DF4B型机车静液压系统管路裂损

机车运用及安全工程实践考核报告

DF4B型机车静液压系统管路裂损 研究分析及整治措施

专 业 机车车辆

姓 名 准考证号

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DF4B型机车静液压系统管路裂损

研究分析及整治措施

本人通过学习“机务运用与安全工程” 的课程内容，经过深入现场实际学习，初步了解了DF4B机车的原理与构造，在实际工作当中经常遇到机车静液压系统管路裂损故障，致使机车风扇不转，油水温度过高，造成柴油机卸载、停机，给机车质量的来很大隐患。针对此问题自己进行了深入浅出的分析研究，结合实际工作及现场师傅的指导，掌握了一些故障原因及处理方法，使我对机车静液压系统管路裂损故障有了更深刻的认识，下面将我对此问题的原因、分析及整治措施报告如下： 1 概述

内燃机车静液压系统管路发生裂损(主要在接头或接头体与管身焊接处)，是影响该系统工作可靠性的一个很重要的原因。其中，包含系统设计、制造存在的问题，系统工作时非正常的振动，检修时对管路的连接、固定、修复不合理，管路的寿命等诸多因素，而液压油在工作循环中引起的振动是故障的主要根源。

在不过多考虑改变原管路布置和各种元件结构及在现有工艺规程规定的前提下，我们试分析液压元件工作时引起强烈振动甚至共振的原因，并着重从检修的角度来探讨控制管系发生非正常振动的对策。静液压系统是以车体或间接以车体为安装基础，讨论中也注意到其它设备工作时产生的或多或少的影响。

2 静液压系统管路振动的基本特点

(1)和齿轮泵类似，柱塞式液压泵也有一个特点：在输送流体的过程中，流体压力必定会形成压力脉动，即压力波。压力波会在不可压缩的粘性流体中传递较长一段距离，使管路产生必然的振动。这种振动表现为管壁的弹性变形和整体位移，一般流体压力愈高，振动愈趋强烈。内燃机车静液压泵工作时，在额定转速下产生很高的液压，即使在直管处对管壁脉冲式的扩张力都能使系统局部管路产生较为强烈的振动。由于静液压泵是产生高压油的元件，故泵吸

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入和输出压力油的压力脉动和冲击是导致静液压管路振动的主体。而液压马达将泵产生的压能转化为机械能，是泵的逆过程。马达工作时对来油管内的高压油存在强烈地干涉作用，使管路的振动进一步增强，并可能造成泵和马达间的部分管路产生更有害的共振现象。其主要原因是：高压管路延长后刚度下降，高压油对流经弯道的冲击，马达脉冲式地对外做功改变高压油的压力脉动频率而引起共振，高压油流态产生剧烈变化。马达输出功率后，回油管的油压已大大降低，但输入、输出压力脉冲的相互叠加和干涉，使回油管的振动依然会很严重。一般情况下，当静液压系统在额定工况下工作时，管路的振动达到最大。因此，液压油脉冲式高压引起的振动和扩张对管路形成的破坏趋势是必然存在的。

(2)静液压系统分高、低温两个独立的系统，各系统中各自的元件之间通过管路互相连接，同一系统的各管路在不同工况下传递着不尽相同的压力油，各自的主振源存在差别：各泄油管的振动始终是受关联管路振动的激扰；温控阀和安全阀的进、出油管兼有液压冲击和关联管路振动激扰的综合作用；其它管路还是以自身的液压振动为主。需要指出的是，并接在高、低压管路间的温控阀和安全阀的连接管承受的负荷比较复杂，成为被破坏的主体之一。 (3)管路较为复杂的弯道、分流、管径突变，温控阀的开、关过程中动态的节流作用等，都会影响到流体的动力稳定性。因空间和元件布置限制，有些管路的悬挂长度和管径比不合理，工作时容易发生共振，振幅得不到有效抑制。 (4)静液压系统中设置了高压软管，对缓和机车运行和其它机械工作时振动的干扰，吸收高压油在管路拐弯处产生很有害的、交变的升直力起到一定的作用；还设置了安全阀，以消除液压过载和高压冲击对系统元件的破坏。这些设置对缓解管系振动、提高系统工作酌可靠性起到明显作用，但其布置位置、质量及性能参数对其能否充分发挥作用有一定关系，如果设计不合理，可能引起负面影响。

因此，静液压系统设计、原始的制造、布置、安装质量对其工作的耐久、可靠性产生重要影响，这是我们不能也无需回避的问题。在这里，想要侧重探

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讨的是在检修过程中如何防止和控制静液压系统发生非正常振动，尽可能保证其在容许的安全储备系数下工作，将管路裂损对行车安全的影响控制在较低的程度上。

3 系统管路裂损的原因分析及对策 3.1静液压泵和马达

在机车制造和大修的工艺文件上，对柱塞连杆组件及安装后的轴向窜动量、芯轴安装后的轴向窜动量均有详细规定，而段修工艺却来作任何说明。尽管制造和大修对柱塞连杆及芯轴组装时轴向量的检测要求不尽一致，但需指出的是，当轴向量过大或各量相互间偏差过大时，不仅使球头和球窝产生很大的机械冲击和噪音，影响供油压力和元件的使用寿命，而且每个循环中因各柱塞压缩行程差异造成泵油压力的不均匀，有可能使液压油在输出过程中的扰动过大，所传递的压力脉冲增强而引起管路过大的振动。

芯轴对油缸体起到自动调心作用，段修工艺没有对芯轴与球套垫、轴。套的配合限度作说明。轴套和球套垫及配合球窝的磨损是比较快的，当它们与芯轴配合间隙过大时，芯轴的调心作用将不足以使油缸体与配油盘始终保持良好的接触状态，其后果之一是对吸、排油的稳定性产生很大影响。

例如，某DF4B型机车小修时，静液压变速箱附近在柴油机低转速运转时有清脆连续的“哒哒”声，反复检查也难确定发出异音的部位。后发现低温静液压泵出油管振动异常，尝试更换低温静液压泵，换泵后该现象消除。经分解检查发现，是连杆球头压板断一处，球头已很松，但未脱出。另外一台DF4B型机车在运用中因整个高温静液压系统管路剧烈晃动而扣车，经检查发现柴油机在怠速运转时，高温静液压油箱油面波动很大，当时首先考虑更换油箱，但因油箱油管接头不对，于是尝试换泵看看，换泵后该现象消失。分解后发现泵油缸体圆柱面裂，并贯穿两个柱塞孔。以上两例的元件破损故障也能说明柱塞吸、排油的稳定性对管路振动确实有显著影响。 3．2静液压油箱

静液压油箱在设计、安装位置和供油管路上已充分考虑了防止静液压泵吸

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空的问题，正常情况下不会造成管路非正常振动。如果上、下喷嘴同轴度超限，对口间距不合要求，或喷嘴固定座脱焊、断裂，油箱油位低至上喷嘴下平面，上、下喷嘴油路不通畅等，不仅会造成泵吸油管强烈振动，而且由于输出高压油的强烈脉动、泵吸空生成的空穴在高压处瞬间凝结，还会使泵出油管异常振动，同时影响系统其它液压元件的正常工作。

中修时应严格检查油箱上、下喷嘴的同轴度，保证静液压系统内部的清洁度；日常检修时重视对磁性滤清器的检查、清洗。动态检查时，当柴油机在高手柄位运转未走车时，注意从油表上观察液压油箱油面，如有上、下波动现象，原因之一就是上喷嘴固定架脱焊或上、下喷嘴同轴度超限，必须予以消除。上、下喷嘴对口间距须在制造时得到保证，否则对检修是很不利的。

例如，某DF4B型机车在运用中高温温控阀进油管接头焊波裂，处理完后起动检查，发现高温静液压油箱油面波动大，换高温静液压泵后无变化，换高温油箱后现象消失。摇晃油箱检查可以判断是油箱上喷嘴固定架断或脱焊。应该一提的是，本例破损的管路承受的负荷比较复杂，裂损的原因是多方面的，下面的讨论还将涉及到。在这里要注意：静液压油箱油位的波动是个重要现象，它可以反映出包括静液压油箱故障在内的一系列元件异常问题。如果检测到这个现象，应该用合理的方法尽快判断和处理故障处所。 3．3 系统管路

基于结构的需要和空间的限制，静液压系统管路不可避免地存在大幅度弯曲、直径突变、高压管路的分流等。不同制造厂或同一个厂不同批的机车，管路的布置和连接可能存在较大差异，在此我们只能假设其已充分考虑了流体动力方面的问题。那么，检修过程中更换或修理管路时导致其弯曲半径突变或弯曲半径不符合设计要求，煨管时在弯曲处管径严重失圆，高压软管连接后两端的径向错口太大等问题的存在，会进一步增加高压油对管路的附加冲击，并有可能在某处使流体产生严重的空穴现象，影响到系统工作的可靠性。故加强对管系规范检修的监控很有必要，且会收到明显的效果。如果机车制造时管路的布置不合理，如有些制造厂对DP4B型机车安全阀、温控阀的进、出油管的连

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接位置和走向设计不当，给机车运用和检修留下的安全隐患就难以防范。 从以下方面将管系整治纳入检修工作的长效质量监控下：

(1)．消除管路连接后的别劲现象，以防止产生附加应力。管路别劲包含两个方面的因素：一是对接两管径向错口过大，二是对接两管接口轴向间距过大。要使各种管路在自由状态下按预设的走向连接好无疑是一项细致而吃力的工作，除了工作者主观上有主动意识外，质检员也应加强对过程的控制。 (2)大、中修时加强对管路各焊接部位的检查，对应急处理的堆焊、焊层疏松者及未按技术要求的修复焊接；要将原焊波清除重焊或更换管路。强调管路焊接时必须严格按照设计和有关工艺规范进行，并注意消除焊接应力和焊接缺陷。

(3)建立在额定工况下对系统管路的振动、密封等情况进行全面检查的责任制度，以便及时发现问题并采取措施，这点很重要。对振动大的管路，在排除系统元件故障的前提下，在适当的部位加管卡进行固定是可行的办法。在加卡子时，也应注意防止引起管路别劲及成为传递振动和引起共振的中间环节。 (4)在可能的情况下，应一劳永逸地将个别管路改为具有吸振能力的软管。例如，安全阀的减振器端悬臂过长，其泄油管一般情况下很容易产生强烈振动，将其管径加大或改成软管都能有效地防止裂断。要特别注意的是，改造时软管的性能等参数要适合所替代位置的工作条件，并不会对整根管子和关联管路产生负面影响。比如，液压泵出油管设置的高压软管在静液压系统额定工况下常发生强烈振动并波及两端钢管，从而引起其它相关管路过大的振动，这是不容忽视的。

(5)由于油压冲击和振动对管路产生交变应力，会使管路疲劳，疲劳源一般在管路焊接的残余应力区、焊接缺陷处；煨管时由于工艺控制不当给管路留下严重缺陷—，对管路的使用寿命也会造成影响。对于这一类隐性问题，应在机车运用和检修中通过加强渗漏检查来控制，使问题得到及时发现和处理。 (6)尽量避免使用加管套焊来对液压泵至马达间的高压管进行修复或改造，因为套管内径比原管内径大，高压油流经套管时有一个压力突升突降而形

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成的冲击，并对局部液压油的流态产生影响，引起管路振动。

综上所述，DF4B型机车静液压系统管路的裂损故障在一定条件下仍具有可控性。实践证明，真正做到精检细修，重视对系统的动态检测和及时采取妥善措施，对控制系统管路裂漏是有效的。当然，认可因管路寿命和制造质量问题导致故障偶然性的存在也是一种实事求是的态度，而在适当的修程中更换部分在恶劣条件下工作的管路不是很困难的事，这将从根本上解决管路疲劳裂损带来的危害。

以上是本人对机车静液压系统管路裂损故障的一些浅显认识，由于水平有限不足之处请老师给予指正。

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