VOLVOL220E装载机制动系统故障分析

2020-09-10韩喜峰

内燃机与配件 2020年13期

韩喜峰

摘要：制动系统是装载机重要组成部分，在轮式装载机中起着非常重要的作用，是保证人身安全、轮式装载机正常运行的重要保障。本文以VOLVOL220E型装载机为例，着重阐述该型装载机制动液压系统的组成及工作原理，结合实例对制动液压系统故障进行分析研究。

关键词：装载机;制动系统;压力低;故障分析

0 引言

目前，装载机常用的制动形式主要由两大类：①气-液制动系统;②全液压湿式制动系统。VOLVOL220E型装载机全车采用全液压湿式，操作包含两条液压回路，一条供前桥，一条供后桥，前后桥均装有湿式盘式制动器。全液压湿式制动系统采用液压油为工作介质，高压油推动前后桥制动器产生制动力矩，实现制动目的。

1 全液压制动系统简介

根据功能、作用不同全液压湿式制动系统分为行车制动系统（脚制动）、紧急和停车制动系统（手制动）两部分。装载机行车制动系统用于行驶时降速或停止;紧急和停车制动系统由紧急制动电磁阀控制，它用于停车后的制动，或行车制动失效时的应急制动。此外当系统出现故障（行车制动回路中的蓄能器内油压低于设定值下限）时，系统通过自动切断紧急制动电磁阀电源、变速器挂空档确保装载机行车安全。一般来讲，装载机全液压双回路湿式制动系统由制动液压泵、充液阀、制动阀、蓄能器、行车制动器、停车制动器、压力传感器以及管路等部件组成。蓄能器均为囊式蓄能器，其作用是储存压力油以供制动时应用。制动回路采用双单向回路，双单向阀能保证两个制动回路互不干扰。两个制动回路有一个失效时，双单向阀自动关闭未失效的制动回路与充液阀的通道，保证未失效的制动回路仍可实施制动。此时失效回路则与充液阀相通，行车制动低压报警开关动作，报警蜂鸣器响，提醒操作员立即停车检查。当紧急制动电磁阀的电磁铁得电时，停车和紧急制动解除，整机可以运行。当停车或遇到紧急情况而操纵电磁铁失电时，整机处于制动状态。装载机制动液压系统为全封闭系统，没有油气排入大气，污染小;通过制动踏板操纵液压制动阀，只需施以较小的踏板力可产生很大的制动力，操作轻便;液压油的可压缩性比空气低得多，制动响应时间短;制动泵与液压系统合用一泵，与气顶油钳盘式制动系统相比，无空气压缩机，无气路，结构简单，安全可靠，有一定的节能作用;双回路制动特点保障整车制动更安全可靠;蓄能器的使用时的发动机或液压泵动力消失后仍然可以实施制动，制动安全可靠;制动阀滑阀能实现无极调压;系统元件较少，体积小，回路简单，便于安装和维护。

2 VOLVOL220E型装载机制动液压系统工作原理

VOLVOL220E装载机制动液压系统主要由液压泵、液压油箱、蓄能器、低压报警传感器（SE502）、泵流量控制阀（MA202）、充压选择阀（MA504）、充压失败传感器（SE504）、脚踏阀等部件组成。该车共有三个液压泵，分别为P1、P2、P3泵，其中P1为主工作泵、P2为转向泵、P3为风扇制动泵，虽然三个液压泵分工不同，但它们均能为制动系统充压，P1、P2泵称为机械充压，P3泵称为电子充压。P3泵作为制动系统的主泵，将液压油输送至冷却风扇，并确保在运输操作中为制动器提供制动压力。P2作为转向主泵首先为转向系统提供转向动力，转向系统充满液压油后，优先滑阀（4）移位，经过梭阀（6）、限压阀（1），剩余的液压油为制动系统进行充压，其中减压阀（3）的作用是限制最大转向系统压力。同理，当P1泵主动作系统充满液压油后，剩余的液压油将采用同样的方式对制动系统进行充压，这就是为什么当P3泵制动充压出现故障时，我们可以采用憋住P1、P2泵控制的相应动作的方法为蓄能器充压的原因。

作为制动系统的主泵，如果膜片蓄能器中的压力低于12MPa，压力传感器SE504提示制动压力低于极限值，将电信号传递给V-ECU，同时比例电磁阀MA202控制增大P3泵斜盘开度，增大P3泵供油压力，此时P3将在V-ECU控制下对蓄能器进行充压。首先，P3泵给中心阀体的端口（PF）供油，由此经过端口（PFF）达到风扇马达。比例电磁阀MA502将节流阀接入风扇油路中，通过梭阀（6）为制动系统提供充压压力。当蓄能器压力达到15.5MPa，限压阀（1）开启，多余的液压油回油箱，V-ECU收到来自压力传感器SE504的信号，提示充压完成，MA202控制减小P3斜盘开度，减小供油量、供油压力，使系统压力恢复为正常水平。如果制动蓄能器中的压力低于压力报警的下限值8.5MPa，传感器SE502将通过仪表板显示制动压力低警报。（图1、表1）

3 制动液压系统故障案例分析

装载机在使用过程中，出现故障在所难免，出现的故障主要包括以下几个方面：①仪表盘红灯报警，提示制动压力低;②制动充压失败;③蓄能器频繁充压;④行车制动动力不足。下面将结合蓄能器频繁充压为例，进行故障分析研究。

故障现象：P3泵频繁为蓄能器充压，制动压力不足，风扇转速低，发动机水温高报警。故障代码：PPID1418-1制动压力低;PID110-0发动机冷却液温度高。（图2）

原因分析：制动压力低故障原因有很多，故障可能出现在蓄能器、制动泵、液压系统元件等。但考虑到同时出现风扇转速低、水温高报警故障，初步判断蓄能器保持不住制动压力，导致制动系统频繁充压。此时，风扇油路中的节流阀处于接入状态，导致风扇一直处于低转速状态，导致水温升高。造成此故障的原因很多，需要逐一排查。

故障排查：

①测量蓄能器处测压口压力显示为127bar，说明制动系统正处于电子充压状态;

②做铲斗溢流（憋住翻斗动作，采用P1泵机械充压）测试压力为170bar，机械充压顺利完成;

③机械充压完成后，压力值下降很快，大约5、6秒下降到120bar，电子充压再次开始工作，但是无法达到其标准压力值145bar，始终处在充压状态;

④风扇转速测试，P3泵压力正常;

⑤调整刹车充压限压阀（1），无效果，拆检发现限压阀下部密封损坏;

⑥更換限压阀密封恢复设备，故障好转，但故障依然存在;

⑦检查蓄能器阀块上单向阀，发现单向阀损坏;