自卸车货箱自动升起原因分析

董超

苏州华碧微科检测技术有限公司 江苏省苏州市 215024

1 引言

自卸汽车是指通过液压或机械举升而自行卸载货物的车辆，又称翻斗车，是一种常见的运输机械，主要由汽车底盘和液压倾卸机构、车厢、副车架及其附件构成。液压倾卸机构包括小传动轴、油泵、举升阀、液压缸、操纵装置、限位装置、油箱及管路、倾卸杆系机构。发动机的动力由变速器、取力器输出，经小传动轴驱动油泵，泵出的液压油由举升阀进入液压缸，在液压缸的伸长运动推动下，车厢举升倾卸货物。由于装载车厢能自动倾翻一定角度卸料，大大节省卸料时间和劳动力，缩短运输周期，提高生产效率，降低运输成本，是常用的运输专用车辆，在各类建设工地、矿山等大量使用。

自卸车的车厢分后向倾翻和侧向倾翻两种，通过操纵系统控制活塞杆运动，后向倾翻较普遍，推动活塞杆使车厢倾翻完成卸货动作。

2 事故案例背景

事故车主与2011年09月13日从某经销商处购买了该品牌的自卸车，2011年10月08日8时许，该自卸车聘用的驾驶员单独驾驶事故车辆沿事故路段行驶至高速路涵洞处时，因车厢升起而撞到涵洞顶部，造成聘用的驾驶员死亡、车辆损坏的事故。本文作者作为该案例的事故调查人员，主导了该事故的现场调查、实验分析等工作，并最终完成了该事故的分析报告。

3 事故车辆调查

3.1 车辆基本情况

本文分析的案例车辆为挂有“苏A***61”车牌，中国某专用汽车公司制造，从新车购买至发生事故时使用不满一个月（图1）。

图1 案例车辆情况

现场可见案例车辆驾驶室顶部被碰撞向下变形，顶部与挡风玻璃面基本成一斜平面，目测与水平面约成45°角，玻璃全部碎裂脱落，驾驶员侧车门被卡住无法打开，驾驶室内部损坏严重。驾驶室前部及其它部位未发现撞击痕迹。车辆的车厢前部左侧撞击痕迹距离车厢底部约1米位置，撞击处内凹较严重。撞击痕迹向右下方延伸，且变形逐渐变小。根据痕迹判断为车厢前部左侧变形严重位置为首次接触点（图2）。

3.2 车辆举升控制系统情况

因事故车辆已经无法启动，现场不具备动态性能试验的条件，只能对相关系统予以静态分析。

图2 车厢撞击痕迹

手操纵阀在驾驶室座椅左侧，现场勘验时驾驶员侧车门无法打开。从上部观察发现升降手柄位于下降档位，升降手柄头部塑料套表面有破损。座椅左侧的调节手轮（塑料制品）已经脱落丢失（图3），调节杆垂直方向基本与手柄齐平，水平方向与升降手柄有一定的间隙。将车门撬开后发现手操纵阀铭牌字体上下颠倒，为反向安装（图4），升降手柄切换到最上方时为下降档位，最下方为举升档位。前部铭牌有部分断裂并脱落，断裂点在座椅调节手轮正下方。

图3 手操纵安装位置阀俯视图

图4 手操纵阀安装位置正视图

现场对同一厂家生产的同型号、同批次的两台自卸车的手操纵阀情况进行对比，其中“苏A***21”座椅调节手轮位于手操纵阀体正上方，距离很近，手轮已经损坏脱落；“苏A***22”发现座椅调节手轮位于手操纵阀体正上方，距离很近，损坏的手轮挂在调节杆上，但未脱落。对比车辆手操纵阀均为反向安装。

图5 苏A***21 控制系统

图6 苏A***22 控制系统

3.3 车倾卸杆系情况

倾卸杆系连接车厢与副车架，中间安装举升油缸，形成多边形结构。正常工作时油缸杆伸出，两侧倾卸连杆联动升起，防止货厢举升时的扭转，该处连杆主要受拉力。现场勘验发现油缸右侧连杆中部有弯曲变形，弯曲方向向上。结合事故车辆首次撞击点在车厢前端左侧分析，撞击发生后车厢左侧受阻，右侧在惯性力作用下前移，车厢右侧连杆由拉力瞬间变成压力，导致连杆弯曲变形。

3.4 车辆液压情况

将事故车辆的车厢吊起，发现举升油缸端盖处有大面积油迹，且由端盖位置向钢筒方向浸入；油管接头位置有油渗出，表面光亮，无油滴形成，其余液压系统未发现渗漏等外观不良的现象。

4 事故现场路段勘验

对事故现场的涵洞进行勘验，涵洞与下部穿过的路面不是90°，涵洞边缘可见碰撞修复痕迹，涵洞顶部可见驾驶室碰撞痕迹（图7）。以汽车撞击方向，左侧为近角，右侧为远角，故车辆发生碰撞时车厢左侧先与桥顶发生碰撞，与车厢前部的撞击痕迹吻合。撞击后车辆车厢左侧受阻，整车前端翘起，导致驾驶室与涵洞顶部发生碰撞，并在涵洞顶部留下碰撞痕迹。

图7 与涵洞碰撞痕迹

涵洞限高4.6米，在涵洞两侧位置实测高度分别为4.64米和4.61米，标牌标注尺寸与实际测量结果相符。距离事发涵洞路段约30米以外的水泥路面在近期（事故发生后）已经重新铺过水泥，说明此段路面破损严重，车辆行驶时会出现较大颠簸现象。

距离涵洞约400米处有一小桥，上空有多条线缆横向穿过，经确认事发前该处线路已经存在（图8），测量线缆最低点距离路面约4.09米。事故车辆在此处线缆下驶过时并未发生刮碰，但在400米外的涵洞却发生碰撞，说明车辆在这段路程行驶过程中车厢发生了举升现象。

5 举升系统关联部件检验

5.1 手操纵阀检验

对手操纵阀内泄及外泄性能进行检验，未发现手操纵阀存在漏气现象。对手操纵阀档位操纵检查，当正常操作至中停位置时弹簧将限位套推出并锁紧，各档位清晰。当快速切换升降手柄档位时，可由下降档位越过中停档位直接到达举升档位。

图8 驶过小桥上部的线缆

手操纵阀铭牌有部分残缺，升降手柄球头为可转动塑料件，顶部有破损现象，中间有两处挤压变形弧形痕迹，弧形痕迹中心与塑料套基本成同心圆。周边发现多处较深划痕，在体视显微镜下观察，划痕由上至下。外塑料套顶端发现有多处为半圆形的碰撞痕迹，痕迹一致，可判断为同一物体碰撞导致；其中有三处碰撞处塑料材料缺失，方向由上至下（图9）。

阀体安装方向的右上部（铭牌缺失部位）发现有多处碰撞导致阀体材料变形痕迹（图10），阀体前端半圆形壳体上部油漆脱落部位发现有一碰撞痕迹。阀体的其余部位未发现有碰撞变形痕迹。

5.2 取力器及其控制装置检查

对取力器通入0.6MPa气压，气缸运动自如，花键啮合套伸出灵活，截止气源后啮合套自动复位，未发现异常。压力开关在气缸通气后结合导电正常。

驾驶室内有翘板开关控制取力器的通断，面板上有红色指示灯，在取力器接通时灯亮。对翘板开关性能及开关指示灯进行检测，开关操作灵活，通断正常；自锁机构正常无损坏，指示灯正常。

5.3 齿轮泵及举升阀性能检测

对齿轮泵性能进行检测，当齿轮泵压力为20MPa时（额定工作压力），容积效率为85%，说明齿轮泵内泄漏偏大，但可以满足使用要求。对举升阀切换性能进行检测，举升阀切换正常。

6 综合分析

6.1 举升的必要因素

车厢举升必须满足如下两个条件：（1）取力器接通；（2）举升阀打开。

图9 手操纵杆碰撞痕迹

图10 手操纵阀体碰撞痕迹

取力器是汽车动力输出装置，可将汽车发动机的部分功率取出用于驱动油泵。操纵取力器工作的是驾驶室内的翘板开关和取力器上的拨叉，拨叉由气缸推动。

举升阀为气控滑阀式举升阀，由分配阀和操纵气缸两部分组成，气缸活塞带动阀芯运动，实现车厢的举升、中停及下降三个动作。操纵气缸由驾驶室内的手操纵阀输出的气路进行控制，操纵手柄上有举升、中停和下降三个档位用以控制举升阀。

6.2 事故分析

根据举升系统相关的部件检验结果，举升系统的取力器、齿轮泵、举升阀性能均正常，控制举升系统的翘板开关、手操纵阀性能正常，未发现举升系统存在性能故障，可排除因举升系统故障导致车厢自动举升的可能。

事故车辆经过事故涵洞前的小桥时，并未刮碰到小桥上方4.09米净高的线缆，但在400米后的4.6米净高涵洞却发生碰撞，说明车辆在这段路程行驶过程中车厢发生了举升现象。

手操纵阀升降手柄位置在座椅左下侧，事故车辆使用仅一月余。根据手操纵阀手柄球头和阀体上的碰撞痕迹，手柄球头上的碰撞痕迹一致，可判断为同一物体碰撞形成。

该型号车辆驾驶座椅可以上下、前后调节位置，车辆在颠簸路面行走时座椅可以一定范围内的上下移动以缓冲路面颠簸对驾驶员的冲击。经过对同型号两台车辆对比分析，在座椅左侧调节手轮调节到一定位置时，理论上在颠簸路面会与手操纵阀发生干涉碰撞。事故车辆阀体安装方向的右前部位发现多处碰撞痕迹及手柄球头碰撞痕迹，结合座椅调节装置在阀体前部正上方的结构特征，判断事故车辆上述碰撞痕迹、手操纵阀铭牌断裂脱落为座椅左侧调节装置造成，事故车辆调节手轮的损坏系与手操纵阀碰撞造成。

因为手操纵阀为反向安装，手柄位置在上方时为下降，下方为举升，不符合常人的使用习惯，且说明书中明确规定“行驶时严禁将升降手柄置于‘举升’或‘中停’档位”，而“下降”档位时升降手柄处于最上方，容易与人体及周边物体发生误碰撞，存在安全隐患。事故车辆在路况较差的路面行驶时会产生较大颠簸，这种情况下座椅左侧的调节装置在颠簸中上下运动极易碰到升降手柄。手操纵阀检查结果证明，快速切换升降手柄档位时，可由下降档位越过中停档位直接到达举升档位。以上分析不排除行驶中该升降手柄有因干涉而切换到举升档位的可能，而举升阀将在手操纵阀的控制下切换到举升位置。

以上分析结果已经满足车厢举升的两个必要条件之一“举升阀打开”。而控制取力器接通的翘板开关及控制气缸均未发现异常，故事故车辆在行驶中出现举升情况时翘板开关必定在使取力器结通的位置。事故发生时仅驾驶员一人在驾驶室内，翘板开关周边空旷，自锁机构正常，无干涉可能。根据以上分析，事故发生时翘板开关处于打开状态，使取力器在行驶中处于接通位置。

7 结语

该型号的自卸车在布局手操纵阀时犯了两个致命的错误，其一，手操纵阀作为控制货箱举升的关键控制元件，其安装位置应避免与周边物体发生干涉，避免与人体误接触，应置于驾驶员有意识操作时才能工作的安全位置；其二即是安装方式不符合常理，手柄在最上面的档位时为“下降”状态，在发生人员误碰时极易将操纵手柄从“下降”切换到“举升”档位。以上两个错误导致自卸车在行驶时手操纵阀因与座椅调节手轮干涉而误切换到“举升”档位。

经过对同批次同型号车辆对比均发现存在类似情况，说明此批次的自卸车均存在同样的安全隐患，而如此低级的安全隐患却没有被厂家清楚的认识和重视，给使用者造成了严重的财产损失甚至危及驾驶员生命，也给生产厂家造成不好的负面影响。

该事故的发生除了自卸车自身的问题外，驾驶员未按说明书要求在道路上行驶时将取力器动力切断，也是造成此次事故的关键因素之一，生命只有一次，且行且珍惜。