GCY-300型軌道車(chē)靜液壓系統(tǒng)齒輪泵故障處理

卞榮俊

（青島地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司車(chē)輛部，山東青島 266041）

1 故障現(xiàn)象

青島地鐵3號(hào)線使用GCY-300型軌道車(chē)，主要承擔(dān)著車(chē)輛段內(nèi)的調(diào)車(chē)和救援編組任務(wù)。2016年2月，GCY-300型重型軌道車(chē)GDM302曾因冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速慢，靜液壓系統(tǒng)更換過(guò)齒輪泵及馬達(dá)。2017年3月9日，重型軌道車(chē)GDM302啟機(jī)過(guò)程中，出現(xiàn)齒輪泵出口端法蘭處向外噴油，泵體異常發(fā)熱的現(xiàn)象。由于齒輪泵承擔(dān)著將油箱中的液壓油經(jīng)過(guò)高壓管路送至靜液壓馬達(dá)的任務(wù)，是靜液壓系統(tǒng)最主要部件之一，齒輪泵的故障影響車(chē)輛正常使用。

2 靜液壓系統(tǒng)概況

2.1 系統(tǒng)概況

靜液壓系統(tǒng)是重型軌道車(chē)?yán)鋮s系統(tǒng)的重要組成部分，相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)車(chē)的靜液壓系統(tǒng)，它的功能更為集成，承擔(dān)著軌道車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液、中冷空氣、液力傳動(dòng)油以及自身液壓油的冷卻任務(wù)。該系統(tǒng)由齒輪泵、柱塞馬達(dá)、溢流閥、球閥、油箱、油冷卻器及附件等組成。溢流閥在本系統(tǒng)中起著減緩沖擊、避免過(guò)載、保證靜液壓系統(tǒng)安全可靠工作的作用。當(dāng)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，柴油機(jī)曲軸通過(guò)變速箱驅(qū)動(dòng)靜液壓齒輪泵。齒輪泵將油箱中的液壓油經(jīng)過(guò)高壓管路送至靜液壓馬達(dá)。靜液壓馬達(dá)在高壓油作用下直接帶動(dòng)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，原理見(jiàn)圖1。

圖1 靜液壓系統(tǒng)原理

2.2 齒輪泵工作原理

MHP350A198EVAB207型靜液壓系統(tǒng)齒輪泵（圖2）由麥塔雷斯公司生產(chǎn)，其內(nèi)部由2個(gè)齒輪、泵體與前后蓋組成兩個(gè)封閉空間，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒輪脫開(kāi)側(cè)的空間的體積從小變大，形成真空，將液體吸入，齒輪嚙合側(cè)的空間的體積從大變小，而將液體擠入管路中去。吸入腔與排出腔是靠2個(gè)齒輪的嚙合線來(lái)隔開(kāi)的。齒輪泵的排出口的壓力完全取決于泵出口處阻力的大小。

圖2 齒輪泵

3 故障原因分析

重型軌道車(chē)在啟機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中由于出油口端的密封墊密封不嚴(yán)，使得齒輪泵出油口端發(fā)生液壓油漏泄，導(dǎo)致靜液壓系統(tǒng)液壓油油量不足，齒輪泵在工作中吸空，齒輪與泵體潤(rùn)滑、冷卻不足，導(dǎo)致泵體溫度異常升高而燒損。

4 故障處理

4.1 處理過(guò)程

（1）檢修人員仔細(xì)排查靜液壓系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)齒輪泵出油口端有液壓油漏泄，在拆卸液壓泵出油口法蘭連接后，發(fā)現(xiàn)接口處密封膠墊損壞、法蘭表面呈弧面變形（圖3），同時(shí)發(fā)現(xiàn)液壓表表針不在零位，靜液壓油缸油位低于最低刻線，初步判斷密封膠墊密封不良，導(dǎo)致噴油。

圖3 法蘭表面變形

（2）檢修人員更換密封膠圈和液壓表，補(bǔ)充液壓油至正常液位，將靜液壓系統(tǒng)的溢流閥調(diào)整手輪全部松開(kāi)之后，檢查靜液壓系統(tǒng)油位正常、管路密封良好無(wú)漏泄，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，啟機(jī)無(wú)異音、冷卻風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)正常，靜液壓系統(tǒng)液壓表顯示5 MPa，運(yùn)轉(zhuǎn)3 min后將液壓系統(tǒng)壓力緩慢調(diào)整為13 MPa，檢查冷卻風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)正常無(wú)異音，百葉窗能正常開(kāi)啟。繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)接近10 min后齒輪泵出油口法蘭處開(kāi)始滲漏液壓油，同時(shí)齒輪泵泵體、管路、散熱單節(jié)表面溫度異常，泵體表面有油蒸汽現(xiàn)象，立即停機(jī)進(jìn)行處理。

（3）檢修人員拆卸齒輪泵檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)齒輪泵用手轉(zhuǎn)動(dòng)阻力很大，旋轉(zhuǎn)不靈活，確定泵內(nèi)故障，對(duì)齒輪泵進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)泵體內(nèi)表面有擦傷、齒輪軸銅套內(nèi)徑輕微變形及軸有灼傷現(xiàn)象等（圖4和圖5）。

圖4 齒輪泵齒輪軸內(nèi)徑變形

（4）組織廠家一起對(duì)靜液壓系統(tǒng)進(jìn)行液壓油排放清洗后，檢查油質(zhì)發(fā)現(xiàn)情況較好，無(wú)明顯雜質(zhì)。更換新的液壓油，并更換液壓泵和連接法蘭后，啟機(jī)檢查系統(tǒng)工作正常。

4.2 跟蹤驗(yàn)證

（1）第一次跟蹤驗(yàn)證。故障處理完成后，啟機(jī)檢查，以最高轉(zhuǎn)速2100 r/min運(yùn)行10 min，并在5 min、7 min以及10 min時(shí)進(jìn)行測(cè)溫，溫度顯示正常（表1）。

（2）第二次跟蹤驗(yàn)證。在GCY-300型重型軌道車(chē)進(jìn)行廠內(nèi)牽引電客車(chē)過(guò)程中，利用測(cè)溫槍間隔一定時(shí)間對(duì)靜液壓系統(tǒng)的齒輪泵泵體，泵側(cè)進(jìn)行測(cè)溫，最高溫度為37.5℃，溫度正常（表2）。

圖5 齒輪泵泵體與齒輪摩擦傷痕

表1 第一次溫度測(cè)量數(shù)據(jù) ℃

表2 第二次溫度測(cè)量數(shù)據(jù) ℃

（3）多次跟蹤驗(yàn)證。此后，每隔15 d就在GCY-300型重型軌道車(chē)廠內(nèi)牽引電客車(chē)過(guò)程中，進(jìn)行跟蹤作業(yè)，并利用測(cè)溫間隔一定時(shí)間對(duì)靜液壓系統(tǒng)的齒輪泵泵體，泵側(cè)進(jìn)行測(cè)溫，最高溫度均＜40℃，溫度同樣正常。

5 總結(jié)和建議

通過(guò)靜液壓系統(tǒng)齒輪泵燒毀故障的處理，啟示在進(jìn)行設(shè)備故障處理時(shí)，要仔細(xì)進(jìn)行排查，不放過(guò)任何可能導(dǎo)致故障發(fā)生的細(xì)微地方，要充分做好修前分析，考慮在故障處理過(guò)程中可能出現(xiàn)的狀況，再開(kāi)始動(dòng)手處理，否則可能會(huì)因?yàn)槟滁c(diǎn)遺漏，導(dǎo)致故障擴(kuò)大，也不能因?yàn)楹ε拢艞墝?duì)故障的處理。同時(shí)，針對(duì)這一類比較復(fù)雜故障，應(yīng)該建立至少3個(gè)月的跟蹤驗(yàn)證期限，并定期開(kāi)展設(shè)備故障排查，檢查設(shè)備性能，保證設(shè)備功能正常的檢修后跟蹤機(jī)制。