VOLVO铰接式卡车制动异响故障的处理

朱志兴

(江西铜业集团公司城门山铜矿，江西九江 332100)

VOLVO铰接式卡车制动异响故障的处理

朱志兴

(江西铜业集团公司城门山铜矿，江西九江 332100)

Volvo铰接式卡车具有生产能力最大化所需要的动力和优异的性能。该卡车在矿山领域使用具有十分广阔的前景。分析了VOLVO A40E铰接式卡车制动原理，对制动异响故障现象进行了描述和分析，并针对制动系统结构、原理及控制特点，根据故障现象并结合实际情况进行了故障判断、查找。最终找出了故障原因、解决了故障。

铰接式卡车;制动;异响;阀;控制器

1 引言

城门山铜矿采矿场目前有17台VOLVO A40E铰接式卡车，载重量为39t，它们是采矿场重点主要运输设备。VOLVO铰接式卡车是借助电子技术与液压技术结合，通过计算机控制引入各类传感器元件的应用，使车辆在运行过程中实现自动化控制。特别是全车制动系统采用了当前先进的全液压控制制动系统。该系统分为两个回路，分别是牵引单元和装载单元。另外该卡车还配有减速器(制动)功能，对装载单元施加低制动压力，起到减速效果。

2 VOLVO A40E铰接式卡车制动原理

VOLVO铰接式卡车具有全液压控制制动系统，在车轴里具有完全封闭的湿式多盘片(前轴制动器6片，中后轴制动器4片)制动器和外部油冷却器，制动系统分牵引和装载两个回路。依靠一个独立液压泵提供制动压力，每个回路均配有蓄能器［1］。

2.1 行车制动原理

行车制动是通过驾驶室制动踏板施加作用，制动阀门A是一个正比例阀门(如图1)，最高制动压力为14MPa。没有施加时，BR1与BR2都与油箱T连接，都为关闭状态。压力管道SP1与SP2连接。当踩下制动踏板时，制动阀芯活塞向下移动，阀门SP1与BR1首先连通，将具有一定压力的液压油通过制动阀导入继电器阀12，并将继电器阀阀芯从中位推向P位置，此时继电器阀12阀门P与A接通，将相应压力的液压油导向中后轴轮边制动器施加制动力。当制动踏板继续下踩时，阀门SP2与BR2连通，制动液压油从通过制动阀门传送到前轴两轮毂制动器施加制动力。当松开踏板时，阀门BR1和BR2与T接通，液压油回到油箱，制动压力释放。进入中后轴制动液压油则通过继电器阀门T回到油箱，制动活塞被弹簧推回起始位置。

图1 行车制动原理图

2.2 减速器(制动)原理

减速器功能也是整合在制动系统内，其作用是使得制动器更加有效、柔和，具有保护发动机和变速箱，防止转速过高，适用于铰卡坡距较长时行驶使用，最大制动压力为7MPa，原理(如图2)。减速器与减速踏板冲程成线性关系，当减速踏板冲程在0%时，减速效果为0%;当减速踏板冲程在100%时，减速效果为100%。

当踩下减速器踏板时，通过传感器SE4208(减速器踏板位置传感器)感应踩下冲程信号反馈到V－ECU控制器，V－ECU控制器把信号发送到装载与倾卸阀块中电磁阀PWM5901，而PWM5901根据信号调节油压大小，控制伺服压力。送到PWM5901伺服压力则是通过MCV(转向举升阀)阀门中的减压阀R35提供。轮边减速器制动压力依靠减速踏板踩下角度大小控制比例阀PWM5901输出油压，从PWM5901过来的伺服压力油控制制动阀A活塞上下移动，实现减速原理与上述制动原理一样。

图2 减速器原理图

3 故障现象

11#VOLVO A40E铰接式卡车故障现象是:在低速行驶过程中，当踩下制动踏板1/4～1/5行程时，从传动轴及前、中和后车轴发出机械振动冲击声响(咔、咔……)，如同金属干磨声响，声源难以判断，而制动效果正常。当踩下减速器踏板时，也出现同样现象。铰卡停止时故障现象并不能反应，只有在行驶过程中施加了制动后才出现此问题，所以给检查判断故障带来了困难。对车厢、车架等部位进行全面检查均正常，可以排除因固定件松动造成制动惯性产生冲击声。桥如有故障在正常行驶会发出异响，所以可以排除。检查变速箱未发现任何故障代码，运行也正常。此故障现象以前从未遇到，根据故障现象、故障排除、维修经验等，初步判断应该是制动系统发生故障导致全车传动系统发生冲击振动的响声［2］。

4 故障处理

根据故障现象分析判断是因制动系统出现故障造成机械冲击，从传动系统传播出去，故障源无法判断。根据VOLVO A40E铰卡制动特点，需要从电气控制系统、液压控制系统和机械方面进行检查排除，我们遵循“先简单后复杂”的原则逐一进行检查。

4.1 电气控制系统检查

根据图1分析，传感器SE5201、SE5202分别是牵引单元和装载单元压力油压力传感器，在驾驶室仪表板上指针仪表显示，均为正常。传感器SE5203、SE5204分别是牵引单元和装载单元已施展制动压力传感器，给刹车灯提供信号作用。它们好坏对制动系统无影响，可以排除。

对制动系统起控制作用的就是V－ECU和TECU两个控制器，该控制器发送信号到电磁阀PWM5901，从PWM5901过来伺服压力控制制动阀门，如果控制器存在问题，发送错误信号，对制动压力产生影响，会导致制动异常。(1)测量PWM5901，电压为24V，电流在0～0.66A，该阀正常。(2)控制器V－ECU和T－ECU受检测方法限制，无直接办法检测好坏，采取的办法就是与正常铰卡对调试用。从V10#铰卡拆下V－ECU和T－ECU与V11#铰卡对调，运行结果是V11#铰卡故障现象依然存在，而V10#制动正常，可以确定两个控制器正常。排除了电气控制系统故障。

4.2 液压控制系统检查

(1)从制动来看，当制动器摩擦片磨损太光滑而制动压力大时，光滑表面滑磨时便产生摩擦振动，通过轮毂和轴传到桥。所以首先需对六个行车制动器中制动盘测量，通过轮边制动器磨损指示器进行测量，均在正常范围之内，前桥轮边在6.8mm左右、中后桥在4.5 mm左右，说明制动盘正常，在正常磨损范围之内。

(2)在制动过程中阀起着决定性作用［3］，当制动高压油出现瞬间不连续，造成制动偶尔失灵，对轮毂形成了冲击。通过分析制动系统液压图(如图1)，首先对制动阀A进行拆卸清洗检查。发现制动阀活塞上下移动灵活，阀门SP1和BR1、SP2和BR2连通正常，制动阀使用正常。

(3)因施加减速器功能时，也出现传动系统异响，所以对装载与倾卸制动阀中PWM5901也进行了检查排除。该阀是电控比例阀。拆下此阀进行检查检查清洗也是正常。因PWM5901伺服油来自转向举升阀中R35减压阀，也对其解体检查，情况正常［4］。

(4)最后就是对装载单元制动系统中的继电器阀12进行检查，阀门P与A、阀门T与A正常接通接通，阀芯移动正常，也排除故障点不在此阀。

经过对液压系统各控制阀进行检查测试均为正常，可以排除故障点不在液压系统中。

4.3 制动机械方面检查

机械方面检查就是逐一查找异响发出点:

(1)首先拆下传动轴断开声音传播路径［5］。第一步拆下后桥传动轴试车，故障现象依然存在。第二步拆下前桥传动轴试车，前轴仍然有异响，中后桥消除。初步断定声音是从前桥发出的。

(2)根据分析故障点在前轴轮毂。现需要对前桥轮毂进行解体检查:摩擦片和钢盘片接触面接触情况、制动活塞是否变形、轮毂轴承是否松动等。首先我们对右前轮毂进行了解体，解体后对摩擦片、钢盘片进行了测量和检查都属于正常:6片钢盘片厚度均在5mm，摩擦片厚度在4.44mm，钢盘片和摩擦片表面无异常印痕(如图3)。制动活塞、行星齿轮、行星齿轮架也正常。

图3 制动摩擦片和钢片图

通过检查排除，最大可能就是轮毂轴承出现异常［6］。通过轮毂制动器结构图(如图4)，可以看出在轮毂固定器中有两个单列圆锥滚子轴承，用以承受车轮转动时产生的径向载荷及轴向载荷，外圈可以分离。安装时可以调整轴承的游隙，一般成对使用。VOLVO A40E铰卡轮毂固定器中一对单列圆锥滚子轴承依靠一根大锁栓，一端固定在轮毂上，另一端穿过轮毂固定器用两个螺母锁紧，拧紧力矩800NM。轴承游隙通过轮毂端垫片进行调整。

图4 轮毂制动器图

右前轮解体后测量轮毂轴承游隙为0.06mm，而VOLVO A40E铰卡标准间隙范围在0.05～0.2mm，在允许范围之内。

右前轮制动器正常，下一步对左前轮毂解体。对制动器解体测量检查结果都是正常，而测量轮毂轴承游隙值在0.37mm，超出允许的范围。当轴承游隙偏大时，会造成轮毂轻微偏摆，轴承端面与行星架接触面产生冲击。为满足技术要求，减掉一个0.3mm调整垫片，保证游隙在0.07mm，在标准范围之内。

安装好制动器后试车检查，制动异响故障现象消除。所以，可以断定故障是发生在左前轮毂轴承游隙偏大，制动时惯性较大造成轴承内圈轴向窜动，轮毂偏摆。轴承与行星架接触面产生冲击振动，经传动轴把声音传播出去。通过按标准间隙调整，两个轮毂轴承游隙符合要求。保证了轴承滚子轴向和径向受力达到要求。

5 结语

经过此次对11#VOLVO A40E铰接式卡车制动系统异响的故障处理，使我们受到很大启发和鼓舞，加深了我们对VOLVO铰接式卡制动系统及其它构件的了解。为我们今后攻关进口设备技术难题打下了坚实的基础。

［1］Volvo Construction Equipment.VOLVO A40E铰接式卡车维修手册［K］.Volvo Construction Equipment，2007.

［2］郑春英.造成汽车制动异响的大致因素分析［J］.黑龙江科技信息，2011(3):1.

［3］张锦，林慕义，宋金宝.全动力液压制动系统制动阀芯结构特性分析［J］.机械工程与自动化，2008(6):9－11，14.

［4］刘春生，秦美华.谈盘式制动器卡滞和异响的设计改进［J］.汽车工程师，2010(12):49－50，57.

［5］薛青一.沃尔沃A40E型铰接式卡车［J］.今日工程机械，2010(7):128.

［6］王江安.992D装载机制动轮毂异响的处理［J］.工程机械与维修，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

朱志兴(1982－)，男，湖北武穴人，研究方向为电气自动化。E－mail:zhuzx8210@163.com