某機型推土機油冷器脹裂故障分析

劉喜明，韓亞男，韋海云

（山推工程機械股份有限公司，山東 濟南 272073）

1 故障現象描述

故障推土機工作于寒冷地區，對原有產品做了針對性的結構優化。故障描述：推土機啟動一段時間內，正常操作推土機鏟刀，測量工作液壓系統油冷器出口壓力為11bar(發動機轉速1 000rpm)，油冷器工作正常，隨后壓力不斷降低，15min 后壓力降低到5.5bar(所用工作油冷器額定耐壓值為10bar)。操作鏟刀提升、傾斜時油冷器出口壓力均沒有變化。但鏟刀當同時做下降與浮動操作時，油冷器壓力迅速升高到15bar以上。當油冷器實際壓力值遠超過油冷器額定耐壓值時，出現脹裂漏油。

2 故障原因分析

因為推土機鏟刀在不做下降與浮動操作時油冷器壓力正常，那么首先排除是油冷器、旁通閥、溢流閥導致故障。

將問題點鎖定在浮動閥及油冷器回路連接方向上。首先需要說明：有些推土機的工作閥升降閥片不帶有浮動功能，會在工作閥額外增加浮動控制閥，所以這些推土機鏟刀的控制閥與浮動閥是分開控制的，這樣導致部分駕駛員在放下鏟刀時會習慣性的浮動與下降同時操作(主觀認為可以加快下降速度)。以下將圍繞工作閥與浮動閥動作回路進行問題的分析。圖1 為推土機鏟刀工作系統液壓原理圖。

通過原理圖我們可以看出，油冷器的油液來自先導泵的溢流，并且在油冷器的兩端并聯了旁通閥，油冷器出口直接接回油箱，在正常油路中并沒有導致油冷器壓力突然升高的問題點。但是油冷器回油是與鏟刀浮動閥共用的，這時如果我們做浮動及下降操作會出現3 種情況。

圖1 液壓原理圖(只包含升降閥片)

1）推土機鏟刀只做下降操作 工作閥中的高壓油只會沿著A、B 口管路流動，并不會與油冷器回路相連通，所以不會導致油冷器背壓升高。

2）推土機鏟刀只做浮動操作 浮動時鏟刀油缸的有桿腔與無桿腔相連通，并接通油箱，使鏟刀平穩地放置在地面上,油缸活塞兩端無壓力作用。開啟鏟刀浮動功能，因油缸兩腔的體積差的關系，還需要額外向油缸中補充油液，這時不會使油冷器回路壓力升高，反而會降低。綜上所述單獨操作浮動閥并不會損壞油冷器。

3）推土機鏟刀同時做下降與浮動動作 鏟刀下降時工作閥的P 口與B 口相連通，B 口與油缸無桿腔相連通，使得油缸快速下降，同時工作閥B 口的壓力油又經過浮動閥進入到油冷器回路，使得油冷器回路中壓力迅速升高超過油冷器耐壓值，導致油冷器損壞。

綜上所述，同時操作鏟刀下降與浮動閥會使油冷器回路中壓力升高，且壓力高于油冷器耐壓值時，使油冷器損壞。

3 故障排查

針對故障原因做出以下改進：將油冷器回路與鏟刀浮動回路分開回油，斷開相連部分，如圖2 所示。

圖2 改進后液壓原理圖

按照圖2 改進油冷器回路后，測量油冷器出口壓力，發動機啟動后轉速1 000rpm 狀態下油冷器出口壓力為9.5bar，預熱15min 后壓力降低到4.5bar，工作2h 油溫60℃發動機轉速2 100rpm壓力為2bar，做各項操作時油冷器壓力沒有變化。故障點確定并得到解決。

4 結語

在對既有產品優化設計時，考慮不周全或者缺乏實際的應用經驗，導致優化的結果反而成為一個故障點。雖然本例中推土機的下降與浮動功能同時操作是不規范操作方式，并且就算同時操作也不會加快鏟刀的下降速度，駕駛員由于其長期養成的操作習慣和主觀想法使其不會完全按照規范去操作。所以設計人員在設計過程中不單要以專業的眼光看待問題，還要從使用者的角度出發考慮問題。