内燃机车静液压泵后端盖漏油原因及对策

2014-07-27罗名超

铁道运营技术 2014年2期

罗名超

（南宁铁路安全监管办驻柳州机务段验收室，工程师，广西柳州 545007）

2013年2月17日1：20，L835次在湘桂南线进德至白山站间，因本务机车DF4D0145号高温静液压泵后端盖大漏，造成机车冷却系统失效发生机破，更换机车后开车，构成机车破损事故。

经调查，该故障车2012年10月10日在柳州机务段进行中修，按中修范围要求互换检修高温静液压泵；2013年1月16日在柳州机务段进行小修，按范围启动进行外观检查，性能良好；查近期机车整备情况，无相关检修情况。经入段检查，发现泵进出油管油堵丢失，高温静液压泵后盖与配流盘4颗联接螺栓松脱1颗，其余3颗螺栓松。经分解检查，发现配流盘上方出油管O型胶圈裂断，取出O型胶圈检测配流盘与后盖之间有0.45 mm的间隙；测量配流盘定位销凸出高度为10 mm，而后盖定位销孔深度只有9.5 mm；拆出定位销检查，配流盘定位销孔底部附近拉伤起凸台，定位销安装不到位。经对故障高温静液压泵按中修工艺范围解体检修，重点打磨定位销孔、配装定位销并检查配流盘与后盖之间无间隙后重新组装，组装后在试验台上进行性能试验，检查各部无泄漏。

东风4D型机车静液压泵漏油导致机破、途中故障、临修问题发生多次。据统计，2012年度柳州机务段发生28件东风4D型机车静液压泵漏油故障，以往主要认为是密封胶圈的材质问题，为此多次进行密封胶圈的选型试验，但总体效果不明显。该次DF4D0145号机车静液压泵故障，配流盘与后盖之间的间隙达到0.45 mm，引起了对定位销的安装问题的重视，通过深入分析查找典型故障的原因并制定相应对策，为解决东风4D型机车静液压泵漏油惯性故障找到了突破口，对检修工作具有较好的指导意义。

1 静液压泵工作原理

东风4D型内燃机车采用了2套独立的静液压传动系统来驱动冷却风扇，分别冷却高温水系统和低温水系统。静液压系统工作原理见图1所示，图中箭头方向是液压油流动方向，静液压泵由静液压变速箱驱动，从油箱通过管路吸入工作油，然后加压打入高压管路输送至静液压马达，推动静液压马达旋转而带动冷却风扇工作，工作油在马达里释放能量后，通过回油管返回油箱〔1〕。

图1 静液压系统工作原理图

图注：1-冷却风扇；2-静液压马达；3-油水热交换器；4-油箱；5-静液压泵；6-安全阀；7-温度控制阀；8-温度控制元件；9-侧百侧窗油缸；10-高压软管；12-静液压变箱；13-冷却水管。

静液压泵采用轴向柱塞式定量泵，工作油在泵体内部流向：后盖吸油腔→配流盘腰子形孔→油缸体柱塞腔→配流盘腰子形孔→后盖高压油腔。

2 配流盘和后盖安装

配流盘和后盖对应加工有2个Φ10的定位销孔，组装时，由2颗定位销Φ10×18定位，配流盘进、出油口各用一个Φ56×3.5的O型胶圈密封，通过4颗M 10×30的螺栓紧固在后盖上；后盖通过6颗螺栓与后泵体连接在一起，连接处用一个Φ145×5.7的O型胶圈密封。配流盘和后盖安装见图2所示。

图2 静液压泵配流盘和后盖安装图

3 原因分析

如果定位销长度超过两定位销孔之和，配流盘和后盖存在间隙，Φ56×3.5的O型胶圈压缩量不足、密封效果差，从而导致静液压泵后端盖漏油故障。从2013年4月3日，DF4D7009机车整备时发现低温静液压泵端盖漏油扣修，经分解检查发现后盖与配流盘的定位销端头有挤压翻边现象，测量后盖与配流盘间隙为0.15 mm；2013年6月26日，43848次DF4D4137机车因低温静液压泵漏油发生途中故障，经分解检查发现后盖与配流盘定位销翻边，测量后盖与配流盘间隙为0.35 mm，造成组装不到位，导致O型胶圈被高压油挤压破损失效。上述这2个案例与DF4D0145机车发生的故障原因完全相同，只不过后盖与配流盘间隙大小略有差别，也正是因为DF4D0145机车发生故障的故障较为典型，然后加强检查发现的类似问题。因此说配流盘和后盖存在间隙就是引发事故的诱因。

造成配流盘和后盖有间隙主要是原因：一是检修质量不高，配流盘定位销孔底部附近拉伤起凸台未发现；二是维修工艺制定不完善，对定位销长度选配没有卡控；三是配流盘和后盖定位销孔深度尺寸偏差设计不合理。

3.1 检修质量不高机车中修时，工作者不注意检查高温静液压泵定位销及孔状态，未发现配流盘定位销孔底部附近拉伤起凸台，造成定位销安装不到位，伸出量过长，导致后盖装上后不密贴存在间隙，安装螺栓不能紧固到位。由于配流盘与后盖之间的间隙，受高压油压力影响，配流盘出油管O型胶圈被压力挤压失效；运用中受静液压系统振动影响，配流盘与后盖安装螺栓逐渐松动，直至松脱失效，造成静液压油从后端盖大漏，高温静液系统不能正常工作，高温冷却系统失效。

3.2 维修工艺制定不完善中修机车检修工艺，在静液压泵解体、测量、组装及调整等工艺内容中，均未涉及配流盘和后盖定位销及孔的检修工艺要求，未将这一部分工作内容作为关键质量控制点，工作者作业时无工艺参照依据，检修随意性较大，定位销及孔检查缺失，不注意检查安装状态和检查方法不正确，存在安装质量风险。

3.3 定位销孔深度设计不合理配流盘和后盖定位销孔深度尺寸偏差设计不合理，配件维修时有可能造成配流盘和后盖存在安装不到位的风险。查阅生产厂家提供的图纸，定位销选用A10×18（GB119-1986，代替标准GB/T119.1-2000），按国家标准A10×18商品长度范围在17.5-18.5 mm均为合格产品〔2〕。

表1 各公差等级极限偏差相比较

生产厂家的车间精度当然不会产生如此大的偏离，而且批量生产组装，可通过等级选择定位销避免安装误差。但在配件维修需要更换定位销时，外购定位销安装，存在定位销长度大于两定位销孔深度之和，配流盘和后盖存在安装不到位的风险。

4 对策措施

检修工作中，静液压泵已经大量装车使用，报废更新的情况很少，产品设计的缺陷只能通过完善检修工艺和加强质量控制来消除。前述3台机车落修的静液压泵，经处理定位销及孔，消除配流盘与后盖之间的间隙后，重新装车使用，未再发生漏油故障。为此，必须通过强化工艺培训、加强质量控制和完善检修工艺制定等措施来消除这一惯性故障。

4.1 强化工艺培训及质量控制

4.1.1 加强工艺培训由段专业技术人员对工作者进行工艺培训，进一步规范检修作业程序，重点对新增加的工艺内容进行培训，要求在检修静液压泵时严格执行。

4.1.2 技术人员跟班指导车间技术人员跟班作业，指导工作者严格执行工艺范围，进一步规范检修作业程序。

4.1.3 质检员加强检查把定位销及孔安装状态纳入关键工序环节，由质量检查员进行检查。

4.1.4 艺执行情况重点抽查技术和管理人员将静液压泵工艺执行情况纳入工艺检查的主要内容，并进行重点抽查。

4.2 完善检修工艺对静液压泵检修工艺进行完善，补充要求的内容见表2。