一、装载机传动系统故障分析与检查
国产中型轮式装载机普遍采用了串联功率流式的液力机械传动方式。其中液力变矩器采用一级涡轮或二级涡轮输出,变速器则采用动力换挡的行星变速器或定轴式变速器。国产装载机主要采用以下三种类型的变矩器与变速器:占主导地位的是双涡轮 4 元件变矩器+2 进 1 退行星式变速器;高挡装载机中主要是采用德国 ZF 公司(进口或柳州合资生产)的变速器,单涡轮 3 元件变矩器+4 进 3退定轴式变速器;部分装载机厂家或部分产品采用的国产变速器,单涡轮3 元件变矩器+4 进 4 退、4 进 2 退或3 进 3 退定轴式变速器。其传动系统主要包括了液力变矩器、变速泵、换挡操作阀、动力换挡变速器、液力传动油过滤和冷却装置、管路及换挡操作机构。
1.液力传动油压力、温度不正常
国产中型轮式装载机设定的变速油压一般为 1.1~1.5MPa。由变矩器泵轮轴驱动取力箱,再由取力箱输出轴驱动变速油泵产生油压,通过变速器 箱 体 上 的 调 压 阀 调 定 为1.1 ~1.5MPa,以供变矩器、变速器换挡油缸工作及变速器各部件润滑用。正常工作时油温为65~75℃。
液力传动油压力不正常一般表现为油压偏低,油压不稳,并经常伴随着油温升高。无论这类故障是突发性的还是渐进性的,都会造成装载机驱动力不足。如果不及时排除故障,不仅装载机不能正常使用,而且可能造成传动系统更大的损坏。
出现这一类故障后,首先应确定液力传动油油量是否足够,有无变质、乳化现象;变速泵吸油量是否充足,吸油管路是否有松动导致吸空或堵塞的现象;液力传动油散热器、滤芯及其旁通阀是否工作正常。
检查这一类问题应以目视、听声、感觉温度变化的方法为主,拆检手段为辅。这些方面的问题需经确认排除后,再行拆检变速泵。
如果完成上述检查内容并确认正常后,故障仍然存在或仅有少量缓解,则需要拆下变速器油底壳,检查油底壳滤网上的杂质与粉末。
根据粉末的组成成分和颗粒大小可以初步判断变矩器、超越离合器、换挡离合器及传动齿轮的损坏情况,为下一步彻底维修传动系统提供依据。
2.变矩器异响
变矩器异响无论是突发性的还是渐进性的,一般伴有一定程度的偏心振动,造成的原因很大可能是弹性连接板开裂,取力箱齿轮、轴承损坏。对于ZL30 等带有变矩器驱动传动轴和联轴器的装载机来说,则更大可能是传动轴十字节和联轴器弹性块损坏造成的。查找这一类故障发生的原因,一般只有在进行下一步的拆检后才能最后确定。
3.变速油压正常,部分挡位缺失或驱动无力,其余挡位工作正常
(1)这一类故障发生的可能性较
小,如果出现,一般是突发性的,或者是在对变速器进行了全面的拆检维修后。由于仅部分挡位缺失或驱动无力,而其余挡位工作正常,则基本上可以判定变速泵、变矩器、调压阀、换挡操作阀上的主压力阀和制动脱挡阀、公共油路都运转正常。
在确认这些部件工作正常后,应首先检查换挡操作机构及换挡操作阀工作是否正常,拆检并更换换挡操作阀垫子,以确保换挡操作阀油道不会窜油。如果完成上述检查并确认正常后,此故障仍然存在,则做如下分析、检查:
对于行星齿轮变速器的传动系统,由于倒挡行星排齿圈与 1 挡行星排行星架为一个整体部件,2 挡为直接驱动挡。因此,可能出现的故障现象及原因如下:
如果2挡工作正常,仅1挡和倒挡中的某一挡位缺失或驱动无力,则应首先检查在挂上故障挡位时变速油压的变化。如果挂上该挡位时发生变速油降压现象,则很大可能是该挡的换挡油缸和进油道密封件(进油道O型圈、油缸活塞密封环)损坏,甚至有可能是换挡油缸拉缸,以至于挂上该挡后因内泄而使变速油压下降,导致该挡离合片不能压紧,使该挡挂挡离合器打滑而出现该挡驱动无力甚至是缺挡。如果挂上故障挡未出现变速油降压现象,则说明故障挡位行星排有部件损坏以至于将该挡行星排卡死。
如果1 挡和倒挡同时缺失,2 挡工作正常,这种情况下挂1 挡或倒挡很少可能出现变速油降压的现象。这种故障现象基本上可以判定是 1 挡和倒挡行星排有部件损坏。
如果 1 挡和倒挡工作正常,而 2挡出现驱动无力甚至缺失,则挂 2 挡时很大可能会发生变速油降压的现象,此时应依次检查 2 挡油道密封件(变速器端盖上的 2 挡进油道 O 型圈及 2 挡轴上的密封环)、2 挡换挡油缸、换挡离合器片。
上述故障现象的原因经分析和检查确认后,则要全面拆检、维修变矩器和变速器。
(2)对于定轴式变速器,为便于理解其传动原理,我们可以想象他是串联工作的主、副变速器。每个完整挡位的动力传动链,都必须有 2 个挂挡离合器处于结合状态。即倒、前进挡中的一个挂挡离合器和 1、2、3 挡中的一个挂挡离合器同时结合。
这类变速器出现缺挡故障后,应首先以(1)中的方法进行检查,确认变速器外部的换挡机构、变速泵、换挡操作阀等部件工作正常后,再按下述过程进行分析、检查。
定轴式变速器出现的缺挡或部分挡位驱动无力的故障情况主要有:所有前进挡或者所有倒挡缺失或驱动无力;某前进挡和其对应倒挡(例如前进 1 挡和倒 1 挡)同时缺失或驱动无力。