3.4T815S1型自卸汽车举升系统故障分析
举升系统一般由控制机构和液压传动机构组成,而控制机构有气控、电控、液控、机械控制或复合控制。与自卸汽车的其他系统相比较,液压举升系统具有结构复杂,精密度高机、电、气、液综合,故障点隐蔽,因果关系复杂等特点,加之使用场地条件恶劣、操作保养不当等可使各类故障经常发生,且故障的分析及诊断难度较大。要保证车辆的正常使用,就要减少故障的发生以及发生故障后及时排除。
(1)故障产生的原因和预防
①故障原因。汽车超极限非正常使用及违章作业(超载、不按规定使用举升操纵手柄,违章作业等);零部件安装不正确(气、液管路等零部件安装错误或未按要求安装);调整不当(气、液系统压力、限位阀位置及调整,零部件本身及相互间隙的调整不当);未按要求及时保养(未按规定时间、里程定期保养,或保养时更换的油料与要求不符,保养漏项或质量不达标等);零部件本身存在质量缺陷(耐用性、精度等,新的零部件因为质量不合格,造成新的故障);未及时检查修复(油水分离器、防冻泵、管路、油量等);磨损及老化(油泵、油缸、气泵、分配阀密封件等)。
②故障预防。减少液压举升系统产生故障的主要措施,除按规定要求操作外应加强保养,保证液压及控制系统的清洁,做到及时检查、调整、更换,发现问题要及时解决。在排除故障时,注意相关部件的拆装位置,避免人为产生新的故障。
(2)故障诊断方法
掌握故障判断排除方法就能及时准确地排除故障,排除故障前应做到掌握汽车的结构、工作原理、零部件的安装位置及配合等相关数据。
通过问、嗅、听、看、触及操作掌握第一手资料。通过观察,了解车辆的使用及工作状态,了解故障发生时有无特殊气味、异响、温升及振动等,为分析诊断故障原因打好基础对产生的异常特殊现象进行分析,分析可能是哪几个部件发生故障,会产生哪些异常现象。例如,产生特殊异味的部位有离合器、制动片、电线、线圈及油料等;汽车各运动部件发出的异响、振动有空压机、油泵等。在故障分析的基础上,进行诊断,确定产生故障的部位。
常用诊断方法,一是经验法,根据故障现象凭经验断定哪里有问题;逻辑推理法,按工作原理逐步分析,如后面讲述的液压举升故障分析;二是置换法,缺少检测设备,凭经验很难推断某两个以上部件中哪一个有问题时;三是假设法,反向推理,假设某部件有问题,是否会有此故障现象;四是设备检测法,利用专用设备查故障。
故障部位确定后,细致地将需要拆检的零部件正确拆下,观察其中的问题,查找故障的具体部位,根据维修能力决定是否修理或更换,维修后再观察汽车工作运转情况以确定故障是否已经排除。要特别注意,如果新更换的零配件质量不合格,会给故障的分析判断和维修带来误导,加大修理成本,浪费维修时间。对于有条件的专业修理厂,可根据汽车各系统原理,利用原件配置模拟几个各自独立的系统,如液压举升系统、转向助力系统、离合助力及挂挡助力系统等。当汽车发生故障,经诊断怀疑某部件有问题时可拆下,替换到模拟系统中,就能准确地判断该部件是否真正有问题,对于购人的新件也可在此得到检验,各总成修理后经模拟检验合格后再装车能避免或减少返修。
(3) T815S1型汽车举升系统故障分析
T815S1型汽车采用气控液压举升。使用中液压举升装置常常出现各种故障,直接影响到汽车的正常使用。下面分析诊断T815S1型汽车液压举升中出现的故障。
①车厢在举升的极限位置上下摆动而不能停止。此现象说明举升油缸可以克服车厢阻力实现车厢倾卸,表明在到达举升限位前举升系统中液压油量、液压泵及气控压力没有问题,通过对T815S1型自卸汽车液压举升工作原理(图28)的分析可知,当进行举升倾卸作业时,液压油泵工作,气控分配阀滑阀上行,液压油通过调压阀、分配阀进人举升缸内,举升缸逐节伸出,当举升到限制位置(车厢的倾斜角达到50°~52°)时,限位阀调整杆被压缩进限位阀内达5mm时,限位阀前部气控部分起作用,切断通向分配阀下腔的气源,并通过限位阀排除气控分配阀下腔与限位阀间的气压,依靠限位阀内弹簧力使气控分配阀内滑阀复位,从而切断向举升缸供油油路,使举升缸停止在限位位置,保证车厢在极限位置不动。此位置如不能切断油缸进油,则举升缸继续上行。限位阀调整杆被继续压缩,当被压人到15mm时,限位阀内通往油箱的回油孔被打开,进入限位阀的液压油连同举升缸内的液压油经回油孔流回油厢,举升缸下降,限位阀调整杆在弹簧作用下伸出,限位阀回油孔关闭,液压油重新进人举升油缸,举升缸再上行,如此循环造成车厢在倾卸的极限位置上下往复。此状态是设计上对车辆举升工作装置的一种最终保护,但由于此时的振动冲击很大,对车辆各部件是不利的,说明其气路控制已出现了问题,因此必须尽快修复。此种状态表明,限位装置气控部分未能实现车厢在极限位置断油,分配阀滑阀未能回到中间位置,不能切断向举升油缸的供油。造成分配阀内滑阀不能复位的原因,一是进人分配阀下腔气控部分的气未切断或未排气,二是分配滑阀不能在自由状态下自动复位。判断时(在举升工况下)只需将限位阀调整杆压入5mm,拆开分配阀下腔气管接头观察有无气体逸出,正常情况此时应没有气压,如有气压说明限位阀存在问题。可依据逸出气体情况判断,气体有压力且持续,说明限位阀未起作用,没有切断气路,需拆修限位阀气控部分;气体有压,但只有一股,不再有持续气体逸出,说明限位阀内排气孔堵塞,需清洗。如拆开分配阀气管接头后举升缸仍然上升,说明分配阀内滑阀卡住,需拆检清洗气动分配阀内腔及油道。
②举升不能回落。通过原理分析得知,要实现T815S1型自卸汽车车厢回落需要分配阀上腔进气,而下腔排气,实现分配阀滑阀的下行(同时取力器断气油泵不工作)。举升油缸内的液压油通过分配阀流回油箱,实现车厢下落。不能回落的原因是分配阀滑阀未下行到位。不能打开回油通道。造成滑阀不下行的原因有,气压不足(应为690~780kPa),不能克服分配阀内弹簧力使滑阀下移;手动气控操纵阀出现问题,未能在下降位置给分配阀上腔以压缩空气;气控操纵阀未能将气动分配阀下腔的压缩空气排除;分配阀内滑阀卡住。气压是否达标可看驾驶室内仪表盘上的气压表或外接压力表如果是调压系统的问题可对气压调节器进行调整。如果系统压力调整不起作用,检查气泵及气压管路是否泄漏。打开气动分配阀上腔气管接头。在手操纵阀下降位置时,此来气管接头应有足够的压缩空气,如没有或气压不足说明手操纵阀或系统气压有问题。在下降位置打开气动分配阀下腔气管接头应无气压,如有一般压缩气体逸出,说明手操纵阀未能实现排气,需检修。无以上情况表明气控分配阀内滑阀卡住,需进行修理。
③不能实现汽车车厢的举升。这种情况在修理中较为多见,且发生的原因较多。通过原理图(图28)可知,要实现举升就要满足一些条件,有足够的气压,保证取力器的结合及油泵运转,系统建立油压,在气体压力作用下分配滑阀上移,压力油进入液压油缸,产生足够的轴向力(最大可达387kN),克服车厢重力实现举升。检查时将手操纵气阀置于上升位置,按气路和油路两部分依次检查。
a.气路。一是检查储气罐是否达到规定气压(690~780kPa),如达不到此值,检查空气压缩机、气压调节器及气管路是否堵塞或泄漏。二是拆开液压油泵取力器处气管接头检查是否有压缩空气,正常情况下应有足够的气压,否则应检查手操纵阀至储气罐的气管路是否畅通或损坏以及手操纵阀在此部位是否按通了通往取力器及举升限位阀的压缩空气。三是拆开限位阀下腔气管接头如无压缩空气,检查限位阀气控部分,如有压缩气体,进行下一步。四是拆开分配阀下腔气管接头,如无压缩空气检查限位阀气控部分,有压缩气体进行下步检查。五是拆开分配阀上腔气控部分气管接头,正常应无压缩气体。有持续压缩空气说明手操纵阀有问题,有一股气体逸出,说明手操纵阀排气孔堵塞。这几项检查没有问题,再进行油路检查。
b.油路检查。一是检查液压油箱中是否有足够的液压油。按油箱油尺添加。若缺油油缸举不到位,油多时则举升缸下落造成油箱油液外溢。二是检查系统压力,用外接压力表测量系统压力应达到16 MPa,如不足可调整压力调整阀。判断时拧松液压调整安全阀进油口,有压力油溢出,说明油泵已结合运转,无油液喷流说明油泵没有结合工作或已损坏。三是拆松气动分配阀出油口,不喷流说明滑阀犯卡,压力油通过安全调整阀流回油箱。有压力油喷出,说明分配阀滑阀已下移,接通了压力油。四是拆松限位阀回油接头,应无压力油喷溢,有喷溢说明限位阀内油路已泄漏,应对其进行修理。
进行油路管接头拆松观察油液时应有经验,因油箱及管路存油的关系,在拆松接头时也会有油液溢出,但其与油泵工作时的压力油溢出是有区别的,修理时应仔细观察,油泵运转时会在液压管路中产生压力,在修理中应防止油液喷出伤及身体,检修时应做好安全防护及车厢支护,因为T815S1型自卸汽车采用单向多节伸缩油缸,不存在油缸内泄。如有泄漏外观能明显看出,这一点可排除在外,但如是新油缸在更换安装时应注意放气,否则容易破坏油缸的密封件。
④举升缸不能在任意位置停止。可能出现上升途中和下降过程中不能在任意位置停止两种情况。
a.上升过程中不能停止。通过原理图分析,实现车厢举升时,气动分配阀滑阀应处于上行位置,在任意位置停止即是通过气控操纵阀(在停止位置)切断通往分配气动阀下腔的压缩空气,并同时排气,而分配阀滑阀在弹力作用回到中间位置,切断油缸与油箱及油泵的油路,从而实现举升时在任意位置停止。如不能停止,一是继续上行,说明气源未切断或未排气,两种情况都不存在说明滑阀卡死;二是手操纵阀放在停止位置后油缸不再上升、反而下降,手操纵阀故障造成分配阀上腔有压缩空气,或分配阀内下方弹簧变软导致滑阀不能自动处于中立位置。
b.下降过程中不能停止。通过原理图分析,实现下降停止,手操纵阀有两个位置,一是回到“STOP”停止位置,也可置于“O”。置于“STOP”位置前需踩下离合器,以防止油泵取力器结合打齿,损坏机件。在下降中不能停止,一般出现的故障是继续下行,反而上行的少见。继续下行的原因一是分配阀上腔压缩空气未被切断或气体未被排出,手操纵阀有问题;二是分配阀内滑阀不能自由回到中间位置,或是卡住了,或是滑阀下部弹簧弹力比上部弹簧软,造成滑阀不能复位;三是滑阀磨损,油液泄漏,但车厢下降很慢。
在此类故障中,最常见的就是举升缸继续下行,不能停止。问题原因就是气动分配阀下腔复位弹簧变软,使其内滑阀不能回到中间位置。造成此结果的原因是驾驶员长期违章操作。驾驶员为图方便,时常将手操纵阀置于下降位置,而不回到行驶“0”位置,使分配阀上腔长期带有气压。即使汽车发动机不工作,气压仍然存在,致使分配阀下腔弹簧长期处于压缩状态,弹簧逐渐变软。当分配阀上腔断气后因为弹力的减弱滑阀不能复位,造成液压油流回油箱,举升缸不能在任意位置停止。
这说明驾驶员在进行操作时必须清楚机构的工作原理,认真按机械操作要求去做,避免由于操作不当而引起不必要的损失。
(4)汽车行驶中防止车厢举升的措施
操作中个别驾驶员违章作业,在倾翻作业结束后,不将手操纵阀回“0”位,而是时常将手操纵阀长期置于下降或“STOP”停止位置,前者易造成分配阀下腔弹簧长期受压,造成机械零件疲劳失效,从而引起故障;后者使液压油泵长期处于工作状态,引起磨损加剧以及行驶中操纵失灵,容易引发车厢举起顶撞限高线缆、桥梁等事故。如果在设计中将驻车制动阀连接在举升手操纵阀之前(相当于开关),只有当停车状态即驻车制动起作用时才有气压进人到手操纵阀内,此时进行车厢举升作业才能有效,而在汽车行驶时由于驻车制动阀切断气源,即使驾驶员进行举升操作,液压泵也无法接合运转,从而避免因错误操作引起的举升事故。
由于结构设计需求不同,T815S1型自卸汽车的驻车制动阀(手刹阀)是在行车时给气,不能满足行车断气要求,需要进行结构更改。设计变更原理,如图29所示。