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ty220推土机动力换档变速器常见故障分析
摘要：由于ty220推土机的行星齿轮式动力换挡变速器结构复杂，一旦发生故障，分析和判断都较为困难，推土机经常在野外施工，更给维修作业带来一定的难度。本文对推土机变速器的常见故障和原因进行简要分析，并提出了一些维护保养的措施。
关键词：推土机行星齿轮式动力换挡变速器故障原因维护
前言
ty220推土机变速器采用行星齿轮式动力换挡变速器的结构，该变速器主要由四个行星排、四个固定式离合器和一个旋转闭锁离合器构成。控制机构采用液压系统控制。搬动操纵阀手柄，进入变速箱的液压油止动住其中两个离合器，使变速箱输出轴得到某一个转速及转向，止动不同的两个离合器，即得到不同的转向及转速，共有三个前进档和三个倒档，如下表: 挡次 止动的离合器 前进一挡 no.1和no.5 前进二挡 no.1和no.4 前进三挡 no.1和no.3 后退一挡 no.2和no.5 后退二挡 no.2和no.4 后退三挡 no.2和no.3
推土机故障表现型式主要有:
a.推土机一档输出动力低或无动力输出。表现为起步困难或无法起步。
b.发动机运转正常，挂档后，在一段时间内，各档均无动力输出。需要等一段时间，推土机才突然起步，即所谓“等档”现象。
c.推土机各档输出动力低，只能在平路上行驶，表现为行走困难，推土无力。 d.推土机各档均无动力输出，表现为推土机不能行走。
e.推土机冷机时，可以进行推土作业，当传动系统温度升高后，输出功率下降，就无法进行推土作业。
f.油液温度高或油温升高快，表现为行走困难，推土无力。
根据这些故障现象，对行星齿轮式动力换挡变速器及其液压控制系统的内部失效形式进行分析，主要有:离合器油缸供油压力过低;工作油温度过高;离合器摩擦片烧损;变矩器箱内油面逐渐上升;机械故障等，现对导致这些故障的内部原因进行分析:
右图为ty220推土机行星齿轮式动力换挡变速器的液压控制系统图
1吸油粗滤器;2变速油泵;3细滤器;4随动调压阀;5回压阀;6减压阀;7速度阀;8进退阀;9安全阀;a进口测压点;b真空测压点;c一挡减压测压点
1、离合器油缸供油压力过低
此故障所产生的现象是:在推土机挂档或换档后，不能立即起步或改变车速，产
生“等档”现象。由于离合器油缸供油压力低，离合器结合迟缓，使离合器产生滑转。当供油压力过低时，离合器产生严重打滑，无法传递动力，表现为行走困难或不能行走，推土无力。导致供油压力过低的因素有:
1.1液压系统进空气。使油液具有一定的压缩性，系统的流量和压力产生波动，从而使离合器油缸供油压力过低或供油压力产生波动。 1.2油箱中油平面过低。油液不足，既能使油液发热，又可导致液压系统进空气。 1.3过滤器或管路堵塞。油液流动阻力增大，流量减小，使离合器油缸供油压力过低。
1.4液压泵过度磨损，内卸漏严重，容积效率低，使系统压力降低。
1.5液压泵轴头油封损坏或过滤器密封不严，使液压系统大量进空气，使系统压力降低。
1.6液压管线破损或管接头密封不严，在低压部分，使系统进空气;在高压部分，使液压油产生泄漏，从而使离合器油缸供油压力过低。
1.7变速阀总成中的随动调压阀阀芯卡住，无法保证进入各离合器的油液压力。 1.8变速阀总成中的随动调压阀阀芯和阀体磨损过大，内泄漏量太大，使进入各离合器的油液压力过低。
1.9变速阀总成中的随动调压阀弹簧损坏或失效，无法建立足够的油液压力。 1.10变速阀总成中的随动调压阀压力调整不当，调定压力为2.2-2.6mpa。 1.11速度阀和进退阀阀芯磨损严重，大量液压油泄露。
1.12操作杠杆机构弯曲变形，使速度阀和进退阀阀芯定位不准确。
1.13减压阀损坏或调定压力太低，(减压阀调定压力为1.25mpa)，进入旋转离合器的油压过低，使推土机一档起步困难，推土无力。
1.14离合器供油管接头密封不严而漏油，使进入各离合器的油液压力过低。 1.15离合器油缸密封圈损坏或活塞与缸体严重磨损而漏油，不能压紧离合器。
2、工作油液温度过高
工作油的正常温度在70-110℃的范围内，其允许的最高油温是根据工作油的性能和液力机械变速器结构的工作能力来决定的。油温过高，工作油粘度下降，性能变差，并破坏工作油的稳定性，因而润滑性能变差，同时破坏密封件，使漏损增加。 引起油温过高的原因有:
2.1工作油牌号选用不当或油品质量较差。低温时，如果粘度太高，传动效率将降低，导致油温升高，同时低温启动性能变坏。为满足不同工况的需要，要求工作油粘度随温度变化很小。变矩器油液要求在低温时具有良好的流动性，在高温时具有足够的粘度。
2.2油液变质或严重污染。油液变质或严重污染，改变了油液的化学成分，油液的粘温特性不能满足变速系统的要求。内泄漏量增加，系统容积效率降低，导致油液高温。
2.3变速箱离合器摩擦片不能彻底分离，产生滑磨现象而导致油液温度升高。 2.4变矩器进油量不足，主要原因有:
2.4.1油箱油位过低。油液不足，既能使油液发热，又可导致液压系统进空气。 2.4.2过滤器或进、回油管道堵塞，油液循环不畅。
2.4.3供油泵密封件磨损、变速压力低、工作油分配不足。
2.5油泵内泄漏量过大，变矩器壳体内油面过高，内摩擦阻力增大。 2.6变速箱内油位过高，运动机件摩擦阻力大。
2.7安全阀损坏或压力调定太低。压力油频繁卸荷，导致变矩器油温过高。 2.8安全阀压力调定太高，会使液压泵在超过额定压力下运行，使泵过载，导致油温升高。
2.9背压调节阀损坏或调定不正确
背压调节阀是用来保证变矩器中的压力不低于此阀的限定压力，如果损坏或调定不正确，变矩器会因压力过低而产生气蚀现象或工作油液流空，使油温升高。 2.10回油泵工作不好，壳体内多余的油液无法及时排出。
2.11液压泵齿轮与泵壳直接摩擦。由于轴承损坏或松旷、输入轴弯曲变形，使齿轮与泵壳直接摩擦。
2.12变矩器内轴承异常磨损或损坏:若泵轮及泵轮罩壳处轴承损坏或松动，将引起泵轮与涡轮端面摩擦、泵轮与导轮端面摩擦、泵轮罩壳与涡轮直接摩擦，油液无法及时将热量带走，导致油温过高。回油泵输入轴端轴承损坏，将引起齿轮啮合不良，噪声过大，回油泵轴承孔磨损，使回油泵内泄过大而导致吸油不足，回油泵内齿轮外圆与泵壳碰撞而导致回油泵损坏。输出轴端轴承失效，则会因轴端密封磨损而漏油。
2.13变速器内轴承异常磨损或损坏:行星齿轮机构轴承损坏，将引起齿轮啮合不良，噪声过大，发热增加。离合器机构轴承损坏，将引起主、从摩擦盘结合不好，产生滑磨。
2.14密封件失效
ty220推土机液力变速系统密封件主要有四类:o形圈、密封环、密封垫、骨架油封。密封件失效，表现为内泄漏和外泄漏，泄漏使得压力降低。内泄漏的外在表现为油温过高、油压降低、推土无力。
2.15变速器输入轴或输出轴弯曲变形，将会使密封件失效。 2.16系统中进空气引起高温
油液中混入大量空气，气泡被油液带到高压区后，体积急剧缩小，气泡又重新凝聚为液体，使局部区域形成真空，周围液体质点以高速度填补这一空间，质点互相碰撞而产生局部高压，可达数百甚至上千个大气压。这种液压冲击现象，会导致强烈的噪声和激烈的振动，从而造成系统高温。
2.17油液散热器散热不良。散热器或管路堵塞，油液循环不畅，冷却作用差。 2.18发动机高温，导致变速系统发热
发动机冷却不足，如发动机皮带打滑，松紧度不合适、风扇性能不良、水泵叶轮与泵体间隙过大、水箱水位低、水箱堵塞等原因，都会造成发动机高温，从而使热交换受阻，变速系统发热。
2.19作业环境温度过高或气流循环不畅引起系统高温
在夏季沙漠环境中作业，由于最高气温高达60℃以上，会引起散热不良，导致系统高温。在山凹或坑道内作业，由于气流循环不畅，容易引起系统高温。
2.20变速系统长时间在低效区工作。传动效率低，大量的压力油卸荷直接转变成热量，使油液温度升高。
2.21长时间过载作业引起系统高温。推土机长时间在过载工况下作业，溢流阀频繁开启卸荷，大量压力油溢流，造成系统高温。
3、离合器摩擦片烧损
离合器结合时由于长时间滑转或分离不彻底，将引起主、从动盘烧蚀，严重时主、从动盘会结成一体。造成离合器摩擦片烧损的主要原因有: 3.1离合器供油压力低，长时间打滑而烧损。
3.2离合器油缸密封件损坏或离合器油缸接头松动，导致压力油大量泄漏。 3.3工作油液温度过高，使主、从动摩擦片翘曲变形。
3.4工作油液严重污染，油液中的磨料加剧摩擦片的磨损。 3.5离合器主、从动片材质差或加工质量不好。
3.6操作手不遵守操作规程，野蛮操作。推土机起步挂档前，发动机转速过高或不按档位顺序换档，换档后，由于惯性的影响使离合器主、从动片达到同步的时间要延长，从而使主、从动片处于滑转状态的时间也延长，摩擦片极易烧损。
4、变矩器箱内油面逐渐上升
变矩器箱内油面逐渐上升，直至从变矩器箱上的排气孔排油。导致推土机推土无力、行走无力、甚至不能行走。此故障是由于变速泵、润滑泵、工作泵的轴头油封损坏，油液从轴头不密封处进入变矩器箱中。
5、动力换档变速器的使用维护
由于ty220推土机的行星齿轮式动力换档变速器结构复杂，一旦发生故障，分析和判断都较为困难，正确使用和维护动力换档变速系统，降低设备的故障率，具有重要的现实意义。从使用维护角度来看，应注意以下几点:
5.1正确选用油液的牌号，所选油液的特性能够满足液力机械变速系统的要求。如果油液的粘温特性、相容性、酸值、抗磨性、抗剪切性、热稳定性不好，就会引起系统磨损加剧，密封提前失效。
5.2经常保持油箱的正确油位，使系统油液有足够的循环冷却条件。 5.3定期检测油液的品质，防止油液的污染和变质。
5.4随时监控发动机的温度，确保其在正常的温度范围内工作。 5.5注意保持冷却器散热片的清洁和风扇皮带合适的张紧度，及时清除元件管路表面污垢，确保其具有良好的冷却效果。
5.6及时清洗和更换油液滤清器，防止滤清器堵塞。
5.7定期清洗液压油箱和管线，及时将污染物清除出系统。 5.8严格防止空气通过各种渠道进入系统，油液中空气含量越高，油温也就越高。 5.9随时监控液压泵的工作情况。确保液压泵工作正常。
5.10随时监控变矩器安全阀和背压调节阀的工作情况，确保其完好有效，调定正确。
5.11随时监控变速阀总成中各个控制阀的工作情况。
5.12随时监听变矩器、变速器的声音，发现异常响声，及时停车检查。
5.13尽量避免过载性操作，防止系统中安全阀及过载阀的经常开启，减少能量损失带来的温升。
5.14避免液力机械变速系统长时间在低效区工作。
5.15尽量避免推土机在温度过高或气流循环不畅的环境作业。
5.16对先天设计有缺陷的系统，要及时进行改造。
6、结束语
综上所述，虽然液力机械变速系统故障分析处理较为复杂，在使用过程中，只要严格按照操作、维护、保养规程对设备进行操作、维护、保养，发现问题及时处理，就能够有效的减少ty220推土机液力机械变速系统的故障现象。