3臺TY220型推土機在工作過程中先后出現(xiàn)起動機燒毀故障,其中1臺推土機不僅燒毀了起動機,還將起動機上的負(fù)極搭鐵線也燒斷了。3臺推土機的發(fā)動機都為重慶康明斯NT855-C280型渦輪增壓柴油機。
在起動機燒毀前3臺推土機都出現(xiàn)了相同的故障現(xiàn)象:轉(zhuǎn)動點火鑰匙起動推土機時,起動機沒有反應(yīng),用起子直接搭接起動機電磁開關(guān)上的2個接線柱,起動機運轉(zhuǎn)直接起動發(fā)動機,而且未發(fā)現(xiàn)起動機有任何異常現(xiàn)象;當(dāng)再次起動發(fā)動機時發(fā)現(xiàn)起動機燒毀。
用新的起動機更換燒毀的起動機后,可以直接用點火開關(guān)起動發(fā)動機,故障現(xiàn)象消失。
拆解燒毀的起動機,發(fā)現(xiàn)起動電機內(nèi)轉(zhuǎn)子與定子之間充滿了黑色粘稠的潤滑油,并且在電磁開關(guān)內(nèi)同樣有大量黑色粘稠的變質(zhì)潤滑油。轉(zhuǎn)子線圈已經(jīng)燒毀。
通過詢問操作手得知,在對推土機進(jìn)行定期保養(yǎng)時,加注過多個廠家多種牌號的潤滑油。
2、原因分析
(1)起動機結(jié)構(gòu)分析。
TY220型推土機的傳動系為液力機械傳動結(jié)構(gòu)型式,其發(fā)動機的飛輪和起動機的驅(qū)動齒輪都浸在潤滑油內(nèi)。為防止?jié)櫥瓦M(jìn)入起動電機,在起動機驅(qū)動端蓋與單向離合器問裝有密封圈。
(2)起動電路分析。
TY220型推土機采用了較為先進(jìn)的磁力開關(guān)和電壓靈敏繼電器(如圖1所示),用來保護(hù)起動機和起動開關(guān)。
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起動機燒毀后,維修人員直接更換了新起動機。在試起動發(fā)動機過程中,轉(zhuǎn)動點火鑰匙,起動機可以直接起動發(fā)動機,放開點火鑰匙后,起動機停止工作,證明起動電路工作正常。而起動機燒毀前,轉(zhuǎn)動點火鑰匙起動發(fā)動機時,起動機卻沒有任何反應(yīng),這是電壓靈敏繼電器起保護(hù)作用的結(jié)果。
通過新、舊起動機更換前后的現(xiàn)象,說明舊起動機在燒毀前內(nèi)部電路已經(jīng)出現(xiàn)了短路。由于舊起動機內(nèi)部電路短路,造成起動電流過大、壓降過低,激發(fā)電壓靈敏繼電器工作,遂出現(xiàn)起動機無反應(yīng)的現(xiàn)象。由于操作手對起動電路了解甚少,在起動機沒有反應(yīng)的情況下,未仔細(xì)查清起動電路故障,而是強行用起子搭接電磁開關(guān)接線柱直接起動發(fā)動機,是造成起動電機燒毀的直接原因。
(3)起動電機內(nèi)潤滑油的來源及變質(zhì)分析。
?、倨饎与姍C內(nèi)潤滑油的來源。
起動電機內(nèi)的潤滑油來自于飛輪殼體內(nèi)的潤滑油,是通過起動機驅(qū)動端蓋與單向離合器間的密封圈進(jìn)入的。通過拆檢起動機,發(fā)現(xiàn)該密封圈已變軟失效,導(dǎo)致密封圈變軟失效的直接原因是潤滑系內(nèi)潤滑油的侵蝕。
由于推土機加注過不同品牌的潤滑油,使?jié)櫥涂垢g性能出現(xiàn)很大的差異,對橡膠零件腐蝕作用大大加強,使密封件軟化變形,導(dǎo)致潤滑油進(jìn)入起動電機內(nèi)。
?、跐櫥妥冑|(zhì)分析。
進(jìn)入起動電機內(nèi)的潤滑油由于沒有回油道,無法回流到飛輪殼體內(nèi),是起動機內(nèi)潤滑油變質(zhì)的根本原因。潤滑油變質(zhì)有兩種表現(xiàn):一是潤滑油焦化,二是潤滑油釋放出大量酸性氣體。
起動電機在工作時,有兩處存在電火花放電情況,一是電刷與轉(zhuǎn)子換向器之間,二是磁力開關(guān)內(nèi)移動觸盤與靜觸點之間,后者放電能量大。
電刷與換向器問相互摩擦放電產(chǎn)生大量碳灰和銅屑,并與潤滑油相混合,再加之放電能量大,使?jié)櫥徒够?,黏度增大、顏色變黑,具有一定的?dǎo)電能力,通過電磁開關(guān)拉桿總成進(jìn)入電磁開關(guān)內(nèi),每次起動發(fā)動機,移動觸盤與靜觸點問相互接觸和分離都會產(chǎn)生能量很大的電火花,加劇了其周圍潤滑油的進(jìn)一步焦化變質(zhì),加大了黏度,對電磁開關(guān)內(nèi)活動鐵芯和移動觸盤推桿運動具有一定遲滯作用。
(4)電磁開關(guān)“粘連”分析。
移動觸盤與靜觸點一般都采用銅質(zhì)材料制成,在每次起動推土機時,強大的電流從接觸點流過,在吸合、斷開的瞬間均會產(chǎn)生很強的電弧,這種電弧會使移動觸盤和靜觸點表面燒蝕,嚴(yán)重時將動、靜觸點燒結(jié)粘連在一起,使得在起動繼電器斷電以后,電磁開關(guān)動、靜觸點不能分開,造成“粘連”。由于起動電機轉(zhuǎn)子線圈內(nèi)部出現(xiàn)了短路,吸合、斷開的瞬間均會產(chǎn)生更強的電弧,更易形成“粘連”,導(dǎo)致起動機不停地運轉(zhuǎn)。
同時,變質(zhì)潤滑油釋放出來的酸性氣體對活動鐵芯和移動觸盤推桿復(fù)位彈簧產(chǎn)生的腐蝕作用,使其彈力變小。變質(zhì)潤滑油的粘阻力,使活動鐵芯和移動觸盤推桿無法在回位彈簧彈力的作用下回位,單向離合器也無法及時分開。發(fā)動機起動后的轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于起動機的轉(zhuǎn)速,因此出現(xiàn)了發(fā)動機帶動起動機反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,直至將起動機燒毀。
(5)轉(zhuǎn)子線圈和搭鐵線燒毀的原因分析。
由圖1可以看出,當(dāng)發(fā)動機起動后,發(fā)電機即開始工作,起動電路中的電壓靈敏繼電器自動切開起動電路,磁力開關(guān)中移動觸盤回位,起動機停止工作,起到保護(hù)作用。
但由于粘連,磁力開關(guān)內(nèi)的移動觸盤無法自動回位,即使發(fā)動機起動,電壓靈敏繼電器也無法切斷電路保護(hù)起動機。由于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于起動機的轉(zhuǎn)速,反過來帶動起動機轉(zhuǎn)動,此時起動電機變成“發(fā)電機”,其接線柱電極原來的正極變成了負(fù)極、負(fù)極變成了正極,與電瓶正負(fù)極構(gòu)成新的回路,即電瓶負(fù)極搭鐵→電瓶正極→起動機正極接線柱→起動負(fù)極接線柱
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