輪式裝載機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)與故障分析

萬(wàn) 實(shí)

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司設(shè)備管理分公司)

輪式裝載機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)與故障分析

萬(wàn) 實(shí)

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司設(shè)備管理分公司)

對(duì)輪式裝載機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的功用與型式、制動(dòng)控制系統(tǒng)及各種制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)劣做了詳細(xì)說(shuō)明，同時(shí)對(duì)現(xiàn)今最常用氣推液行車制動(dòng)系統(tǒng)和液壓多片濕式行車制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行闡述，對(duì)常見(jiàn)制動(dòng)系統(tǒng)故障及其造成原因做了分析，提出相應(yīng)的處理方法和措施。

輪式裝載機(jī);制動(dòng)系統(tǒng);功用;分類型式;行車制動(dòng)系;工作原理;故障分析;處理方法

1 制動(dòng)系統(tǒng)的功用和型式

輪式裝載機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的功用主要是使行駛中的設(shè)備減速并停車、或使已停車的設(shè)備安全可靠的停放。

輪式裝載機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)主要分為以下二種形式。

(1)行車制動(dòng)用于經(jīng)常性、往復(fù)性的一般行駛中的速度控制及停車，也叫腳制動(dòng)，主要起到降速或停車作用，行車制動(dòng)是主制動(dòng)系;制動(dòng)器一般裝在車輪內(nèi)、車輪內(nèi)側(cè)或主減速器與輪邊減速器間;而輪式裝載機(jī)的行車制動(dòng)器一般有二種結(jié)構(gòu):蹄式和盤(pán)式，早期多用蹄式結(jié)構(gòu)制動(dòng)器，由于裝載機(jī)的工作環(huán)境惡劣，蹄式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)外形尺寸大，不易密封，熱衰退性差、沾水、沾泥后制動(dòng)性能、制動(dòng)效率顯著下降，隨著氣推液及全液壓制動(dòng)系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，以及制造技術(shù)的成熟，維護(hù)成本下降，目前輪式裝載機(jī)的行車制動(dòng)器，越來(lái)越多采用性能相對(duì)穩(wěn)定可靠的干式鉗盤(pán)制動(dòng)器或結(jié)構(gòu)封閉的多片濕式制動(dòng)器，特別是干式鉗盤(pán)結(jié)構(gòu)的行車制動(dòng)器使用呈上升趨勢(shì)。

行車制動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)多采用氣壓式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣推液綜合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或全液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等不同的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)方案，相對(duì)氣壓式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中氣壓損失率高、全液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中各元件的較高制造及維修成本，由于氣液綜合制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能獲得較大的制動(dòng)力，而且制造技術(shù)成熟，成本相對(duì)低廉，所以國(guó)內(nèi)大多數(shù)裝載機(jī)普遍采用這種制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

(2)停車制動(dòng)主要用于設(shè)備停車后的制動(dòng)，或者在行駛制動(dòng)失效時(shí)的應(yīng)急制動(dòng)，以及在坡道上較長(zhǎng)時(shí)間停放;一般裝在變速箱輸出軸上，有的也裝在車輪上，有些停車制動(dòng)與腳制動(dòng)系同時(shí)操作，多采用蹄式或盤(pán)式制動(dòng)器，以保證長(zhǎng)時(shí)間、安全的制動(dòng)作用，停車制動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一般不采用液壓或氣壓式制動(dòng)，而是采用較為可靠的人力機(jī)械式制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

現(xiàn)在，隨著制造技術(shù)的完善及成熟，停車制動(dòng)器向主動(dòng)常嚙合蹄式或盤(pán)式制動(dòng)器發(fā)展，與緊急制動(dòng)系融為一體，停車制動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)方式也逐漸由人力機(jī)械軟軸操縱逐漸發(fā)展成氣動(dòng)機(jī)械操縱和液壓操縱。

2 行車盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理

裝載機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)中的停車制動(dòng)系使用頻率不高、構(gòu)造簡(jiǎn)單、易于維護(hù)、使用方便。行車制動(dòng)中的鼓式剎車最大問(wèn)題其一是熱衰退性差，長(zhǎng)時(shí)間頻繁剎車后，剎車時(shí)產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散去，剎車效果明顯變差;其二鼓式剎車的剎車蹄片半密封于剎車轂內(nèi)，剎車蹄片磨損后的碎屑無(wú)法散去，影響剎車轂與剎車蹄片的接觸面從而影響剎車性能，已呈淘汰趨勢(shì)。因此這里對(duì)停車制動(dòng)及蹄式行車制動(dòng)的工作原理不做贅述。

表1 常見(jiàn)輪式裝載機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的典型分類形式

氣推液行車盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)工作原理:由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的空壓機(jī)排除的壓縮空氣經(jīng)單向閥和油水分離器向儲(chǔ)氣罐充氣(氣壓一般為0.65～0.8 MPa)，從儲(chǔ)氣罐出來(lái)的氣體到達(dá)腳制動(dòng)閥;制動(dòng)時(shí)踩下制動(dòng)踏板，由氣制動(dòng)閥上下腔出來(lái)的氣分別通向前后加力泵，將加力泵中的制動(dòng)液加壓到12 MPa，高壓油經(jīng)制動(dòng)管充入干式定鉗盤(pán)式(或浮鉗盤(pán)式)制動(dòng)器，推動(dòng)活塞將摩擦片與制動(dòng)盤(pán)壓緊，從而實(shí)施制動(dòng)動(dòng)作。與此同時(shí)，通往加力泵的壓縮空氣中分出一路去變速箱切斷閥，切斷變速壓力，使整機(jī)處于空檔狀態(tài)。

全液壓行車多片盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)工作原理:液壓油由制動(dòng)齒輪泵吸入后，經(jīng)系統(tǒng)安全閥將制動(dòng)壓力限制12 MPa左右，多余的液壓油流回液壓油箱，壓力油通過(guò)內(nèi)置充液閥上的節(jié)流孔向蓄能器充壓，當(dāng)充液壓力達(dá)到充液閥設(shè)定的壓力值時(shí)，充液壓力切斷壓力油，壓力油到達(dá)腳制動(dòng)閥，踩下制動(dòng)踏板后，電磁閥或壓力油使切斷閥工作，切斷變速箱的動(dòng)力輸出，同時(shí)壓力油經(jīng)上下腳制動(dòng)閥上下腔經(jīng)單回路或雙回路制動(dòng)管路到達(dá)設(shè)置在車輪或車橋上的濕式多片盤(pán)式制動(dòng)器，執(zhí)行減速或停車動(dòng)作，蓄能器在制動(dòng)過(guò)程中參與制動(dòng)動(dòng)作，保持制動(dòng)壓力恒定，同時(shí)壓力油不斷向蓄能器充能，隨時(shí)保持其蓄能特性，保證制動(dòng)平穩(wěn)可靠。

3 制動(dòng)系統(tǒng)故障分析處理

3.1 行車制動(dòng)不好或無(wú)制動(dòng)

行車制動(dòng)不好或制動(dòng)失靈是指正常進(jìn)行行車制動(dòng)時(shí)，一次或連續(xù)幾次踩腳制動(dòng)，腳制動(dòng)踏板均被踏到底，但感覺(jué)制動(dòng)力不夠，設(shè)備減慢遲緩，不能立即減速或停止，制動(dòng)距離過(guò)長(zhǎng)，制動(dòng)效果很差或根本就沒(méi)有剎車。

氣制動(dòng)系統(tǒng)或氣推油制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生行車制動(dòng)不好或無(wú)制動(dòng)的主要原因如下。

(1)空氣壓縮機(jī)工作不正常，供氣量不足，導(dǎo)致貯氣筒內(nèi)氣壓過(guò)低或無(wú)氣壓(達(dá)不到或小于安全工作氣壓0.6 MPa)。造成氣壓過(guò)低的原因有可能是進(jìn)入貯氣筒前的空氣管路破損或管路接頭松動(dòng)漏氣;供氣單向閥、貯氣筒安全閥等管路控制閥工作不正常;空氣壓縮機(jī)皮帶松動(dòng)斷裂，壓縮機(jī)工作不正常;空氣壓縮機(jī)的活塞與缸套、活塞環(huán)與活塞環(huán)槽的配合間隙過(guò)大，密封性較差。

(2)氣推油加力器儲(chǔ)油室的制動(dòng)液不夠;加力器的氣活塞卡死或密封件漏氣;加力器儲(chǔ)油室的加油口蓋子上的透氣孔堵塞，制動(dòng)液不能順暢流入加力室。

(3)制動(dòng)分泵活塞卡死;制動(dòng)分泵活塞密封件老化損壞漏氣或漏液;氣推油系統(tǒng)中液壓部分管路中有空氣，不能很好的傳遞制動(dòng)壓力。

(4)腳剎車制動(dòng)閥的密封片損壞漏氣、腳剎車制動(dòng)閥的活塞生銹卡滯，工作不正常，無(wú)法提供足夠的制動(dòng)氣壓。

(5)氣制動(dòng)踏板自由行程過(guò)大，有效工作行程不夠。液壓制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)不好或無(wú)制動(dòng)的主要原因如下。

(1)液壓油箱內(nèi)的液壓油不在標(biāo)準(zhǔn)工作油位，在某些坡道工作時(shí)，導(dǎo)致制動(dòng)齒輪泵瞬間未吸到油，使制動(dòng)系統(tǒng)中進(jìn)入空氣。

(2)制動(dòng)齒輪泵磨損間隙過(guò)大，無(wú)法吸油或達(dá)不到額定制動(dòng)壓力，液壓制動(dòng)回路安全閥卡死或安全閥彈簧折斷無(wú)法建立額定工作壓力。

(3)腳制動(dòng)閥閥芯密封件老化、損壞斷裂或被踏翻;閥芯與閥套間被污物卡死，滑動(dòng)不好。

(4)制動(dòng)分泵活塞密封件老化損壞;制動(dòng)分泵的活塞與缸體磨損嚴(yán)重，配合間隙超標(biāo)，導(dǎo)致密封泄漏;漏油活塞被油液中的污物卡死或拉傷。

(5)干式制動(dòng)盤(pán)、剎車摩擦片磨損嚴(yán)重或多片濕式摩擦片磨損過(guò)大，導(dǎo)致制動(dòng)器間隙過(guò)大無(wú)法形成制動(dòng)。

(6)金屬液壓制動(dòng)管路被撞癟，通油不暢;橡膠制動(dòng)軟管內(nèi)部老化破裂，翻轉(zhuǎn)或脫落后堵塞油道。

3.2 行車制動(dòng)時(shí)設(shè)備跑偏

(1)同一車橋左右兩邊制動(dòng)器制動(dòng)間隙不均或接觸面積不同，導(dǎo)致二邊制動(dòng)時(shí)間不一致，左右制動(dòng)不同步。

(2)同一車橋左右兩邊制動(dòng)器的制動(dòng)力不同，出現(xiàn)左右制動(dòng)時(shí)間上的差異，造成行車制動(dòng)時(shí)跑偏。這是由于某一邊制動(dòng)分泵密封件老化漏油;干式制動(dòng)盤(pán)被油嚴(yán)重污染，使左右制動(dòng)摩擦力出現(xiàn)差異;左右輪胎氣壓不同，在相同制動(dòng)力作用下，造成同一車橋左右輪胎的圓周速度不一致。這種情況可用汽油清潔干式制動(dòng)盤(pán)、檢查輪胎氣壓、處理制動(dòng)分泵活塞漏油等方法分別進(jìn)行排除或修復(fù)。

(3)行車制動(dòng)時(shí)裝載機(jī)在未打方向的情況下，自動(dòng)向某一邊轉(zhuǎn)彎。這主要是因其另一側(cè)制動(dòng)管路堵塞、制動(dòng)活塞卡死、制動(dòng)力小等方面原因引起的。應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)備當(dāng)時(shí)的具體故障表現(xiàn)分別查找故障原因，進(jìn)行修復(fù)處理。

3.3 行車制動(dòng)不能正常解除

(1)剎車踏板自由行程太小，松開(kāi)剎車后，制動(dòng)閥閥芯未完全回到中位，剎車制動(dòng)力沒(méi)完全解除，使剎車片與剎車盤(pán)處于半摩擦狀態(tài)，此時(shí)應(yīng)對(duì)剎車踏板行程進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，解除該故障現(xiàn)象。

(2)制動(dòng)閥閥芯回位彈簧折斷，使制動(dòng)閥芯回位不及時(shí)或不到位。

(3)氣推油加力器的氣活塞或者油活塞卡死、卡滯，活塞復(fù)位彈簧失效或彈力不夠;氣壓制動(dòng)管路中的剎車快放閥工作不正常，剎車松開(kāi)后管路中的氣壓不能迅速排出，剎車不能迅速解開(kāi)。

(4)氣推油制動(dòng)系統(tǒng)中的液壓管路部分由于金屬管路受外力撞擊變形而存在殘余工作壓力，因油液中的污物和微小金屬顆粒使液壓制動(dòng)活塞與缸體卡死，回不到位或無(wú)法回位;此外，濕式多片制動(dòng)器的摩擦片受高溫后變形，主動(dòng)盤(pán)或從動(dòng)盤(pán)花鍵齒卡在花鍵軸上，回位滑動(dòng)不靈活在，導(dǎo)致剎車分離不徹底。

U415.5

C

1008－3383(2014)04－0146－02

2013－11－11

萬(wàn)實(shí)(1973－)，男，工程師，主要從事設(shè)備租賃和物資管理研究。