大噸位裝載機(jī)通常配置濕式制動器的驅(qū)動橋,，在制動過程中該種制動器會產(chǎn)生大量熱量,，尤其是在惡劣工況長時(shí)間作業(yè),，僅靠橋殼表面散熱無法滿足要求,。若驅(qū)動橋長期處于高溫狀態(tài)下工作,，會影響驅(qū)動橋內(nèi)密封件以及齒輪使用壽命,。本文闡述大噸位裝載機(jī)驅(qū)動橋冷卻系統(tǒng)在使用過程中遇到的問題以及改進(jìn)方法,。

1 驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)

1.1 制動器結(jié)構(gòu)

國內(nèi)品牌的大噸位裝載機(jī)驅(qū)動橋大都配裝 Kessler 公司生產(chǎn)的濕式制動器驅(qū)動橋,，該型驅(qū)動橋采用多片濕式制動器,，制動摩擦片安裝制動室內(nèi)，其結(jié)構(gòu)如圖 1 所示,。

該型驅(qū)動橋?qū)⑤嗊厹p速器和制動器2 個(gè)腔體分開,，避免了頻繁制動產(chǎn)生的高溫以及摩擦片磨損出的碎屑進(jìn)入輪邊減速器造成其齒輪加速磨損，保證了輪邊減速器齒輪油清潔,。輪邊減速器以及主減采用 API GL-5 型齒輪油,，制動室采用美孚 10W 液壓油加LZ9990A 型添加劑。

1.2 制動冷卻系統(tǒng)工作原理

大噸位裝載機(jī)在鏟裝作業(yè)時(shí)需要頻繁制動,，其驅(qū)動橋的濕式制動器會造成油液溫度增高,，僅靠驅(qū)動橋本身自然冷卻不能快速有效降低油液溫度。設(shè)置輔助冷卻系統(tǒng)后,，制動室內(nèi)冷卻油液通過冷卻系統(tǒng)單獨(dú)進(jìn)行外循環(huán),，進(jìn)行散熱及過濾，可改善制動器油液的冷卻效果,。冷卻油液冷卻后可保持制動器的熱平衡及清潔,，可保證裝載機(jī)制動穩(wěn)定性,，還可防止驅(qū)動橋各部位密封件因高溫造成老化失效，防止油液氧化,，延長驅(qū)動橋的使用壽命及換油周期,。

改進(jìn)前制動器冷卻系統(tǒng)工作原理如圖 2 所示，冷卻油經(jīng)液壓泵 1 輸出,，通過溢流閥 9調(diào)定液壓泵 1 出口壓力后,，經(jīng)濾清器 2 過濾后進(jìn)入二位二通電磁閥 7。

二位二通電磁閥 7 由控制器控制其是否得電,，得電后處于常通狀態(tài),，經(jīng)過二位二通電磁閥 7 的冷卻油對制動室內(nèi)摩擦片 4 進(jìn)行冷卻，然后流回冷卻油箱,。若制動室內(nèi)因油液堵塞,，造成背壓高于0.034MPa 時(shí)，單向閥 3 開啟,，冷卻油不經(jīng)制動室內(nèi)摩擦片 4 返回冷卻油箱,。當(dāng)冷卻油溫度超過 71℃，油溫傳感器 8向控制器發(fā)出信號,，控制器使二位二通電磁閥斷電,，將油路截?cái)啵蔀V清器 2輸出的冷卻油進(jìn)入冷卻馬達(dá) 6,，驅(qū)動冷卻馬達(dá) 6轉(zhuǎn)動并帶動冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動,，冷卻馬達(dá) 6轉(zhuǎn)動后輸出的油液進(jìn)入冷卻器 5，冷卻風(fēng)扇對冷卻器 5 內(nèi)的冷卻油進(jìn)行冷卻,，冷卻后的冷卻油對制動室內(nèi)摩擦片 4 進(jìn)行冷卻,，然后流回冷卻油箱。

2 存在問題

某大噸位裝載機(jī)在鄂爾多斯民達(dá)露天煤礦工作了約 3 個(gè)月,，平均每天作業(yè) 20h,，共運(yùn)行約1800h，客戶反饋該機(jī)驅(qū)動橋冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)溫度過高故障,。

針對驅(qū)動橋溫度過高問題我們進(jìn)行了連續(xù)3 天的測試,，采用手持式測溫儀測試前、后驅(qū)動橋輪邊減速器殼體以及制動器殼體表面溫度,，測試的數(shù)據(jù)如附表所示,。

該裝載機(jī)每天連續(xù)作業(yè)且惡劣工況，其驅(qū)動橋齒輪油會出現(xiàn)高溫,，馬達(dá)風(fēng)扇已經(jīng)全速運(yùn)轉(zhuǎn),，測試發(fā)現(xiàn)前、后驅(qū)動橋溫度差異較大,，后驅(qū)動橋冷卻器進(jìn)口壓力略大于前驅(qū)動橋冷卻器進(jìn)口壓力,。該裝載機(jī)在其他工地反饋有馬達(dá)吸空現(xiàn)象,，故障率較高。

3 改進(jìn)方法

針對該裝載機(jī)制動系統(tǒng)油溫過高問題,，我們參考國外濕式制動器驅(qū)動橋冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,，對制動冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。

3.1 結(jié)構(gòu)

改進(jìn)后的制動冷卻系統(tǒng)增設(shè)集成閥組 5,，集成閥組 5 內(nèi)集成了 3 個(gè)單向閥,、2 個(gè)集油分流閥8 以及 1 個(gè)二位二通電磁閥。改進(jìn)后的驅(qū)動橋冷卻系統(tǒng)工作原理如圖 3 所示,。

將 3 個(gè)單向閥,、2 個(gè)集油分流閥及 1 個(gè)二位二通電磁閥集成在 1個(gè)集成閥組內(nèi)，解決了多個(gè)元件的管路連接,、固定造成的布置凌亂,，維修不便問題。

3.2 原理

原冷卻風(fēng)扇馬達(dá)由冷卻油驅(qū)動,，馬達(dá)驅(qū)動冷卻風(fēng)扇時(shí)所消耗能量使會冷卻油溫度升高,。改進(jìn)后，冷卻風(fēng)扇馬達(dá)由裝載機(jī)主液壓系統(tǒng)驅(qū)動,，避免了冷卻油的溫升,。

在集成閥組內(nèi)冷卻馬達(dá)的油路內(nèi)新增了單向閥,，若裝載機(jī)突然停機(jī),，該單向閥可為冷卻馬達(dá)進(jìn)行補(bǔ)油，保證其以慣性持續(xù)旋轉(zhuǎn),，避免馬達(dá)出現(xiàn)吸空燒毀故障,。

新增的 2 個(gè)集油分流閥既可保證前、后驅(qū)動橋循環(huán)冷卻油路的油液平均分配到前,、后驅(qū)動橋和 2 個(gè)冷卻器,，又可保證 2 個(gè)冷卻風(fēng)扇馬達(dá)油量相同、轉(zhuǎn)速相等,，使前,、后驅(qū)動橋循環(huán)冷卻的溫度基本保持一致。

4 改進(jìn)效果

驅(qū)動橋冷卻系統(tǒng)改進(jìn)后,，經(jīng)過試驗(yàn),、驗(yàn)證，前,、后驅(qū)動橋油溫?zé)o明顯差別,，驅(qū)動橋輪邊減速器殼體及制動器殼體溫度均未超過 60℃。

因采用集成閥組,，兩種油液可在同一個(gè)閥塊不同油道內(nèi)流通,，提高了元件的集成性,，減少管路連接與布置，降低了油液泄漏的概率,，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性,。

改進(jìn)后的驅(qū)動橋制動冷卻系統(tǒng)適應(yīng)了惡劣工況，驅(qū)動橋冷卻油高溫現(xiàn)象消除,，整機(jī)可靠性得到了提高,，取得了客戶的認(rèn)可。

作者：李建胡 丁平芳 賈軍華 王 壯

來源：《工程機(jī)械與維修》2018年第4期