煤矿井下液力机械传动车辆的保养及常见故障排除

2013-09-13李志勇

机电产品开发与创新 2013年4期

李志勇

（中国煤炭科工集团太原研究院，山西太原 030006）

0 引言

随着高产高效矿井的快速发展，运输系统的落后已经严重影响部分大型煤矿的生产，成为煤炭开采的薄弱环节。近年来，无轨辅助运输的成熟应用为现代化新型矿井的运输提供了一套解决方案，在提高生产效率、降低事故发生率和减少工人劳动强度等方面得到了很好改善。

目前，在国内煤矿井下的无轨辅助运输车辆主要采用液力机械传动和静液压传动两种方式，其中以液力机械传动方式居多。国外较早研制此类传动方式的车辆，山西天地煤机装备有限公司是国内最早研制煤矿井下无轨车辆的单位，产品性能和质量已基本达到国外产品的水平，应用液力机械传动的车辆主要包括多功能防爆柴油铲运机系列、铲板式搬运车系列及辅料运输系列。

液力机械传动是指采用发动机或电动机作为动力系统，通过连接液力变矩器，再到动力换挡变速箱，与驱动桥连接，从而实现车辆的驱动。现阶段煤矿井下使用的车辆，基本都采用防爆发动机作为动力系统。

1 煤矿井下车辆液力机械传动系统的日常维护保养及试车检查

1.1 日常维护保养

目前煤矿井下重型车辆的液力变矩器及动力换挡变速箱主要采用进口DANA 公司产品，性能及可靠性较高，如果能正确保养及使用，寿命会大大提高。液力机械传动的工作介质是油液，通过其实现动力的传递、系统的润滑、冷却及换挡换向的操作。所以，液力机械传动系统的日常维护主要以油液的检查更换为主。

（1）由于煤矿井下工况较为恶劣，要做到每班（8小时）或每天对油路进行一次检查，包括是否有漏油现象、油位是否在规定刻度、传动温度是否正常、传动压力是否在正常范围以及传动系统是否有异响情况。

（2）更换传动过滤器滤芯和用油要求每500小时更换传动过滤器滤芯。首先排放过滤器中的油，拆卸并丢弃旧的滤芯，清洗过滤器壳体后更换新的滤芯。将过滤器安装到传动液压管路中时注意油液进出口的方向。要求每1000小时更换液力传动油。更换传动油时须将液力变矩器、动力换挡变速箱及其液压管路中的油都排放干净，并需拆卸变速箱油池滤网后彻底清洗，并更换和使用新的衬垫。更换的油品要符合要求，国内一般采用8号液力传动油。

1.2 启车检查

车辆在工作前需要对传动系统进行检查。主要是对油位的检查、操纵压力的检查及解制动压力的检查。

（1）油位的检查：需要将车启动，使各传动液压系统中都有油液，发动机怠速状态下，油位达到 “Low”标记处；当油温达到（82～93℃）时，再次检查油位，让油位达到 “Full” 标记处。

（2）操纵压力的检查：操纵压力是指变速箱内离合器的结合压力，正常值为240～280psi（1.65～1.93Mpa）。启动车辆，观察压力值是否在正常值范围内。另外，使发动机怠速运转，通过进行换挡换向操作，观察在每个档位切换过程中，操纵压力值的变化范围是否在5psi 以内。如果超出5psi，则说明动力换挡变速箱换挡换向阀块或离合器出现故障，应修理变速箱。

（3）解制动压力的检查：解制动的压力是指对驱动桥轮边制动器进行解除制动所需的压力，拔出解制动按钮，正常值为大于10.3MPa。如果未达到此值，说明没有将轮边制动器完全解开，将导致车辆无法行走或行走速度较慢，容易造成变速箱离合器摩擦片或轮边制动器摩擦片的严重磨损，此时应立即停车或将车辆置于空挡状态进行检查。

2 煤矿井下车辆液力机械传动系统原理及故障诊断

2.1 液力机械传动系统的原理

图1为某进口多功能车的传动系统液压原理图。此车采用4 档动力换挡变速箱，有前进后退档可以双向驾驶。此系统由液力变矩器自带的一个工作泵完成从动力换挡变速箱进行吸油，后经过调压阀建立240～280psi的压力到换挡换向离合器，其余油通过安全阀进入液力变矩器，工作循环后经传动油散热器流回到变速箱进行润滑。液力变矩器循环的泄油通过循环泵抽回到变速箱油池内。

图1 液力机械传动系统液压原理图

2.2 煤矿井下车辆液力机械传动系统常见故障诊断

（1）传动温度过高的故障原因。在日常工作过程中，应该经常观察仪表盘上的传动温度表，一般传动系统的正常工作油温在95℃以下，当油温超过105℃时，应立即停车检查。影响传动油温过高主要有以下几种原因：①动力换挡变速箱油池内油位过低或过高；②油管及传动油散热器过脏或堵塞；③工作循环泵损坏；④液力变矩器内的安全阀损坏或阀芯卡死；⑤液力变矩器密封件和O 型密封圈损坏。

故障检查与排除：传动液压系统出现高温情况应立即停车，使发动机怠速运转，直到传动温度降下来后再进行故障诊断。首先油温在（82～93℃）时，查看油位情况，对油量按要求进行调整。如果油位正常，则需要判断是否存在油管和散热器过脏或堵塞情况。利用压力表检测变矩器出口到散热器进口的压力，发动机转速为2000r/min 是正常值应为 25～70psi（0.17～0.48Mpa），若压力过高则说明油管和散热器过脏或堵塞，需要更换管路或散热器；若压力过低，则说明工作循环泵损坏、安全阀损坏或阀芯卡死或者变矩器的密封损坏，应更换密封、泵或者安全阀。

（2）传动压力过低的故障原因。传动压力主要是用于使换挡换向离合器结合，用于档位的切换，使车辆行走。传动系统的压力正常值在240～280psi（1.65～1.93Mpa）。如果压力过低，将导致车辆无法行走。造成传动压力过低主要有以下几种原因：①动力换挡变速箱损坏；②液力变矩器调压阀阀芯卡死不回位或调压阀损坏；③工作循环泵磨损严重或损坏。

故障检查与排除：出现此种情况，需将车辆熄火。将去变速箱换挡换向控制阀块的油管切断并用堵头将管路堵死，启动发动机观察压力表的数值，如果压力表的数值恢复到规定值，则说明动力换挡变速箱出现故障，应对变速箱进行维修或更换。如果此时的压力依然过低，则说明故障发生在调压阀、工作循环泵或者是液力变矩器上。先更换或清洗调压阀，若故障依然存在则参考上述故障进行判断。

（3）传动系统功率不足或行驶无力的故障原因。这种故障主要由以下几种原因引起的：①传动压力过低；②液力变矩器密封件和O 型密封圈损坏；③工作循环泵磨损，供油不足；④解制动压力过低。

故障检查与排除：传动系统功率不足或行驶无力首先检查传动压力是否在正常范围内，再检查解制动压力是否过低，若过低则轮边制动器没有完全解开，影响行驶速度；若这两项压力都正常则参考上述故障进行判断。

（4）工作循环泵异响的故障原因。工作循环泵存在异响情况主要由以下几种原因引起的：①动力换挡变速箱油池滤网过脏或堵塞；②油池内油位低；③工作循环泵轴承磨损或损坏。

故障检查与排除：油位过低或油池滤网堵塞时会出现吸油管路抖动的现象。首先观察变速箱内的油位，若油位正常则拆下油池滤网进行清洗或更换，最后修理或更换工作循环泵。

（5）液力变矩器漏油。出现变矩器漏油的情况，首先查看漏油部位。如果是变矩器与发动机连接处漏油，则说明是泵轮与泵轮罩密封圈老化或连接螺栓松动，应紧固连接螺栓或更换密封；如果在透气塞处漏传动油，则说明泄油管路堵塞不畅造成的；若透气塞处有液压油冒出，则说明连接在液力变矩器上的用于整车液压系统的泵密封损坏，造成液压油进入到液力变矩器中，应及时更换液压系统泵。