VOLVOL220E裝載機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)故障分析

韓喜峰

摘要：制動(dòng)系統(tǒng)是裝載機(jī)重要組成部分，在輪式裝載機(jī)中起著非常重要的作用，是保證人身安全、輪式裝載機(jī)正常運(yùn)行的重要保障。本文以VOLVOL220E型裝載機(jī)為例，著重闡述該型裝載機(jī)制動(dòng)液壓系統(tǒng)的組成及工作原理，結(jié)合實(shí)例對(duì)制動(dòng)液壓系統(tǒng)故障進(jìn)行分析研究。

關(guān)鍵詞：裝載機(jī);制動(dòng)系統(tǒng);壓力低;故障分析

0 ?引言

目前，裝載機(jī)常用的制動(dòng)形式主要由兩大類(lèi)：①氣-液制動(dòng)系統(tǒng);②全液壓濕式制動(dòng)系統(tǒng)。VOLVOL220E型裝載機(jī)全車(chē)采用全液壓濕式，操作包含兩條液壓回路，一條供前橋，一條供后橋，前后橋均裝有濕式盤(pán)式制動(dòng)器。全液壓濕式制動(dòng)系統(tǒng)采用液壓油為工作介質(zhì)，高壓油推動(dòng)前后橋制動(dòng)器產(chǎn)生制動(dòng)力矩，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)目的。

1 ?全液壓制動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

根據(jù)功能、作用不同全液壓濕式制動(dòng)系統(tǒng)分為行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)（腳制動(dòng)）、緊急和停車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)（手制動(dòng)）兩部分。裝載機(jī)行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)用于行駛時(shí)降速或停止;緊急和停車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)由緊急制動(dòng)電磁閥控制，它用于停車(chē)后的制動(dòng)，或行車(chē)制動(dòng)失效時(shí)的應(yīng)急制動(dòng)。此外當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障（行車(chē)制動(dòng)回路中的蓄能器內(nèi)油壓低于設(shè)定值下限）時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)切斷緊急制動(dòng)電磁閥電源、變速器掛空檔確保裝載機(jī)行車(chē)安全。一般來(lái)講，裝載機(jī)全液壓雙回路濕式制動(dòng)系統(tǒng)由制動(dòng)液壓泵、充液閥、制動(dòng)閥、蓄能器、行車(chē)制動(dòng)器、停車(chē)制動(dòng)器、壓力傳感器以及管路等部件組成。蓄能器均為囊式蓄能器，其作用是儲(chǔ)存壓力油以供制動(dòng)時(shí)應(yīng)用。制動(dòng)回路采用雙單向回路，雙單向閥能保證兩個(gè)制動(dòng)回路互不干擾。兩個(gè)制動(dòng)回路有一個(gè)失效時(shí)，雙單向閥自動(dòng)關(guān)閉未失效的制動(dòng)回路與充液閥的通道，保證未失效的制動(dòng)回路仍可實(shí)施制動(dòng)。此時(shí)失效回路則與充液閥相通，行車(chē)制動(dòng)低壓報(bào)警開(kāi)關(guān)動(dòng)作，報(bào)警蜂鳴器響，提醒操作員立即停車(chē)檢查。當(dāng)緊急制動(dòng)電磁閥的電磁鐵得電時(shí)，停車(chē)和緊急制動(dòng)解除，整機(jī)可以運(yùn)行。當(dāng)停車(chē)或遇到緊急情況而操縱電磁鐵失電時(shí)，整機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)。裝載機(jī)制動(dòng)液壓系統(tǒng)為全封閉系統(tǒng)，沒(méi)有油氣排入大氣，污染小;通過(guò)制動(dòng)踏板操縱液壓制動(dòng)閥，只需施以較小的踏板力可產(chǎn)生很大的制動(dòng)力，操作輕便;液壓油的可壓縮性比空氣低得多，制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間短;制動(dòng)泵與液壓系統(tǒng)合用一泵，與氣頂油鉗盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)相比，無(wú)空氣壓縮機(jī)，無(wú)氣路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠，有一定的節(jié)能作用;雙回路制動(dòng)特點(diǎn)保障整車(chē)制動(dòng)更安全可靠;蓄能器的使用時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)或液壓泵動(dòng)力消失后仍然可以實(shí)施制動(dòng)，制動(dòng)安全可靠;制動(dòng)閥滑閥能實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)壓;系統(tǒng)元件較少，體積小，回路簡(jiǎn)單，便于安裝和維護(hù)。

2 ?VOLVOL220E型裝載機(jī)制動(dòng)液壓系統(tǒng)工作原理

VOLVOL220E裝載機(jī)制動(dòng)液壓系統(tǒng)主要由液壓泵、液壓油箱、蓄能器、低壓報(bào)警傳感器（SE502）、泵流量控制閥（MA202）、充壓選擇閥（MA504）、充壓失敗傳感器（SE504）、腳踏閥等部件組成。該車(chē)共有三個(gè)液壓泵，分別為P1、P2、P3泵，其中P1為主工作泵、P2為轉(zhuǎn)向泵、P3為風(fēng)扇制動(dòng)泵，雖然三個(gè)液壓泵分工不同，但它們均能為制動(dòng)系統(tǒng)充壓，P1、P2泵稱(chēng)為機(jī)械充壓，P3泵稱(chēng)為電子充壓。P3泵作為制動(dòng)系統(tǒng)的主泵，將液壓油輸送至冷卻風(fēng)扇，并確保在運(yùn)輸操作中為制動(dòng)器提供制動(dòng)壓力。P2作為轉(zhuǎn)向主泵首先為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)向動(dòng)力，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)充滿(mǎn)液壓油后，優(yōu)先滑閥（4）移位，經(jīng)過(guò)梭閥（6）、限壓閥（1），剩余的液壓油為制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行充壓，其中減壓閥（3）的作用是限制最大轉(zhuǎn)向系統(tǒng)壓力。同理，當(dāng)P1泵主動(dòng)作系統(tǒng)充滿(mǎn)液壓油后，剩余的液壓油將采用同樣的方式對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行充壓，這就是為什么當(dāng)P3泵制動(dòng)充壓出現(xiàn)故障時(shí)，我們可以采用憋住P1、P2泵控制的相應(yīng)動(dòng)作的方法為蓄能器充壓的原因。

作為制動(dòng)系統(tǒng)的主泵，如果膜片蓄能器中的壓力低于12MPa，壓力傳感器SE504提示制動(dòng)壓力低于極限值，將電信號(hào)傳遞給V-ECU，同時(shí)比例電磁閥MA202控制增大P3泵斜盤(pán)開(kāi)度，增大P3泵供油壓力，此時(shí)P3將在V-ECU控制下對(duì)蓄能器進(jìn)行充壓。首先，P3泵給中心閥體的端口（PF）供油，由此經(jīng)過(guò)端口（PFF）達(dá)到風(fēng)扇馬達(dá)。比例電磁閥MA502將節(jié)流閥接入風(fēng)扇油路中，通過(guò)梭閥（6）為制動(dòng)系統(tǒng)提供充壓壓力。當(dāng)蓄能器壓力達(dá)到15.5MPa，限壓閥（1）開(kāi)啟，多余的液壓油回油箱，V-ECU收到來(lái)自壓力傳感器SE504的信號(hào)，提示充壓完成，MA202控制減小P3斜盤(pán)開(kāi)度，減小供油量、供油壓力，使系統(tǒng)壓力恢復(fù)為正常水平。如果制動(dòng)蓄能器中的壓力低于壓力報(bào)警的下限值8.5MPa，傳感器SE502將通過(guò)儀表板顯示制動(dòng)壓力低警報(bào)。（圖1、表1）

3 ?制動(dòng)液壓系統(tǒng)故障案例分析

裝載機(jī)在使用過(guò)程中，出現(xiàn)故障在所難免，出現(xiàn)的故障主要包括以下幾個(gè)方面：①儀表盤(pán)紅燈報(bào)警，提示制動(dòng)壓力低;②制動(dòng)充壓失敗;③蓄能器頻繁充壓;④行車(chē)制動(dòng)動(dòng)力不足。下面將結(jié)合蓄能器頻繁充壓為例，進(jìn)行故障分析研究。

故障現(xiàn)象：P3泵頻繁為蓄能器充壓，制動(dòng)壓力不足，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速低，發(fā)動(dòng)機(jī)水溫高報(bào)警。故障代碼：PPID1418-1制動(dòng)壓力低;PID110-0發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度高。（圖2）

原因分析：制動(dòng)壓力低故障原因有很多，故障可能出現(xiàn)在蓄能器、制動(dòng)泵、液壓系統(tǒng)元件等。但考慮到同時(shí)出現(xiàn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速低、水溫高報(bào)警故障，初步判斷蓄能器保持不住制動(dòng)壓力，導(dǎo)致制動(dòng)系統(tǒng)頻繁充壓。此時(shí)，風(fēng)扇油路中的節(jié)流閥處于接入狀態(tài)，導(dǎo)致風(fēng)扇一直處于低轉(zhuǎn)速狀態(tài)，導(dǎo)致水溫升高。造成此故障的原因很多，需要逐一排查。

故障排查：

①測(cè)量蓄能器處測(cè)壓口壓力顯示為127bar，說(shuō)明制動(dòng)系統(tǒng)正處于電子充壓狀態(tài);

②做鏟斗溢流（憋住翻斗動(dòng)作，采用P1泵機(jī)械充壓）測(cè)試壓力為170bar，機(jī)械充壓順利完成;

③機(jī)械充壓完成后，壓力值下降很快，大約5、6秒下降到120bar，電子充壓再次開(kāi)始工作，但是無(wú)法達(dá)到其標(biāo)準(zhǔn)壓力值145bar，始終處在充壓狀態(tài);

④風(fēng)扇轉(zhuǎn)速測(cè)試，P3泵壓力正常;

⑤調(diào)整剎車(chē)充壓限壓閥（1），無(wú)效果，拆檢發(fā)現(xiàn)限壓閥下部密封損壞;

⑥更換限壓閥密封恢復(fù)設(shè)備，故障好轉(zhuǎn)，但故障依然存在;

⑦檢查蓄能器閥塊上單向閥，發(fā)現(xiàn)單向閥損壞;

⑧更換單向閥，試車(chē)正常，水溫正常。

通過(guò)上述排查，限壓閥下部密封以及蓄能器閥塊上單項(xiàng)閥損壞是此次故障的主要原因，它們分別導(dǎo)致充壓壓力低和蓄壓器內(nèi)壓力下降過(guò)快，導(dǎo)致系統(tǒng)頻繁充壓，根據(jù)制動(dòng)優(yōu)先理論，當(dāng)制動(dòng)系統(tǒng)頻繁充壓時(shí)，V-ECU控制減少流向風(fēng)扇馬達(dá)流量，從而造成發(fā)動(dòng)機(jī)水溫高。

4 ?總結(jié)

本文重點(diǎn)介紹了VOLVOL220E型裝載機(jī)制動(dòng)液壓系統(tǒng)的組成以及工作原理，結(jié)合實(shí)例分析，提供故障排查方法，從簡(jiǎn)單到難入手，綜合考慮，最終確定故障部分，為該車(chē)型制動(dòng)系統(tǒng)故障維修提供參考依據(jù)。

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