李洪誌

（中車唐山機車車輛（liàng）有限公司，河北唐山，063035）

　　摘　要：CRH3型動車組是通過引進、吸收德國西門（mén）子技術，由中車唐山機車車輛有限公司製造。動車組三級修是指從新（xīn）造、四級或五（wǔ）級檢修後動車組運行裏程達120±12萬km或運行周期達到（dào）3年（nián）（先到為準）主（zhǔ）要針對轉向（xiàng）架進（jìn）行的一次（cì）檢修。文章介紹了（le）CRH3型動車組（zǔ）在三級修中齒輪箱機油乳化原因，並提出了控製預（yù）防措施以及實施的效（xiào）果。

　　關鍵詞：CRH3型動車組；三級修；齒輪箱機油乳化；轉向（xiàng）架；機油
　　CRH3型（xíng）動（dòng）車組（zǔ）是通過引進、吸收德國西門子技術，由中車唐（táng）山機車車輛有限公司製造。動車組三級修是指從新造、四級或五級檢（jiǎn）修（xiū）後動車組運（yùn）行裏程達120±12萬km或運行周期達（dá）到（dào）3年（先到為準）主要針對轉向架進行的（de）一次檢修（xiū）。齒輪箱機油中的水含量新油（yóu）應為痕（hén）跡，當水含量超過0.5%時就應（yīng）當更換齒輪箱機油。機油中的（de）水分與機油混合後，會使機油出現肥皂泡（pào）樣的（de）白色液體，說明機油已被乳化。

　　本文介紹了三級修後動車組（zǔ）齒輪箱，運營過程中（zhōng）時常出現的齒輪箱（xiāng）機油乳化現象的（de）原因、相應的控製預防措（cuò）施以及實施效果。
　　1　齒輪箱機油乳化的危害（hài）及後果
　　牽引齒輪箱的（de）主要（yào）作用是（shì）將電機（jī）扭矩放大，並傳輸給車軸進而帶動（dòng）車輪轉（zhuǎn）動，為列車提供牽引動力。現有CRH3型係列動車（chē）組用齒輪箱主（zhǔ）要由弗蘭（lán）德（FLENDER）公司、采埃孚（ZF）公司提供。自CRH3C型動車組轉（zhuǎn）向架（jià）齒輪箱三級修以來，廠內外多次發生齒輪箱機油乳化現象，齒輪箱機油乳化主要（yào）是齒（chǐ）輪箱進水造成的。乳化後的機油潤滑性能下（xià）降，使油膜不易建立，將會造成齒輪軸承等零部件的急劇（jù）磨損，Z終導致軸（zhóu）承損（sǔn）壞（huài）、齒麵剝離等嚴（yán）重後果，對動車組的可靠運行構成嚴（yán）重威脅。發生機油乳化的齒輪箱需要及時更換（huàn）機油，嚴重的需要更換輪對，因此將（jiāng）占用大量無效工作時間（jiān），增加了工作（zuò）量和成本，因此提前采取控製（zhì）預防措施以防止或（huò）減少機油乳化現象的發生，對降低成本、提（tí）高（gāo）效率具（jù）有積（jī）極的意義。

　　2　機油乳化機理
　　機油發生乳化必須具備三個條件：水分、表麵（miàn）活性物質和能量。由於表（biǎo）麵活性劑的作用使本來不能混合到一起的兩種液體能夠混到一起的現象稱為（wéi）乳化（huà），乳化後的機油成乳白色。表麵活性物質（zhì）是（shì）一種兩親分子（zǐ），具有親油和親水的性質（zhì），使之（zhī）易（yì）於在油水界麵上吸附（fù）並富（fù）集，它可以顯（xiǎn）著降低油水界（jiè）麵的張力，改變了界麵（miàn）狀態，油中混入水分和表麵活性物質後，在循環流動、高速攪拌的情況下，便會發生乳化。此時，表（biǎo）麵活性物質吸附（fù）在油水兩相界麵上，以親油親水基團使（shǐ）油和水連接而不易分（fèn）離（lí），水滴可以穩定地分散於油中。

　　3　齒輪箱機油乳化原因
　　針對出現的CRH3型動車組齒輪箱機油乳化現象進行了原因分析，整理並歸納為以下五個主要方麵：
　　3.1產品設計
　　齒輪箱密封係統（tǒng）分為接觸式密封和非接觸式密封（fēng）。
　　3.1.1接觸式（shì）密封。傳動齒輪箱內，合箱麵、軸承座、觀（guān）察（chá）窗等與箱體結合處均為接觸（chù）密封，並采用塗密封膠的方式密封，該種密封膠能夠更好地適應鋁（lǚ）合金材質箱（xiāng）體接合麵密封，所有密封方式結構簡單、性能可靠。

　　3.1.2非接（jiē）觸（chù）式密封。對於傳動齒輪箱中（zhōng）主（zhǔ）動齒（chǐ）輪軸和車軸貫通部位的密封：若采（cǎi）用接觸（chù）式密封，骨架油封或其他（tā）類型密封圈與（yǔ）旋（xuán）轉軸之間的材料（liào）有（yǒu）磨損，很難做到更換周期與輪（lún）對維護周期的匹配，這對（duì）安裝在轉向（xiàng）架上（shàng）的齒輪箱內的磨（mó）損密封（fēng）件的檢修和更換很不方便；若采用非接觸式密封，則不存在任何（hé）接觸（chù）磨損，能夠滿足正常檢修周（zhōu）期（qī）。因此在設計時齒輪箱貫通部位的密封均采用非接觸式密封，即在主動齒輪軸的電（diàn）機側和車軸貫通（tōng）部位的密封均采用間隙密封和帶有甩油環的（de）機械式迷宮密封的聯合密封方式，如圖1所示：

　　綜上所述，非接觸式密封結構複雜，密封可靠性差，由於設（shè）計結構的天生缺陷，水很容易從迷（mí）宮密封處進入齒輪箱內，與內部機油混合後，引起（qǐ）機油乳化。
　　3.2齒輪箱外殼清洗
　　清洗是（shì）動車組齒（chǐ）輪箱三（sān）級（jí）修（xiū）過程中（zhōng）不可缺少（shǎo）的一道工序，由（yóu）於齒（chǐ）輪箱輸入軸和輸出軸部位的密封采用的是非接觸（chù）式迷宮密（mì）封，齒輪箱清洗時水或清潔劑通過迷宮密封處的間隙流入齒輪箱，造成齒（chǐ）輪箱機油乳（rǔ）化。

　　3.3運用維護
　　動車組在（zài）運用過程中，齒輪（lún）箱迷宮密封部位（wèi）或多或少都會出現漏（lòu）油、甩油現象，齒（chǐ）輪箱機油量（liàng）減少時需補油加油，臨時補（bǔ）油加油容器等黏（nián）有水分或潮濕（shī）也會導致（zhì）油汙染乳化。
　　3.4乳化後的廢油未排幹淨
　　齒輪箱已乳化的廢油未完全排幹淨，在向齒輪箱注入（rù）新油時，齒輪箱內部已乳化的殘（cán）留機油與新油混合，Z終導致二次汙染乳化。
　　3.5油品（pǐn）水含量超標
　　新油水含量超標，導致齒輪箱機油乳化變質。
　　4　控製預防（fáng）措施
　　4.1進一步優化齒輪箱密封結構
　　經過對弗蘭德齒輪箱持續跟蹤調查發現，齒輪箱大齒輪外（wài）側迷宮密封（fēng）處普遍滲油，少（shǎo）數齒輪箱大齒輪內側迷宮密（mì）封處滲油，個別小齒（chǐ）輪內側、小齒輪外側等（děng）部位也有滲油現象。上述滲漏（lòu）原因在於Z初設計的齒（chǐ）輪密封結（jié）構為2道2腔密封，密封（fēng）效果不良，在進行升級為2.429齒輪箱後，將密封結構改為3道3腔密封，密封效果有了顯著改善（shàn）。因此齒輪箱（xiāng）迷宮密（mì）封處的（de）結構優化還有很大的改（gǎi）善空間（jiān），如對排水孔尺寸進行優化、增（zēng）加防水（shuǐ）擋圈等都能有效提升齒輪箱密封性能。

　　4.2加強齒輪箱（xiāng）三級修清洗時（shí）的防護
　　齒輪箱外殼（ké）清洗前迷宮密封（fēng）處應做好防護，清洗過程中嚴禁采用高壓水對著迷宮（gōng）密封處進行衝（chōng）洗，也不可采用水淋（lín）的方式清洗，迷宮密（mì）封（fēng）部位Z好采用濕潤的百潔布（bù）進行擦洗，清洗完（wán）成後Z好打開放油（yóu）堵，查看是否有（yǒu）水流出。

　　對於不慎進水或乳化的齒輪箱，采用內部（bù）清洗的（de）方法對齒輪箱進行清洗，打開注油堵，用注油機將（jiāng）齒輪箱油注入（rù）。觀察（chá）油位計，油麵在Z大及Z小線之間。啟動輪對轉動機，轉速為100±10轉/min，轉動時間為（wéi）15min。打開放油塞將齒輪箱機油放入新的盛油容器內（nèi），並觀察放出潤（rùn）滑油狀（zhuàng）態，齒輪箱機（jī）油應清澈。如果齒輪箱油有乳化發白的現象，重（chóng）新按上述（shù）步驟操作，直至放出的齒輪箱油清澈為止。
　　實踐（jiàn）中發現，齒輪箱三級修後機（jī）油乳化80%是由（yóu）於（yú）迷宮密封（fēng）處進水造成的，因此齒輪箱三級修過程中（zhōng）迷宮密封處防護好壞（huài）對杜（dù）絕齒輪箱進水、減少機（jī）油乳化具有直接顯著的影響。

　　4.3補油（yóu）加油（yóu）時的控製
　　動車組運營過程中，由於齒輪箱漏油、甩油現象不可避免，當齒（chǐ）輪箱機油位下降至油（yóu）位計下刻線以下時，就要及時補油加油。臨時補油、加油（yóu）容器必須幹淨無水分，運輸過程中（zhōng）不能被雨水淋濕，以免雨（yǔ）水進入容器，造（zào）成齒（chǐ）輪箱機油乳化。

　　4.4乳化（huà）後的控製要求
　　動車組在運（yùn）用中發現齒輪箱機（jī）油（yóu）乳化，要及時放出乳化的齒輪箱機油，應在熱態（tài）下放油，不允許冷卻後放油（yóu），冷卻後的齒輪（lún）箱油容易附著在箱體（tǐ）內部，導致油液不能（néng）完全（quán）排（pái）放幹淨，排油時應等到乳化的油液不再流出為止。從齒輪箱內部結構看，軸承和齒輪均（jun1）采用飛濺潤滑，齒輪箱箱體底部均設有油池存（cún）儲潤滑（huá）油（yóu），軸承（chéng）座設有集油（yóu）槽和回油孔，從動齒輪飛濺的潤滑油經軸承座上集油槽流入軸承內部潤滑軸承。乳化後的齒輪箱油滯（zhì）留在集油槽、回油孔、箱（xiāng）體（tǐ）內壁和齒輪上，若齒輪箱油不（bú）能完（wán）全排幹淨，將對新加入齒輪箱的（de）機油造成二次汙染，導致新油乳化變質。對發生乳化後更換了新油的齒（chǐ）輪箱，必（bì）須重點觀察其是否再次乳化，如果再次發生乳化，按上述步驟重新更換新油，直（zhí）至不再乳化為（wéi）止。

　　4.5新油的控製要求
　　新油水含量超標（biāo）將會造成批量齒輪箱機油乳化（huà），因此檢修部門和運用部門應定期對新齒輪箱油樣品送檢化驗，避（bì）免新油水（shuǐ）含（hán）量超標引起的齒輪箱（xiāng）機油乳化。
　　5　實施效果
　　前述控製預防措施在CRH3型動車組三級作業中得到了實施，從實施的（de）結果來看，由（yóu）於采用了控製預防措施，三級修新出廠車組未再出現齒輪（lún）箱機油乳（rǔ）化現象，該措施使得這一問題得到（dào）了根本解決，實施效（xiào）果非常顯著。
　　6　結語
　　隨著對高速動車組運用情況認識的加深，齒輪箱的結構也在進（jìn）行不斷（duàn）改進和優化。動車（chē）組投入運行初期即發現的密（mì）封結構不良、齒（chǐ）輪箱潤滑油乳化等（děng）問題，暴露了國外設計公司未考慮非接（jiē）觸式迷宮密封處外部水進入箱體問題。齒輪箱機油乳化使得機油（yóu）潤滑能力下降，齒輪（lún）箱內部零件急劇（jù）磨損鏽蝕，嚴重影響列車的性能、壽命及安全，對於高速動車組其影響則（zé）更為顯著。經過不斷的探（tàn）討與研究（jiū），總結出了一套成熟的針對CRH3型動車組三（sān）級修的（de）控製預防措施，該措施使得齒輪箱機油乳化問題得到基（jī）本解決，同時實踐驗證了該（gāi）措施在提高效率、降低成本等方麵具有明顯成效。

來源：《中國高新技（jì）術企業》2016年8期