商用車(chē)駕駛室舉升系統(tǒng)的介質(zhì)選用研究

邵金龍

（浙江科力車(chē)輛控制系統(tǒng)有限公司，浙江 江山 324100）

駕駛室液壓舉升系統(tǒng)已成為國(guó)內(nèi)外牽引車(chē)、自卸車(chē)、載貨車(chē)和礦車(chē)等多種商用車(chē)型的標(biāo)配，它通過(guò)翻轉(zhuǎn)駕駛室以獲得足夠空間，確保對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)等底盤(pán)件檢修維護(hù)的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，又保證商用車(chē)在行車(chē)時(shí)的駕乘舒適性，是駕駛室的重要組成部分。在舉升系統(tǒng)中，系統(tǒng)介質(zhì)非常關(guān)鍵，其承擔(dān)著系統(tǒng)力的傳遞、密封、潤(rùn)滑、防銹和冷卻等作用，因此，對(duì)于車(chē)輛設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，在對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化提升設(shè)計(jì)的同時(shí)，還需要對(duì)系統(tǒng)的介質(zhì)選用保持足夠的重視，以提高整車(chē)的舒適性、安全性、使用壽命以及降低其對(duì)環(huán)境的污染。

1 介質(zhì)對(duì)液壓舉升系統(tǒng)的意義

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，物流運(yùn)輸行業(yè)也呈現(xiàn)了突飛猛進(jìn)，作為物流運(yùn)輸業(yè)基本載體的商用車(chē)（除客車(chē)外）的銷(xiāo)量持續(xù)穩(wěn)定的增長(zhǎng)，從2016年的310.8萬(wàn)輛，2017年363.3萬(wàn)輛，再到2019年的385萬(wàn)輛，一直保持著良好的發(fā)展勢(shì)頭。另外，商用車(chē)（除客車(chē)外）國(guó)內(nèi)保有量在2019年初已突破2500萬(wàn)輛，而這其中有40%的車(chē)型（重卡、中卡及部分輕卡），其駕駛室均采用液壓舉升系統(tǒng)對(duì)駕駛室進(jìn)行舉升翻轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等底盤(pán)件的檢修維護(hù)。該舉升系統(tǒng)涉及機(jī)電液集成化設(shè)計(jì)，且工況使用不定性及切換性極強(qiáng)，往往會(huì)由于設(shè)計(jì)使用或維護(hù)不善等多方面原因造成各種故障，不僅對(duì)客戶造成經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)增加事故發(fā)生率，對(duì)駕駛?cè)藛T的人身安全帶來(lái)威脅。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，約有75%的駕駛室液壓舉升系統(tǒng)故障是因?yàn)橄到y(tǒng)介質(zhì)設(shè)計(jì)選用或使用維護(hù)不當(dāng)而造成，比如，介質(zhì)泄露、異常下滑、爬行、行駛時(shí)出現(xiàn)異響，嚴(yán)重情況還會(huì)引發(fā)系統(tǒng)密封件裂解，對(duì)車(chē)輛結(jié)構(gòu)件造成破壞，危害人身安全。所以選用合適的系統(tǒng)液壓介質(zhì)，降低商用車(chē)駕駛室液壓舉升系統(tǒng)的因介質(zhì)而造成故障發(fā)生率，確保舉升系統(tǒng)在各種工況下的壽命最大化，保障系統(tǒng)性能的可靠及駕駛?cè)藛T安全，是設(shè)計(jì)人員要重點(diǎn)思考的內(nèi)容。

2 商用車(chē)駕駛室液壓升降系統(tǒng)構(gòu)成、故障及介質(zhì)與故障的關(guān)系分析

2.1 駕駛室舉升降系統(tǒng)構(gòu)成

商用車(chē)駕駛室的液壓升降系統(tǒng)主要由舉升油缸、手（電）動(dòng)泵、液壓鎖和管路等幾個(gè)部件組成，其工作原理是以手（電）動(dòng)泵作為系統(tǒng)的動(dòng)力單元，以舉升油缸作為系統(tǒng)的執(zhí)行單元，借助舉升油缸上下支點(diǎn)和底盤(pán)實(shí)現(xiàn)與駕駛室的連接，然后，集成手動(dòng)換向閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的上升/下降操作，同時(shí)，用液壓鎖來(lái)確保商用車(chē)駕駛室在行車(chē)工作時(shí)可以有效鎖緊。舉升油缸中通常還設(shè)計(jì)有節(jié)流閥，以實(shí)現(xiàn)舉升下降各過(guò)程的平穩(wěn)工作，以避免抖動(dòng)及沖擊對(duì)整車(chē)結(jié)構(gòu)件造成的不利影響。目前，絕大多數(shù)的駕駛室液壓舉升系統(tǒng)都設(shè)計(jì)有內(nèi)隨動(dòng)功能，這種隨動(dòng)功能的設(shè)計(jì)可以避免在行車(chē)過(guò)程中因?yàn)轳{駛室與底盤(pán)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而產(chǎn)生舉升油缸對(duì)駕駛室進(jìn)行反作用力，確保行車(chē)過(guò)程中為駕駛?cè)藛T提供良好的駕乘舒適性。

2.2 舉升系統(tǒng)常見(jiàn)故障

駕駛室舉升系統(tǒng)的故障問(wèn)題多由液壓介質(zhì)所引發(fā)，分別體現(xiàn)在商用車(chē)的行車(chē)工作和駐車(chē)工作兩種狀態(tài)中：行車(chē)狀態(tài)下，商用車(chē)會(huì)出現(xiàn)背壓過(guò)大而造成異響，讓商用車(chē)無(wú)法隨動(dòng)或隨動(dòng)不足，使駕駛室底部遭受反作用力，最終可能導(dǎo)致駕駛室底板損壞。駐車(chē)工作狀態(tài)下，介質(zhì)可能引起漏滲油、爬行、早期磨損、自動(dòng)下滑、系統(tǒng)背壓大、密封件裂解、無(wú)法正常工作等問(wèn)題。

2.3 介質(zhì)指標(biāo)與故障的關(guān)系分析

駕駛室液壓舉升系統(tǒng)所選用的介質(zhì)的主要指標(biāo)有黏度、相容性、清潔度、空氣釋放性和抗乳化、抗氧化特性等幾項(xiàng)，具體如下：

（1）黏度：黏度作為液壓介質(zhì)的主要指標(biāo)之一，在選用介質(zhì)時(shí)是優(yōu)先考慮的特性。對(duì)介質(zhì)黏度影響最直接的因素是溫度，高溫時(shí)介質(zhì)黏度偏低，容易造成泄露；而低溫時(shí)，黏度將增大，這時(shí)就會(huì)在系統(tǒng)內(nèi)造成黏稠阻力，降低力的傳遞效率，甚至?xí)霈F(xiàn)介質(zhì)凍住無(wú)法流動(dòng)，并堵塞節(jié)流閥，導(dǎo)致節(jié)流閥無(wú)法正常工作的情況。我國(guó)經(jīng)緯度長(zhǎng)，各地溫度跨度大，車(chē)輛常會(huì)在幾天內(nèi)經(jīng)歷不同的地域環(huán)境和溫度情況，所以對(duì)于駕駛室液壓舉升系統(tǒng)介質(zhì)的選用，就必須考慮使用環(huán)境，尤其是跑長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)能?chē)輛來(lái)說(shuō)，選用一款黏溫特性優(yōu)異（黏度隨溫度變化不大）的介質(zhì)非常關(guān)鍵。

（2）相容性：相容性也是一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)，是指介質(zhì)與相接觸的零件是否能夠和睦相容，不起反應(yīng)，尤其是密封件，駕駛室液壓舉升系統(tǒng)中需用的密封件材質(zhì)基本上為PU、NBR、POM及PTFE等非金屬件，所以，必須選用與這些材質(zhì)相容的介質(zhì)，才能確保系統(tǒng)的正常使用。如選擇介質(zhì)和零件并不相容，則容易發(fā)生如圖1所示的系統(tǒng)密封件裂解故障。

圖1 密封件裂解故障

（3）清潔度：清潔度是任何液壓系統(tǒng)都要考慮的，尤其是中高壓系統(tǒng)中，當(dāng)介質(zhì)中混入雜質(zhì)時(shí)，這些雜質(zhì)就會(huì)直接影響系統(tǒng)的密封條件，造成系統(tǒng)無(wú)法正常工作。如當(dāng)雜質(zhì)存在閥口時(shí)，單向閥就會(huì)出現(xiàn)密封不嚴(yán)而無(wú)法建壓或自動(dòng)下滑；如雜質(zhì)存在密封件密封唇口時(shí)，在高壓的作用下，雜質(zhì)就會(huì)造成密封件唇口損壞，出現(xiàn)內(nèi)泄串油或外泄污染環(huán)境。根據(jù)長(zhǎng)期使用驗(yàn)證，選用介質(zhì)的清潔度必須至少（或優(yōu)于）NAS9級(jí)。

（4）空氣釋放性：該指標(biāo)在低壓系統(tǒng)中影響不是很大，但處于中高壓狀態(tài)下時(shí)，便會(huì)對(duì)駕駛室液壓舉升系統(tǒng)造成很大影響。當(dāng)系統(tǒng)介質(zhì)中存在較多空氣且沒(méi)有得到釋放時(shí)，在液壓油的壓力作用下，這些空氣就會(huì)形成氣泡，然后爆裂，從而導(dǎo)致汽車(chē)異響、爬行、抖動(dòng)、異常下滑等不穩(wěn)定現(xiàn)象，進(jìn)而出現(xiàn)穴蝕等不良故障。

（5）其他：抗乳化、抗氧化特性，以及介質(zhì)含水量也會(huì)對(duì)舉升系統(tǒng)造成較大的影響，一般而言，介質(zhì)的最大允許含水量≤0.03%。如果超過(guò)允許含水量，會(huì)導(dǎo)致油品快速老化，并銹蝕或腐蝕金屬，導(dǎo)致金屬潤(rùn)滑性明顯下降。

3 液壓介質(zhì)的選用

根據(jù)介質(zhì)指標(biāo)與駕駛室液壓舉升系統(tǒng)常見(jiàn)故障的分析，結(jié)合液壓介質(zhì)承擔(dān)著系統(tǒng)力的傳遞、密封、潤(rùn)滑、防銹和冷卻等作用，要提升系統(tǒng)的使用性能及使用壽命，選用的介質(zhì)必須具有如下條件：穩(wěn)定的黏溫特性，能適合-40～+80℃使用環(huán)境；能夠與常規(guī)密封件相容；至少（或優(yōu)于）NAS9級(jí)的清潔度；具有良好的空氣釋放性以及抗乳化和抗氧化特性，含水量≤0.03%。

基于這幾點(diǎn)要求，推薦使用YH-10航空液壓油（地面用）或Exxon Mobil Univis J13/HVI13作為液壓舉升系統(tǒng)的介質(zhì)，這些油品都是經(jīng)深度精制和脫蠟制成，保證了其黏溫特性、低溫性能和抗氧化安定性，凝點(diǎn)較低（≤-60℃），即使在寒冷地區(qū)也能較好地發(fā)揮其功效，滿足整個(gè)系統(tǒng)的工作需求，可降低系統(tǒng)因介質(zhì)引起的漏滲油、爬行、自動(dòng)下滑、系統(tǒng)背壓大、密封件裂解、無(wú)法正常工作等故障出現(xiàn)，提高系統(tǒng)使用壽命。

需要注意的是，系統(tǒng)經(jīng)長(zhǎng)期使用后，環(huán)境灰塵很可能從呼吸塞進(jìn)入系統(tǒng)，及金屬件因切削刀痕殘留的沫子也會(huì)經(jīng)沖刷浸泡而脫落，這些灰塵金屬沫子容易引發(fā)系統(tǒng)介質(zhì)污染，對(duì)舉升油缸、手（電）泵等部件產(chǎn)生負(fù)面作用，所以需定期進(jìn)行更換液壓介質(zhì)。具體更換周期視各車(chē)型的使用工況及頻率而定，如果使用頻率不高，則根據(jù)介質(zhì)的顏色變化、氣味、油質(zhì)渾濁情況、油品沉淀物情況自行安排，常規(guī)的液壓介質(zhì)更換頻率在3～6個(gè)月，最長(zhǎng)不可超過(guò)12個(gè)月，適當(dāng)更換液壓介質(zhì)，才能保證舉升系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)作。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，液壓介質(zhì)的質(zhì)量好壞直接關(guān)系到駕駛室液壓舉升系統(tǒng)的使用壽命，并對(duì)操作可靠性以及駕乘舒適性產(chǎn)生巨大影響，所以加強(qiáng)對(duì)其介質(zhì)的選用與研究，選用合適的介質(zhì)，是一個(gè)值得我們繼續(xù)深入研究的課題。當(dāng)然，要全面提升駕駛室舉升系統(tǒng)的性能，還需要我們每位技術(shù)從作者從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化及系統(tǒng)防護(hù)管理設(shè)計(jì)等多方面著手，才能更大限度的提升我國(guó)商用車(chē)的整體性能和運(yùn)營(yíng)能力。