朱志興

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司城門山銅礦，江西九江 332100)

VOLVO鉸接式卡車制動(dòng)異響故障的處理

朱志興

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司城門山銅礦，江西九江 332100)

Volvo鉸接式卡車具有生產(chǎn)能力最大化所需要的動(dòng)力和優(yōu)異的性能。該卡車在礦山領(lǐng)域使用具有十分廣闊的前景。分析了VOLVO A40E鉸接式卡車制動(dòng)原理，對(duì)制動(dòng)異響故障現(xiàn)象進(jìn)行了描述和分析，并針對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、原理及控制特點(diǎn)，根據(jù)故障現(xiàn)象并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行了故障判斷、查找。最終找出了故障原因、解決了故障。

鉸接式卡車;制動(dòng);異響;閥;控制器

1 引言

城門山銅礦采礦場(chǎng)目前有17臺(tái)VOLVO A40E鉸接式卡車，載重量為39t，它們是采礦場(chǎng)重點(diǎn)主要運(yùn)輸設(shè)備。VOLVO鉸接式卡車是借助電子技術(shù)與液壓技術(shù)結(jié)合，通過計(jì)算機(jī)控制引入各類傳感器元件的應(yīng)用，使車輛在運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。特別是全車制動(dòng)系統(tǒng)采用了當(dāng)前先進(jìn)的全液壓控制制動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為兩個(gè)回路，分別是牽引單元和裝載單元。另外該卡車還配有減速器(制動(dòng))功能，對(duì)裝載單元施加低制動(dòng)壓力，起到減速效果。

2 VOLVO A40E鉸接式卡車制動(dòng)原理

VOLVO鉸接式卡車具有全液壓控制制動(dòng)系統(tǒng)，在車軸里具有完全封閉的濕式多盤片(前軸制動(dòng)器6片，中后軸制動(dòng)器4片)制動(dòng)器和外部油冷卻器，制動(dòng)系統(tǒng)分牽引和裝載兩個(gè)回路。依靠一個(gè)獨(dú)立液壓泵提供制動(dòng)壓力，每個(gè)回路均配有蓄能器［1］。

2.1 行車制動(dòng)原理

行車制動(dòng)是通過駕駛室制動(dòng)踏板施加作用，制動(dòng)閥門A是一個(gè)正比例閥門(如圖1)，最高制動(dòng)壓力為14MPa。沒有施加時(shí)，BR1與BR2都與油箱T連接，都為關(guān)閉狀態(tài)。壓力管道SP1與SP2連接。當(dāng)踩下制動(dòng)踏板時(shí)，制動(dòng)閥芯活塞向下移動(dòng)，閥門SP1與BR1首先連通，將具有一定壓力的液壓油通過制動(dòng)閥導(dǎo)入繼電器閥12，并將繼電器閥閥芯從中位推向P位置，此時(shí)繼電器閥12閥門P與A接通，將相應(yīng)壓力的液壓油導(dǎo)向中后軸輪邊制動(dòng)器施加制動(dòng)力。當(dāng)制動(dòng)踏板繼續(xù)下踩時(shí)，閥門SP2與BR2連通，制動(dòng)液壓油從通過制動(dòng)閥門傳送到前軸兩輪轂制動(dòng)器施加制動(dòng)力。當(dāng)松開踏板時(shí)，閥門BR1和BR2與T接通，液壓油回到油箱，制動(dòng)壓力釋放。進(jìn)入中后軸制動(dòng)液壓油則通過繼電器閥門T回到油箱，制動(dòng)活塞被彈簧推回起始位置。

圖1 行車制動(dòng)原理圖

2.2 減速器(制動(dòng))原理

減速器功能也是整合在制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)，其作用是使得制動(dòng)器更加有效、柔和，具有保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱，防止轉(zhuǎn)速過高，適用于鉸卡坡距較長(zhǎng)時(shí)行駛使用，最大制動(dòng)壓力為7MPa，原理(如圖2)。減速器與減速踏板沖程成線性關(guān)系，當(dāng)減速踏板沖程在0%時(shí)，減速效果為0%;當(dāng)減速踏板沖程在100%時(shí)，減速效果為100%。

當(dāng)踩下減速器踏板時(shí)，通過傳感器SE4208(減速器踏板位置傳感器)感應(yīng)踩下沖程信號(hào)反饋到V－ECU控制器，V－ECU控制器把信號(hào)發(fā)送到裝載與傾卸閥塊中電磁閥PWM5901，而PWM5901根據(jù)信號(hào)調(diào)節(jié)油壓大小，控制伺服壓力。送到PWM5901伺服壓力則是通過MCV(轉(zhuǎn)向舉升閥)閥門中的減壓閥R35提供。輪邊減速器制動(dòng)壓力依靠減速踏板踩下角度大小控制比例閥PWM5901輸出油壓，從PWM5901過來的伺服壓力油控制制動(dòng)閥A活塞上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)減速原理與上述制動(dòng)原理一樣。

圖2 減速器原理圖

3 故障現(xiàn)象

11#VOLVO A40E鉸接式卡車故障現(xiàn)象是:在低速行駛過程中，當(dāng)踩下制動(dòng)踏板1/4～1/5行程時(shí)，從傳動(dòng)軸及前、中和后車軸發(fā)出機(jī)械振動(dòng)沖擊聲響(咔、咔……)，如同金屬干磨聲響，聲源難以判斷，而制動(dòng)效果正常。當(dāng)踩下減速器踏板時(shí)，也出現(xiàn)同樣現(xiàn)象。鉸卡停止時(shí)故障現(xiàn)象并不能反應(yīng)，只有在行駛過程中施加了制動(dòng)后才出現(xiàn)此問題，所以給檢查判斷故障帶來了困難。對(duì)車廂、車架等部位進(jìn)行全面檢查均正常，可以排除因固定件松動(dòng)造成制動(dòng)慣性產(chǎn)生沖擊聲。橋如有故障在正常行駛會(huì)發(fā)出異響，所以可以排除。檢查變速箱未發(fā)現(xiàn)任何故障代碼，運(yùn)行也正常。此故障現(xiàn)象以前從未遇到，根據(jù)故障現(xiàn)象、故障排除、維修經(jīng)驗(yàn)等，初步判斷應(yīng)該是制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障導(dǎo)致全車傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生沖擊振動(dòng)的響聲［2］。

4 故障處理

根據(jù)故障現(xiàn)象分析判斷是因制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障造成機(jī)械沖擊，從傳動(dòng)系統(tǒng)傳播出去，故障源無法判斷。根據(jù)VOLVO A40E鉸卡制動(dòng)特點(diǎn)，需要從電氣控制系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)和機(jī)械方面進(jìn)行檢查排除，我們遵循“先簡(jiǎn)單后復(fù)雜”的原則逐一進(jìn)行檢查。

4.1 電氣控制系統(tǒng)檢查

根據(jù)圖1分析，傳感器SE5201、SE5202分別是牽引單元和裝載單元壓力油壓力傳感器，在駕駛室儀表板上指針儀表顯示，均為正常。傳感器SE5203、SE5204分別是牽引單元和裝載單元已施展制動(dòng)壓力傳感器，給剎車燈提供信號(hào)作用。它們好壞對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)無影響，可以排除。

對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)起控制作用的就是V－ECU和TECU兩個(gè)控制器，該控制器發(fā)送信號(hào)到電磁閥PWM5901，從PWM5901過來伺服壓力控制制動(dòng)閥門，如果控制器存在問題，發(fā)送錯(cuò)誤信號(hào)，對(duì)制動(dòng)壓力產(chǎn)生影響，會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)異常。(1)測(cè)量PWM5901，電壓為24V，電流在0～0.66A，該閥正常。(2)控制器V－ECU和T－ECU受檢測(cè)方法限制，無直接辦法檢測(cè)好壞，采取的辦法就是與正常鉸卡對(duì)調(diào)試用。從V10#鉸卡拆下V－ECU和T－ECU與V11#鉸卡對(duì)調(diào)，運(yùn)行結(jié)果是V11#鉸卡故障現(xiàn)象依然存在，而V10#制動(dòng)正常，可以確定兩個(gè)控制器正常。排除了電氣控制系統(tǒng)故障。

4.2 液壓控制系統(tǒng)檢查

(1)從制動(dòng)來看，當(dāng)制動(dòng)器摩擦片磨損太光滑而制動(dòng)壓力大時(shí)，光滑表面滑磨時(shí)便產(chǎn)生摩擦振動(dòng)，通過輪轂和軸傳到橋。所以首先需對(duì)六個(gè)行車制動(dòng)器中制動(dòng)盤測(cè)量，通過輪邊制動(dòng)器磨損指示器進(jìn)行測(cè)量，均在正常范圍之內(nèi)，前橋輪邊在6.8mm左右、中后橋在4.5 mm左右，說明制動(dòng)盤正常，在正常磨損范圍之內(nèi)。

(2)在制動(dòng)過程中閥起著決定性作用［3］，當(dāng)制動(dòng)高壓油出現(xiàn)瞬間不連續(xù)，造成制動(dòng)偶爾失靈，對(duì)輪轂形成了沖擊。通過分析制動(dòng)系統(tǒng)液壓圖(如圖1)，首先對(duì)制動(dòng)閥A進(jìn)行拆卸清洗檢查。發(fā)現(xiàn)制動(dòng)閥活塞上下移動(dòng)靈活，閥門SP1和BR1、SP2和BR2連通正常，制動(dòng)閥使用正常。

(3)因施加減速器功能時(shí)，也出現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)異響，所以對(duì)裝載與傾卸制動(dòng)閥中PWM5901也進(jìn)行了檢查排除。該閥是電控比例閥。拆下此閥進(jìn)行檢查檢查清洗也是正常。因PWM5901伺服油來自轉(zhuǎn)向舉升閥中R35減壓閥，也對(duì)其解體檢查，情況正常［4］。

(4)最后就是對(duì)裝載單元制動(dòng)系統(tǒng)中的繼電器閥12進(jìn)行檢查，閥門P與A、閥門T與A正常接通接通，閥芯移動(dòng)正常，也排除故障點(diǎn)不在此閥。

經(jīng)過對(duì)液壓系統(tǒng)各控制閥進(jìn)行檢查測(cè)試均為正常，可以排除故障點(diǎn)不在液壓系統(tǒng)中。

4.3 制動(dòng)機(jī)械方面檢查

機(jī)械方面檢查就是逐一查找異響發(fā)出點(diǎn):

(1)首先拆下傳動(dòng)軸斷開聲音傳播路徑［5］。第一步拆下后橋傳動(dòng)軸試車，故障現(xiàn)象依然存在。第二步拆下前橋傳動(dòng)軸試車，前軸仍然有異響，中后橋消除。初步斷定聲音是從前橋發(fā)出的。

(2)根據(jù)分析故障點(diǎn)在前軸輪轂?，F(xiàn)需要對(duì)前橋輪轂進(jìn)行解體檢查:摩擦片和鋼盤片接觸面接觸情況、制動(dòng)活塞是否變形、輪轂軸承是否松動(dòng)等。首先我們對(duì)右前輪轂進(jìn)行了解體，解體后對(duì)摩擦片、鋼盤片進(jìn)行了測(cè)量和檢查都屬于正常:6片鋼盤片厚度均在5mm，摩擦片厚度在4.44mm，鋼盤片和摩擦片表面無異常印痕(如圖3)。制動(dòng)活塞、行星齒輪、行星齒輪架也正常。

圖3 制動(dòng)摩擦片和鋼片圖

通過檢查排除，最大可能就是輪轂軸承出現(xiàn)異常［6］。通過輪轂制動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖(如圖4)，可以看出在輪轂固定器中有兩個(gè)單列圓錐滾子軸承，用以承受車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的徑向載荷及軸向載荷，外圈可以分離。安裝時(shí)可以調(diào)整軸承的游隙，一般成對(duì)使用。VOLVO A40E鉸卡輪轂固定器中一對(duì)單列圓錐滾子軸承依靠一根大鎖栓，一端固定在輪轂上，另一端穿過輪轂固定器用兩個(gè)螺母鎖緊，擰緊力矩800NM。軸承游隙通過輪轂端墊片進(jìn)行調(diào)整。

圖4 輪轂制動(dòng)器圖

右前輪解體后測(cè)量輪轂軸承游隙為0.06mm，而VOLVO A40E鉸卡標(biāo)準(zhǔn)間隙范圍在0.05～0.2mm，在允許范圍之內(nèi)。

右前輪制動(dòng)器正常，下一步對(duì)左前輪轂解體。對(duì)制動(dòng)器解體測(cè)量檢查結(jié)果都是正常，而測(cè)量輪轂軸承游隙值在0.37mm，超出允許的范圍。當(dāng)軸承游隙偏大時(shí)，會(huì)造成輪轂輕微偏擺，軸承端面與行星架接觸面產(chǎn)生沖擊。為滿足技術(shù)要求，減掉一個(gè)0.3mm調(diào)整墊片，保證游隙在0.07mm，在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。

安裝好制動(dòng)器后試車檢查，制動(dòng)異響故障現(xiàn)象消除。所以，可以斷定故障是發(fā)生在左前輪轂軸承游隙偏大，制動(dòng)時(shí)慣性較大造成軸承內(nèi)圈軸向竄動(dòng)，輪轂偏擺。軸承與行星架接觸面產(chǎn)生沖擊振動(dòng)，經(jīng)傳動(dòng)軸把聲音傳播出去。通過按標(biāo)準(zhǔn)間隙調(diào)整，兩個(gè)輪轂軸承游隙符合要求。保證了軸承滾子軸向和徑向受力達(dá)到要求。

5 結(jié)語

經(jīng)過此次對(duì)11#VOLVO A40E鉸接式卡車制動(dòng)系統(tǒng)異響的故障處理，使我們受到很大啟發(fā)和鼓舞，加深了我們對(duì)VOLVO鉸接式卡制動(dòng)系統(tǒng)及其它構(gòu)件的了解。為我們今后攻關(guān)進(jìn)口設(shè)備技術(shù)難題打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

［1］Volvo Construction Equipment.VOLVO A40E鉸接式卡車維修手冊(cè)［K］.Volvo Construction Equipment，2007.

［2］鄭春英.造成汽車制動(dòng)異響的大致因素分析［J］.黑龍江科技信息，2011(3):1.

［3］張錦，林慕義，宋金寶.全動(dòng)力液壓制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)閥芯結(jié)構(gòu)特性分析［J］.機(jī)械工程與自動(dòng)化，2008(6):9－11，14.

［4］劉春生，秦美華.談盤式制動(dòng)器卡滯和異響的設(shè)計(jì)改進(jìn)［J］.汽車工程師，2010(12):49－50，57.

［5］薛青一.沃爾沃A40E型鉸接式卡車［J］.今日工程機(jī)械，2010(7):128.

［6］王江安.992D裝載機(jī)制動(dòng)輪轂異響的處理［J］.工程機(jī)械與維修，2002(7):120－121.

Fault Handling of Abnormal Sound on Brake of VOLVO Articulated Truck

ZHU Zhi－xing

(JCC Chengmenshan Copper Mine，Jiujiang 332100，Jiangxi，China)

Volvo articulated truck has enough dynamic and outstanding performance required for maximize production capacity.The truck has a very broad prospect of application in mine field.In the paper，brake principle of VOLVO A40E articulated truck is analyzed，abnormal sound of brake fault phenomena are described and analyzed.In the light of the brake system structure，principle and control characteristics，fault diagnosis is searched combining the fault phenomena with actual situation，causes of the failure are finally identified and fault is solved.

articulated truck;brake;abnormal sound;valve;controller

TD421.7

B

1009－3842(2011)06－0063－04

2011－08－16

朱志興(1982－)，男，湖北武穴人，研究方向?yàn)殡姎庾詣?dòng)化。E－mail:zhuzx8210@163.com