VOLVOL220E裝載機制動系統(tǒng)故障分析

韓喜峰

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

關(guān)鍵詞：裝載機;制動系統(tǒng);壓力低;故障分析

0 ?引言

目前，裝載機常用的制動形式主要由兩大類：①氣-液制動系統(tǒng);②全液壓濕式制動系統(tǒng)。VOLVOL220E型裝載機全車采用全液壓濕式，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式制動器。全液壓濕式制動系統(tǒng)采用液壓油為工作介質(zhì)，高壓油推動前后橋制動器產(chǎn)生制動力矩，實現(xiàn)制動目的。

1 ?全液壓制動系統(tǒng)簡介

根據(jù)功能、作用不同全液壓濕式制動系統(tǒng)分為行車制動系統(tǒng)（腳制動）、緊急和停車制動系統(tǒng)（手制動）兩部分。裝載機行車制動系統(tǒng)用于行駛時降速或停止;緊急和停車制動系統(tǒng)由緊急制動電磁閥控制，它用于停車后的制動，或行車制動失效時的應(yīng)急制動。此外當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障（行車制動回路中的蓄能器內(nèi)油壓低于設(shè)定值下限）時，系統(tǒng)通過自動切斷緊急制動電磁閥電源、變速器掛空檔確保裝載機行車安全。一般來講，裝載機全液壓雙回路濕式制動系統(tǒng)由制動液壓泵、充液閥、制動閥、蓄能器、行車制動器、停車制動器、壓力傳感器以及管路等部件組成。蓄能器均為囊式蓄能器，其作用是儲存壓力油以供制動時應(yīng)用。制動回路采用雙單向回路，雙單向閥能保證兩個制動回路互不干擾。兩個制動回路有一個失效時，雙單向閥自動關(guān)閉未失效的制動回路與充液閥的通道，保證未失效的制動回路仍可實施制動。此時失效回路則與充液閥相通，行車制動低壓報警開關(guān)動作，報警蜂鳴器響，提醒操作員立即停車檢查。當(dāng)緊急制動電磁閥的電磁鐵得電時，停車和緊急制動解除，整機可以運行。當(dāng)停車或遇到緊急情況而操縱電磁鐵失電時，整機處于制動狀態(tài)。裝載機制動液壓系統(tǒng)為全封閉系統(tǒng)，沒有油氣排入大氣，污染小;通過制動踏板操縱液壓制動閥，只需施以較小的踏板力可產(chǎn)生很大的制動力，操作輕便;液壓油的可壓縮性比空氣低得多，制動響應(yīng)時間短;制動泵與液壓系統(tǒng)合用一泵，與氣頂油鉗盤式制動系統(tǒng)相比，無空氣壓縮機，無氣路，結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，有一定的節(jié)能作用;雙回路制動特點保障整車制動更安全可靠;蓄能器的使用時的發(fā)動機或液壓泵動力消失后仍然可以實施制動，制動安全可靠;制動閥滑閥能實現(xiàn)無極調(diào)壓;系統(tǒng)元件較少，體積小，回路簡單，便于安裝和維護。

2 ?VOLVOL220E型裝載機制動液壓系統(tǒng)工作原理

VOLVOL220E裝載機制動液壓系統(tǒng)主要由液壓泵、液壓油箱、蓄能器、低壓報警傳感器（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。該車共有三個液壓泵，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)扇制動泵，雖然三個液壓泵分工不同，但它們均能為制動系統(tǒng)充壓，P1、P2泵稱為機械充壓，P3泵稱為電子充壓。P3泵作為制動系統(tǒng)的主泵，將液壓油輸送至冷卻風(fēng)扇，并確保在運輸操作中為制動器提供制動壓力。P2作為轉(zhuǎn)向主泵首先為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)向動力，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)充滿液壓油后，優(yōu)先滑閥（4）移位，經(jīng)過梭閥（6）、限壓閥（1），剩余的液壓油為制動系統(tǒng)進行充壓，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泵主動作系統(tǒng)充滿液壓油后，剩余的液壓油將采用同樣的方式對制動系統(tǒng)進行充壓，這就是為什么當(dāng)P3泵制動充壓出現(xiàn)故障時，我們可以采用憋住P1、P2泵控制的相應(yīng)動作的方法為蓄能器充壓的原因。

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

3 ?制動液壓系統(tǒng)故障案例分析

裝載機在使用過程中，出現(xiàn)故障在所難免，出現(xiàn)的故障主要包括以下幾個方面：①儀表盤紅燈報警，提示制動壓力低;②制動充壓失敗;③蓄能器頻繁充壓;④行車制動動力不足。下面將結(jié)合蓄能器頻繁充壓為例，進行故障分析研究。

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

原因分析：制動壓力低故障原因有很多，故障可能出現(xiàn)在蓄能器、制動泵、液壓系統(tǒng)元件等。但考慮到同時出現(xiàn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速低、水溫高報警故障，初步判斷蓄能器保持不住制動壓力，導(dǎo)致制動系統(tǒng)頻繁充壓。此時，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測量蓄能器處測壓口壓力顯示為127bar，說明制動系統(tǒng)正處于電子充壓狀態(tài);

②做鏟斗溢流（憋住翻斗動作，采用P1泵機械充壓）測試壓力為170bar，機械充壓順利完成;

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

④風(fēng)扇轉(zhuǎn)速測試，P3泵壓力正常;

⑤調(diào)整剎車充壓限壓閥（1），無效果，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，試車正常，水溫正常。

通過上述排查，限壓閥下部密封以及蓄能器閥塊上單項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)壓力下降過快，導(dǎo)致系統(tǒng)頻繁充壓，根據(jù)制動優(yōu)先理論，當(dāng)制動系統(tǒng)頻繁充壓時，V-ECU控制減少流向風(fēng)扇馬達流量，從而造成發(fā)動機水溫高。

4 ?總結(jié)

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

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