沃爾沃L180F 型裝載機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高故障診斷

呂 軍

（河北港口集團(tuán)秦皇島港股份有限公司流動(dòng)機(jī)械分公司，河北秦皇島 066000）

0 引言

裝載機(jī)是工程機(jī)械中最具代表性的產(chǎn)品之一，其以作業(yè)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、傳遞平穩(wěn)、操作輕便、機(jī)動(dòng)靈活的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于廠(chǎng)礦、鐵路、港口等散貨裝卸作業(yè)。在某公司的主要生產(chǎn)作業(yè)中，大噸位裝載機(jī)主要用于港口煤炭清場(chǎng)及攢垛、散糧、礦石裝卸倒運(yùn)等港口作業(yè)。瑞典沃爾沃公司生產(chǎn)的L180F 型裝載機(jī)，擁有著先進(jìn)的電控系統(tǒng)、人機(jī)交互功能、工作效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)。但是公司現(xiàn)有的F 系列的裝載機(jī)與最新H 系列相差很遠(yuǎn)，受其零件設(shè)計(jì)壽命等因素影響，設(shè)備故障頻發(fā)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)作業(yè)。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高故障

某臺(tái)沃爾沃L180F 型裝載機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)為D12D-LB-E3 型水冷濕式發(fā)動(dòng)機(jī)，累計(jì)臺(tái)時(shí)為35 864 h，主要從事港口煤炭清場(chǎng)及攢垛。經(jīng)司機(jī)反饋，設(shè)備怠速過(guò)程中未出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高報(bào)警，行駛過(guò)程中或從事重載作業(yè)10 min 后，車(chē)輛檢測(cè)電腦（I-ECU）發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高報(bào)警燈亮起，顯示發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高報(bào)警，設(shè)備動(dòng)力下降。

2 故障原因分析

在判斷設(shè)備發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高故障原因之前，要確保冷卻液、發(fā)動(dòng)機(jī)油、變速箱油等處于正常位置，并將設(shè)備停放在平緩的空地，以免影響故障判斷。

2.1 冷卻系統(tǒng)

發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)由冷卻泵、節(jié)溫器、散熱器、膨脹水箱、風(fēng)扇、冷卻液等組成，沃爾沃L180F 型裝載機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)原理如圖1 所示：冷卻泵將冷卻液輸送至發(fā)動(dòng)機(jī)中，冷卻液流經(jīng)潤(rùn)滑油冷卻器進(jìn)入到氣缸，直到氣缸蓋。當(dāng)冷卻液溫度低于節(jié)溫器開(kāi)啟溫度時(shí)，冷卻液會(huì)再次進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)中，參與冷卻循環(huán)；當(dāng)冷卻液溫度高于節(jié)溫器開(kāi)啟溫度時(shí)，節(jié)溫器開(kāi)啟，冷卻液流向散熱器，并在散熱器中冷卻。冷卻液在冷卻后進(jìn)入到變速箱油冷卻器，參與變速箱油冷卻，之后再次進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)中。

圖1 沃爾沃L180F 型裝載機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)

通過(guò)分析認(rèn)為導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高的原因?yàn)椋孩倮鋮s泵、節(jié)溫器出現(xiàn)故障，導(dǎo)致循環(huán)不暢；②水泵密封圈密封不嚴(yán)或者老化，導(dǎo)致冷卻液泄漏，從而冷卻液不足使發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高；③散熱器損壞，例如被煤塵堵塞導(dǎo)致空氣不流通冷卻效果不好，或散熱器內(nèi)部堵塞導(dǎo)致冷卻液循環(huán)不暢；④發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸墊損壞，密封不嚴(yán)導(dǎo)致溫度升高；⑤冷卻泵驅(qū)動(dòng)皮帶松動(dòng)，冷卻液壓力不足；⑥膨脹水箱壓力過(guò)大，導(dǎo)致空氣無(wú)法排出，影響節(jié)溫器的開(kāi)啟。

2.2 電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)

考慮到沃爾沃L180F 型裝載機(jī)冷卻風(fēng)扇是由液壓泵P3 泵驅(qū)動(dòng)的，而風(fēng)扇轉(zhuǎn)速是由全車(chē)控制電腦（V-ECU）控制的，因此導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高有可能是電氣系統(tǒng)或液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障。沃爾沃L180F 型裝載機(jī)電控液壓系統(tǒng)原理如圖2 所示。

圖2 沃爾沃L180F 型裝載機(jī)冷卻液壓系統(tǒng)

冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速由V-ECU 控制，發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦（E-ECU）、V-ECU 接收多個(gè)溫度、轉(zhuǎn)速傳感器的信號(hào)。這些溫度、轉(zhuǎn)速傳感器會(huì)將設(shè)備運(yùn)行信息反饋到電腦V-ECU 中，對(duì)于出現(xiàn)設(shè)備發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高故障現(xiàn)象，V-ECU 會(huì)將這些信息記錄下來(lái)。如果需要冷卻，即提高冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，則V-ECU 向電磁閥MA2601 發(fā)送脈沖寬度調(diào)制（PMW）信號(hào)，MA2601 控制P3 泵斜盤(pán)開(kāi)度，增大P3 泵出油量，以確保向冷卻風(fēng)扇提供所需的液壓流量。當(dāng)沒(méi)有任何傳感器反饋信息需要系統(tǒng)冷卻時(shí)，V-ECU 將向MA2601發(fā)送足夠的電壓，以使風(fēng)扇保持基本轉(zhuǎn)速。

冷卻風(fēng)扇是由液壓泵P3 泵驅(qū)動(dòng)的，同時(shí)P3 泵還給制動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)先提供壓力；冷卻風(fēng)扇的回油驅(qū)動(dòng)橋油散熱泵，參與前后橋冷卻循環(huán)，充分利用了液壓能的效率。

通過(guò)以上分析，可能導(dǎo)致設(shè)備失速的故障原因?yàn)椋孩賯鞲衅鞴收希箍刂齐娔X接收錯(cuò)誤信號(hào)；②電磁閥MA2601 故障，不能接收PMW 信號(hào)；③E-ECU 或V-ECU 故障；④電氣線(xiàn)路出現(xiàn)故障，無(wú)法接受電信號(hào)；⑤風(fēng)扇馬達(dá)出現(xiàn)卡滯或泄壓；⑥橋油散熱泵的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)出現(xiàn)卡滯或泄壓，導(dǎo)致風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)不暢；⑦前后橋油冷卻器或變速箱油冷卻器故障；⑧液壓管路泄漏。

3 故障排查

根據(jù)上述分析的故障原因分別對(duì)冷卻系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。

（1）冷卻系統(tǒng)：冷卻液無(wú)滲漏；檢查冷卻泵、節(jié)溫器、散熱器等機(jī)械部件，均工作正常；檢查散熱器內(nèi)冷卻液處于正常液位；設(shè)備作業(yè)過(guò)程中，散熱器內(nèi)冷卻液未出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象，說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸墊未損壞。膨脹水箱沒(méi)有冷卻液流出，說(shuō)明膨脹水箱無(wú)故障。

（2）電氣系統(tǒng)：利用沃爾沃檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)電腦E-ECU、V-ECU的通信狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，一切正常；更換發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器和散熱器溫度傳感器，故障依然存在；更換電磁閥MA2601，故障沒(méi)有解決；利用多用表對(duì)電氣線(xiàn)路進(jìn)行檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)斷路故障。

（3）液壓系統(tǒng)：出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高報(bào)警后，檢查發(fā)現(xiàn)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)異常，在電氣系統(tǒng)檢查中更換了電磁閥MA2601 后，故障依然存在，因此考慮是液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障。經(jīng)檢查液壓管路未出現(xiàn)明顯漏油現(xiàn)象；手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)冷卻風(fēng)扇，旋轉(zhuǎn)順暢，說(shuō)明冷卻風(fēng)扇正常；將圖2 前后橋油散熱泵和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)總成拆卸，泵和馬達(dá)同軸，通過(guò)花鍵連接在一起，將泵和馬達(dá)分開(kāi)，其中后橋油散熱泵和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)在檢查過(guò)程中，手動(dòng)分別轉(zhuǎn)動(dòng)泵軸和馬達(dá)軸，發(fā)現(xiàn)泵軸無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，確定后橋油散熱泵卡滯，將其分解檢查，發(fā)現(xiàn)泵的出油口有毛刺導(dǎo)致齒輪卡死，確定后橋油散熱泵出現(xiàn)故障。由于齒輪和泵內(nèi)腔磨損較輕微，因此決定使用刮刀和砂紙對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，將磨損表面輕磨至光滑，組裝后轉(zhuǎn)動(dòng)正常。

在安裝試車(chē)之前，必須解決引起后橋油散熱泵磨損的問(wèn)題。在拆解散熱泵的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)泵內(nèi)油量較少，初步判斷引起原因是油量較少引起的。于是打開(kāi)后橋的油位絲堵，發(fā)現(xiàn)缺少大約3/4 的油量。在故障檢查之前，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的滲漏點(diǎn)，通過(guò)查看手冊(cè)資料，在后驅(qū)動(dòng)橋的上部，排列著散熱油管。由于此處是凹陷的，作業(yè)之后較難清理導(dǎo)致積煤較多，壓住了散熱油管，很難發(fā)現(xiàn)散熱油管是否出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。在清理過(guò)程中發(fā)現(xiàn)煤中有油，油管接頭存在明顯滲漏。更換油管，并將后橋油散熱泵和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)安裝后進(jìn)行試車(chē)，發(fā)現(xiàn)冷卻風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)正常，報(bào)警消除。

4 對(duì)應(yīng)措施

通過(guò)上述分析，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高的根本原因是橋油散熱油管出現(xiàn)滲漏。考慮到作業(yè)環(huán)境的影響，設(shè)備底盤(pán)積煤較多，并且較難清理，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)滲漏點(diǎn)，導(dǎo)致此次故障的發(fā)生。為此，提出以下應(yīng)對(duì)措施：①不定期清理底盤(pán)，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障或故障隱患，并及時(shí)整改；②在兩個(gè)保養(yǎng)周期之間，檢查橋油油位并及時(shí)添加。

5 結(jié)語(yǔ)

發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)使發(fā)動(dòng)機(jī)得到適度的冷卻，從而保持發(fā)動(dòng)機(jī)在最適合的范圍溫度內(nèi)工作。結(jié)合沃爾沃L180F 型裝載機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高的故障實(shí)例，對(duì)冷卻系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行分析和研判，運(yùn)用排除方法確定發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高是橋油散熱油管滲漏導(dǎo)致的，通過(guò)更換散熱油管以及對(duì)磨損橋油散熱泵的維修，安裝后進(jìn)行試車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高故障解除，最后給出預(yù)防措施，為此車(chē)型此類(lèi)故障的分析和判斷提供依據(jù)。