GCY-300型軌道車靜液壓系統齒輪泵故障處理

卞榮俊

（青島地鐵集團有限公司運營分公司車輛部，山東青島 266041）

1 故障現象

青島地鐵3號線使用GCY-300型軌道車，主要承擔著車輛段內的調車和救援編組任務。2016年2月，GCY-300型重型軌道車GDM302曾因冷卻風扇轉速慢，靜液壓系統更換過齒輪泵及馬達。2017年3月9日，重型軌道車GDM302啟機過程中，出現齒輪泵出口端法蘭處向外噴油，泵體異常發熱的現象。由于齒輪泵承擔著將油箱中的液壓油經過高壓管路送至靜液壓馬達的任務，是靜液壓系統最主要部件之一，齒輪泵的故障影響車輛正常使用。

2 靜液壓系統概況

2.1 系統概況

靜液壓系統是重型軌道車冷卻系統的重要組成部分，相對于內燃機車的靜液壓系統，它的功能更為集成，承擔著軌道車發動機冷卻液、中冷空氣、液力傳動油以及自身液壓油的冷卻任務。該系統由齒輪泵、柱塞馬達、溢流閥、球閥、油箱、油冷卻器及附件等組成。溢流閥在本系統中起著減緩沖擊、避免過載、保證靜液壓系統安全可靠工作的作用。當柴油機運轉時，柴油機曲軸通過變速箱驅動靜液壓齒輪泵。齒輪泵將油箱中的液壓油經過高壓管路送至靜液壓馬達。靜液壓馬達在高壓油作用下直接帶動冷卻風扇轉動，原理見圖1。

圖1 靜液壓系統原理

2.2 齒輪泵工作原理

MHP350A198EVAB207型靜液壓系統齒輪泵（圖2）由麥塔雷斯公司生產，其內部由2個齒輪、泵體與前后蓋組成兩個封閉空間，當齒輪轉動時，齒輪脫開側的空間的體積從小變大，形成真空，將液體吸入，齒輪嚙合側的空間的體積從大變小，而將液體擠入管路中去。吸入腔與排出腔是靠2個齒輪的嚙合線來隔開的。齒輪泵的排出口的壓力完全取決于泵出口處阻力的大小。

圖2 齒輪泵

3 故障原因分析

重型軌道車在啟機運轉過程中由于出油口端的密封墊密封不嚴，使得齒輪泵出油口端發生液壓油漏泄，導致靜液壓系統液壓油油量不足，齒輪泵在工作中吸空，齒輪與泵體潤滑、冷卻不足，導致泵體溫度異常升高而燒損。

4 故障處理

4.1 處理過程

（1）檢修人員仔細排查靜液壓系統發現液壓系統齒輪泵出油口端有液壓油漏泄，在拆卸液壓泵出油口法蘭連接后，發現接口處密封膠墊損壞、法蘭表面呈弧面變形（圖3），同時發現液壓表表針不在零位，靜液壓油缸油位低于最低刻線，初步判斷密封膠墊密封不良，導致噴油。

圖3 法蘭表面變形

（2）檢修人員更換密封膠圈和液壓表，補充液壓油至正常液位，將靜液壓系統的溢流閥調整手輪全部松開之后，檢查靜液壓系統油位正常、管路密封良好無漏泄，啟動發動機，啟機無異音、冷卻風扇運轉正常，靜液壓系統液壓表顯示5 MPa，運轉3 min后將液壓系統壓力緩慢調整為13 MPa，檢查冷卻風扇運轉正常無異音，百葉窗能正常開啟。繼續運轉接近10 min后齒輪泵出油口法蘭處開始滲漏液壓油，同時齒輪泵泵體、管路、散熱單節表面溫度異常，泵體表面有油蒸汽現象，立即停機進行處理。

（3）檢修人員拆卸齒輪泵檢查時，發現齒輪泵用手轉動阻力很大，旋轉不靈活，確定泵內故障，對齒輪泵進行解體檢查，發現泵體內表面有擦傷、齒輪軸銅套內徑輕微變形及軸有灼傷現象等（圖4和圖5）。

圖4 齒輪泵齒輪軸內徑變形

（4）組織廠家一起對靜液壓系統進行液壓油排放清洗后，檢查油質發現情況較好，無明顯雜質。更換新的液壓油，并更換液壓泵和連接法蘭后，啟機檢查系統工作正常。

4.2 跟蹤驗證

（1）第一次跟蹤驗證。故障處理完成后，啟機檢查，以最高轉速2100 r/min運行10 min，并在5 min、7 min以及10 min時進行測溫，溫度顯示正常（表1）。

（2）第二次跟蹤驗證。在GCY-300型重型軌道車進行廠內牽引電客車過程中，利用測溫槍間隔一定時間對靜液壓系統的齒輪泵泵體，泵側進行測溫，最高溫度為37.5℃，溫度正常（表2）。

圖5 齒輪泵泵體與齒輪摩擦傷痕

表1 第一次溫度測量數據 ℃

表2 第二次溫度測量數據 ℃

（3）多次跟蹤驗證。此后，每隔15 d就在GCY-300型重型軌道車廠內牽引電客車過程中，進行跟蹤作業，并利用測溫間隔一定時間對靜液壓系統的齒輪泵泵體，泵側進行測溫，最高溫度均＜40℃，溫度同樣正常。

5 總結和建議

通過靜液壓系統齒輪泵燒毀故障的處理，啟示在進行設備故障處理時，要仔細進行排查，不放過任何可能導致故障發生的細微地方，要充分做好修前分析，考慮在故障處理過程中可能出現的狀況，再開始動手處理，否則可能會因為某點遺漏，導致故障擴大，也不能因為害怕，而放棄對故障的處理。同時，針對這一類比較復雜故障，應該建立至少3個月的跟蹤驗證期限，并定期開展設備故障排查，檢查設備性能，保證設備功能正常的檢修后跟蹤機制。