周井行，侯鑫尧，李晨升

（1.广州铁路职业技术学院，广东广州 510430；2.宝鸡中车时代工程机械有限公司，陕西宝鸡 721001）

0 引言

GMC-96X 型钢轨打磨车牵引动力车的冷却系统，由金鹰重型工程机械有限公司和中车大连机车研究所有限公司合作开发，大连机车研究所有限公司提供了配套冷却装置。该牵引动力车在高速运行时采用液力机械传动，作业时采用液压传动。冷却系统包括高速运行的冷却装置和低速作业走行的液压油冷却装置，低速作业走行的液压油一旦出现油温过高甚至超限，会严重影响现场正常施工。因此，如何防止打磨车施工作业过程中的油温过高，成为了当前急需解决的重要问题[1]。

1 低速走行冷却系统及工作原理

1.1 冷却系统组成

GMC-96X 型钢轨打磨车冷却系统由高温水冷却系统、低温水冷却系统、静液压油冷却系统和走行液压油冷却系统等4个相互独立的子系统组成。

静液压油冷却系统用于冷却驱动风扇的液压马达，柴油机冷却间马达规格为A2F125，打磨作业冷却间马达规格为A2F45。静液压油冷却系统直接通过静液压油冷却器将热量散发到外界空气中[2-3]。静液压油冷却装置由安装在变速箱上取力口上的双联泵中变量泵（P2105R）驱动与风扇连接的定量液压马达（A2F125），主要冷却发动机高温水、低温水和静液压系统油液。

走行系统液压油冷却系统用来冷却走行系统的液压油。走行液压油经两侧的走行液压油冷却器，由外界空气冷却后流出，冷却空气冷却走行液压油后，由打磨作业间风扇排入大气。走行系统液压油冷却装置由双联泵中变量泵（P2105R）尾部连接的定量泵（T6DM-B14）驱动与风扇连接的定量液压马达（A2F45）。

走行液压油冷却器和静液压油冷却器均采用铝板翅式结构，该结构耐压强度高，可以满足打磨车油压系统的压力要求。根据系统散热和流阻要求，走行液压油冷却器，采用双冷却翅片结构，以增大散热面积。静液压油冷却器采用单冷却翅片结构，以减少内部油流通阻力[4]。

1.2 静液压油冷却原理分析

变量泵（P2105R）出油口排出的压力油直接进入定量液压马达（A2F125）进油口上驱动风扇转动。风扇转速快慢受比例溢流阀1 的输入信号和变量泵（P2105R）的LS 口（负载压力反馈信号输出口）同时控制，安装在静液压系统油箱中油液3 种介质的温度通过传感器作比较后，任一个温度超过最高限定值时，控制系统就输出0 V 到比例溢流阀，对应比例溢流阀压力达到最大值，此时驱动风扇马达的扭矩最大，风扇转速增大，那么马达需要的流量最大，同时此压力信号传递到负荷敏感变量泵（P2105R）的LS 口上，油泵排量增大，油泵输出流量与风扇马达需要的流量相匹配，无能量损失。任何一个温度低于最低限定值时，控制系统控制输出10 V 到比例溢流阀，对应比例溢流阀压力最小为0，此时马达驱动扭矩小，风扇转速慢，马达需要流量少，LS 口压力为0 时油泵排量变小，同样油泵提供的流量与马达需要的流量相匹配。节流阀是调节进入比例溢流阀的流量，避免大流量进入溢流阀后溢流阀压力不准确，造成油泵输出的流量不准确。

系统最高压力通过油泵（P2105）上的压力限制器螺钉进行调节，出厂前压力设定值为19 MPa，在最高压力下对应的风扇转速在1450～1550 r/min。停机后风扇由于惯性带动马达继续转动，马达进油口需要继续供油，这时单向阀开启，单向阀开启压力0.2 MPa，马达通过单向阀从回油管路上反吸油，马达不会因缺油而损坏。风扇正常运转时，单向阀将压力油路与回油路隔开。比例溢流阀设置成电压越小、压力越高的对应关系目的：车辆在线路上运行时，电气系统出现故障时无法给比例溢流阀给电，输入到比例溢流阀电压0 V 时，比例溢流阀达到最高压力，风扇以最快的转速运转，冷却装置可以给发动机高温水、低温水、静液压油散热，车辆能够继续行车，保证了行车安全。液压油散热系统液压原理如图1 所示。

图1 液压油散热系统液压原理

1.3 走行系统液压油冷却原理分析

走行系统液压油散热由双联泵中T6DM 油泵出油口排出的压力油直接供给定量马达（A2F45）的进油口上，驱动风扇转动。风扇转速快慢受比例溢流阀2 的输入信号控制，安装走行系统回油管路温度传感器将温度信号传给比例溢流阀，改变溢流阀的压力值，从而改变马达的驱动力达到改变风扇的转速达到热平衡为止。当温度液压油油温达到45 ℃时，控制系统控制输出0 V 到比例溢流阀，比例溢流阀压力最大，风扇以最快的转速运转，此时对应风扇转速在1650～1750 r/min。单向阀1 作用及原理与单向阀2 一样。溢流阀起安全阀作用，限制系统最高压力，出厂前压力设定值为16 MPa，设定好后一般不要动。

2 导致液压油温过高常见原因分析

2.1 电器控制元件故障

当I 位或Ⅱ位静液压油温高于80 ℃后，显示屏提示，声光报警30 s 后执行，高速运行时液力传动箱回空挡，柴油机降至怠速，低速运行时按目标车速为0 进行减速控制；打磨液压油温高于80 ℃后，显示屏提示，声光报警30 s 后执行，按目标车速为0 进行减速控制。常见原因包括：

（1）温度传感器显示误差过大或显示不稳定需紧固电偶，清除积灰。如果温度传感器显示无穷大，需找到断点重新接好或更换新的传感器。

（2）油散热系统或水散热系统比例溢流阀出现故障时，流量不能调节，流量一直处在最小值，导致马达风扇转速不受控制，影响散热。

（3）EB33 箱内的比例放大板故障，不能对控制过程中反映出的微弱电流或电压信号进行放大，也不能驱动比例阀参数按比例随之引起变化，导致不能实现自动控制。

（4）电磁阀接头或感应开关等接插部件存在松动，或压力传感器的工作位置不准确，安装部件存在松动，造成马达风扇不运转。

2.2 液压系统内部阀件异常

冷却系统关键元器件如图2，常见异常包括：

图2 液压系统关键元器件

（1）磨损严重，液压系统内泄过大。由于液压系统中许多元件都是通过间隙密封的，如液压风扇传动轴箱一旦磨损加大，引起内泄增加，就会导致风扇转动不平稳，油温上升，也会引起油的黏度下降，进一步导致油温升高，引起恶性循环。

（2）系统安全阀的限定压力未调节好。调定的限定安全压力过高或过低都会引起系统发热，增加能量损耗，导致油温升高。

（3）冷却泵、液压风扇驱动马达损坏，导致风扇工作异常。（4）散热系统阀集成块堵塞，造成液压油量小，风扇以最低的转速运转。

2.3 维护保养不良

（1）保养更换的液压油的品质问题。GMC-96X 型打磨车液压系统夏季使用L-HM46#抗磨液压油，冬季环境温度低于-10 ℃时液压油换成L-HS46 低凝液压油，液压油在添加或更换过程中若混入空气或粉尘等杂质，液压回路进入空气会与液压油不断地在高低区进行循环，产生较大的液压系统内部压力冲击，造成温度升高。

（2）打磨车经常在长大隧道内作业，处在地下密闭空间，空气流通量小，通风效果较差，粉尘吸附在滤网、散热片及液压软管上，影响散热。

（3）联接螺栓松动或风扇轴承润滑不良，风扇运转不流畅。

3 液压系统油温过高防控措施

3.1 定期检查电器控制系统

（1）温度传感器显示误差过大或显示不稳定需紧固电偶，清除积灰。如果温度传感器显示无穷大则需找到断点，重新接好或更换新的传感器。

（2）注意油液清洁，以减小比例阀衔铁和导磁套的磨损程度，防止污物进入衔铁与导磁套之间的间隙内造成衔铁卡住，让衔铁可以随着输入值的变化按比例均匀地移动，不产生突跳现象。若产生了突跳现象，也会造成比例流量阀输出所调流量不稳定。要注意修复磨损的导磁套衔铁，使衔铁与导磁套间的间隙保持在适当范围内。以维持比例阀所调流量的稳定性。

（3）查各电磁换向阀是否处于原始状态。

（4）确保电磁阀通电时的指示灯亮，插头无松动现象，电磁阀芯动作灵活、稳定。

（5）检查继电器弹性良好、电磁铁吸合声音清脆、有金属感，重点检查继电器的触头，更换动作不良的继电器。

3.2 做好冷却系统的维护保养

（1）按照系统要求进行液压油的使用，经常注意检查油箱液面高度和液压油的质量，保证液压油的清洁度，每年及时更换一次液压油，定期清洗或更换滤清器。

（2）散热器上沾染尘埃如若过多，将大大影响传热效果，必须定期清除散热器上的尘埃。因此，散热器或V 形散热塔每隔3～4 个月，要经常清洗液压油散热器翅片和通气滤清器，用压缩空气吹扫积尘。

（3）应注意检查风扇驱动装置的工作情况，在使用过程中注意观察风扇叶片旋转状态。风扇每运转1500 h，须向柱塞马达风扇轴承座补充3#锂基润滑脂。

（4）各联接螺栓应定期紧固，安全螺栓无松动无缺失，状态良好。

（5）液压泵正常运转时的维护保养。注意泵的温升，最高油温不能超过说明书中规定的油温。检查压力表有无损坏或异常现象。检查泵的输出轴、保护架及其他连接部分，检查各管接头和阀类元件有无泄漏，发现泄漏需查出原因，消除隐患。

（6）液压马达的维护保养，检查启动和停止是否正常，高温高压时，应检查泄漏情况。

4 结束语

钢轨打磨车走行液压油温过高会引起设备按目标车速为0进行减速控制，从而影响施工的顺利进行。从液压系统工作原理的角度出发，找出引起液压系统油温升高的电气控制、液压阀部件因素和维护保养方面的原因，并制定预防油温过高的防控措施，将其运用到实际生产中去，能有效降低设备故障率，确保打磨施工的安全顺利。