泵的流量輸出。由一個(gè)兩位三通的電磁閥控制泵的輸出狀態(tài)，當(dāng)電磁閥把泵伺服缸的兩腔溝通，這時(shí)泵伺服缸兩腔不受控，泵處于零排量輸出。

整個(gè)走行回路上設(shè)有液壓反向制動(dòng)閥，其功能在于長下坡路段，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速在整車慣性的帶動(dòng)作用下會(huì)越來越快，當(dāng)超出馬達(dá)規(guī)定的轉(zhuǎn)速時(shí)，馬達(dá)會(huì)變?yōu)楸玫墓r，馬達(dá)回油口壓力升高，該回油經(jīng)過反向制動(dòng)閥（調(diào)節(jié)在100bar）形成一個(gè)液壓的反向制動(dòng)力，有該制動(dòng)力的存在，能保證整車不會(huì)越走越快，維持在一定的速度下。

1.2 各主要部件的工作原理

排量：泵和馬達(dá)的排量是指泵或馬達(dá)每轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)，而得到排出或輸入的工作液體體積，單位是L/r。（排量為常數(shù)的稱定量泵或定量馬達(dá)，排量可以變化的稱變量泵或變量馬達(dá)）。

流量：流量指在單位時(shí)間內(nèi)，泵輸出或馬達(dá)輸入液壓油的體積，單位是L/min。

補(bǔ)油泵：在閉式液壓系統(tǒng)中補(bǔ)油泵的主要作用：補(bǔ)充液壓泵及液壓馬達(dá)的泄漏油液；給控制系統(tǒng)提供壓力油；3維持主系統(tǒng)回路有足夠的液壓油，增加主泵進(jìn)油口處壓力，防止主泵大流量時(shí)產(chǎn)生氣蝕，可有效提高泵的轉(zhuǎn)速和防止泵吸空；將冷卻的新鮮油液補(bǔ)進(jìn)回路系統(tǒng)，降低回路系統(tǒng)油溫。

負(fù)載控制閥：通過檢測(cè)回油端壓力，控制柱塞變量泵輸出排量改變。車在高速運(yùn)行中，隨著車的行駛速度的增高，走行馬達(dá)的轉(zhuǎn)速也是在不斷上升，這時(shí)的走行馬達(dá)需要泵的供油量會(huì)高，當(dāng)泵的供油量不足時(shí)，馬達(dá)的回油腔壓力會(huì)增高，也就是常說的馬達(dá)拖泵。DC-32Ⅱ車走行閉式回路油管A口和B口中分別安裝了兩個(gè)電磁閥，當(dāng)A口為壓力油時(shí)安裝在B口回路上的電磁閥得電打開，B口回油壓力只要高于100bar，油路中的減壓溢流閥開啟進(jìn)入下一級(jí)40bar減壓溢流閥，經(jīng)過減壓后的40bar壓力油在進(jìn)入柱塞變量泵變量油缸，使泵的輸出排量發(fā)生改變，從而保護(hù)泵能安全運(yùn)轉(zhuǎn)；反之B口為壓力油時(shí)A口為回油，工作原理同上。

管路液控沖洗閥：把回路中多余的高溫液壓油通過液控沖洗閥定壓定量回到液壓油箱。當(dāng)A口為壓力油時(shí)，A口的壓力油把液控閥開啟使B口的回油減壓溢流閥接通，當(dāng)回油壓力高于設(shè)定值時(shí)溢流閥開啟，把回路中多余的高溫液壓油回至油箱。

柱塞變量馬達(dá)：DC-32 C型車走行馬達(dá)為柱塞變量馬達(dá)，當(dāng)車選擇作業(yè)模式時(shí)，馬達(dá)變量控制電磁閥得電開啟，在控制油的作用下，該馬達(dá)的排量改變?yōu)榇笈帕狂R達(dá)，在當(dāng)選擇為高速自走行模式時(shí)控制電磁閥失電及控制油關(guān)閉，這時(shí)的馬達(dá)為小排量馬達(dá)。

沖洗閥：車在走行中當(dāng)馬達(dá)A口端為壓力油時(shí)，馬達(dá)體自帶的液控沖洗閥和回路中的沖洗閥，在壓力油的作用下開啟，這時(shí)的B口端為回油，當(dāng)B口端的回油壓力高于沖洗閥中的溢流閥設(shè)定壓力值，B口端的高溫液壓油就回至油箱；反之B口端為壓力油時(shí)，A口端的回油壓力只要高于沖洗閥中的溢流閥設(shè)定壓力值，A口端的高溫液壓油同樣回至油箱。

3 高速走行液壓系統(tǒng)常見故障分析

補(bǔ)油泵通過補(bǔ)油單向閥向系統(tǒng)低壓側(cè)補(bǔ)油的同時(shí)，補(bǔ)油泵又為液壓泵排量控制閥提供控制油液。補(bǔ)油泵的流量遠(yuǎn)大于系統(tǒng)的泄漏量，除了補(bǔ)充系統(tǒng)泄漏的油液外還要補(bǔ)充因回路沖洗閥打開而失去的部分熱油液，其余油液全部通過補(bǔ)油溢流閥流經(jīng)泵的殼體回到油箱，在回油的同時(shí)也對(duì)油泵、馬達(dá)等件進(jìn)行了散熱。

補(bǔ)油泵輸出的流量大小以柴油機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)，車運(yùn)行過程補(bǔ)油泵需滿足行駛速度的每個(gè)工況，并有足夠的新鮮油液及壓力油補(bǔ)進(jìn)系統(tǒng)，對(duì)回路系統(tǒng)及時(shí)冷卻散熱。

如車在高速運(yùn)行中把柴油機(jī)從最高額定轉(zhuǎn)速2300r/min降至1000r/min，這時(shí)的補(bǔ)油泵輸出的流量就會(huì)過小。因車在整車慣性力的作用下還在高速運(yùn)轉(zhuǎn)，也就是馬達(dá)還在高速轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)系統(tǒng)中的沖洗閥溢流量并未減少，可是因柴油機(jī)轉(zhuǎn)速降低導(dǎo)致補(bǔ)油泵輸出流量減少了，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)補(bǔ)油量小于系統(tǒng)的溢流、泄漏量，就直接影響整個(gè)回路系統(tǒng)的正常工作，并導(dǎo)致系統(tǒng)過熱，也就是過小的補(bǔ)油量不但滿足不了系統(tǒng)的散熱，同時(shí)也影響泵、馬達(dá)的潤滑。。

結(jié)合以上閉式回路中各部件工作控制原理分析得出，要使整個(gè)閉式回路各部件工作性能安全、平穩(wěn)、可靠運(yùn)行，就必須有充足的新鮮油液補(bǔ)充進(jìn)入回路系統(tǒng)，對(duì)回路中的油泵、馬達(dá)等部件進(jìn)行補(bǔ)油散熱，所以系統(tǒng)中的補(bǔ)油泵供油性能就顯得至關(guān)重要。

如車在高速運(yùn)行中，這時(shí)把柴油機(jī)轉(zhuǎn)速降低，會(huì)致補(bǔ)油泵和變量柱塞油泵輸出流量減小，可是柴油機(jī)轉(zhuǎn)速降低后，這時(shí)車行駛速度并沒有因柴油機(jī)轉(zhuǎn)速降低而降低，這時(shí)的馬達(dá)還在整車慣性力作用下處于高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是系統(tǒng)回路中的油液還在快速流動(dòng)及系統(tǒng)中的泵、馬達(dá)、沖洗閥等件還在不停泄漏和溢流，泄漏、溢流量并沒有因柴油機(jī)轉(zhuǎn)速降低而減少，這樣就出現(xiàn)系統(tǒng)中的補(bǔ)油量小于泄漏和溢流量；因系統(tǒng)出現(xiàn)供油不足伴隨而來的就是馬達(dá)吸空、散熱、潤滑不良，最終至油泵和馬達(dá)等件產(chǎn)生氣蝕、高溫、磨損等惡性循環(huán)故障，嚴(yán)重的可在較短時(shí)間至相關(guān)部件裂損報(bào)廢。

4 故障預(yù)防措施

通過高速走行液壓系統(tǒng)原理及常見故障分析，為了避免人為操作不當(dāng)導(dǎo)致回路系統(tǒng)故障，針對(duì)性地提出解決辦法和故障預(yù)防措施。

1）只要掛上了馬達(dá)走行離合器，操作車走行時(shí)就必須把柴油機(jī)轉(zhuǎn)速升至最高額定轉(zhuǎn)速，這樣才不會(huì)致補(bǔ)油泵的供油流量不足；只有車處于停止?fàn)顩r，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速才可回至怠速位；

2）只要掛上了馬達(dá)走行離合器，不論該車自運(yùn)行或與其它車輛連掛共同參以動(dòng)力運(yùn)行，車行駛速度快慢，不能用升/降柴油機(jī)油門來控制車速，只能操作走行速度控制手柄來控制車的行駛速度，也就是柴油機(jī)轉(zhuǎn)速必須保持高額定轉(zhuǎn)速；

3）車在行駛中的走行速度快慢，只能操作走行速度控制手柄來控制，不能升降發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制車速，如出現(xiàn)車速過快，可把走行速度控制手柄回至適當(dāng)位，或者可操作風(fēng)制動(dòng)進(jìn)行減速；

4）車在行駛中如需減速停車，只能操操作風(fēng)制動(dòng)進(jìn)行減速停車，不可降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，只有車處于停止?fàn)顩r柴油機(jī)轉(zhuǎn)速才可回至怠速位或停機(jī)。

以上的措施就是為了保證車在高速運(yùn)行中，補(bǔ)油泵輸出的流量能有充足的油液供補(bǔ)給整個(gè)閉式回路，這樣才不會(huì)出現(xiàn)補(bǔ)油量少于系統(tǒng)的泄漏、溢流量，確保系統(tǒng)能安全正常運(yùn)行。

5 結(jié)語

DC-32Ⅱ搗固車高速走行液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是整車的一個(gè)重要組成部分，其液壓控制原理相對(duì)復(fù)雜，發(fā)生故障后整車將無法自行撤離現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)鐵路運(yùn)營造成的影響很大。本文通過對(duì)高速走行液壓系統(tǒng)故障的分析，提出了切實(shí)可行的預(yù)防措施，為保障設(shè)備的運(yùn)用具有重要的指導(dǎo)意義。

【參考文獻(xiàn)】

[1]鐵路供電裝備維修培訓(xùn)叢書.JDZ-160接觸網(wǎng)多功能作業(yè)車[M].昆明中鐵大型養(yǎng)路機(jī)械集團(tuán)有限公司，55.

[2]韓志青，唐定全.抄平起撥道搗固車[M].北京：中國鐵道出版社，2006.

[3]李洪升，胡斌.道岔清篩機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[J].鐵道建筑，2011，（11）.

[4]趙鳳德.動(dòng)力穩(wěn)定車[M].北京：中國鐵道出版社，2005.

[5]于金帆，苗麗雯等.現(xiàn)代鐵路工程師手冊(cè)[M].長春：吉林科技出版社，2004.

[責(zé)任編輯：田吉捷]