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自卸汽车液压系统故障诊断与维修案例分析

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:图2-172 QR10型罗曼自卸汽车液压倾斜机构液压倾卸系统的操纵是通过手动阀输出的液力控制举升阀的开合,从而实现车厢的升降。当使手动阀手轮左旋或右旋时,可调节液压缸的下降速度。液压系统常见故障及排除方法见表2-26。该系统采用压缩空气对液压系统进行控制。

自卸汽车液压系统故障诊断与维修案例分析

1.自卸汽车液压倾斜机构常见故障

案例1——QR10型自卸汽车倾斜机构动作失灵

罗马尼亚产QR10型罗曼自卸汽车自卸机构液压油路的控制采用了电磁、气动联合操纵方式。使用中,如倾斜机构发生故障,将可能涉及到电路、气路、液压油等方面问题,现将其结构、工作原理及使用中常见故障介绍如下。

液压倾斜机构包括取力器(电气操纵)、传动轴液压泵、手动阀、举升阀、液压缸、举升支架、液压管路、车厢及车厢底架等,如图2-172所示。发动机动力由变速器输出,经取力器传动驱动液压泵,液压油被液压泵压入液压缸推动活塞,使举升支架产生联动举起车厢。在压力油作用下活塞上升,当活塞底部到达液压缸上部的回油口时,进入液压缸的油从回油口经回油管流回液压泵进口处,活塞不再继续上升,此时车厢处于最大升举角度。

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图2-172 QR10型罗曼自卸汽车液压倾斜机构

液压倾卸系统的操纵是通过手动阀(位于驾驶员座椅右方)输出的液力控制举升阀的开合,从而实现车厢的升降。

(1)举升 使手动阀在旋出位置,踩下离合器踏板,合上取力器开关,待几秒钟后缓慢抬起离合器,液压泵开始运转。将手动阀的手轮向右旋,在液力作用下举升阀被关闭,由液压泵出来的液压油进入液压缸底部推动活塞,车厢被举起。

(2)液压缸下降 将手轮慢慢向左旋,液力解除,在弹簧作用下举升阀被打开,液压泵出来的油经举升阀自身循环,液压缸下腔的液压油在车厢重力作用下经液压泵进入液压缸上腔,车厢下降。当使手动阀手轮左旋或右旋时,可调节液压缸的下降速度。

(3)液压缸停止 手轮处于举升位置,踏下离合器或关掉取力器,液压泵停止运转,车厢处于中停状态。

常见故障排除方法见表2-25。

表2-25 常见故障排除方法

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此外,应特别注意液压系统的用油问题,根据不同的环境温度,使用不同牌号的液压油。

当温度较低时若选用粘度高的液压油,将会产生较大的管道阻力,使车厢下降速度减慢;另外,当液压泵突然起动时,因阻力较大使液压泵的驱动机构发生损坏造成过度磨损。反之,当温度较高时选用粘度小的液压油,液压泵、液压缸、管路等密封处容易发生渗漏,使举升时间延长。

液压系统用油的更换,除按环境温度的变化随时更换外,还应经常检查,若发现油已脏污,应及时更换,否则会减少液压泵、分配阀、液压缸的使用寿命,因为这些都是比较精密的机件。

案例2——卡玛斯55111型自卸汽车车厢动作失灵

卡玛斯55111型自卸汽车液压系统的工作原理如图2-173所示。液压系统各部件的工作原理如下:

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图2-173 卡玛斯55111型自卸汽车液压系统工作简图

1—分配器 2—限位阀 3—液压缸 4—油箱 5—电磁阀 6—取力器 7—液压泵

(1)液压分配器 液压分配器的结构如图2-174所示。

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图2-174 液压分配器结构图

1、6、15、25—管接头 2、9、10、14、16、17、23、28—密封圈 3—分配阀阀体 4、18—膜片 5、21—气室盖 7、20—弹簧 8、13—推杆 11—螺母 19、24—螺柱 22、26—阀座 29—保险阀 12、27—阀

举升时,打开气动开关,压缩空气进入气动阀,按下电动开关,电磁阀工作。电磁阀工作后,将气动阀打开,压缩空气将液压分配器内的阀①(图2-174)向内推,使之将回油管口封住。由取力器液压泵压出的液压油从阀①的杆缝通过,将液压分配器内的阀②(图2-174)向外推,阀②开启,液压油从出油管流出至举升液压缸,在压力的作用下将车厢举起。

下降时,变换电动开关位置,电磁阀Ⅱ断电,电磁阀Ⅰ工作,压缩空气将液压分配器阀②向外推,这时阀①在弹簧的作用下,回到原位,不再堵住回油口,液压缸中的液压油在车厢的重力作用下,通过回油管回到油箱。

中间停止时,将电动开关置于中间位置(切断电源),电磁阀均不工作,液压分配器阀②在弹簧的作用下向内推,阀头与阀座接合,关闭回油管口,液压油处于封闭状态,故车厢不能下降,停在原位。

(2)溢流阀

溢流阀的作用是对液压系统各部件起保护作用,当液压油的压力超过溢流阀弹簧的调定压力时溢流阀被打开,液压油从回油管回到油箱。

(3)限位阀 此阀平时处于关闭状态,液压油不能从此通过,当车厢举到规定高度时,举升液压缸与限位阀调整螺钉接触,强制打开限位阀,此时液压油才能通过限位阀回到油箱,安装限位阀的目的就是将车厢限制在规定的举升角度上。

(4)电力气动阀(电磁阀) 电磁阀的结构如图2-175所示。

电流通过线圈,产生磁场将铁心下吸,推动连杆和阀片下移,上阀片关闭,下阀片打开,压缩空气从连杆缝流到液力分配器。当电流切断后,在弹簧的作用下,阀片上行关闭进气孔,同时连杆推动上阀片上行,上阀片开启,作用在液压分配器上的压缩空气通过上阀片缝隙从排气孔排入大气。

电磁阀Ⅰ(图2-175)控制液压分配器阀②使车厢下降,电磁阀Ⅱ(图2-175)控制液压分配器阀①使车厢举升,电磁阀Ⅲ控制取力器。

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图2-175 电磁阀的结构

1、9—弹簧 2—下阀片 3—下阀体 4、8、13—密封垫 5—上阀体 6、10—连杆 7—上阀片 11—铁心 12—电磁阀体 14—电磁阀盖

(5)液压系统的工作过程 举升时,气动开关打开,压缩空气进入气动阀,电磁阀Ⅲ工作,助力器齿轮变速箱齿轮啮合,驱动液压泵旋转。电动开关按下,电磁阀Ⅱ工作,压缩空气将液压分配器阀①向内推,封住回油管口,液压泵推出的液压油流到举升液压缸,将液压缸各环节依次推出,车厢举起。

下降时,变换电动开关位置,使电磁阀Ⅰ工作,压缩空气将液压分配器阀②向外推,此时电磁阀Ⅱ电源切断,液压分配器内的阀①在弹簧的作用下回到原位,不再封住回油口,液压油在车厢的重力作用下,通过油管,回到油箱。

中停时,电动开关置于中间位置,此时电源全部切断,电磁阀Ⅰ、Ⅱ均不工作,液压分配器阀②在弹簧的作用下向内推,关闭回油口,液压油不能流出,车厢停在原位。

液压系统常见故障及排除方法见表2-26。

表2-26 液压系统常见故障及排除方法

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案例3——BJ374型自卸汽车翻斗举升及下降故障

BJ374型自卸汽车装载量为20t,其液压举升系统如图2-176所示。该系统采用压缩空气对液压系统进行控制。

(1)举升过程 扳动举升开关操作手柄置于“举升”位置,此时举升开关闭合,气路不通,分配阀主阀5a、回油阀5b处于原始状态(图2-176所示位置),齿轮泵输出的高压油经止回阀5d、分配阀主阀5a进入两个举升缸的进油管,流入举升缸内,于是举升缸逐渐上升将车厢顶起,进行倾卸作业。(www.xing528.com)

(2)下落过程 先切断齿轮泵动力,使齿轮泵停止工作。然后,扳动举升开关手柄置于“下降”位置,打开开关接通来自储气筒至分配阀回油阀5b的压缩空气通路,分配阀回油阀5b动作,举升缸中液压油经举升缸回油管(即进油管)、分配阀回油阀5b以及分配阀回油管流入油箱,这时车厢在自重作用下降落。

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图2-176 BJ374自卸汽车举升系统

1—油箱 2—过滤器 3—齿轮泵 4—举升开关 5(a~d)—分配阀 6—限位阀 7—举升缸 8—前段钢丝绳 9—后段钢丝绳

(3)举升中停 在举升过程中如果要停止不动,只需中途停止齿轮泵运转即可。此时,在分配阀入口处止回阀5d的作用下,液压缸中的液压油不能倒流进入齿轮泵,而是支撑车厢在任意位置停止不动。

(4)下落中停 在下落过程中如果要停止不动,把举升开关扳回到“举升”位置即可。此时分配阀回油阀5b气室的压缩空气经举升开关通入大气,回油阀5b在回位弹簧的作用下恢复原位,切断举升缸的回油通路,在分配阀止回阀5d的作用下,举升缸的油液不能倒流进入齿轮泵,而是支承车厢在任意位置停止降落。

(5)举升限位 为了使车厢倾斜到极限位置时能自动停止举升,起到自动保护作用,在车架横梁上安装限位阀,它的开闭由自身弹簧和与车厢连接的钢丝绳控制。在车厢倾斜到规定极限位置时,钢丝绳是松动的,限位阀在回位弹簧作用下处于图示关闭位置,切断压缩空气至分配阀主阀5a的通路,使举升正常进行。当车厢拉动前段钢丝绳时,限位阀动作,接通压缩空气至分配阀主阀5a的通路,使主阀5a动作,切断齿轮泵通往举升缸的油路,于是举升自动停止。此时,如齿轮泵继续转动,则齿轮泵输出的高压油经溢流阀5c直接回到油箱。

当限位阀工作失准时,车厢倾斜到极限位置后仍继续举升,此时车厢经前段钢丝绳、限位阀阀杆、后段钢丝绳拉动分配阀主阀5a,使之强制动作,关闭齿轮泵通往举升缸的油路,举升停止。

(6)系统压力控制 液压举升系统压力控制通过球式溢流阀5c限定系统最大工作压力为10MPa,以保证系统中各元件的使用寿命和正常工作。

常见故障分析

(1)翻斗不能举升 其可能原因为油箱中油量不足、液压泵有故障不供油、举升开关通大气孔被堵死、分配阀回油阀卡死在回油位置,溢流阀钢球与座密封不严、溢流阀严重失调、高压油管破损、举升缸卡阻、限位阀卡阻使通往分配阀主阀5a的气路长期接通。

(2)翻斗举升缓慢 一般是因限压阀失调造成油压不足,油箱油量不足造成齿轮泵达不到规定排油量以及油路存在泄漏等。

(3)翻斗不下落 一般是因气压不足0.45MPa,造成不能使分配阀回油阀5b动作,或限位阀管路破裂以及举升开关、举升缸卡阻。

(4)翻斗下落缓慢 主要原因是回油路不通畅,举升缸摩擦阻力过大。

(5)翻斗举升时有跳动 主要原因是举升系统内有空气,使举升缸出现爬行现象,或举升缸有卡阻现象。

(6)翻斗不能停在任意位置 一般是由于油液过脏使止回阀或分配阀回油阀5b密封不严造成的。

(7)限位时刻不准确 主要是由于钢丝绳折断或调整不当造成的。

2.自卸车升降液压缸故障

案例1——LY—340型自卸车升降液压缸漏油

自卸货车采用LY—340型自动倾卸车取力器液压缸,倾卸形式为油压单缸二级套筒式,第一级缸直径145mm,第二级缸直径110mm(图2-177)。常见的故障为漏油,除因油封老化、磨损、断裂外,还有当升降液压缸6在压力作用下作上下运动时,Y型油封3移位,导致高压油从筒口边溢出。

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图2-177 LY—340型自卸车升降液压缸

1—弹性挡圈 2—挡块 3—Y形油封 4—挡片 5—弹性挡圈 6—上液压缸 7—下液压缸

如图2-178所示是Y形密封圈的接触压力分布状态图,图2-178b为无内压时因唇尖变形产生很小的接触压力。当有内压作用时,在密封的情况下,与介质接触的每一点上均作用有与内压相当的法向压力,所以底部受到轴向压缩,唇部受到径向压缩,因而使唇部与缸壁接触变形,接触面变宽同时接触压力增大(图2-178c)。当内压再升高时,接触压力的分布形式和大小进一步改变,唇部与缸壁配合更紧密(图2-178d),所以密封性更好。这种车经常出现泄漏现象,其工作性能很差。经多次查找原因,发现油封必须有足够的压缩量才能起到密封作用,也就是说油封唇部与缸壁的接触面要宽些,并使接触压力增大,才能达到较好的效果。

为此,根据单缸二级套筒的密封结构,将挡块2去掉,挡块2的宽度是15mm,换上一个同油封3一样的Y形密封圈(宽度是16mm),再增加一个挡片。也就是说使用了两个Y形油封,两个挡片,与原来的两个弹性挡圈组成密封组件。

经过上述改进后的LY—340型液压升降液压缸,不论空卸或重卸,升降自如,未再发生漏油现象。

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图2-178 Y形密封圈

案例2——捷克SKODA—706MTS自卸货车升降液压缸漏油

捷克SKODA—706MTS自卸货车,有四节升降液压缸筒,可作三面倾卸,使用过程中,常见的故障为漏油,除因液压缸O形密封圈损坏造成漏油外,另一主要原因是每节液压缸内对密封圈4起保护作用的上下两个塑料挡套2、3老化变形或脱胶破裂。当挡套破裂后(图2-179),升降液压缸筒4在液压作用下,做上下往复运动时,密封圈5移位,被高压油和液压缸筒冲挤而损坏,大量液压油经损坏的密封圈和破裂的挡套向外喷溢,造成严重的漏油现象,从而影响升降液压缸的自卸能力。因此,挡套性能好坏,与密封圈的使用寿命有直接关系。正确修复挡套,是解决升降液压缸漏油的关键

考虑到进口配件购、制困难,及保持原厂设计要求等因素,根据旧挡套的使用性能,采用耐压耐磨的聚苯乙烯材料,加工新挡套,并用环氧树脂作粘结剂进行粘结。环氧树脂配方经过多次粘结试验,取得初步成效,现将其加工和粘结工艺介绍如下。

1)清除旧挡套。用车床将液压缸内已损坏的旧挡套切削干净,以见到金属光面为止,不允许留有旧的粘结物。

2)配制新挡套。用聚苯乙烯材料,按旧挡套型式和宽度,在车床上加工内外圆。其外径比液压缸筒切削后的光面直径小0.06~0.10mm;内径比上液压缸筒外径小2~4mm(作为粘结后精加工余量)。

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图2-179 液压缸局部示意图

1—下液压缸筒 2—下挡套 3—上挡套 4—上液压缸筒 5—O形密封圈

3)配制环氧树脂。按下列成分和比例调制,其配方为(重量比):

环氧树脂:1

聚酸胺:0.8

石英砂:适量

邻苯二甲酸二丁酯:适量

4)清洗和粘结。按上述配方调制粘结剂。粘结前,先用丙酮将液压缸内粘结面和新挡套清洗干净,然后在粘结面上涂一薄层粘接剂,将新挡套嵌入并粘结好。

5)加压固化。将粘结好的聚苯乙烯挡套,立即用扩张卡具(自行设计)紧固,须使扩张卡具紧压在挡套内径面上,24h后,粘结的挡套即可牢固粘结于液压缸内壁上。

6)车削成型。用车床将粘结的聚苯乙烯挡套内径加工至比液压缸筒外径大0.06~0.10mm。

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