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正文

装载机液压油散热器爆裂故障排查及改进措施

摘 要:在叙述装载机液压油散热器作用的基础上,分别针对装载机在印尼市场和北方市场存在的液压油散热器爆裂故障进行排查, 提出并实施改进措施,消除了该故障。
关键词:装载机;液压油散热器;故障排查;改进措施
       当装载机液压系统油压过高、液压油散热器出现裂缝时,液压油就会喷出,使液压油散热器产生爆裂。本文以合力品牌 ZL50E Ⅱ型装载机为例,分别讲述其在印尼市场和北方市场上液压油散热器爆裂故障的排查及改进措施。
1、液压油散热器的作用
      装载机液压油散热器是其散热器总成的一个重要组成部分,它通过发动机风扇吹过的风,将液压系统的热量散发到周围空气中,使液压系统维持在正常合理的油温范围, 以保证装载机液压系统各元器件、液压管路及密封件的使用寿命。液压油散热器结构如图 1 所示。
液压油散热器结构_论文发表








图1 液压油散热器结构
       合力品牌 ZL50E Ⅱ型装载机采用独立供油液压系统, 配有负荷传感转向液压系统,转向泵排量为 80mL/ r,在优先保障转向流量的前提下,剩余的液压油经优先阀流经液压油散热器进行散热后,流回液压油箱。在不转向时的极限情况下,液压油全部流过液压油散热器,此时计算得出的流经液压油散热器的最大流量为 162L/min。
2、印尼市场散热故障概况
2.1 故障现象
       据合力装载机销售服务部反馈,ZL50EII 型装载机在印度尼西亚出现批次较大的散热器爆裂故障,给公司造成了较大损失。
2.2 故障排查
       结合该型装载机液压系统结构及在印度尼西亚使用工况进行分析,认为有以下 3 种原因会造成液压油散热器爆裂故障:一是液压油散热器质量存在缺陷,二是液压系统管件不合格,三是液压油散热器流量及背压偏大。
       经对液压油散热器生产厂家进行现场抽检,发现每件散热器均能达到 3MPa 额定压力,符合技术要求;对故障装载机的相关零件进行复检,结果均符合图纸要求。
2.3 改进措施
       通过现状分析、行业动态调研及与液压油散热器生产厂家进行技术交流后,我们决定对印尼市场使用的ZL50EII 型装载机液压油散热器爆裂故障,采取以下 3 项改进措施:
       一是降低液压油散热器的额定流量,方法是将转向泵回流液压油散热器的液压油进行分流,将流经液压油散热器的液压油额定流量设置为 120L/min,并进行液压系统热平衡试验。
     二是将液压油散热器耐压能力提高到 5MPa 以上,方法是将液压油散热器内翅片厚度由 0.2mm 增加到 0.25mm, 同时将油液散热器焊缝由氮气保护焊改为先进的真空钎 焊,以提高焊缝焊接质量。
       三是给用户更换耐压 5MPa 的新型液压油散热器。
       我们对按照以上措施改进的 ZL50E Ⅱ型装载机进行了跟踪检查,在印尼地区经过 1 年的使用后,其液压油散热器再未出现爆裂故障。
3、北方市场散热故障概况
3.1 故障现象
       ZL50E Ⅱ型装载机在我国北方及俄罗斯等地区也出现过批次较大的液压油散热器爆裂故障。经现场分析,发现爆裂部位均发生在液压油散热器进油室入口,或是进油室附近散热管。
3.2 故障排查
       经过对液压油散热器进油口的背压进行测试,发现进油口液压油温度为 50℃时,油压低于 0.2MPa;当环境温度降低时,液压油流动阻力增大,液压油散热器进油口承受的压力相应升高,液压油散热器背压快速上升。
       检查发现,在我国东北的冬季,部分用户在发动机启动后没有按照使用说明书的要求,对整机进行暖机就满负荷作业,造成液压油散热器背压过大(测试时的压力可达3.0MPa),导致刚启动发动机液压油散热器就发生爆裂。我公司售后服务人员在故障现场发现,液压油在接近-30℃时已成为浆糊状。由于液压油黏度过高,导致散热器进油室背压过大。这说明在设计与选择液压油散热器时, 不仅要考虑其额定流量大小,还要考虑环境温度对液压油黏度的影响。
3.3 改进措施
       通过现状分析、行业动态调研及与液压油散热器生产厂家进行技术交流后,我们决定对北方市场使用的ZL50EII 型装载机液压油散热器采取以下 3 项改进措施:
       一是采用低温(30℃)抗磨液压油。可其优点是散热系统不需要做任何改动;其缺点是夏季高温时黏度过低, 且购置成本偏高。
       二是加大液压油散热器流通面积、减少流通阻力。其优点是可在环境温度较低时发挥作用,其缺点是随着环境温度的持续降低,其作用越来越小,且液压油散热器尺寸过大会加大其风阻,减弱其散热能力,加大其制造成本。
       三是在液压油散热器进油口及出油口之间设置 1 个旁通阀,以防止液压油散热器过载。其优点是可保护液压油散热器,防止因进、出油口背压过大而产生爆裂,可较快地将液压油温度提高到工作状态。
       旁通阀工作原理如下:当环境温度降低、液压油黏度较大时,液压油散热器进油口背压会持续增大;当进、出油口压力差大于 0.3MPa 时,旁通阀开启,液压油散热器进、出油口形成“短接”,一部分液压油不通过液压油散热器散热直接流回液压油箱,以有效保护液压油散热器;当装载机工作一段时间、液压油温上升、液压油散热器进、出油口背压小于 0.3MPa 时旁通阀关闭,液压油全部通过散热器进行散热。
       对于上述 3 项改进措施,可依据以下原则进行选择: 在寒冷的中国北方地区,特别是内蒙古、东北等地,或者俄罗斯、乌克兰等国家,采用低温液压油,并将散热器进、 出油口设置旁通阀;在中纬度地区,可适当增加液压油流通面积或增加旁通阀。
       我们对按照以上措施改进的 ZL50E Ⅱ型装载机进行了跟踪检查,在上述北方地区经过 1 年的使用后,该产品液压油散热器再未出现爆裂故障。
 

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装载机液压油散热器爆裂故障排查及改进措施
摘 要:在叙述装载机液压油散热器作用的基础上,分别针对装载机在印尼市场和北方市场存在的液压油散热器爆裂故障进行排查, 提出并实施改进措施,消除了该故障。
关键词:装载机;液压油散热器;故障排查;改进措施
       当装载机液压系统油压过高、液压油散热器出现裂缝时,液压油就会喷出,使液压油散热器产生爆裂。本文以合力品牌 ZL50E Ⅱ型装载机为例,分别讲述其在印尼市场和北方市场上液压油散热器爆裂故障的排查及改进措施。
1、液压油散热器的作用
      装载机液压油散热器是其散热器总成的一个重要组成部分,它通过发动机风扇吹过的风,将液压系统的热量散发到周围空气中,使液压系统维持在正常合理的油温范围, 以保证装载机液压系统各元器件、液压管路及密封件的使用寿命。液压油散热器结构如图 1 所示。
液压油散热器结构_论文发表








图1 液压油散热器结构
       合力品牌 ZL50E Ⅱ型装载机采用独立供油液压系统, 配有负荷传感转向液压系统,转向泵排量为 80mL/ r,在优先保障转向流量的前提下,剩余的液压油经优先阀流经液压油散热器进行散热后,流回液压油箱。在不转向时的极限情况下,液压油全部流过液压油散热器,此时计算得出的流经液压油散热器的最大流量为 162L/min。
2、印尼市场散热故障概况
2.1 故障现象
       据合力装载机销售服务部反馈,ZL50EII 型装载机在印度尼西亚出现批次较大的散热器爆裂故障,给公司造成了较大损失。
2.2 故障排查
       结合该型装载机液压系统结构及在印度尼西亚使用工况进行分析,认为有以下 3 种原因会造成液压油散热器爆裂故障:一是液压油散热器质量存在缺陷,二是液压系统管件不合格,三是液压油散热器流量及背压偏大。
       经对液压油散热器生产厂家进行现场抽检,发现每件散热器均能达到 3MPa 额定压力,符合技术要求;对故障装载机的相关零件进行复检,结果均符合图纸要求。
2.3 改进措施
       通过现状分析、行业动态调研及与液压油散热器生产厂家进行技术交流后,我们决定对印尼市场使用的ZL50EII 型装载机液压油散热器爆裂故障,采取以下 3 项改进措施:
       一是降低液压油散热器的额定流量,方法是将转向泵回流液压油散热器的液压油进行分流,将流经液压油散热器的液压油额定流量设置为 120L/min,并进行液压系统热平衡试验。
     二是将液压油散热器耐压能力提高到 5MPa 以上,方法是将液压油散热器内翅片厚度由 0.2mm 增加到 0.25mm, 同时将油液散热器焊缝由氮气保护焊改为先进的真空钎 焊,以提高焊缝焊接质量。
       三是给用户更换耐压 5MPa 的新型液压油散热器。
       我们对按照以上措施改进的 ZL50E Ⅱ型装载机进行了跟踪检查,在印尼地区经过 1 年的使用后,其液压油散热器再未出现爆裂故障。
3、北方市场散热故障概况
3.1 故障现象
       ZL50E Ⅱ型装载机在我国北方及俄罗斯等地区也出现过批次较大的液压油散热器爆裂故障。经现场分析,发现爆裂部位均发生在液压油散热器进油室入口,或是进油室附近散热管。
3.2 故障排查
       经过对液压油散热器进油口的背压进行测试,发现进油口液压油温度为 50℃时,油压低于 0.2MPa;当环境温度降低时,液压油流动阻力增大,液压油散热器进油口承受的压力相应升高,液压油散热器背压快速上升。
       检查发现,在我国东北的冬季,部分用户在发动机启动后没有按照使用说明书的要求,对整机进行暖机就满负荷作业,造成液压油散热器背压过大(测试时的压力可达3.0MPa),导致刚启动发动机液压油散热器就发生爆裂。我公司售后服务人员在故障现场发现,液压油在接近-30℃时已成为浆糊状。由于液压油黏度过高,导致散热器进油室背压过大。这说明在设计与选择液压油散热器时, 不仅要考虑其额定流量大小,还要考虑环境温度对液压油黏度的影响。
3.3 改进措施
       通过现状分析、行业动态调研及与液压油散热器生产厂家进行技术交流后,我们决定对北方市场使用的ZL50EII 型装载机液压油散热器采取以下 3 项改进措施:
       一是采用低温(30℃)抗磨液压油。可其优点是散热系统不需要做任何改动;其缺点是夏季高温时黏度过低, 且购置成本偏高。
       二是加大液压油散热器流通面积、减少流通阻力。其优点是可在环境温度较低时发挥作用,其缺点是随着环境温度的持续降低,其作用越来越小,且液压油散热器尺寸过大会加大其风阻,减弱其散热能力,加大其制造成本。
       三是在液压油散热器进油口及出油口之间设置 1 个旁通阀,以防止液压油散热器过载。其优点是可保护液压油散热器,防止因进、出油口背压过大而产生爆裂,可较快地将液压油温度提高到工作状态。
       旁通阀工作原理如下:当环境温度降低、液压油黏度较大时,液压油散热器进油口背压会持续增大;当进、出油口压力差大于 0.3MPa 时,旁通阀开启,液压油散热器进、出油口形成“短接”,一部分液压油不通过液压油散热器散热直接流回液压油箱,以有效保护液压油散热器;当装载机工作一段时间、液压油温上升、液压油散热器进、出油口背压小于 0.3MPa 时旁通阀关闭,液压油全部通过散热器进行散热。
       对于上述 3 项改进措施,可依据以下原则进行选择: 在寒冷的中国北方地区,特别是内蒙古、东北等地,或者俄罗斯、乌克兰等国家,采用低温液压油,并将散热器进、 出油口设置旁通阀;在中纬度地区,可适当增加液压油流通面积或增加旁通阀。
       我们对按照以上措施改进的 ZL50E Ⅱ型装载机进行了跟踪检查,在上述北方地区经过 1 年的使用后,该产品液压油散热器再未出现爆裂故障。