內燃機車靜液壓泵后端蓋漏油原因及對策

羅名超

（南寧鐵路安全監管辦駐柳州機務段驗收室，工程師，廣西 柳州 545007）

2013年2月17日1：20，L835次在湘桂南線進德至白山站間，因本務機車DF4D0145號高溫靜液壓泵后端蓋大漏，造成機車冷卻系統失效發生機破，更換機車后開車，構成機車破損事故。

經調查，該故障車2012年10月10日在柳州機務段進行中修，按中修范圍要求互換檢修高溫靜液壓泵；2013年1月16日在柳州機務段進行小修，按范圍啟動進行外觀檢查，性能良好；查近期機車整備情況，無相關檢修情況。經入段檢查，發現泵進出油管油堵丟失，高溫靜液壓泵后蓋與配流盤4顆聯接螺栓松脫1顆，其余3顆螺栓松。經分解檢查，發現配流盤上方出油管O型膠圈裂斷，取出O型膠圈檢測配流盤與后蓋之間有0.45 mm的間隙；測量配流盤定位銷凸出高度為10 mm，而后蓋定位銷孔深度只有9.5 mm；拆出定位銷檢查，配流盤定位銷孔底部附近拉傷起凸臺，定位銷安裝不到位。經對故障高溫靜液壓泵按中修工藝范圍解體檢修，重點打磨定位銷孔、配裝定位銷并檢查配流盤與后蓋之間無間隙后重新組裝，組裝后在試驗臺上進行性能試驗，檢查各部無泄漏。

東風4D型機車靜液壓泵漏油導致機破、途中故障、臨修問題發生多次。據統計，2012年度柳州機務段發生28件東風4D型機車靜液壓泵漏油故障，以往主要認為是密封膠圈的材質問題，為此多次進行密封膠圈的選型試驗，但總體效果不明顯。該次DF4D0145號機車靜液壓泵故障，配流盤與后蓋之間的間隙達到0.45 mm，引起了對定位銷的安裝問題的重視，通過深入分析查找典型故障的原因并制定相應對策，為解決東風4D型機車靜液壓泵漏油慣性故障找到了突破口，對檢修工作具有較好的指導意義。

1 靜液壓泵工作原理

東風4D型內燃機車采用了2套獨立的靜液壓傳動系統來驅動冷卻風扇，分別冷卻高溫水系統和低溫水系統。靜液壓系統工作原理見圖1所示，圖中箭頭方向是液壓油流動方向，靜液壓泵由靜液壓變速箱驅動，從油箱通過管路吸入工作油，然后加壓打入高壓管路輸送至靜液壓馬達，推動靜液壓馬達旋轉而帶動冷卻風扇工作，工作油在馬達里釋放能量后，通過回油管返回油箱〔1〕。

圖1 靜液壓系統工作原理圖

圖注：1-冷卻風扇；2-靜液壓馬達；3-油水熱交換器；4-油箱；5-靜液壓泵；6-安全閥；7-溫度控制閥；8-溫度控制元件；9-側百側窗油缸；10-高壓軟管；12-靜液壓變箱；13-冷卻水管。

靜液壓泵采用軸向柱塞式定量泵，工作油在泵體內部流向：后蓋吸油腔→配流盤腰子形孔→油缸體柱塞腔→配流盤腰子形孔→后蓋高壓油腔。

2 配流盤和后蓋安裝

配流盤和后蓋對應加工有2個Φ10的定位銷孔，組裝時，由2顆定位銷Φ10×18定位，配流盤進、出油口各用一個Φ56×3.5的O型膠圈密封，通過4顆M 10×30的螺栓緊固在后蓋上；后蓋通過6顆螺栓與后泵體連接在一起，連接處用一個Φ145×5.7的O型膠圈密封。配流盤和后蓋安裝見圖2所示。

圖2 靜液壓泵配流盤和后蓋安裝圖

3 原因分析

如果定位銷長度超過兩定位銷孔之和，配流盤和后蓋存在間隙，Φ56×3.5的O型膠圈壓縮量不足、密封效果差，從而導致靜液壓泵后端蓋漏油故障。從2013年4月3日，DF4D7009機車整備時發現低溫靜液壓泵端蓋漏油扣修，經分解檢查發現后蓋與配流盤的定位銷端頭有擠壓翻邊現象，測量后蓋與配流盤間隙為0.15 mm；2013年6月26日，43848次DF4D4137機車因低溫靜液壓泵漏油發生途中故障，經分解檢查發現后蓋與配流盤定位銷翻邊，測量后蓋與配流盤間隙為0.35 mm，造成組裝不到位，導致O型膠圈被高壓油擠壓破損失效。上述這2個案例與DF4D0145機車發生的故障原因完全相同，只不過后蓋與配流盤間隙大小略有差別，也正是因為DF4D0145機車發生故障的故障較為典型，然后加強檢查發現的類似問題。因此說配流盤和后蓋存在間隙就是引發事故的誘因。

造成配流盤和后蓋有間隙主要是原因：一是檢修質量不高，配流盤定位銷孔底部附近拉傷起凸臺未發現；二是維修工藝制定不完善，對定位銷長度選配沒有卡控；三是配流盤和后蓋定位銷孔深度尺寸偏差設計不合理。

3.1 檢修質量不高 機車中修時，工作者不注意檢查高溫靜液壓泵定位銷及孔狀態，未發現配流盤定位銷孔底部附近拉傷起凸臺，造成定位銷安裝不到位，伸出量過長，導致后蓋裝上后不密貼存在間隙，安裝螺栓不能緊固到位。由于配流盤與后蓋之間的間隙，受高壓油壓力影響，配流盤出油管O型膠圈被壓力擠壓失效；運用中受靜液壓系統振動影響，配流盤與后蓋安裝螺栓逐漸松動，直至松脫失效，造成靜液壓油從后端蓋大漏，高溫靜液系統不能正常工作，高溫冷卻系統失效。

3.2 維修工藝制定不完善 中修機車檢修工藝，在靜液壓泵解體、測量、組裝及調整等工藝內容中，均未涉及配流盤和后蓋定位銷及孔的檢修工藝要求，未將這一部分工作內容作為關鍵質量控制點，工作者作業時無工藝參照依據，檢修隨意性較大，定位銷及孔檢查缺失，不注意檢查安裝狀態和檢查方法不正確，存在安裝質量風險。

3.3 定位銷孔深度設計不合理 配流盤和后蓋定位銷孔深度尺寸偏差設計不合理，配件維修時有可能造成配流盤和后蓋存在安裝不到位的風險。查閱生產廠家提供的圖紙，定位銷選用A10×18（GB119-1986，代替標準GB/T119.1-2000），按國家標準A10×18商品長度范圍在17.5-18.5 mm均為合格產品〔2〕。

表1 各公差等級極限偏差相比較

生產廠家的車間精度當然不會產生如此大的偏離，而且批量生產組裝，可通過等級選擇定位銷避免安裝誤差。但在配件維修需要更換定位銷時，外購定位銷安裝，存在定位銷長度大于兩定位銷孔深度之和，配流盤和后蓋存在安裝不到位的風險。

4 對策措施

檢修工作中，靜液壓泵已經大量裝車使用，報廢更新的情況很少，產品設計的缺陷只能通過完善檢修工藝和加強質量控制來消除。前述3臺機車落修的靜液壓泵，經處理定位銷及孔，消除配流盤與后蓋之間的間隙后，重新裝車使用，未再發生漏油故障。為此，必須通過強化工藝培訓、加強質量控制和完善檢修工藝制定等措施來消除這一慣性故障。

4.1 強化工藝培訓及質量控制

4.1.1 加強工藝培訓 由段專業技術人員對工作者進行工藝培訓，進一步規范檢修作業程序，重點對新增加的工藝內容進行培訓，要求在檢修靜液壓泵時嚴格執行。

4.1.2 技術人員跟班指導 車間技術人員跟班作業，指導工作者嚴格執行工藝范圍，進一步規范檢修作業程序。

4.1.3 質檢員加強檢查 把定位銷及孔安裝狀態納入關鍵工序環節，由質量檢查員進行檢查。

4.1.4 藝執行情況重點抽查 技術和管理人員將靜液壓泵工藝執行情況納入工藝檢查的主要內容，并進行重點抽查。

4.2 完善檢修工藝 對靜液壓泵檢修工藝進行完善，補充要求的內容見表2。

表2 對靜液壓泵檢修工藝的補充要求

5 結束語

靜液壓馬達與靜壓液泵結構基本一樣，差別僅僅是主軸和前泵體不同，靜液壓馬達的檢修可參照靜壓液泵的內容進行。

南寧鐵路局管內各型內燃機車均采用相似的靜液壓系統，各機務段在檢修機車靜壓液泵和靜液壓馬達時，都能嚴格選配好定位銷，消除裝配間隙，就能有效地減少機車靜液壓泵后端蓋漏油故障的發生。

〔1〕大連機車車輛廠.東風4D型內燃機車（1機車、制動系統）〔s〕.大連：大連機車車輛廠，2007.

〔2〕國家質量技術監督局.中華人民共和國國家標準（圓柱銷不淬硬鋼和奧氏體不銹鋼 GB/T119.1-2000）〔s〕.北京：國家質量技術監督局2000.9.26發布.

〔3〕國家質量技術監督局.中華人民共和國國家標準（一般公差未注公差的線性和角度尺寸的公差GB/T1804-2000）〔s〕.北京：國家質量技術監督局2000.7.24批準.