專利名稱：內(nèi)燃機車靜液壓控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鐵路機車控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種內(nèi)燃機車靜液壓控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國傳統(tǒng)內(nèi)燃機車冷卻風扇的驅(qū)動都是采用液壓傳動技術(shù)，由于液壓系統(tǒng)工作相對較平穩(wěn)、性能也較柔和，還能對冷卻風扇進行無級調(diào)速等優(yōu)點，一直沿用至今已達四十余年。但現(xiàn)場實際運用顯示，液壓系統(tǒng)的故障率是非常之高的，尤其液壓控制系統(tǒng)的閥類。據(jù)初步統(tǒng)計液壓系統(tǒng)故障約占機車輔助系統(tǒng)總故障的50％，而溫度控制閥和安全閥的故障又占液壓系統(tǒng)總故障的50％以上。因此，原靜壓系統(tǒng)工作可靠性差已成為影響內(nèi)燃機車質(zhì)量的重要因素之一，實際運用中，經(jīng)常需要頂死溫度控制閥，不僅消耗功率，還容易出機破，危害更大。此外，更換元件需放油放水，不僅造成人力物力和財力的極大浪費，由于其工作量巨大，甚至還影響到運用部門的機車使用周轉(zhuǎn)率。且此結(jié)構(gòu)在國內(nèi)內(nèi)燃機車上裝車使用已四十余年，盡管人們對此出于無奈，但長期的同類故障，似乎人們已習以為常，從根本上加以研究并徹底解決，成為擺在人們面前的重要課題。
幾年前，鐵道部下達了機車輔機電傳動的研究課題，其重要原因之一也是靜液壓系統(tǒng)的可靠性差。然而，機車采用輔機電傳動方案，僅成本就增加了三十余萬元，機車重量也增加了三噸以上，此外，老車的改造還沒法實現(xiàn)。因此，從源頭上解決原靜液壓系統(tǒng)的工作可靠性問題，意義十分重大。
現(xiàn)有機車的靜液壓系統(tǒng)的工作原理是這樣的，柴油機通過齒輪變速箱驅(qū)動液壓泵，液壓泵從油箱中泵出液壓油，通過與液壓馬達并聯(lián)的溫度控制閥的節(jié)流調(diào)速原理，調(diào)節(jié)溫度控制閥節(jié)流口的旁泄量來控制流入液壓馬達的工作介質(zhì)的流量，溫度控制閥根據(jù)冷卻系統(tǒng)油水溫度來恒溫控制冷卻風扇的轉(zhuǎn)速，而同樣與液壓馬達并聯(lián)的安全閥的開啟壓力隨液壓泵轉(zhuǎn)速的升降而升降，它是一種負反饋減振式安全閥，只是起“安全保衛(wèi)”作用，以保證液壓系統(tǒng)的正常工作。
顯然，溫度控制閥在靜液壓系統(tǒng)中起到至關(guān)重要的作用，它既是控制元件又是執(zhí)行元件。溫度控制閥是通過恒溫元件的熱脹冷縮推動推桿來使閥芯移動，從而控制整個系統(tǒng)截流量的大小，達到控制風扇轉(zhuǎn)速的目的。
這種溫度控制閥在結(jié)構(gòu)上有其固有的缺陷系統(tǒng)溫度提升時，感溫元件直接長期承受系統(tǒng)的高壓，最高推力達二百牛頓以上，且推桿升程較長，須9毫米，本來元件內(nèi)膨脹材料(石蠟紫銅成份)容量有限的感溫元件，須反復(fù)通過其膨脹推動橡膠導(dǎo)套及其推桿作較大位移，因此，很容易疲勞失效，一般三個月左右就需更換溫度控制閥；其次，感溫元件為剛性連接，溫度的變化隨即表現(xiàn)為閥芯的動作，容易產(chǎn)生系統(tǒng)的壓力波動，造成液壓沖擊。
所以，溫度控制閥的結(jié)構(gòu)和工作原理成為了靜液壓系統(tǒng)工作可靠性差的主要原因，實際運用中，經(jīng)常需頂死溫度控制閥，不僅消耗功率，處理不及時還會造成機破?，F(xiàn)場中一旦靜液壓控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，往往很難判斷是溫度控制閥還是安全閥的問題，為避免重復(fù)放油放水，一般兩閥都同時更換。
長期以來，靜液壓控制系統(tǒng)的故障直接表現(xiàn)為機車油水溫度高，風扇不轉(zhuǎn)或沒達到特定溫度控制下的轉(zhuǎn)速，其原因往往是恒溫元件的失效所致，由于認識上的局限，人們把“責任”全部歸咎于恒溫元件的質(zhì)量，并投入很多精力，試圖對恒溫元件的質(zhì)量加以控制，來解決此問題。通過對其性能的研究，從銅粉石蠟配方到溫度升程特性等方面進行試驗研究，甚至曾經(jīng)采用國外品牌元件裝車考核，但終究沒有太大效果，其實原因很簡單，未能從根源上或者說原理上將缺陷加以徹底消除，問題就不可能徹底解決。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的靜液壓控制系統(tǒng)的故障率高的不足，本實用新型提供另一種靜液壓控制系統(tǒng)。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種內(nèi)燃機車靜液壓控制系統(tǒng)，包括液壓泵、液壓馬達、風扇、油管、油空散熱器和油箱，風扇固定在液壓馬達上，液壓泵的出油口與液壓馬達的進油口油管連接，液壓馬達的出油口與油空散熱器的進油口油管連接，油空散熱器的出油口連接油箱，系統(tǒng)還包括有主控閥和控制閥，主控閥與液壓馬達并聯(lián)，主控閥的控制口與控制閥的控制口連接，控制閥的回油口與油箱連接。
所述的控制閥包括有恒溫元件、推桿、杠桿、殼體、回油口、支點調(diào)整機構(gòu)、針閥機構(gòu)、控制閥控制口、針閥、調(diào)整螺釘，恒溫元件與推桿固定聯(lián)接，推桿與杠桿的一端活動聯(lián)接，支點調(diào)整機構(gòu))的活動頭活動聯(lián)接杠桿的支點處，針閥機構(gòu)的活動頭位于杠桿的另一端并與之活動聯(lián)接，針閥機構(gòu)所在空腔位于活動閥芯的一側(cè)與控制閥控制口相通，另一側(cè)與回油口相通。
所述主控閥包括有柱塞、調(diào)節(jié)閥芯、彈簧、調(diào)節(jié)螺旋手把、主彈簧、閥體、主控閥控制口、進油口、出油口和節(jié)流孔。
下面對整個系統(tǒng)加以說明本實用新型的內(nèi)燃機車靜液壓控制系統(tǒng)總體是把溫度控制部件與執(zhí)行部件進行分離，并選用了不同的閥，原溫度控制閥既是感溫部件又是執(zhí)行元件，現(xiàn)使用的控制閥只有感溫控制功能，結(jié)構(gòu)采用溫控式節(jié)流先導(dǎo)閥形式，而執(zhí)行功能由另一主控閥完成，主控閥采用遠程控制式節(jié)流閥并合成安全閥的結(jié)構(gòu)，使其既起到節(jié)流調(diào)速的作用，又能起到安全閥的功能。由于通過控制閥的控制信號控制主控閥閥芯的開啟程度，來調(diào)節(jié)系統(tǒng)中進入液壓馬達的油流量，控制閥的感溫元件始終工作在低壓環(huán)境，其工作壽命將大大提高。利用執(zhí)行部件的結(jié)構(gòu)特點省略安全閥，減少高壓管路的支路，控制系統(tǒng)管路管徑將大大減小，也可以實現(xiàn)遠程控制。
本實用新型的有益效果是，1、減少控制閥門的更換頻率、節(jié)約成本，大大提高溫控元件的工作壽命和整個系統(tǒng)工作可靠性；2、簡化管路，提高管路的可靠性；3、可實現(xiàn)測溫點的遠程控制；4、實現(xiàn)一個冷卻風扇驅(qū)動由兩個測溫點的溫控元件控制；5、針對老機車的舊系統(tǒng)改造，本實用新型也簡單易行；6、與實現(xiàn)相同效果的輔機電傳動方案比，成本費用僅為其不到十分之一。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型的系統(tǒng)原理圖。
圖2是本實用新型系統(tǒng)中控制閥的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖3是本實用新型系統(tǒng)中主控閥的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖中1、液壓泵 2、液壓馬達 3、風扇 4、油管 5、油空散熱器 6、油箱 7、主控閥 8、控制閥 71、柱塞 72、調(diào)節(jié)閥芯 73、彈簧 74、調(diào)節(jié)螺旋手把 75、主彈簧 76閥體 77、主控閥控制口 78、進油口 79、出油口 710節(jié)流孔 81、恒溫元件 82、推桿 83、杠桿 84、殼體 85、回油口 86、支點調(diào)整機構(gòu) 87、針閥機構(gòu) 88、控制閥控制口 89、針閥 810、調(diào)整螺釘。
具體實施方式
如附
圖1是本實用新型內(nèi)燃機車靜液壓控制系統(tǒng)的原理圖，包括液壓泵1、液壓馬達2、風扇3、油管4、油空散熱器5和油箱6，風扇3固定在液壓馬達2上，液壓泵1的出油口與液壓馬達2的進油口油管連接，液壓馬達2的出油口與油空散熱器5的進油口油管連接，油空散熱器5的出油口連接油箱6，系統(tǒng)還包括有主控閥7和控制閥8，主控閥7與液壓馬達2并聯(lián)，主控閥7的控制口與控制閥8的控制口連接，控制閥8的回油口與油箱6連接。
如附圖2是本實用新型系統(tǒng)中控制閥8的結(jié)構(gòu)原理圖，包括有恒溫元件81、推桿82、杠桿83、殼體84、回油口85、支點調(diào)整機構(gòu)86、針閥機構(gòu)87、控制閥控制口88、針閥89、調(diào)整螺釘810，恒溫元件81與推桿82固定聯(lián)接，推桿82與杠桿83的一端活動聯(lián)接，支點調(diào)整機構(gòu)86的活動頭活動聯(lián)接杠桿83的支點處，針閥機構(gòu)87的活動頭位于杠桿83的另一端并與之活動聯(lián)接，針閥機構(gòu)87所在空腔位于活動閥芯的一側(cè)與控制閥控制口88相通，另一側(cè)與回油口85相通。
如附圖3是本實用新型系統(tǒng)中主控閥7的結(jié)構(gòu)原理圖，包括有柱塞71、調(diào)節(jié)閥芯72、彈簧73、調(diào)節(jié)螺旋手把74、主彈簧75、閥體76、主控閥控制口77、進油口78、出油口79和節(jié)流孔710。
下面再結(jié)合附圖對本系統(tǒng)作進一步說明本實用新型內(nèi)燃機車靜液壓控制系統(tǒng)采用的控制閥8采用的是成熟可靠的英國的AMOT4106型熱-靜液壓控制閥，與主控閥7結(jié)合使用，AMOT 4106型熱-靜液壓控制閥可以為靜液壓風扇驅(qū)動冷卻的系統(tǒng)提供一種理想的可調(diào)式的恒溫控制解決方案。
4106型熱-靜液壓控制閥，其控制信號是通過杠桿原理實現(xiàn)的，檢測點溫度控制恒溫元件推桿不同的升程，恒溫元件推桿通過杠桿原理使得控制口產(chǎn)生不同的壓力信號，此信號傳遞給主控閥7，控制主控閥7形成不同的開度，從而控制整個系統(tǒng)的正常工作。
4106型熱-靜液壓控制閥具有以下幾項功能①、作為一個對應(yīng)不同溫度發(fā)出不同壓力控制信號的小流量截止閥，控制主控閥的不同開度，完成主控閥7調(diào)整、驅(qū)動冷卻風扇，使冷卻風扇以合適的轉(zhuǎn)速工作；②、當系統(tǒng)內(nèi)熱感應(yīng)元件及其機構(gòu)出現(xiàn)故障時，可通過手動調(diào)節(jié)，使其作為一個截止閥，讓系統(tǒng)獲得最高工作壓力，驅(qū)動冷卻風扇以最高轉(zhuǎn)速工作；③、為系統(tǒng)壓力脈沖和振蕩提供阻尼力；④、為系統(tǒng)設(shè)定最小的壓力。
由于該閥的結(jié)構(gòu)徹底改變了通過恒溫元件的熱脹冷縮來推動推桿使閥芯移動控制系統(tǒng)截流量的結(jié)構(gòu)，恒溫元件通過杠桿原理發(fā)出信號，僅起類似傳感器的作用，因此，恒溫元件有著很長的壽命。此外，該閥結(jié)構(gòu)巧妙緊湊，成熟可靠，提高了系統(tǒng)可靠性。
主控閥7實際上是一種液壓伺服控制的溢流安全閥。主控閥控制口77聯(lián)接著AMOT 4106型熱-靜液壓控制閥控制口88。當柴油機的冷卻水的溫度較低時，該閥會開啟一條通路，允許從控制口77處來的壓力介質(zhì)進入X室(空腔)。一旦Z室(空腔)的壓力足夠高時，柱塞71上升而且壓力油會被旁通到達出油口79。這時壓力介質(zhì)能夠進入X室(空腔)的唯一通路是從Z室(空腔)通過節(jié)流孔710泄漏進來。當柴油機冷卻水溫度升高后，該閥開始只允許越來越少的油泄漏掉。當這種泄漏量開始小到低于節(jié)流孔710的泄漏值后，在X室(空腔)內(nèi)會建立起一個壓力。這時彈簧力和該室內(nèi)的壓力會結(jié)合起來給予柱塞71向下的合力，促使其向下運動，柱塞71下降到的位置與室內(nèi)的壓力高低相對應(yīng)。因此旁通油的數(shù)量就會與溫度相對應(yīng)了，而且風扇的轉(zhuǎn)速就會根據(jù)柴油機的冷卻水溫度進行調(diào)節(jié)。水溫在到達規(guī)定的數(shù)值后，該閥就會完全阻止油的泄漏，柱塞71也將會完全的到達底部；這樣一來，風扇就會以其最大的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)螺旋手把74可以設(shè)定系統(tǒng)內(nèi)的最大壓力。高于設(shè)定壓力后，油會通向閥72，并且會通過柱塞71的中心排放到出油口79，然后由于X室(空腔)內(nèi)的壓力損失會導(dǎo)致柱塞71向上移動。
該主控閥與原靜液壓系統(tǒng)安全閥比較，具有零件較少，結(jié)構(gòu)簡單的特點，增強了系統(tǒng)可靠性。
本實用新型內(nèi)燃機車靜液壓控制系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了溫度控制部件與執(zhí)行部件分離的結(jié)構(gòu)，而且還較好地控制了柴油機各轉(zhuǎn)速及對應(yīng)的測點溫度下，系統(tǒng)各個壓力點的良好分布，實現(xiàn)了系統(tǒng)平滑的柔性控制。
權(quán)利要求一種內(nèi)燃機車靜液壓控制系統(tǒng)，包括液壓泵(1)、液壓馬達(2)、風扇(3)、油管(4)、油空散熱器(5)和油箱(6)，風扇(3)固定在液壓馬達(2)上，液壓泵(1)的出油口與液壓馬達(2)的進油口油管連接，液壓馬達(2)的出油口與油空散熱器(5)的進油口油管連接，油空散熱器(5)的出油口連接油箱(6)，其特征是系統(tǒng)還包括有主控閥(7)和控制閥(8)，主控閥(7)與液壓馬達(2)并聯(lián)，主控閥(7)的控制口與控制閥(8)的控制口連接，控制閥(8)的回油口與油箱(6)連接，所述控制閥(8)為熱-靜液壓控制閥，所述主控閥(7)為液壓伺服控制的溢流安全閥。
專利摘要本實用新型涉及鐵路機車控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種內(nèi)燃機車靜液壓控制系統(tǒng)。包括液壓泵、液壓馬達、油空散熱器，液壓泵的出油口與液壓馬達的進油口油管連接，系統(tǒng)還包括有主控閥和控制閥，主控閥與液壓馬達并聯(lián)，主控閥的控制口與控制閥的控制口連接，控制閥的回油口與油箱連接，所述控制閥為熱－靜液壓控制閥，所述主控閥為液壓伺服控制的溢流安全閥。本控制系統(tǒng)總體是把溫度控制部件與執(zhí)行部件進行分離，并選用了不同的閥，減少了控制閥門的更換頻率、節(jié)約成本，大大提高溫控元件的工作壽命和整個系統(tǒng)工作可靠性。
文檔編號F01P7/12GK2918749SQ20062007438
公開日2007年7月4日 申請日期2006年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月4日
發(fā)明者張少元, 張建勤, 張征碩 申請人:中國南車集團戚墅堰機車車輛廠