商用车驾驶室举升系统的介质选用研究

邵金龙

（浙江科力车辆控制系统有限公司，浙江 江山 324100）

驾驶室液压举升系统已成为国内外牵引车、自卸车、载货车和矿车等多种商用车型的标配，它通过翻转驾驶室以获得足够空间，确保对发动机等底盘件检修维护的实现，同时，又保证商用车在行车时的驾乘舒适性，是驾驶室的重要组成部分。在举升系统中，系统介质非常关键，其承担着系统力的传递、密封、润滑、防锈和冷却等作用，因此，对于车辆设计人员来说，在对系统结构优化提升设计的同时，还需要对系统的介质选用保持足够的重视，以提高整车的舒适性、安全性、使用寿命以及降低其对环境的污染。

1 介质对液压举升系统的意义

随着国民经济的发展，物流运输行业也呈现了突飞猛进，作为物流运输业基本载体的商用车（除客车外）的销量持续稳定的增长，从2016年的310.8万辆，2017年363.3万辆，再到2019年的385万辆，一直保持着良好的发展势头。另外，商用车（除客车外）国内保有量在2019年初已突破2500万辆，而这其中有40%的车型（重卡、中卡及部分轻卡），其驾驶室均采用液压举升系统对驾驶室进行举升翻转，以实现对发动机、变速箱等底盘件的检修维护。该举升系统涉及机电液集成化设计，且工况使用不定性及切换性极强，往往会由于设计使用或维护不善等多方面原因造成各种故障，不仅对客户造成经济损失，还会增加事故发生率，对驾驶人员的人身安全带来威胁。

统计数据显示，约有75%的驾驶室液压举升系统故障是因为系统介质设计选用或使用维护不当而造成，比如，介质泄露、异常下滑、爬行、行驶时出现异响，严重情况还会引发系统密封件裂解，对车辆结构件造成破坏，危害人身安全。所以选用合适的系统液压介质，降低商用车驾驶室液压举升系统的因介质而造成故障发生率，确保举升系统在各种工况下的寿命最大化，保障系统性能的可靠及驾驶人员安全，是设计人员要重点思考的内容。

2 商用车驾驶室液压升降系统构成、故障及介质与故障的关系分析

2.1 驾驶室举升降系统构成

商用车驾驶室的液压升降系统主要由举升油缸、手（电）动泵、液压锁和管路等几个部件组成，其工作原理是以手（电）动泵作为系统的动力单元，以举升油缸作为系统的执行单元，借助举升油缸上下支点和底盘实现与驾驶室的连接，然后，集成手动换向阀，实现对系统的上升/下降操作，同时，用液压锁来确保商用车驾驶室在行车工作时可以有效锁紧。举升油缸中通常还设计有节流阀，以实现举升下降各过程的平稳工作，以避免抖动及冲击对整车结构件造成的不利影响。目前，绝大多数的驾驶室液压举升系统都设计有内随动功能，这种随动功能的设计可以避免在行车过程中因为驾驶室与底盘间的相对运动，而产生举升油缸对驾驶室进行反作用力，确保行车过程中为驾驶人员提供良好的驾乘舒适性。

2.2 举升系统常见故障

驾驶室举升系统的故障问题多由液压介质所引发，分别体现在商用车的行车工作和驻车工作两种状态中：行车状态下，商用车会出现背压过大而造成异响，让商用车无法随动或随动不足，使驾驶室底部遭受反作用力，最终可能导致驾驶室底板损坏。驻车工作状态下，介质可能引起漏渗油、爬行、早期磨损、自动下滑、系统背压大、密封件裂解、无法正常工作等问题。

2.3 介质指标与故障的关系分析

驾驶室液压举升系统所选用的介质的主要指标有黏度、相容性、清洁度、空气释放性和抗乳化、抗氧化特性等几项，具体如下：

（1）黏度：黏度作为液压介质的主要指标之一，在选用介质时是优先考虑的特性。对介质黏度影响最直接的因素是温度，高温时介质黏度偏低，容易造成泄露；而低温时，黏度将增大，这时就会在系统内造成黏稠阻力，降低力的传递效率，甚至会出现介质冻住无法流动，并堵塞节流阀，导致节流阀无法正常工作的情况。我国经纬度长，各地温度跨度大，车辆常会在几天内经历不同的地域环境和温度情况，所以对于驾驶室液压举升系统介质的选用，就必须考虑使用环境，尤其是跑长途运输的车辆来说，选用一款黏温特性优异（黏度随温度变化不大）的介质非常关键。

（2）相容性：相容性也是一项非常重要的指标，是指介质与相接触的零件是否能够和睦相容，不起反应，尤其是密封件，驾驶室液压举升系统中需用的密封件材质基本上为PU、NBR、POM及PTFE等非金属件，所以，必须选用与这些材质相容的介质，才能确保系统的正常使用。如选择介质和零件并不相容，则容易发生如图1所示的系统密封件裂解故障。

图1 密封件裂解故障

（3）清洁度：清洁度是任何液压系统都要考虑的，尤其是中高压系统中，当介质中混入杂质时，这些杂质就会直接影响系统的密封条件，造成系统无法正常工作。如当杂质存在阀口时，单向阀就会出现密封不严而无法建压或自动下滑；如杂质存在密封件密封唇口时，在高压的作用下，杂质就会造成密封件唇口损坏，出现內泄串油或外泄污染环境。根据长期使用验证，选用介质的清洁度必须至少（或优于）NAS9级。

（4）空气释放性：该指标在低压系统中影响不是很大，但处于中高压状态下时，便会对驾驶室液压举升系统造成很大影响。当系统介质中存在较多空气且没有得到释放时，在液压油的压力作用下，这些空气就会形成气泡，然后爆裂，从而导致汽车异响、爬行、抖动、异常下滑等不稳定现象，进而出现穴蚀等不良故障。

（5）其他：抗乳化、抗氧化特性，以及介质含水量也会对举升系统造成较大的影响，一般而言，介质的最大允许含水量≤0.03%。如果超过允许含水量，会导致油品快速老化，并锈蚀或腐蚀金属，导致金属润滑性明显下降。

3 液压介质的选用

根据介质指标与驾驶室液压举升系统常见故障的分析，结合液压介质承担着系统力的传递、密封、润滑、防锈和冷却等作用，要提升系统的使用性能及使用寿命，选用的介质必须具有如下条件：稳定的黏温特性，能适合-40～+80℃使用环境；能够与常规密封件相容；至少（或优于）NAS9级的清洁度；具有良好的空气释放性以及抗乳化和抗氧化特性，含水量≤0.03%。

基于这几点要求，推荐使用YH-10航空液压油（地面用）或Exxon Mobil Univis J13/HVI13作为液压举升系统的介质，这些油品都是经深度精制和脱蜡制成，保证了其黏温特性、低温性能和抗氧化安定性，凝点较低（≤-60℃），即使在寒冷地区也能较好地发挥其功效，满足整个系统的工作需求，可降低系统因介质引起的漏渗油、爬行、自动下滑、系统背压大、密封件裂解、无法正常工作等故障出现，提高系统使用寿命。

需要注意的是，系统经长期使用后，环境灰尘很可能从呼吸塞进入系统，及金属件因切削刀痕残留的沫子也会经冲刷浸泡而脱落，这些灰尘金属沫子容易引发系统介质污染，对举升油缸、手（电）泵等部件产生负面作用，所以需定期进行更换液压介质。具体更换周期视各车型的使用工况及频率而定，如果使用频率不高，则根据介质的颜色变化、气味、油质浑浊情况、油品沉淀物情况自行安排，常规的液压介质更换频率在3～6个月，最长不可超过12个月，适当更换液压介质，才能保证举升系统的稳定运作。

4 结语

综上所述，液压介质的质量好坏直接关系到驾驶室液压举升系统的使用寿命，并对操作可靠性以及驾乘舒适性产生巨大影响，所以加强对其介质的选用与研究，选用合适的介质，是一个值得我们继续深入研究的课题。当然，要全面提升驾驶室举升系统的性能，还需要我们每位技术从作者从系统结构优化及系统防护管理设计等多方面着手，才能更大限度的提升我国商用车的整体性能和运营能力。