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在大型远洋船舶机舱里，对主机吊缸检修时，一般都用气液增压泵提供较高液压力将缸盖液压螺栓拉长来拆装液压螺帽，因此气液增压泵也属于主机标配的液压专用工具之一。 一：故障概况、检查与处理措施 1：故障概况 某轮主机型号MAN B&W 7G80ME，根据维护说明书要求，在吊缸检修时，气液增压泵出口油压需达2200bar方能进行缸盖螺栓的拆装。在最近一次吊缸维修期间，发现气液增压泵的出口压力仅能增高到1200bar且不能保压的异常现象，达不到说明书中规定的油压要求，导致固紧缸盖的液压螺帽拆不下来，使维修工作不能有序顺利开展，只能暂停吊缸作业而去检修该泵。 2：外部检查 检查驱动气源压力0.7MPa，符合技术参数要求；检查空气连接软管和接头，无破损无漏气，正常；检查空气压力调压阀③动作灵敏；检查空气开关控制阀②动作正常。拆检回油阀①密封锥面无划伤变形，正常；出口油压表⑤在泄压后能归零位，在升压期间指针无卡滞现象，动作正常；检查高压油软管与液压拉伸器，无破损无泄漏，正常。请参图一。
3：内部检查和处理措施 拆开泵箱后盖，取下空气泄放口处的消声器，泵压期间，发现有油雾伴随空气一起从泄放口涌出，且油压增加越高，喷出油雾就会越浓。据说明书中结构图判断，应是增压柱塞的相关密封损坏导致油缸增压腔室与气缸空气腔室间串通，随着压力的逐渐升高，液压油的漏泄量也将渐进增大。当压力达到1200bar时，漏泄量、吸入量和排出量则会达到相对平衡。此时，尽管气动活塞仍在往复驱动，但出口油压则不会继续升高。 由此可知，根据气液增压泵出口油压所能达到并保持的最高点来判断增压柱塞密封损坏的程度也是可行的。若出口油压越高，则增压柱塞密封效果就越好；反之，则说明增压柱塞密封性能较差。诚然，若空气压力调压阀③的设定值不变时，也可根据消声器所发“噗噗”声的频率来判断该泵的自动保压功能是否正常。压力自保期间的工作频率也可作为判断高压油侧管系阀件漏泄程度的间接依据， 当取下泵箱后盖在泵压期间，通过观察回油阀与油箱间相连接的透明塑料回油管，发现其内无油流，故判断回油阀①的密封性能良好。 为了进一步对该泵进行检查和保养，把整个增压泵组从泵箱内取出，拆检气缸活塞组件正常；拆检油缸的进、出油阀组件，弹簧无断裂，球形止回阀无变形。拆检增压柱塞的密封组件，发现V型密封圈和其密封支撑环（back-up ring）已磨损老化，故判断这是导致漏油不能继续增压的直接原因。因船上没有相关备品，只有临时采用尺寸相符的O-Ring代替予以勉强维持使用。拆检期间，对油箱进行清洁，液压油换新。请参图二。
二：气液增压泵的结构和技术参数 1：结构组成 该轮主机所标配的气液增压泵型号：LC-HPV-350 ；生产厂家：上海乐春重工机电设备有限公司；该泵结构主要是由油箱、空气管系及附件、液压油管系及附件、泵总成（气缸+油缸）等构成。下图为泵总成结构示意图（零部件名称请详见说明书）。泵体采用铝合金及不锈钢制造，密封件为专用材质进口品。请参图三。
2：技术参数
三：气液增压泵的工作原理 气液增压泵是以压缩空气为动力源的一种活塞往复式液体增压泵，利用低压空气在大面积活塞端上产生的驱动力转换为小面积活塞端上的高压液体力。大小两活塞面积比也即增压比决定了泵的最大输出压力。 工作时，当驱动活塞带动增压柱塞一起向后运行时，将液体吸入泵内，此时油缸进口处的单向阀打开，出口单向阀关闭；当驱动活塞带动增压柱塞一起向前运行时，在油缸内会形成一定压力，该压力会将油液进口处单向阀关闭，出口处单向阀打开，高压液体就从出口单向阀排出。 随着输出油压力的增高，活塞运动的往复速度则会减慢直至停止，此时，作用在大面积活塞端上的驱动气压力等于作用在增压柱塞上的油压力，增压泵输出油压力恒定，处于自动保压工作状态，且能量消耗最低，无油温之困扰，各部件停止工作。 若有其它原因造成出口油液压力下降时，增压泵将会自动启动，补充泄露压力，保持出口回路油压力恒定。 四：气液增压泵自动往复工作过程
根据气液增压泵的结构示意图和工作原理图（请参图四）来阐述其吸油过程、增压排油过程和自动保压工作模式。由该泵结构示意图可以看出，部件⑥差动气控换向阀（二位四通阀）采用的是单气控非平衡动作原理，即主阀芯两侧的控制活塞面积不一样，左侧大右侧小，但控制气源压力一样。驱动气缸两端的上下限位阀④&⑦（也称先导阀）采用的是二位二通阀。油缸进出油阀采用的是球形（钢珠）单向止回阀。 先打开压缩空气阀并依据所需增压比设定空气压力调节阀③即驱动空气压力值的大小，再打开空气控制阀②开始启动气液增压泵工作，然后再慢慢关闭回油阀①开始向出口油路供油，请参图一。 1：油液吸入过程 工作时，当气动活塞在气缸内向上运行时，则与其同轴机械连接的增压柱塞也会上移，在增压油缸内产生一定真空，液压油将通过吸入单向阀进入油缸内，而此时出口单向阀保持关闭； （1）：先导气路 压缩空气经泵体上的①口进入气缸上盖后，分成3路，其中一路气流导入上限位阀④ 的上方，因其处于关闭位置，故先导空气停止向下流动。另一路流入主阀芯右侧腔室，使主阀芯左移。 （2）：驱动气路 因主阀芯左移，则通道P→B, A→T。最后一路在主阀芯右侧控制端腔室向下经B口进入气动活塞③的下部腔室，驱动活塞向上并带动增压柱塞也向上运动。而气动活塞③上部腔室的压缩空气经A→T口泄放。 （3）：油液吸入过程 因增压柱塞向上运动，使油缸内产生真空，吸入阀⑩克服弹簧作用而打开，油液流入油缸完成吸油动作，而出油阀保持关闭。 2：油液增压排出过程 工作时，当气动活塞在气缸内向下运行时，会带动增压柱塞一起下移，并对增压缸内的油液进行压缩，将压力增高的油液通过出油单向阀排出油缸，而此时进油阀在油压和弹簧的作用下保持关闭； （1）：先导气路 当气动活塞③移动到气缸上方时，顶开上限位阀④，使先导空气向下流动到下限位阀⑦的下方，同时也经先导空气导管⑤向上流入差动气控换向阀⑥的左侧控制腔室，因换向阀芯左侧控制端面积大于右侧，故主阀芯在压差的作用下右移进行换向。 （2）：驱动气路 因主阀芯右移完成换向，此时通道状态：P→A, B→T。则压缩空气进入气动活塞③的上部腔室，驱动活塞向下并带动增压柱塞也向下运动。而气动活塞③下部腔室的压缩空气经B→T口泄放。 （3）：油液增压排出过程 因增压柱塞向下运动，进油阀⑩在弹簧和油压作用下保持关闭，并对油缸内的油液进行压缩增压。当油缸内的油压力大于出口回路内的压力和出油阀的弹簧力时，出油阀打开并向出口油路排出更高的压力油。 3：自动保压工作模式 当该泵工作时，差动气控换向阀⑥在气缸上下限位阀④&⑦的控制下作往复切换工作，控制气动活塞和增压柱塞以极快的速度作往复动作，随着输出油压力的增高，活塞往复运动的速度减慢直至停止。根据压力=压强x面积公式和力平衡关系可知，压缩空气作用在气动活塞上的驱动力等于油缸内的油液作用在增压柱塞上油压力。此时，各部件停止工作，增压泵输出的油压力恒定，且能量消耗最低，即气液增压泵处于自动保压工作模式。 若泵出口回路的油压系统产生压力降，则增压泵将自动启动，补充泄露压力，保持回路压力恒定。 若出口油压表⑤上的读数与实际所需的工作油压力有误时，此时可调节空气压力调压阀③，利用调 节压缩空气压力达到所需的工作油压力，请参图一。 五：气液增压泵的使用注意事项（总结） 1：按说明书要求选用液压油牌号，并保持液压油系统干净免遭污染； 2：压缩空气系统必须安装可靠的汽水分离器，保持空气干燥不能带有水汽操作； 3：在操作前，必须检查管线和接头清洁无泄漏，谨防爆管导致高压油喷射伤人。 4：在操作前，根据所需出口油压力和增压比计算出驱动空气压力，并对空气压力调节阀进行相应设定，以利用增压泵的自动保压工作特性。这也要求空气压力调压阀的动作精准与灵敏。 5：操作时，缓慢打开空气控制阀，以避免启动压力太高。 6：操作时，若发现气缸内驱动活塞的排气中有油雾泄漏现象，必须及时更换增压柱塞的V型密封圈。 7：拆装维修时，增压油泵的吸排油阀组件不能装反。 8：增压泵的压力表必须反应灵敏可靠，否则必须进行检查、修理或者更换。 本文作者：张献宝轮机长 崔荣健（江苏海事职业技术学院） |
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