淺析船用齒輪箱離合器泄壓的原因及對策

摘 要：船用齒輪箱離合器是船舶動力系統中實現主機和螺旋槳脫合排的裝置，離合器泄壓會對船舶動力系統產生較大的危害。文章主要以引起離合器泄壓液壓元件作為切入點，分析了離合器泄壓原因，并提出了一些解決措施。

關鍵詞：泄壓;二級控制閥;速泄閥;進油部件

一、 引言

船用齒輪箱離合器是船舶動力系統中實現主機和螺旋槳脫合排的裝置，一般設置在齒輪箱內部，一般船舶動力系統均需利用主機發電或作其他用途，因此主機一般不停機，而為了滿足主機不停機而螺旋槳停止運轉，就需要利用帶離合器的船用齒輪箱。同時離合器的齒輪箱還能實現船舶的正倒車功能，保證主機旋向不變情況下螺旋槳可以正反轉，從而迅速地實現船舶的前進和倒退。而離合器的工作原理是通過液壓油推動活塞壓緊內外摩擦片，實現離合器的合排，從而連接主機和螺旋槳轉動，如果離合器合排后壓力下降，無法滿足合排要求，我們稱此現象為泄壓。泄壓的危害主要有：摩擦片打磨燒毀，主機動力無法傳遞給螺旋槳，船舶喪失前進動力，因此找到導致離合器泄壓的原因并及時排故顯得極其重要。

二、 船用齒輪箱離合器泄壓的原因

（一）二級控制閥活塞卡滯，無法建立油壓

二級控制閥作為調節齒輪箱潤滑油和工作油的液壓元件，一般布置在齒輪箱外部油路中，齒輪箱液壓油經齒輪泵吸出后首先進入二級控制閥，二級控制閥進行調壓和分流。進入潤滑油路的液壓油稱為潤滑油，壓力一般控制在0.2±0.03MPa，用于齒輪嚙合和軸承潤滑冷卻等;進入離合器部件的液壓油為工作油，壓力一般控制在2±0.3MPa，用于離合器的合排。

二級控制的工作原理：液壓油經二級控制閥的時間調節器進入升壓活塞腔，使該活塞彈簧強烈壓縮，使離合器工作油壓升高。如果活塞在二級控制閥內部出現卡滯，會導致工作油瞬間溢出，工作油壓瞬間下降，出現泄壓現象;如果長時間運轉后活塞磨損嚴重，會導致升壓活塞腔內工作油緩慢溢出，工作油壓緩慢下降，也會出現泄壓現象。

（二）速泄閥加工和裝配的質量問題

速泄閥在離合器部件中相當于溢流閥的作用，主要為了維持工作油壓不超過設定值，一般設定開啟壓力在2.5MPa左右。但是速泄閥本身如果制造精度較差，例如：工藝螺塞易松動、速泄閥彈簧質量不合格、活塞與活塞孔間隙不合理、安裝面的平面度和粗糙度不合格等，均會出現工作油泄漏，壓力下降，產生泄壓現象;同時與速泄閥貼合的油缸表面的平面度和粗糙度如果不合格也會導致貼合面密封性較差，出現工作油泄漏，產生泄壓現象。由于速泄閥本體較小，工作油泄漏量一般都不大，所以表現的泄壓現象主要是合排時壓力能滿足要求，運轉過程中工作油壓緩慢下降。

（三）工作油進油部件零件質量問題

（圖1）進油座和齒輪軸利用螺栓固定，運轉過程中一直處于旋轉狀態;活塞環共兩件，安裝在進油口的兩側，材質為65Mn，耐磨性和抗變形能力較好;封油套利用止動銷固定在齒輪箱箱體孔內，材質一般為銅鋅合金，耐磨性較好。

進油座加工和裝配時需保證其外圓和封油套的內孔同軸度在要求值以內，如果偏心量較大會導致封油套磨損不一，徑向間隙不一致，封油效果下降，從而泄漏量增加出現泄壓。

封油套加工時需嚴格保證內孔和外圓的形位公差，因為封油套材質為銅鋅合金，加工過程中易變形，如果內孔圓柱度較差會影響與進油座的徑向間隙，如果外圓圓柱度較差也會影響和進油座的同軸度，無論哪種情況都會導致封油效果下降，出現泄壓。

活塞環一般分為卡扣式和剖分式，卡扣式便于安裝，但卡扣處厚度較薄，封油效果欠佳，需要嚴格保證進油座和封油套的精度;剖分式一般厚度一致，有較好的封油效果，但安裝較復雜，需要專用工裝。

工作油進油部件零件質量問題導致的泄壓一般前期不易發生，長時間運轉后較為明顯，且一般初期表現為壓力緩慢下降，磨損加劇后，壓力下降速度也會隨之加快。

三、 解決對策

（一）提高齒輪箱液壓油的清潔度

如果液壓油的清潔度較差，油液中的雜質會引起二級控制活塞卡滯，也會導致進油部件封油套和活塞環的磨損加劇，同時會堵塞過濾器濾芯，導致初始進油壓力值較低，這些情況都會導致泄壓。定期檢測和更換液壓油，更換過濾器濾芯，串洗齒輪箱箱體和油路是切實可行的方案。

（二）拆檢二級控制閥

如果齒輪箱使用初期出現泄壓或者工作油壓無法建立，優先考慮拆檢二級控制閥，檢查活塞是否有卡滯的現象，一般出現卡滯活塞外圓會有明顯的拉痕，若拉痕不嚴重可采用金相砂紙打磨圓滑，若拉痕較嚴重需進行更換。拆檢過程中，需對二級控制閥內部的各零件進行清洗，復裝時活塞和增壓缸外圓涂抹CD40潤滑油，且放入時需保證活塞和增壓缸能自沉滑入或輕推進入。

（三）速泄閥的質量控制

安裝速瀉閥前需對速泄閥各油孔尺寸、平面度、粗糙度逐項進行檢查，保證在要求范圍內;安裝速瀉閥時利用油石打磨安裝面，包括與速泄閥貼合的安裝面，去除孔口毛刺;工藝螺塞安裝時需涂抹適量的螺紋密封膠，按擰緊力矩擰緊固定。

（四）進油部件零件的質量控制

初次裝配前嚴格按照要求檢查進油座、封油套、活塞環，優先使用剖分式活塞環，裝配時保證進油座和封油套同軸度。對于檢修項目，拆開進油部件查看磨損情況，不合格零件可視磨損情況采用打磨、車削、更換等措施，復裝時注意保證同軸度，復裝后先開備用泵合排檢查泄壓問題是否解決，確認無泄壓后再啟動主機觀察運轉過程中有無泄壓。

四、 結語

綜上，文章主要對引起船用齒輪箱離合器泄壓液壓元件如：二級控制閥、速泄閥、進油部件等進行了分析，當然離合器泄壓還存在其他一些原因，如：活塞和油缸的配合間隙、X型圈的密封性能、應急螺栓的密封性能等。因此，提高與離合器泄壓相關的零部件質量，控制好液壓油的清潔度均需加以重視。文章結合工作經驗，分析了離合器泄壓部分原因，并提出了一些解決措施，望有所幫助。

參考文獻：

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[2]成大先，等.機械設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2008.

作者簡介：

陳兵，南京高精船用設備有限公司。