船用可调桨齿轮箱油压故障分析与解决

船用可调桨齿轮箱油压故障分析与解决

作者：李雷波

来源：《科学导报·学术》2018年第31期

摘 要：根据我公司生产船用可调桨齿轮箱的经验，在齿轮箱调试阶段及使用过程中最常见的问题主要是油路中润滑控制部分，尤其以油压问题（过高或过低）最为常见。本文主要阐述了用二级控制阀分压的主推进齿轮箱常见的油压故障分析，及其有效的解决办法。 关键词：船用可调桨齿轮箱；油压；故障分析与解决 一、齿轮箱液压与润滑系统介绍

可调桨齿轮箱的液压传动系统，是离合器液压操纵系统和润滑及其热交换系统的总称。我们简称为操纵子系统与润滑子系统，其基本工作原理如下：

1.操纵子系统：油池→油泵→安全阀→止回阀（单向阀）→滤清器（过滤器）→三位四通换向阀（气动或电液控制）→二级控制阀（延时增压阀）→慢速进油阀（背压阀）→油缸→快速放油阀（与慢速进油阀组合一体）→油池。

2.润滑子系统：油池→油泵→安全阀→止回阀（单向阀）→二级控制阀（减压阀，与延时增压阀组合一体）→滤清器（过滤器）→冷却器（油与水热交换器）→喷嘴（或喷口）→油池。

这两个子系统，一般共用油池，并采用低压大流量齿轮泵作为泵源，由一个二级控制阀稳压分路供给两个子系统。这样设计结构紧凑维护方便。整个系统的油压最高为2.5MPa（操纵系统油压常用设计范围是1.4～2.0 MPa，润滑系统油压正常设计范围是0.08～0.7 MPa）。 二、“二级控制阀”的工作原理

主推进齿轮箱是用二级控制阀稳压与分路的，油压出现的故障，多与二级控制阀相关，了解二级控制阀工作原理，对于故障分析有很大的帮助。下图为二级控制阀结构图。 1）简述二级控制阀工作原理 a.齿轮箱空转时，离合器脱开工况：

此时二级控制阀的升压活塞弹簧轻微压缩，产生预压，油经过二级控制阀进入润滑油路。 b.齿轮箱接排时，离合器接合工况：

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此时，二级控制阀产生的预压力作为信号经“接排时间调节器”流入“升压活塞腔”，使该活塞弹簧压缩，进而使系统形成高压油进入工作油路，经溢流阀溢出的油进入润滑油路。接排时间调节器是一个节流阀，用于调整建立油压的时间。 2）二级控制阀调压方法

二级控制阀一般在出厂时已调定，无须重调；但使用调整环可用于调节二级控制阀的预压力，加长此环可提高预压力，缩短此环可降低预压力；调整垫圈可用于调节离合器最终工作油压（正常无此垫圈），增加或加厚垫圈可提高最终油压，卸去或减薄垫圈或缩短弹簧可减少最终油压；在正常运行油温和额定转速下调定工作油压。 三、液压与润滑系统油压常见故障及解决办法 故障1：总工作油压低（

故障原因：泵额定压力不够或二级控制阀坏

解决方法：a.堵住进入操纵子系统的油路，使油液全部进入润滑油路，观察总工作油压，若总工作油压仍然

故障2：滑油压力正常，离合器工作油压低，且与滑油压力相差不大。 故障原因：二级控制阀增压腔没有压力油

解决方法：a.检查二级控制阀增压腔一侧端盖上对应的阻尼口等油道是否堵塞，若堵塞，及时清理；b.检查二级控制阀增压腔的定距环是否安装，缺少时安装即可。 故障3：工作油压低（但>0.9MPa），润滑油压正常。 故障原因：二级控制阀的二级压力低。

解决方法：a.弹簧刚度不够，通过在二级控制阀弹簧腔增加垫片；b.工作油路存在油液泄漏，检查可能出现的各個泄漏点（梭阀处、换向阀底座、二级调压阀泄油口）。 故障4：工作油压低（

故障原因：二级控制阀的增压腔压力过低。

解决方法：a.检查过滤器是否堵塞，清洗滤芯；b.检查换向阀是否堵塞或卡死，清洗或更换新的换向阀；c.检查二级控制阀的梭阀是否卡死，并堵住了反馈油液进入增压腔的油孔；d.拆解二级控制阀增压腔侧的端盖，分别堵住一侧高压油进油口，用压缩空气向另外一个高压油

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进油口吹气，若二级控制阀上进入增压腔的油口有气流通过，则正常，反之检查二级控制阀端盖上的节流口等其他油道是否堵塞；e.通过推动二级控制阀上的升压活塞，检查升压活塞及弹簧是否卡死。

故障5：总工作油压正常，离合器工作压力低 故障原因：离合器压力油侧存在泄漏。

解决方法：a.过滤器堵塞，造成压力损失过大，需清洗滤芯；b.检查换向阀是否泄漏（阀座密封圈是否完好），更换新的密封圈或换向阀；c.检查二级阀是否泄漏，在离合器接排时，打开二级控制阀的泄油口，若有油液流出，造成泄漏的原因为二级控制阀上快速放油阀的加工误差或卡死所致，清洗或更换快速放油阀的芯；d.同时堵上通往离合器的油管，然后试车，若压力正常，造成压力损失的原因为离合器上速泄阀、活塞环或油缸处的泄漏，应该对齿轮箱内部离合器部件进行检查。

故障6：总工作油压正常，离合器工作压力开始正常，后逐步下降

故障原因：随着温度上升，油液粘度降低，泄漏增加，多为二级控制阀的梭阀处泄漏，主要因为梭阀配合精度较差或进入梭阀的油路对应的管接头质量较差。 解决方法：选用质量好的管接头和配合好的梭阀阀芯。 故障7：总工作油压和离合器工作油压开始正常，一起逐步下降 故障原因：油温影响。

解决方法：检查滑油冷却系统是否正常，保证有足够的冷却水量。 故障8：工作油压力正常，滑油压力过大，齿轮箱启动时尤为明显

故障原因：刚开始油温较低，温度对油液粘度影响较大，润滑管路通径过小。 解决方法：加大通径或提高油温（比如滑油加热器）。 故障9：工作油压正常，滑油压力较低 故障原因：滑油过滤器堵塞。 解决方法：清洗滑油过滤器。 四、结语

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船用可调桨齿轮箱的油路系统故障直接影响轮船动力系统的运转，而常见的故障往往是油压故障，因此操作人员熟悉齿轮箱液压与润滑的原理，掌握油压故障的常见问题以及解决办法，可以在发生故障时迅速做出准确的判断，并及时制定有效的解决方案。 参考文献：

[1] 成大先，机械设计手册（第5版）；化学工业出版社，2009.1 [2] 韩桂华，液压系统设计技巧与禁忌；化学工业出版社，2011.2； [3] 董浚修，润滑原理及润滑油；中国石化出版社，1987.6； [4] 刘延俊，液压系统使用与维修；化学工业出版社，2006.1；