DC—32Ⅱ捣固车高速走行液压系统故障分析与预防方法

胡向如

【摘 要】介绍了DC-32Ⅱ捣固车高速走行液压系统工作原理，通过工作原理的逐層分析，找出了高速走行液压系统发生故障的根本原因，提出了解决办法和故障预防措施，提高了设备使用可靠性。

【关键词】高速走行液压系统；工作原理；故障；预防措施；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捣固车主要用于铁道线路的新线建设和旧线及运营线路维修作业，对轨道进行自动拨道、起道抄平、石砟捣固作业，使轨道方向、左右水平和前后高低均达到线路设计标准或线路维修规则的要求。该车具备0-80km/h的高速走行功能，能快速自运行进入区间作业现场进行捣固作业，当作业完毕后又能快速回到车站。高速走行传动系统是采用静液压传动驱动完成的，柴油机驱动泵驱动齿轮箱，泵驱动齿轮箱驱动两个走行液压泵，液压泵再驱动装在车轴齿轮箱上的两个液压马达实现高速走行，在0～800km/h的行驶过程中，可实现无级调速。

高速走行驱动方式为全液压闭式回路驱动，由变量柱塞油泵、补油泵、反向压力控制阀、塞变量马达、冲洗阀、方向控制比例阀等件组成的闭式液压回路，具体回路为：油箱→变量柱塞油泵吸油滤清器→两个并联变量柱塞油泵及补油泵→管路→负载控制阀→管路冲洗阀→反向压力控制阀→两个并联柱塞变量马达及马达冲洗阀等件。驱动原理与QS-650清筛机、DWL-48捣固稳定车、SPZ-200配砟整形车、SPZ-440配砟整形车、YHG-1200移动式焊轨车、JDZ-160接触网检修作业车等车型的自运行工作原理几乎完全相同。

DC-32Ⅱ捣固车在使用过程中，高速走行液压系统经常出现一些故障，如泵、马达、液压阀等部件受损，表现为泵或马达高温、内泄漏、油封漏油等现象，严重的出现油泵、马达内部零部件破损。对这些故障现象进行分析，找出导致故障的原因，减少或避免故障的发生，提高设备使用完好可靠性是很有必要，很有意义的。

1 DC-32Ⅱ捣固车高速走行原理

1.1 走行液压闭式回路组成及工作原理

DC-32Ⅱ捣固车高速走行液压系统采用变量泵、变量马达组成的容积调速回路（马达的排量改变是通过两位三通电磁阀得失电控制：失电为高速走行，这时马达排量为最小；得电为作业走行，这时马达排量为最大），调节泵的排量，可以使该车高速走行在0-80km/h、作业走行在0-3km/h范围内实现无级调速。通过电气控制，使油泵可以在两个方向输出压力油，从而驱动车辆前/后运行。泵的排量由一个电液比例阀控制，控制油取自补油泵的压力油， 通过调节比例电流，控制进入泵伺服缸的压力油来改变泵斜盘的大小，从而控制泵的流量输出。由一个两位三通的电磁阀控制泵的输出状态，当电磁阀把泵伺服缸的两腔沟通，这时泵伺服缸两腔不受控，泵处于零排量输出。

整个走行回路上设有液压反向制动阀，其功能在于长下坡路段，马达的转速在整车惯性的带动作用下会越来越快，当超出马达规定的转速时，马达会变为泵的工况，马达回油口压力升高，该回油经过反向制动阀（调节在100bar）形成一个液压的反向制动力，有该制动力的存在，能保证整车不会越走越快，维持在一定的速度下。

1.2 各主要部件的工作原理

排量：泵和马达的排量是指泵或马达每转动一转，而得到排出或输入的工作液体体积，单位是L/r。（排量为常数的称定量泵或定量马达，排量可以变化的称变量泵或变量马达）。

流量：流量指在单位时间内，泵输出或马达输入液压油的体积，单位是L/min。

补油泵：在闭式液压系统中补油泵的主要作用：补充液压泵及液压马达的泄漏油液；给控制系统提供压力油；3维持主系统回路有足够的液压油，增加主泵进油口处压力，防止主泵大流量时产生气蚀，可有效提高泵的转速和防止泵吸空；将冷却的新鲜油液补进回路系统，降低回路系统油温。

负载控制阀：通过检测回油端压力，控制柱塞变量泵输出排量改变。车在高速运行中，随着车的行驶速度的增高，走行马达的转速也是在不断上升，这时的走行马达需要泵的供油量会高，当泵的供油量不足时，马达的回油腔压力会增高，也就是常说的马达拖泵。DC-32Ⅱ车走行闭式回路油管A口和B口中分别安装了两个电磁阀，当A口为压力油时安装在B口回路上的电磁阀得电打开，B口回油压力只要高于100bar，油路中的减压溢流阀开启进入下一级40bar减压溢流阀，经过减压后的40bar压力油在进入柱塞变量泵变量油缸，使泵的输出排量发生改变，从而保护泵能安全运转；反之B口为压力油时A口为回油，工作原理同上。

管路液控冲洗阀：把回路中多余的高温液压油通过液控冲洗阀定压定量回到液压油箱。当A口为压力油时，A口的压力油把液控阀开启使B口的回油减压溢流阀接通，当回油压力高于设定值时溢流阀开启，把回路中多余的高温液压油回至油箱。

柱塞变量马达：DC-32 C型车走行马达为柱塞变量马达，当车选择作业模式时，马达变量控制电磁阀得电开启，在控制油的作用下，该马达的排量改变为大排量马达，在当选择为高速自走行模式时控制电磁阀失电及控制油关闭，这时的马达为小排量马达。

冲洗阀：车在走行中当马达A口端为压力油时，马达体自带的液控冲洗阀和回路中的冲洗阀，在压力油的作用下开启，这时的B口端为回油，当B口端的回油压力高于冲洗阀中的溢流阀设定压力值，B口端的高温液压油就回至油箱；反之B口端为压力油时，A口端的回油压力只要高于冲洗阀中的溢流阀设定压力值，A口端的高温液压油同样回至油箱。

3 高速走行液压系统常见故障分析

补油泵通过补油单向阀向系统低压侧补油的同时，补油泵又为液压泵排量控制阀提供控制油液。补油泵的流量远大于系统的泄漏量，除了补充系统泄漏的油液外还要补充因回路冲洗阀打开而失去的部分热油液，其余油液全部通过补油溢流阀流经泵的壳体回到油箱，在回油的同时也对油泵、马达等件进行了散热。

补油泵输出的流量大小以柴油机转速有关，车运行过程补油泵需满足行驶速度的每个工况，并有足够的新鲜油液及压力油补进系统，对回路系统及时冷却散热。

如车在高速运行中把柴油机从最高额定转速2300r/min降至1000r/min，这时的补油泵输出的流量就会过小。因车在整车惯性力的作用下还在高速运转，也就是马达还在高速转动，这时系统中的冲洗阀溢流量并未减少，可是因柴油机转速降低导致补油泵输出流量减少了，这时就会出现补油量小于系统的溢流、泄漏量，就直接影响整个回路系统的正常工作，并导致系统过热，也就是过小的补油量不但满足不了系统的散热，同时也影响泵、马达的润滑。。

结合以上闭式回路中各部件工作控制原理分析得出，要使整个闭式回路各部件工作性能安全、平稳、可靠运行，就必须有充足的新鲜油液补充进入回路系统，对回路中的油泵、马达等部件进行补油散热，所以系统中的补油泵供油性能就显得至关重要。

如车在高速运行中，这时把柴油机转速降低，会致补油泵和变量柱塞油泵输出流量减小，可是柴油机转速降低后，这时车行驶速度并没有因柴油机转速降低而降低，这时的马达还在整车惯性力作用下处于高转速转动，也就是系统回路中的油液还在快速流动及系统中的泵、马达、冲洗阀等件还在不停泄漏和溢流，泄漏、溢流量并没有因柴油机转速降低而减少，这样就出现系统中的补油量小于泄漏和溢流量；因系统出现供油不足伴随而来的就是马达吸空、散热、润滑不良，最终至油泵和马达等件产生气蚀、高温、磨损等恶性循环故障，严重的可在较短时间至相关部件裂损报废。

4 故障预防措施

通过高速走行液压系统原理及常见故障分析，为了避免人为操作不当导致回路系统故障，针对性地提出解决办法和故障预防措施。

1）只要挂上了马达走行离合器，操作车走行时就必须把柴油机转速升至最高额定转速，这样才不会致补油泵的供油流量不足；只有车处于停止状况，柴油机转速才可回至怠速位；

2）只要挂上了马达走行离合器，不论该车自运行或与其它车辆连挂共同參以动力运行，车行驶速度快慢，不能用升/降柴油机油门来控制车速，只能操作走行速度控制手柄来控制车的行驶速度，也就是柴油机转速必须保持高额定转速；

3）车在行驶中的走行速度快慢，只能操作走行速度控制手柄来控制，不能升降发动机油门控制车速，如出现车速过快，可把走行速度控制手柄回至适当位，或者可操作风制动进行减速；

4）车在行驶中如需减速停车，只能操操作风制动进行减速停车，不可降低发动机转速，只有车处于停止状况柴油机转速才可回至怠速位或停机。

以上的措施就是为了保证车在高速运行中，补油泵输出的流量能有充足的油液供补给整个闭式回路，这样才不会出现补油量少于系统的泄漏、溢流量，确保系统能安全正常运行。

5 结语

DC-32Ⅱ捣固车高速走行液压传动系统是整车的一个重要组成部分，其液压控制原理相对复杂，发生故障后整车将无法自行撤离现场，对铁路运营造成的影响很大。本文通过对高速走行液压系统故障的分析，提出了切实可行的预防措施，为保障设备的运用具有重要的指导意义。

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[责任编辑：田吉捷]