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摘 要：变速箱油温过高是装载机运行过程中常见的一种故障，会导致装载机出现无力甚至不能行走的现象，对机器的正常运行造成了较为严重的影响。本文通过对装载机变速箱的系统组成以及散热原理进行分析，对造成变速箱油温过高故障的原因以及处理方法进行了探究。
关键词：装载机；变速箱；油温过高
引言
当装载机变速箱的油温在规定的正常范围内时，此时油液具有最佳的粘度、润滑性、耐磨性以及最高传动效率。而变速箱油温过高故障的产生会导致油液的粘度、润滑性下降，各部件的摩擦阻力增大，不同部件的间隙也会因其膨胀系数的不同而出现变化，加重泄漏或则发生卡死现象，同时高温还会导致橡胶、尼龙等密封件的迅速老化。因此，就必须要全面分析导致油温过高的原因，并采取相应的措施进行解决。
1.系统组成与散热原理
为了掌握变速箱油温过高问题的热源所在，首先就需要对变速箱的组成以及散热原理进行分析。
以徐工ZL50GH装载机变速箱为例，其结构如图1所示。该装载机所采用的是变矩器与变速器一体式变速箱，其主要作用是将发动机产生的动力进行传递输出，并根据驾驶员操作对行驶速度以及扭矩进行改变。在变速箱进行动力传递时，有机械传动和液力传动两种形式。具体的传动路线可以分为三段：第一段：发动机所产的动力由飞轮经弹性盘带动变矩器泵轮，泵轮以液力传动油作为传力介质，将动力传递给一级、二级涡轮；第二段：一级、二级涡轮通过涡轮轴带动超越离合器中间输入轴和外环齿轮，外环齿轮通过滚柱和内环凸轮的楔紧作用，将动力传给中间输入轴；第三段：液压油压紧摩擦片经行星齿轮传动输出动力。通过对传动路线的分析可以发现，变速箱油温的热源主要为变矩器油分子摩擦以及其他机械摩擦产生的热量。该变速箱的散热主要是通过传统油进行循环散热以及散热器的风冷散热，根据变速油路流程，其散热路径具体有一下两条： （1）吸油滤网—变速泵—精滤器—变速阀—各挡位。（2）箱内润滑—散热器—变矩器。
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图1 变矩器-变速器一体式变速箱系统结构示意图
2.引起装载机变速箱油温过高的原因分析
2.1系统进油压力不足
装载机齿轮箱的传动油会经行走液压泵吸取后向由调压阀进行调压，工作油路有两条，要一条会进入变矩器，经过散热器进行风冷散热后回到油底壳；而另一条则会进入变速器。当系统的进入压力较低时，就会导致变矩器内的传动油压力过小、油量不足，那么能够被散热器风冷散热的油量也比较少，多数的传动油在系统中没有被冷却，而变速器的油压过低胡导致离合器片打滑，主、从动片之间产生较大的摩擦热量，从而就会导致变速箱内的油温快速升高，超过正常温度范围。系统进油压力不足主要可能由以下3个方面的原因造成:
2.1.1系统压力调整不当
在液力传动系统中，调压阀对系统工作油进入压力起着控制作用，是整个系统中的中枢部件之一。而当调压阀由于阀芯受到磨损产生泄压问题以及变矩器的压力阀卡住，操纵阀调压弹簧变形、折断等，都可能会导致调压阀无法对系统进油压力形成控制调节，从而出现了进入变矩器内的油压过小、油量不足的问题。液力传动系统进油压力过低时，如果不能及时找到故障原因而仅通过提高系统压力来进行解决，如果系统压力过高就可能会导致溢流阀的溢流降压作用无法正常发挥，导致压力泄露问题进一步加重，从而使系统的温度升高。
2.1.2行走液压泵磨损严重
当液力传动系统内的行走液压泵受到磨损时，就会导致端盖与齿轮之间的缝隙加大，从而出现严重的泄压问题使系统的供油量下降，进而导致进入变矩器内进行冷却的油量降低，变速箱油温过高。其次，当行走液压泵的进油管漏气或者齿轮箱底部油位过低，就会导致行走液压泵吸取的传动油中含有着大量的空气，也会导致系统的供油量不足。
2.1.3变速箱内漏
当变速箱内的某一个或者多个活塞密封件因受到过度磨损而造成泄漏时，就会导致液力传动系统的压力降低，离合片打滑以及油温升高等问题的产生。
2.2传动油使用不当
变速箱内的油温高低与传统油的牌号有着非常密切的联系。不同牌号的传动油对于系统的工作状况会产生不同的影响，造成这种情况的主要原因是传动油的油液粘度大小不同。当变速箱系统使用了油液粘度较高的传动油时，就会导致油液在流动时损耗了较多的动能，导致传递效率低下，进入变矩器的油量过少，变速箱油温升高。而如果使用了油液粘度较低的传动油时，就会增加系统的泄漏量，导致系统容积率降低，也会造成变速箱油温过高。此外，当传动油的温度逐渐升高时，其粘度以及密度都会出现一定程度的下降，不仅会导致系统的泄漏增加，还会使得系统内的润滑性能降低，摩擦阻力提高，产生了更多的热量，使变速箱内的油温进一步提高。
2.3变速箱内油位偏差
变速箱内油量包括系统循环流量以及一定的储备油液，由于变速箱内的油位偏差导致的油温过高可以从油位过低、过高两个方面进行分析：
2.3.1油位过低
当变速箱内的油位过低时，便会使油液在单位时间内的循环次数增加，一方面导致底部的传统油停留时间过短，自然散热过程无法取得较好的效果，另一方面油液的吸热次数增加，从而导致了变速箱内的油温升高。此外，变速箱油位过低还会导致行走液压泵吸入较多空气，从而导致系统级进油压力下降导致变速箱油温升高。
2.3.2油位过高
当变速箱内的油位过高时，变速箱内的各个元件周围会出现较多传动油，从而导致这些元件在高速旋转时有着较大的摩擦阻力，并对油液形成搅拌，从而产生了大量的热能，导致变速箱内的油温过高。此外，油位过高还会导致变速箱内的油液循环减慢，大量油液积压在一起对散热造成了严重的不良影响，使的变速箱内的油温进一步升高。
2.4连续高负荷运行
当变速箱处于连续的高负荷运行时，由于其散热速度跟不上热量的产生速度，就会导致变速箱内的油温持续升高，对变速箱内的部件造成一定的损害，特别是在炎热天气运行时，这种情况更容易发生。
2.5散热器散热效果较差
变速箱内的传动油主要依靠散热器散热和自然散热两种方式进行降温，保证油温处于正常范围内。其中散热器的散热效率最高。以ZL50GH装载机为例，其散热器采取的是风冷散热方式，然而当散热片表面灰尘、油渍较多，散热片通道被阻塞，或者风扇带过松，风扇转速较低时都会导致散热器的散热效率大大下降，进而使变速箱的油温升高。
2.6变速箱内零件损坏
由变速箱零件损坏导致油温过高的原因主要是损坏零件之间的摩擦力上升，产生了大量的热量是变速箱内的油温升高。变矩器零件的损坏会大大境地其传动效率，甚至无法进行动力输出，常见的变矩器损坏包括：弹性销折断、脱落，金属异物或者螺栓导致的叶片损坏，导轮座卡圈脱落等。变速器或者离合器损坏则同样会导致动力无法传出，其常见的损坏包括：滚柱的楔紧作用失效、修理后变速器各轴的轴向间隙不当，离合器过紧等。
3.变速器油温上升问题的解决
当出现变速器油温过高的问题时，就需要根据可能造成油温上升的各种因素进行注意排查，最后找到故障所在并进行解决。
当装载机是因为连续高负荷运转而导致的油温过高问题时，此时装载机的特点为油温提高缓慢，且油温在正常范围时并无动力不足的情况。可以通过间歇停机、减少工作负荷或者通过发动机中高速空载运转加速冷却循环来进行解决。如果为其他故障引起，则首先要对变速器油位进行检查，通过在发动机运转5分钟后，打开油塞，如果没有油流出，则说明油液不足，需要进一步检查各油管是否存在泄漏现象，同时还要对油液品牌进行检查。另外，可以通过触摸进油管和散热器，查看有无温差，从而确定散热器的运行情况。如果不存在温差，则证明散热器工作出现问题，需要对其进行清理、疏通。
当对发现是由于调压阀阀芯磨损导致泄露时，如磨损较轻，则可以通过适当增加压力来进行弥补，如果磨损严重，则应及时对调压阀或阀芯进行更换。同时要将滤油器拆除，查看有无金属碎屑，如果出现钢质、铝质或者黑色、铜色微粒，则分别说明行走液压泵、变矩器和离合器片出现了损坏，并及时清理碎屑杂物，对损坏的零部件进行修理和更换。
通过对变速器压力表读数的变化，也可以对多数的油温过高故障进行判断：（1）通过观察装载机空档工作状态时的读数，如果读数出现较大波动，即可判断为行走液压泵磨损故障；如果压力表的读数低于规定压力最低值的80%，且随着发动机转速的升高，读数也在不断增加，即可确定为行走液压泵失效。（2）在变速箱正常的情况下进行挂挡操作，压力表读数会先出现下降，随后恢复到空档读数，而当变速箱存在内漏故障时，挂挡后压力表读数会出现无法恢复到空档读数，且此时机器运行无力，则说明在离合活塞与变速操纵阀之间出现了漏油故障。（3）当出现油位过低故障时，此时压力表会出现读数波动较大，且发动机转速变化不会对压力表的读数造成较大影响，从而可以判断行走液压泵出现了吸空或者进油管出现了漏气。
结语
综上所述，有较多的因素都可能会导致装载机变速箱油温过高故障的产生，为了避免油温过高对设备的正常运行以及使用寿命造成严重的影响，就需要通过对这些原因进行逐一排查，并采取措施进行处理，从而保证装载机设备能够以最佳的状态运行。
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论文作者:史恩玮,刘波
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/12
标签：变速箱论文; 过高论文; 装载机论文; 箱内论文; 系统论文; 读数论文; 液压泵论文; 《电力设备》2018年第21期论文;