裝載機(jī)水箱散熱器故障分析與維護(hù)

時(shí)間：2024-05-16 00:00

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一、故障現(xiàn)象

某客戶反饋其裝載機(jī)液壓油溫過(guò)高，用手觸摸液壓油箱、工作泵殼體比其他裝載機(jī)相應(yīng)部位溫度都高，且裝載機(jī)動(dòng)臂舉升無(wú)力。我們到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該裝載機(jī)液壓油散熱器進(jìn)油口溫度達(dá)90°。該裝載機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫度應(yīng)小于85°C，液壓油溫度過(guò)高，說(shuō)明該機(jī)液壓系統(tǒng)工作異常。該裝載機(jī)工作狀況惡劣，如果液壓系統(tǒng)的產(chǎn)生大量熱能無(wú)法散失，會(huì)對(duì)液壓系統(tǒng)造成很大危害。（專業(yè)徐工裝載機(jī)散熱器水箱廠價(jià)直銷：徐州聚隆機(jī)械13585399165微信同號(hào)）

二、原因分析

該裝載機(jī)采用并聯(lián)組合式散熱器，液壓油散熱器安裝在最下方。分析認(rèn)為，該裝載機(jī)液壓油溫度過(guò)高可能有以下3方面原因。

一是液壓油散熱器散熱能力不足。如散熱器面積過(guò)小、散熱器布置的位置不合理，散熱器內(nèi)部堵塞，散熱器外部塵土過(guò)多、通風(fēng)不足。

二是液壓系統(tǒng)有故障。如液壓油油量不足，液壓油進(jìn)入散熱器流量不足，回油管徑小、阻力大，液壓系統(tǒng)工作效率過(guò)低，泵、閥內(nèi)液壓油流動(dòng)阻力過(guò)大。

三是散熱器通風(fēng)不暢。如機(jī)體覆蓋件窗口與散熱器不對(duì)應(yīng);發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)罩內(nèi)隔熱板沒(méi)有將發(fā)動(dòng)機(jī)周圍的熱風(fēng)與冷空氣隔離。

三、故障排查

1.排查散熱器進(jìn)風(fēng)量

按理論計(jì)算，該裝載機(jī)液壓油散熱器風(fēng)扇風(fēng)速應(yīng)為5.5m/s。我們?cè)谘b載機(jī)液壓油散熱器上安裝風(fēng)速傳感器，傳感器安裝方法如圖1所示。

安裝風(fēng)速傳感器后測(cè)試出的風(fēng)扇風(fēng)速數(shù)據(jù)如表1所示。測(cè)試結(jié)果表明，實(shí)際風(fēng)扇風(fēng)速大于理論風(fēng)速，由此排除通風(fēng)不暢，造成液壓油過(guò)熱故障的可能。

2.測(cè)試散熱器液壓油通流能力

當(dāng)環(huán)境溫度為45°C時(shí)，如果液壓油流經(jīng)散熱器后，進(jìn)口溫度為80°C，散熱量應(yīng)達(dá)到14kW，流量應(yīng)達(dá)到80L/min，壓降應(yīng)小于46.54kPa。

在液壓油散熱器上安裝流量傳感器，測(cè)試其流通能力，如圖2所示。實(shí)測(cè)結(jié)果表明，散熱器流量為80L/min時(shí)，壓降為44.38kPa，與理論計(jì)算46.54kPa基本吻合，故排除液壓油散熱器通油能力不足得可能性。

3.測(cè)試液壓系統(tǒng)壓力損失

當(dāng)液壓油油溫達(dá)到50°C時(shí)，分別以80L/min、220L/min的流量，測(cè)試液壓系統(tǒng)工作泵壓力、主閥進(jìn)口壓力、主閥出口壓力，測(cè)試結(jié)果如表2所示。

通常主閥的壓力損失應(yīng)小于0.8MPa，從測(cè)試結(jié)果可以看出，當(dāng)系統(tǒng)在流量為220L/min時(shí)，主閥中位時(shí)進(jìn)、出口壓力差達(dá)到1.56MPa，這說(shuō)明進(jìn)、出口壓力損失過(guò)大。主閥壓力損失過(guò)大，會(huì)消耗液壓系統(tǒng)功率。這些消耗的功率最終會(huì)轉(zhuǎn)換成熱能傳入液壓油，造成液壓油溫度升高，故液壓主閥壓力損耗過(guò)大是該故障原因之一。

4.液壓油進(jìn)入散熱器的流量

該裝載機(jī)液壓系統(tǒng)液壓油分2路流回液壓油箱:一路直接通過(guò)單向閥回液壓油箱，另一路通過(guò)散熱器散熱后流回液壓油箱。單向閥使壓力升高，限定了該油路的流量，使一部分液壓油經(jīng)過(guò)液壓油散熱器散熱后流回液壓油箱。理論設(shè)計(jì)時(shí)該路流量為80L/min。

實(shí)際測(cè)試，怠速狀態(tài)時(shí)液壓油散熱器油路的流量為44L/min,大油門時(shí)進(jìn)入液壓油散熱器的流量為37.4L/min，故進(jìn)入液壓油散熱器的流量小于設(shè)計(jì)流量，特別是大油門時(shí)進(jìn)入液壓油散熱器流量反而小于怠速時(shí)進(jìn)入液壓油散熱器流量。由此可見(jiàn)，這是液壓油溫度過(guò)高的令一原因。

四、改進(jìn)方法及驗(yàn)證

1.改進(jìn)主閥

主閥壓力損失過(guò)大，屬于主閥質(zhì)量問(wèn)題。更換了新主閥，重新測(cè)試新主閥中位進(jìn)、出口壓力，測(cè)試數(shù)據(jù)表明，流量為220L/min時(shí),主閥進(jìn)口壓力為1.06MPa、出口壓力為0.28MPa，壓力差為0.78MPa，小于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的0.8MPa，滿足該裝載機(jī)要求。

2.改進(jìn)液壓油散熱器流量

分析認(rèn)為，怠速工況時(shí)系統(tǒng)回油流量小，單向閥前壓力因接近開(kāi)啟壓力，流量受開(kāi)口面積影響，有小部分液壓油從單向閥油路回油，大部分液壓油經(jīng)液壓油散熱器回油。大油門工況時(shí)，回油流量增加，單向閥處壓力升高，單向閥全部開(kāi)啟，通過(guò)單向閥的流量增加，散熱器油路端受散熱器管接頭截面較小的影響，流量減少，因而出現(xiàn)大油門時(shí)散熱器油路流量減小現(xiàn)象。為了提高進(jìn)入散熱器的流量，我們采取以下3項(xiàng)改進(jìn)。

方法:一是增大單向閥彈簧彈力，提高單向閥開(kāi)啟壓力。二是增加通往散熱器管路截面積，減少散熱管路的壓力損失。三是更改散熱器管接頭型式，用法蘭連接替換原有的螺紋連接，減少其壓力損失，管接頭替換方法如圖3所示。

五、改進(jìn)效果

實(shí)施以上改進(jìn)后，我們又進(jìn)行了驗(yàn)證，在液壓油溫度為50°C時(shí)的測(cè)試各部位壓力損失，測(cè)試結(jié)果如表3所示。

我們又對(duì)散熱器流量進(jìn)行測(cè)試，怠速時(shí)散熱器進(jìn)口流量為75.7L/min，大油門時(shí)流量為87.9L/min。測(cè)試結(jié)果表明，通過(guò)加大管路管徑，可使進(jìn)入散熱器的流量增大。

我們又對(duì)該機(jī)液壓油散熱器冷卻能力進(jìn)行了測(cè)試。操縱裝載機(jī)進(jìn)行裝載作業(yè)，待液壓系統(tǒng)熱平衡時(shí)測(cè)試液壓油箱進(jìn)出口溫度，測(cè)試結(jié)果如表4所示。

熱平衡試驗(yàn)結(jié)果表明，無(wú)論環(huán)境溫度是28.6°C還是45°C，液壓油箱進(jìn)、出口溫度均小于85°C。該項(xiàng)改進(jìn)有效解決了客戶的反饋問(wèn)題，還為后續(xù)其他機(jī)型排查故障原因、尋找解決方法提供了參考。

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