某SD16推土机怠速无左转向故障排查及原因分析

张 利，张 娟，周 珂，张 营，夏自祥，张清阁

（1.济宁学院，山东 济宁 272000；2.山东圣大建设集团有限公司，山东 济宁 272000）

1 故障现象描述

某SD16 推土机在进行负荷试验时，发现左侧怠速无转向，额定转速有转向，右转向、左右制动均正常。

2 工作原理简介

SD16 推土机转向系统主要由转向离合器、转向制动器、转向液压系统组成，通过机械式转向离合器和制动器实现转向，并通过液压助力实施操纵。

推土机变速箱输出的动力传递至螺旋伞齿轮，传动方向由纵向转变为横向，转向离合器安装在横轴两端，制动器安装在转向离合器外侧。伞齿轮通过螺栓与横轴连接，横轴的花键与轮毂内花键啮合，轮毂通过螺栓与转向离合器内毂连接，转向离合器内毂外安装内齿片；转向离合器外毂通过螺栓与终传动驱动法兰连接，驱动法兰的内花键与终传动小齿轮花键啮合，转向离合器外毂内安装摩擦片。内齿片、摩擦片交替相邻安装，在碟簧弹力的作用下，相互压紧贴合，转向离合器内毂转速、扭矩传递到外毂，进而把变速箱的转速、扭矩传递到终传动，完成推土机动力的传递。

2.1 转向离合器

该推土机转向离合器为常啮合、弹簧压紧、液压分离、湿式、多片式结构，如图1 所示。当需要传递动力时，摩擦片、内齿片在碟簧的作用下被压紧，既离合器外毂和内毂相结合，完成动力的传递；当需要切断动力时，液压油沿图示箭头方向进入活塞腔，推动活塞反向压紧碟簧，使摩擦片、内齿片分离，完成动力的切断。

图1 转向离合器结构图

2.2 制动器

该推土机制动器为湿式、浮动式结构，安装在离合器外毂上，如图2 所示。当推土机需要制动时，活塞推动摇臂1 带动摇臂4 转动，利用杠杆原理使制动带两端靠近，制动带内镶有制动衬片，制动带两端靠近的同时制动衬片抱紧制动器外毂，完成制动动作。

图2 制动器结构图

2.3 转向制动液压系统

转向制动液压系统辅助推土机传动系统转向和制动，为操纵提供助力，减轻驾驶人员工作强度，提升驾驶舒适性。原理如图3 所示。

图3 转向制动液压系统原理图

转向泵进油管底部安装转向粗滤器、出油管上安装转向精滤器，精滤器附带旁通阀，转向泵吸取后桥箱内的液压油，油液经两级过滤后分两路进入液压系统。一路进入转向调压阀，调定系统压力为2.2MPa，经转向调压阀溢流出的油液进入冷却器流回后桥箱，进而对后桥箱内横轴进行润滑，如若回油管路压力超过1.2MPa，则经转向调压阀内的安全阀溢流回后桥箱；另一路液压油依次进入转向制动阀、左脚制阀、右脚制阀。

当推土机需要转向时，以推土机左转向为例，拉动左侧转向拉杆，在连杆的作用下，左侧转向阀打开，液压油通过转向阀进入转向离合器，在活塞的作用下碟簧被压缩，内齿片、摩擦片分离，动力被切断，继续拉动左侧转向拉杆，左侧制动阀打开，液压油通过制动阀进入制动缸，在活塞推力的作用下使得制动带抱紧离合器外毂，根据拉动拉杆行程的不同，制动带可施加不同程度的制动力，而右侧动力未切断，左右两侧产生速度差，进而实现不同转弯半径的左转向。

3 故障排查过程

通过负荷试验，发现该推土机左侧怠速无转向，额定转速有转向，右转向、左右制动均正常，根据推土机转向制动系统工作原理可知，故障的类型有两种，一是液压系统故障，二是离合器机械故障。由于离合器安装在后桥箱内，拆检不方便，根据维修经验，首先排查液压系统。

利用地板架上的集中测压口，测试左右转向压力值，测得值如表1 所示，系统设定的标准压力值为2.2±0.2MPa，而实测怠速左转向压力为1.2MPa，可推测推土机无法转向的原因是左侧转向油路压力过低，无法推动活塞压缩碟簧，进而导致内齿片、摩擦片不能分离，动力无法被切断。而造成压力低的原因可能是液压元件或管路故障，需进行逐一排查。

表1 转向制动液压系统转向压力值 (单位：MPa)

1）打开护罩，拉动左转向拉杆，观察转向泵、转向调压阀、转向制动阀及其管路是否有漏油现象，经检查未见漏油，排除液压元件、管路泄漏问题。

2）断开转向拉杆与转向制动阀之间的连杆连接，手动操纵转向制动阀，观察推土机是否能够怠速左转向，经观察未能恢复，排除连杆连接不到位问题。

3）拆检转向制动阀，阀内各零件完好，未见明显异物，阀芯转动自如，未见卡阀现象，排除转向制动阀问题。本次未对转向泵、转向调压阀进行拆检，因右侧怠速、额定转速、转向、制动均正常，可直接排除。

通过以上检测，液压系统问题排除，需进一步对后桥箱内转向离合器进行拆检，经拆检发现，活塞密封环损坏。转向内毂与活塞密封槽之间有1.2mm 间隙，活塞密封环安装在活塞密封槽内，依靠活塞密封环自身张开弹力贴合内毂面以起到封油作用。该故障活塞密封环开口处错位，一边向活塞密封槽凹陷，一边向内鼓贴合面张开，形成至少0.6mm 间隙，转向系统压力内泄，导致离合器因压力低而无法正常分离。更换活塞密封环，试机验证，怠速转向压力2.0MPa，在正常范围内，可完成怠速左转向动作，故障消除。图4 为活塞密封环实物图。

图4 活塞密封环实物图

4 结语

通过对某SD16 推土机怠速无法左转向故障排查，发现由于活塞密封环外形接口错位，导致外径圆度尺寸不良，液压系统内泄，油液压力低，无法推动活塞压缩碟簧，内齿片、摩擦片无法分离，最后致使动力无法切断。

进一步调查发现：①活塞密封环为离合器厂商外购件，执行的是抽检，存在无法全部识别接口处错位的风险；②转向离合器试验标准压力为2.0～2.4MPa，而现场试验压力设置为2.4MPa，为标准压力上限值，存在低压无法识别的风险。

与供应商协商：①修改活塞密封环检验指导书，入库时临时全检，待验证整改完成后连续5个批次无不合格品时再改为正常抽检；②修改离合器出厂试验检验指导书，试验压力由2.4MPa修改为2.0MPa，检出低压无法打开的离合器；③对现场人员和检验人员进行现场培训。

通过此次故障排查，对推土机转向制动系统工作原理有了更进一步认识，为后续类似故障积累了一定经验，同时对供应商的工艺提升起到了促进作用。