沃尔沃L180F 型装载机发动机温度高故障诊断

吕 军

（河北港口集团秦皇岛港股份有限公司流动机械分公司，河北秦皇岛 066000）

0 引言

装载机是工程机械中最具代表性的产品之一，其以作业效率高、结构紧凑、传递平稳、操作轻便、机动灵活的特点，广泛应用于厂矿、铁路、港口等散货装卸作业。在某公司的主要生产作业中，大吨位装载机主要用于港口煤炭清场及攒垛、散粮、矿石装卸倒运等港口作业。瑞典沃尔沃公司生产的L180F 型装载机，拥有着先进的电控系统、人机交互功能、工作效率高等诸多优点。但是公司现有的F 系列的装载机与最新H 系列相差很远，受其零件设计寿命等因素影响，设备故障频发，严重影响生产作业。

1 发动机温度高故障

某台沃尔沃L180F 型装载机，发动机为D12D-LB-E3 型水冷湿式发动机，累计台时为35 864 h，主要从事港口煤炭清场及攒垛。经司机反馈，设备怠速过程中未出现发动机温度高报警，行驶过程中或从事重载作业10 min 后，车辆检测电脑（I-ECU）发动机温度高报警灯亮起，显示发动机温度高报警，设备动力下降。

2 故障原因分析

在判断设备发动机温度高故障原因之前，要确保冷却液、发动机油、变速箱油等处于正常位置，并将设备停放在平缓的空地，以免影响故障判断。

2.1 冷却系统

发动机冷却系统由冷却泵、节温器、散热器、膨胀水箱、风扇、冷却液等组成，沃尔沃L180F 型装载机发动机冷却系统原理如图1 所示：冷却泵将冷却液输送至发动机中，冷却液流经润滑油冷却器进入到气缸，直到气缸盖。当冷却液温度低于节温器开启温度时，冷却液会再次进入发动机中，参与冷却循环；当冷却液温度高于节温器开启温度时，节温器开启，冷却液流向散热器，并在散热器中冷却。冷却液在冷却后进入到变速箱油冷却器，参与变速箱油冷却，之后再次进入到发动机中。

图1 沃尔沃L180F 型装载机发动机冷却系统

通过分析认为导致发动机温度高的原因为：①冷却泵、节温器出现故障，导致循环不畅；②水泵密封圈密封不严或者老化，导致冷却液泄漏，从而冷却液不足使发动机温度高；③散热器损坏，例如被煤尘堵塞导致空气不流通冷却效果不好，或散热器内部堵塞导致冷却液循环不畅；④发动机气缸垫损坏，密封不严导致温度升高；⑤冷却泵驱动皮带松动，冷却液压力不足；⑥膨胀水箱压力过大，导致空气无法排出，影响节温器的开启。

2.2 电气系统和液压系统

考虑到沃尔沃L180F 型装载机冷却风扇是由液压泵P3 泵驱动的，而风扇转速是由全车控制电脑（V-ECU）控制的，因此导致发动机温度高有可能是电气系统或液压系统出现故障。沃尔沃L180F 型装载机电控液压系统原理如图2 所示。

图2 沃尔沃L180F 型装载机冷却液压系统

冷却风扇转速由V-ECU 控制，发动机控制电脑（E-ECU）、V-ECU 接收多个温度、转速传感器的信号。这些温度、转速传感器会将设备运行信息反馈到电脑V-ECU 中，对于出现设备发动机温度高故障现象，V-ECU 会将这些信息记录下来。如果需要冷却，即提高冷却风扇转速，则V-ECU 向电磁阀MA2601 发送脉冲宽度调制（PMW）信号，MA2601 控制P3 泵斜盘开度，增大P3 泵出油量，以确保向冷却风扇提供所需的液压流量。当没有任何传感器反馈信息需要系统冷却时，V-ECU 将向MA2601发送足够的电压，以使风扇保持基本转速。

冷却风扇是由液压泵P3 泵驱动的，同时P3 泵还给制动系统优先提供压力；冷却风扇的回油驱动桥油散热泵，参与前后桥冷却循环，充分利用了液压能的效率。

通过以上分析，可能导致设备失速的故障原因为：①传感器故障，使控制电脑接收错误信号；②电磁阀MA2601 故障，不能接收PMW 信号；③E-ECU 或V-ECU 故障；④电气线路出现故障，无法接受电信号；⑤风扇马达出现卡滞或泄压；⑥桥油散热泵的驱动马达出现卡滞或泄压，导致风扇运转不畅；⑦前后桥油冷却器或变速箱油冷却器故障；⑧液压管路泄漏。

3 故障排查

根据上述分析的故障原因分别对冷却系统、电气系统和液压系统进行检测。

（1）冷却系统：冷却液无渗漏；检查冷却泵、节温器、散热器等机械部件，均工作正常；检查散热器内冷却液处于正常液位；设备作业过程中，散热器内冷却液未出现沸腾现象，说明发动机气缸垫未损坏。膨胀水箱没有冷却液流出，说明膨胀水箱无故障。

（2）电气系统：利用沃尔沃检测系统对电脑E-ECU、V-ECU的通信状态进行检测，一切正常；更换发动机温度传感器和散热器温度传感器，故障依然存在；更换电磁阀MA2601，故障没有解决；利用多用表对电气线路进行检测，未发现断路故障。

（3）液压系统：出现发动机温度高报警后，检查发现冷却风扇转动异常，在电气系统检查中更换了电磁阀MA2601 后，故障依然存在，因此考虑是液压系统出现故障。经检查液压管路未出现明显漏油现象；手动转动冷却风扇，旋转顺畅，说明冷却风扇正常；将图2 前后桥油散热泵和驱动马达总成拆卸，泵和马达同轴，通过花键连接在一起，将泵和马达分开，其中后桥油散热泵和驱动马达在检查过程中，手动分别转动泵轴和马达轴，发现泵轴无法转动，确定后桥油散热泵卡滞，将其分解检查，发现泵的出油口有毛刺导致齿轮卡死，确定后桥油散热泵出现故障。由于齿轮和泵内腔磨损较轻微，因此决定使用刮刀和砂纸对其进行修复，将磨损表面轻磨至光滑，组装后转动正常。

在安装试车之前，必须解决引起后桥油散热泵磨损的问题。在拆解散热泵的过程中，发现泵内油量较少，初步判断引起原因是油量较少引起的。于是打开后桥的油位丝堵，发现缺少大约3/4 的油量。在故障检查之前，并没有发现明显的渗漏点，通过查看手册资料，在后驱动桥的上部，排列着散热油管。由于此处是凹陷的，作业之后较难清理导致积煤较多，压住了散热油管，很难发现散热油管是否出现渗漏现象。在清理过程中发现煤中有油，油管接头存在明显渗漏。更换油管，并将后桥油散热泵和驱动马达安装后进行试车，发现冷却风扇运转正常，报警消除。

4 对应措施

通过上述分析，导致发动机温度高的根本原因是桥油散热油管出现渗漏。考虑到作业环境的影响，设备底盘积煤较多，并且较难清理，未及时发现渗漏点，导致此次故障的发生。为此，提出以下应对措施：①不定期清理底盘，以及时发现故障或故障隐患，并及时整改；②在两个保养周期之间，检查桥油油位并及时添加。

5 结语

发动机冷却系统使发动机得到适度的冷却，从而保持发动机在最适合的范围温度内工作。结合沃尔沃L180F 型装载机发动机温度高的故障实例，对冷却系统、电气系统和液压系统的工作原理进行分析和研判，运用排除方法确定发动机温度高是桥油散热油管渗漏导致的，通过更换散热油管以及对磨损桥油散热泵的维修，安装后进行试车，发动机温度高故障解除，最后给出预防措施，为此车型此类故障的分析和判断提供依据。