汽車液壓故障診斷與維修_大客車轉(zhuǎn)向液壓油溫過高故障

(1)概述

液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向技術(shù)在大客車、城市客車上的應(yīng)用日益廣泛，液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已成為現(xiàn)代大客車的重要裝置之一。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的不同型號(hào)大客車，由于底盤生產(chǎn)廠選用的轉(zhuǎn)向液壓泵規(guī)格型號(hào)不同，因而推薦使用的動(dòng)力轉(zhuǎn)向油的品種也有差異(見下表)；各種車型規(guī)定的動(dòng)力轉(zhuǎn)向最高油溫也不盡相同，一般在80～100℃范圍內(nèi)。對(duì)于后置式大客車，由于轉(zhuǎn)向液壓泵、儲(chǔ)油罐均安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，且壓力管路較長，管道彎曲較多，壓力損失轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽又谙募竞笾冒l(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的環(huán)境溫度大都在65℃以上，不利于液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)散熱，因而動(dòng)力轉(zhuǎn)向油的實(shí)際油溫處于接近或超過動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵規(guī)定的最高油溫。動(dòng)力轉(zhuǎn)向油是動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)，油溫對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)故障信息載量很大，是一個(gè)綜合的技術(shù)參數(shù)，如內(nèi)泄漏、缺油、油臟、油液黏度較大、機(jī)械摩擦較大等都會(huì)引起動(dòng)力轉(zhuǎn)向油的溫度升高。

 

部分轉(zhuǎn)向液壓泵規(guī)格型號(hào)

 

(2)動(dòng)力轉(zhuǎn)向油溫過高的原因分析

    動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)中熱量的散發(fā)是通過熱傳導(dǎo)、輻射和對(duì)流三種基本途徑進(jìn)行的，其結(jié)果促使動(dòng)力轉(zhuǎn)向油發(fā)熱。具體引起油溫過高的原因有以下幾種。

    ①動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)熱的主要原因是液體在流動(dòng)過程中的能量損失轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽偈褂蜏厣摺Ｔ趧?dòng)力轉(zhuǎn)向液壓管路上設(shè)置了較多的彎頭、縮接等管道輔件，特別是90°管接頭，油液在這些輔件內(nèi)流動(dòng)，被迫改變流速大小和方向，從而干擾了油液的正常運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生撞擊、旋渦等現(xiàn)象，帶來了附加的阻力，產(chǎn)生了能量損失，促使油液發(fā)熱。在正常情況下，液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的壓力損失見下表。例如，BK6111型后置大客車的轉(zhuǎn)向泵至轉(zhuǎn)向器的壓油管及回油管的長度均在12m以上，且回油管的90℃彎曲達(dá)11處之多，油液流動(dòng)時(shí)的沿程壓力損失還要高出下表所列的數(shù)值。油液流經(jīng)流量控制閥、轉(zhuǎn)向閥、限壓閥（安全閥）等處產(chǎn)生的液阻壓力損失都轉(zhuǎn)變成熱能，促使油溫升高。

    ②限壓閥（安全閥）是動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)中典型的熱量產(chǎn)生源，油液經(jīng)限壓閥直接返回儲(chǔ)油罐時(shí)產(chǎn)生的熱量最大。某些大客車的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作壓力調(diào)得偏高，加大了壓力損失，使油溫升高。

    ③轉(zhuǎn)向液壓泵是動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的能源，也是主要熱源之一。由于油液從轉(zhuǎn)向泵的入口到出口受到很大的壓縮，油液因壓縮會(huì)產(chǎn)生熱量，這是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)熱的主要原因。轉(zhuǎn)向液壓泵的溫升過高有設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)整和使用等多方面的原因，發(fā)熱的程度取決于轉(zhuǎn)向液壓泵的轉(zhuǎn)速和輸出壓力。一般來說，轉(zhuǎn)向液壓泵溫升過高的原因有：使用黏度過低或過高的動(dòng)力轉(zhuǎn)向油來工作（比如用錯(cuò)了油），增大了轉(zhuǎn)向液壓泵的內(nèi)漏耗，使泵體溫度升高；轉(zhuǎn)向葉片泵內(nèi)部滑動(dòng)零件磨損嚴(yán)重，軸向間隙增大，使泵內(nèi)部漏損過大，容積效率過低；泵內(nèi)軸承的塑料保持架損壞；選用了質(zhì)量差的轉(zhuǎn)向液壓泵（容積效率低），其容積損耗過大，促使油液發(fā)熱過多。

    ④轉(zhuǎn)向液壓泵的裝配質(zhì)量不達(dá)標(biāo)（如轉(zhuǎn)向泵的軸向間隙太小、轉(zhuǎn)子的垂直度超差、幾何形狀超差、傳動(dòng)部分同軸度未達(dá)到技術(shù)要求、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有咬緊現(xiàn)象等），使相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面的油膜破壞，形成干摩擦，機(jī)械效率降低。

    ⑤由于動(dòng)力轉(zhuǎn)向油被污染，顆粒狀異物進(jìn)入轉(zhuǎn)向液壓泵內(nèi)，轉(zhuǎn)向泵嚴(yán)重磨損，內(nèi)泄漏增大。

    ⑥由于儲(chǔ)油罐內(nèi)缺油，進(jìn)油濾網(wǎng)或進(jìn)油管阻塞，使轉(zhuǎn)向液壓泵吸空造成轉(zhuǎn)向系統(tǒng)油溫過高。轉(zhuǎn)向泵吸空使油液中混入空氣過多，在高壓作用下產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象，造成油液沖擊，并伴隨強(qiáng)烈振動(dòng)和噪聲，致使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)油溫快速升高。儲(chǔ)油罐除了儲(chǔ)油和分離油中的雜質(zhì)和空氣以外，散熱是它的重要作用之一。選用儲(chǔ)油罐的容積太小，儲(chǔ)油不多，使油液循環(huán)加快，而且由于散熱面積不足，再加上有的后置大客車儲(chǔ)油罐離汽車上最大的熱源（發(fā)動(dòng)機(jī)）很近——有的只有0.2m，又安裝在大客車后備廂內(nèi)，在夏季，發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的環(huán)境溫度在65℃以上；還有的大客車后備廂百葉窗的面積過小或所放位置不當(dāng)，散熱條件較差，使油液在儲(chǔ)油罐內(nèi)不能充分冷卻。另外，在儲(chǔ)油罐．中，轉(zhuǎn)向泵的吸油管與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的回油管靠得很近，返回儲(chǔ)油罐的熱油還沒來得及冷卻，又再次被傳輸給轉(zhuǎn)向泵吸入，形成惡性循環(huán)，引起油溫升高。

    ⑦動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)內(nèi)滲入了空氣。有的大客車在儲(chǔ)油罐與轉(zhuǎn)向泵的吸油口之間用橡膠管套住，膠管兩端用卡箍緊固，這種安裝方式若緊固力不夠，轉(zhuǎn)向泵很容易吸入空氣。由于空氣的可壓縮性，油中滲入的空氣被壓縮至高壓，也會(huì)產(chǎn)生熱量；在液壓系統(tǒng)中，溶于油液中的空氣游離出來形成氣泡，氣泡在壓縮時(shí)也放出熱量。動(dòng)力轉(zhuǎn)向油中混入過量空氣，可使儲(chǔ)油罐內(nèi)的油溫上升約25%。

    ⑧轉(zhuǎn)向系統(tǒng)異常發(fā)熱有液壓元件本身的質(zhì)量原因。運(yùn)行一段時(shí)間后，零件磨損，產(chǎn)生局部高溫，油液變稀，附著油膜變薄，導(dǎo)致金屬直接接觸，促使系統(tǒng)異常發(fā)熱。

    ⑨大客車在山區(qū)公路上行駛，因彎道多、路面差，駕駛員需不停地轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，使轉(zhuǎn)向控制閥處于經(jīng)常工作狀態(tài)，從而使節(jié)流阻力增大，轉(zhuǎn)向泵輸出壓力也較高。此時(shí)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的能量損失比大客車直線行駛時(shí)要大，油液溫升也較快（大客車一般都采用常流式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)）。

    ⑩轉(zhuǎn)向儲(chǔ)油罐的制作材料與散熱快慢有關(guān)。目前我國的轉(zhuǎn)向儲(chǔ)油罐制作材料有塑料和鋼材兩種，塑料的熱導(dǎo)率為0.04～0.048W/(m·℃)；鋼的熱導(dǎo)率為45.3W/(m·℃)。從有利于散熱的角度上講，使用鋼制儲(chǔ)油罐的散熱能力要優(yōu)于塑料儲(chǔ)油罐。

    液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)油溫過高會(huì)影響動(dòng)力轉(zhuǎn)向油液的使用壽命、加速橡膠密封件的老化，還可引起轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的漏油、轉(zhuǎn)向泵的噪聲增大等故障，從而直接影響大客車的使用性能。