浅析轨道车齿轮箱润滑油乳化问题

浅析轨道车齿轮箱润滑油乳化问题

王宝

宝鸡中车时代工程机械有限公司 陕西宝鸡 721003

【摘要】 轨道车在组装、运输过程中，受外部环境影响，经常发生齿轮箱润滑油乳化问题，针对此问题，本文详细分析了乳化发生的原因，并提出了预防措施及解决方案。

【关键词】轨道车辆、齿轮箱、润滑油、乳化

引言

近年来，随着轨道交通技术的快速发展，越来越多的城市大规模发展轨道交通，由于轨道车辆的运行工况复杂多变，而且轨道车辆在生产组装、发运过程中经常遭遇恶劣天气，造成水分等杂物进入齿轮箱内部，引发齿轮箱润滑油乳化失效。齿轮箱润滑油乳化之后，无法起到润滑作用。齿轮箱作为轨道车辆转向架的驱动重要部件，对车辆的整个运行状态起着至关重要的作用。因此，良好的润滑状态可以大大提高齿轮箱工作状态和使用寿命，从而提高产品的质量。

1.齿轮箱润滑油乳化机理

润滑油发生乳化的三要素：水分、表面活性物质和能量。表面活性物质是一种两亲分子，具有亲油和亲水的性质，由于表面活性物质的作用使本来不能混合到一起的两种液体能够混到一起的现象称为乳化。润滑油中混入水分和表面活性物质后，在循环流动、高速搅拌的情况下，便会发生乳化。此时，表面活性物质吸附在油水两相界面上，以亲油亲水基团使油和水连接而不易分离，水滴可以稳定地分散于油中。随着润滑油中水分的不断增加，由于活性物质的存在，润滑油渐渐变成乳白色，齿轮箱内部润滑油表面产生泡沫并不断增加，在齿轮箱底部存在乳白色沉淀物。

通过厂内油液乳化实验分析对比，一旦齿轮箱润滑油发生乳化后是不可恢复，油液颜色一直呈糊状乳白色，说明了油液乳化的不可逆性；通过油液静置和剧烈摇晃实验，油液只有在循环流动、高速搅拌的情况下才会发生乳化，说明了油液乳化时需要能量；因此，油液乳化后的不可逆性和乳化时需要能量是判断油液乳化的必要条件

2.齿轮箱润滑油乳化的危害

轨道车辆齿轮箱的主要作用是将动力传输给车轴进而带动车轮转动，为轨道车提供牵引动力。乳化后的润滑油润滑性能下降，使油膜不易建立，将会造成齿轮轴承等零部件的急剧磨损，最终导致轴承损坏、齿面剥离等严重后果，对轨道车的的运行构成严重威胁。

3.齿轮箱润滑油乳化分析

厂内外多次发生齿轮箱润滑油乳化现象，主要是齿轮箱内部进水造成的，针对我厂出现的轨道车齿轮箱润滑油乳化现象进行了原因分析，主要有以下4个方面：
（1）润滑油加注过程

齿轮箱组装完成后，进行跑合试验之前进行试验油加注，跑合试验完成后将跑和用油排出齿轮箱；轮对在与转向架落架组装后整车落车之前需进行油液加注。齿轮箱组装过程中，需要2次打开加油口盖，用加油桶等容器进行加注，加注过程中存在齿轮箱润滑油混入水等杂质的可能，而试验后未能将试验用油完全排出。
（2）调试维护
轨道车厂内在调试过程中，齿轮箱迷宫密封部位会出现甩油现象，齿轮箱润滑油量减少时需补油，临时补油加油容器等黏有水分或潮湿也会导致润滑油污染乳化。
（3）发运过程
部分地铁轨道车由于发运的特殊性，通常采用底盘较低的汽车运输，由于汽车底盘离地面较低，雨天运输时，高速行驶速度较快，雨水飞溅在齿轮箱附近形成较大水雾。齿轮箱呼吸孔在此恶劣工况下，水气通过呼吸孔进入齿轮箱内部，造成润滑油出现乳化现象。
（4）乳化后油未排干净
从齿轮箱内部结构分析，轴承和齿轮均采用飞溅润滑，齿轮箱箱体底部均设有油池存储润滑油，轴承座设有集油槽和回油孔，从动齿轮飞溅的润滑油经轴承座上集油槽流入轴承内部润滑轴承。乳化后的润滑油滞留在集油槽、回油孔、箱体内壁和齿轮上，若齿轮箱润滑油未完全排干净，将对新加入的润滑油造成二次污染，导致新油乳化变质。

4.齿轮箱润滑油乳化预防措施

（1）加注过程控制措施

润滑油应放在厂内专门的油库，作业人员在加注之前需将润滑油密封保存，油液加注时迅速完成注油操作，不能间隔太久。加注容器应固定放置在干燥、无尘的环境中，并在使用之前进行检查清理。

注油之前，用棉纱将齿轮箱加油口附近擦干净，油液必须经过过滤网，不得将油直接注入齿轮箱，注油完毕后，拧紧加油口盖。

（2）补油时的控制措施

轨道车在厂内调试过程中，由于齿轮箱内部甩油现象不可避免，当齿轮箱油位下降至油窗中线以下时，就要及时补油。临时补油，注油容器必须干净、干燥，室外补油尽量避开雨天。

3. 发运时的控制措施

若轨道车采用汽车发运，发运之前需对需对油液状态进行检查确认。在运输的过程中，需对整机进行防护，并对齿轮箱呼吸口进行专项防护后才可进行发运，并将此项点纳入质量专项检查项点。

（4）齿轮箱润滑油乳化后的控制措施

轨道车在运用中发现齿轮箱润滑油乳化，要及时更换乳化的润滑油，应在热态下放油（未完全冷却即可），冷却后的齿轮箱润滑油容易粘在箱体内壁，导致油液不能完全排放干净，排油时应等到排油口乳化的油液5分钟内不再流出为止。对发生乳化后更换了新油的齿轮箱，必须重点观察其是否再次乳化，如果再次发生乳化，按照文中5.齿轮箱润滑油乳化的解决措施步骤重新更换新油，直至不再乳化为止。

5.齿轮箱润滑油乳化处理方案

（1）齿轮箱排油：将容器置于齿轮箱排油孔下方，拆除注油堵组件，直至5分钟内无油滴排出；

（2）齿轮箱油清洗：从齿轮箱注油孔注入新的齿轮箱润滑油（与原润滑油型号保持一致），齿轮箱润滑油由排油孔再次流出时停止，直至5分钟内无油滴排出即可；

（3）齿轮箱内部清洁：将齿轮箱底部油泵座拆除，用无纺布将齿轮箱内壁附着的油液擦干净，转动油泵将内部的油液甩出，并将油泵座上的油泥擦除；

（4）安装油泵座：通过石棉纸调整垫保证油泵齿轮正常啮合，将油泵座配合面清理干净，将销安装在下箱体对应孔中，在箱体配合面涂抹卡夫特K-586密封胶，恢复油泵座安装；

（5）安装排油堵组件：清理磁堵表面的杂质，重新更换密封垫圈，安装排油堵组件；

（6）齿轮箱注油：向齿轮箱注入新的润滑油，油面加注到油窗标线的中间位置，车辆低速10-20km/h行驶，往返运行15分钟以上；

（7）油液颜色状态确认：通过油窗观察油液颜色，如油液颜色清亮无异常，视为油液更换成功；如油液浑浊呈乳白色，需根据上述步骤再次换油，直至油液恢复正常为止；

（8）结合面检查：油液更换完成后，需对箱体各结合面仔细检查，确保无渗现象。

6.结束语

综上所述，通过对轨道车齿轮箱润滑油乳化问题进行分析，明确了乳化的机理，制定了有效的预防预防措施，并提出了齿轮箱润滑油乳化的处理方案，使此问题从根本上得到解决。在后续轨道车齿轮箱组装、发运过程中均未发现润滑油乳化问题，确保了车辆齿轮箱润滑油的工作状态良好，为车辆安全运行奠定了坚实的基础。

参考文献：

［1］张瑞青.汽轮发电机组润滑油乳化的原因及预防措施.沈阳工程学院学报，2006，2：124-126.

［2］李洪志.CRH3动车组三级修齿轮箱机油乳化原因分析与预防.中国高新技术企业.2016,2:35-36.

作者简介：王宝（1986 ，5），性别：男，民族：汉族，籍贯：陕西 西安
职务/职称：助力工程师，学历：本科，单位：宝鸡中车时代工程机械有限公司
研究方向:轨道工程机械，单位所在的陕西省宝鸡市，邮编721003