D08-32C型搗固車液壓系統(tǒng)油溫過高的原因分析及解決方案

熊文輝

(昆明中鐵集團公司，昆明 650215)

D08-32C型搗固車液壓系統(tǒng)油溫過高的原因分析及解決方案

熊文輝

(昆明中鐵集團公司，昆明 650215)

本文對D08-32C型搗固車液壓系統(tǒng)在環(huán)境溫度過高，且搗固作業(yè)一段時間后液壓油溫過高的問題進行了分析，提出解決方案并進行實施，通過現(xiàn)場作業(yè)證明該方案可行有效。

D08-32C型搗固車 液壓油溫 解決方案

1 D08-32C型搗固車概況

D08-32C型搗固車是我公司與Plasser公司聯(lián)合開發(fā)的一種新型的緊湊型搗固車。該車的技術(shù)設計都是由Plasser公司完成，具有很好的性能價格比，深受用戶的喜愛。D08-32C型搗固車所有工作裝置和高低速驅(qū)動都是由液壓系統(tǒng)來完成，所以液壓系統(tǒng)工作正常與否會直接影響該車的作業(yè)效率和作業(yè)精度。

2 液壓油溫過高原因分析

D08-32C型搗固車在交給用戶使用一段時間后，有多家用戶反饋該車工作1 h后液壓油溫報警(80℃報警)。在這種情況下，如果用戶讓該車繼續(xù)工作會使整車液壓系統(tǒng)的很多元件造成損害，影響其使用壽命。為了避免液壓系統(tǒng)的損傷，用戶就不得不停機休息一段時間等液壓油溫降低以后再繼續(xù)作業(yè)，浪費封鎖時間，大大降低工作效率。

液壓油溫報警時間一般是夏季，該車工作地區(qū)環(huán)境溫度較高，個別地方可以達到40℃，這對液壓系統(tǒng)冷卻極為不利。而這些車在調(diào)試、檢驗時，環(huán)境溫度只有20℃ ～30℃，所以D08-32C型搗固車液壓油溫報警的問題并未暴露出來。應該對搗固車的液壓冷卻進行分析，見圖1。

圖1是原車液壓冷卻系統(tǒng)原理圖。柴油機啟動后液壓泵開始工作，當液壓油液溫度低于40℃時溫度開關(guān)⑦閉合，電磁閥③的電磁鐵1Sa得電該閥上位工作，泵輸出的油液經(jīng)過電磁閥③→單向閥⑤和過濾器⑥(由于該過濾器每分鐘單個的最大流量為5 mL，所以泵輸出的大部分流量都是通過單向閥⑤)→冷卻器⑧→回油過濾器⑨→油箱。此時風扇馬達④不工作，液壓油不進行冷卻。當液壓油液溫度達到40℃時溫度開關(guān)⑦斷開，電磁閥③的電磁鐵1Sa失電該閥下位工作，風扇馬達④開始工作，經(jīng)過冷卻器⑧的液壓油得到冷卻。

圖1 液壓冷卻系統(tǒng)原理

從液壓冷卻系統(tǒng)原理分析沒有任何問題，而且各元件工作也很正常，看不出問題。但經(jīng)過認真思考和計算發(fā)現(xiàn)了問題所在。

對冷卻系統(tǒng)的分析如下

式中，K為所需冷卻器的散熱能力(kW/℃);P為系統(tǒng)發(fā)熱功率(kW);T2為冷卻后的油液溫度(℃);T1為環(huán)境溫度(℃)。

在同等條件下系統(tǒng)發(fā)熱功率P和環(huán)境溫度T1是定值，那么冷卻后的油液溫度T2只與冷卻器的散熱能力K值有關(guān)。從式(2)可以看出，K值越大，T2值越小;K值越小，T2值越大。也就是說冷卻器的散熱能力越大，經(jīng)過冷卻器后的油溫越低，冷卻效果越好。

從圖2可知，對同一型號冷卻器的散熱能力K值(縱坐標)與風扇轉(zhuǎn)速和通過冷卻器的流量(橫坐標)有關(guān)，風扇轉(zhuǎn)速和通過冷卻器的流量越大，散熱能力K值越大;反之越小。D08-32C型搗固車冷卻風扇的轉(zhuǎn)速是恒定的，所以該車冷卻器散熱能力K值的大小只與通過冷卻器的流量有關(guān)。

圖2 冷卻器的散熱能力

對通過冷卻器的流量計算，泵的輸入轉(zhuǎn)速 n=2 018 r/min，泵的排量q=46 mL/r，通過冷卻器的流量Q=qn/1 000=92.8 L/min。

從上述分析和計算得知：D08-32C型搗固車液壓油溫報警是由于該車冷卻器的散熱能力K值較小導致。

3 解決方案

分析D08-32C型搗固車液壓油溫報警的原因后可以有兩種解決方案：第一方案為增加一套冷卻系統(tǒng);第二方案為加大通過冷卻器的流量，也就是加大冷卻器散熱能力的K值。

經(jīng)過認真分析和綜合考慮，最終采用第二套方案。因為如果采用第一方案，最少得增加一套冷卻器(總成本大約RMB46 000元)和一些管路，費用很高。而采用第二套方案只需增加一個分流塊和一些管路(費用大約在RMB3 000元以內(nèi))，可以大大節(jié)約成本。

從圖3可以看出不管空調(diào)工不工作，改進后的液壓冷卻系統(tǒng)是把空調(diào)驅(qū)動系統(tǒng)中電磁溢流閥①、前空調(diào)馬達②、后空調(diào)馬達③的回油全部引入冷卻器后再回油箱，大大增加了經(jīng)過冷卻器的流量，提高冷卻器散熱能力的K值。

圖3 改進后的液壓冷卻系統(tǒng)原理

空調(diào)驅(qū)動泵的輸入轉(zhuǎn)速 n=2 018 r/min，泵的排量q=21.3 mL/r。

冷卻器增加的流量 QZ=2qn/1 000=86 L/min，Q總=Q+QZ=92.8+86=178.8 L/min。

查圖2中441 400 r/min曲線，當 Q=92.8 L/min時，K1=1.3;Q=178.8 L/min 時，K2=1.575。(K2-K1)/K1=(1.575-1.3)/1.3=21.15%。

通過改進后的冷卻系統(tǒng)的散熱能力比改進前提高了21.15%。從理論上通過液壓冷卻系統(tǒng)的改進設計，提高了散熱能，而且經(jīng)過改進后的D08-32C型搗固車在交付各路局用戶使用至今再沒有用戶反應該車液壓油溫報警的問題，說明這一問題已經(jīng)完全得到了解決。

4 結(jié)束語

通過對D08-32C型搗固車液壓冷卻系統(tǒng)的設計改進，提高了散熱能力，為用戶更好地使用搗固車提供了保障。

［1］王午生.鐵道線路工程［M］.上海：上?？茖W技術(shù)出版社，1999.

［2］韓志青，唐定全.抄平起撥道搗固車［M］.北京：中國鐵道出版社，1997.

［3］傅文智，毛必顯.抄平起撥道搗固車［M］.北京：中國鐵道出版社，2010.

［4］暢建民.提高D08-32型搗固車系統(tǒng)精度的措施［J］.鐵道建筑，2009(9)：109-111.

［5］李增強.08-32型搗固車液壓作業(yè)系統(tǒng)壓力不穩(wěn)的原因及解決辦法［J］.鐵道建筑，2007(4)：103-104.

U216.63+1

B

1003-1995(2011)09-0119-03

2011-05-25;

2011-06-20

熊文輝(1969— )，男，昆明人，高級工程師。

(責任審編 王 紅)