福田奧鈴車電機(jī)熄火器市場(chǎng)故障分析研究

李洪湖

（北汽福田汽車股份有限公司諸城奧鈴汽車廠技術(shù)中心，山東 諸城 262233）

福田奧鈴工廠生產(chǎn)的國Ⅱ柴油載貨汽車，其熄火方式采用直流永磁電機(jī)經(jīng)過蝸桿蝸輪及滑塊機(jī)構(gòu)把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為拉索的直線運(yùn)動(dòng)，通過拉索拉動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火搖臂來熄火。電機(jī)熄火器總成圖見圖1。電機(jī)熄火器電氣原理圖見圖2。電機(jī)熄火器參數(shù)為:額定電壓24V，額定功率30W，工作電壓22～30V，工作電流≤4A，空載電流≤2A，制動(dòng)電流3 A，工作轉(zhuǎn)矩80 Nm，標(biāo)稱轉(zhuǎn)矩90 Nm，空載轉(zhuǎn)矩30Nm，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩85Nm。其電路控制簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)最大拉力為80 N，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于熄火搖臂的所需拉力，就是說設(shè)計(jì)富裕量較大，并且該電機(jī)熄火器的工作方式為短時(shí)工作制，其耐久性通過專用自動(dòng)設(shè)備試驗(yàn)證明可靠。但其市場(chǎng)表現(xiàn)不理想，市場(chǎng)維修站退回供應(yīng)商的故障件較多，經(jīng)過對(duì)退回故障件的不斷拆解分析，特此進(jìn)行深度總結(jié)、分析和研究。

1 歸類總結(jié)

通過前期多次對(duì)市場(chǎng)退回的失效電機(jī)熄火器的詳細(xì)拆解、分析統(tǒng)計(jì)（舉例說明見附表1、 附表2）， 基本分為3種模式。

1）電機(jī)根本沒有燒，其它都完好，可以重新利用；電機(jī)沒有燒，只是連接器護(hù)套破碎，或拉索損傷等外力損壞的，通電試驗(yàn)，滿足性能要求。

2）電機(jī)燒毀。

3）由于減速機(jī)構(gòu)的蝸輪蝸桿不能嚙合，或內(nèi)部鈹青銅觸點(diǎn)不接觸，或連接器護(hù)套內(nèi)端子脫出、電機(jī)進(jìn)水等造成功能失效。

第1種故障占三分之二以上，第2種故障只占約三分之一不到，第3種故障只是偶爾出現(xiàn)。

2 分析及對(duì)策

2.1 對(duì)于第1種模式

2.1.1 電機(jī)沒有燒且零件完好

主要是在使用過程中，拉索固定處容易松動(dòng)，造成拉索不拉動(dòng)熄火搖臂，以致不熄火。而市場(chǎng)維修站的維修人員大部分不愿重新緊固拉索，而是重新更換新的電機(jī)熄火器，這樣可以賺得工時(shí)費(fèi)。在三包期內(nèi)，服務(wù)站發(fā)生的工時(shí)費(fèi)由主機(jī)廠付，主機(jī)廠最終又轉(zhuǎn)嫁到零部件的配套廠。還有，緊固處松動(dòng)的拉索，拉索拉絲被緊固螺絲擠得扁平松散，不再是圓柱狀，再緊固也不容易固定住，維修人員也干脆再換新的。

目前使用的鋼絲拉索有2種結(jié)構(gòu)形式:一種是所有的鋼絲圍繞一個(gè)中心擰成拉索，我們稱之為鋼絲拉索；另一種是鋼絲分成幾部分，分別先擰成鋼繩，幾股鋼繩再擰成鋼索，我們稱之為鋼繩拉索。在這種緊固方式中，鋼繩拉鎖較鋼絲拉索不易被緊固螺絲把鋼絲擠散，這就是使用鋼絲拉索的廠家被退回的故障件較使用鋼繩廠家的故障件在統(tǒng)計(jì)上數(shù)量較多的原因。

這種模式中，拉索固定方式從設(shè)計(jì)角度分析，根本不合理。現(xiàn)在的拉索固定方式見圖3。

用緊固螺栓的端面將圓柱狀的拉索擠緊，靠擠緊處的摩擦力來維持，理論上講該處為線接觸，實(shí)際上拉索被擠扁，成為一個(gè)小的面接觸，而兩種材料均為剛性且光滑，所以拉索在不斷受力拉動(dòng)的過程中，擠壓處就容易松動(dòng)失效了。

關(guān)于鋼索的固定，最經(jīng)典的就是起重機(jī)的鋼絲繩夾固定鋼絲繩的方式，鋼絲繩夾國家都標(biāo)準(zhǔn)化了，見GB5976-86《鋼絲繩夾》。其固定鋼絲繩的結(jié)構(gòu)是最科學(xué)的:即鋼索的固定要保持鋼索的圓柱狀結(jié)構(gòu)，緊固后是過盈配合方式。鑒于此，電機(jī)熄火器的鋼索固定方式必須改正，結(jié)構(gòu)改了，連接處不松動(dòng)了，市場(chǎng)維修站的維修人員也就不會(huì)隨意去換新的電機(jī)熄火器了。

故建議拉索固定改為圖4中所示方式 （僅供參考）。

2.1.2 對(duì)于連接器護(hù)套破

主要是材料問題，奧鈴工廠指定該連接器為YY產(chǎn)品，就要讓廠家改用為不易破的材料，要么選用其他廠家現(xiàn)成的不易破碎的連接器護(hù)套。還有最重要的，搬運(yùn)過程中要輕拿輕放。

2.2 對(duì)于第2種模式

關(guān)于電機(jī)轉(zhuǎn)子電樞燒毀，是由于電機(jī)堵轉(zhuǎn)，線路熔斷器沒起過載保護(hù)作用造成。

2.2.1 造成電機(jī)堵轉(zhuǎn)的原因

1）當(dāng)拉索松動(dòng)后造成不能熄火，維修人員重新緊固拉索時(shí)，如果點(diǎn)火鎖不是在OFF檔，此時(shí)拉索為伸出狀態(tài)，當(dāng)把熄火搖臂重新緊固在熄火狀態(tài)，當(dāng)關(guān)閉點(diǎn)火鎖后，此時(shí)拉索就回拉，但不能拉動(dòng)搖臂。這樣，電機(jī)有的可能完全堵轉(zhuǎn)，大部分情況是連接彈簧的拉桿支架拉動(dòng)彈簧運(yùn)動(dòng)，而拉索不動(dòng)，彈簧起過載保護(hù)作用，防止電機(jī)完全堵轉(zhuǎn)，此時(shí)電機(jī)相當(dāng)于過載，試驗(yàn)測(cè)得過載電流比設(shè)計(jì)的80N最大負(fù)載4A電流超出約1A電流 （24V）。

2）保護(hù)彈簧處的拉桿支架由于外力原因被卡變形，拉桿不能運(yùn)動(dòng)，處于完全的堵轉(zhuǎn)狀態(tài)。

3）電機(jī)由于外力磕碰，造成電機(jī)內(nèi)磁鐵破碎，而轉(zhuǎn)子與磁鐵之間的空隙較小，轉(zhuǎn)子很容易被碎磁鐵卡住造成堵轉(zhuǎn)。

4）遇到冰雪天氣，拉索及拉桿支架被冰凍住造成堵轉(zhuǎn)。

以上4種情況，前3種情況發(fā)生較多，第4種情況發(fā)生幾率很低。

2.2.2 整車線路設(shè)計(jì)有熔斷器，為什么不能保護(hù)電機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)呢？

下面以24V的產(chǎn)品進(jìn)行分析。

查看相關(guān)線束圖紙，發(fā)現(xiàn)電機(jī)熄火器電源的熔斷器為片式10A。到底10A的片式熔斷器能否保護(hù)電機(jī)熄火器的過載呢？最科學(xué)的辦法就是試驗(yàn)。電機(jī)熄火器的圖紙注明，最大負(fù)載力設(shè)計(jì)為80N，對(duì)應(yīng)的最大工作電流為≤4A。通過試驗(yàn)，帶動(dòng)8kg稍大點(diǎn)的重物后，電流表顯示最大為4 A，當(dāng)把重物加大到15 kg后，電流表顯示5 A左右。就是說，電機(jī)過載7kg后，電流增加約1A。設(shè)法讓電機(jī)完全堵轉(zhuǎn)后測(cè)試，共測(cè)試了3臺(tái)，堵轉(zhuǎn)電流不完全相同，基本在7～10A范圍，并且持續(xù)時(shí)間較短，堵轉(zhuǎn)電流很快就持續(xù)下降，一直下降到5 A左右，這是因?yàn)殂~漆包線的電阻隨溫度的升高而增大的原因，再經(jīng)過一段短時(shí)間，電機(jī)完全燒毀。

查閱標(biāo)準(zhǔn) “汽車用熔斷器QC／T420—004”，第5.1.2知，片式熔斷器的熔斷特性見表1。

表1 片式熔斷器的熔斷特性

從以上過載及堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)和熔斷器的熔斷特性可看出，選用10A的片式熔斷器，根本不能保護(hù)電機(jī)熄火器電機(jī)堵轉(zhuǎn)，更談不上一般的過載保護(hù)了，該熔斷器只能對(duì)該系統(tǒng)的導(dǎo)線短路起保護(hù)作用。從表1中看，選用5A較為合適。

2.3 對(duì)于第3種模式

對(duì)于這種模式出現(xiàn)的種種情況，由于出現(xiàn)的數(shù)量很小，不屬于技術(shù)攻關(guān)的難題，只要生產(chǎn)廠家日常嚴(yán)格零部件及生產(chǎn)過程的品質(zhì)控制就很容易解決。

3 結(jié)束語

通過以上分析，目前需要解決的關(guān)鍵問題是:①改變拉索的固定緊固方式，采用過盈配合并保持鋼索圓柱狀結(jié)構(gòu)的科學(xué)方式；②調(diào)整線路的片式熔斷器大小，讓熔斷器對(duì)電機(jī)過載特別是堵轉(zhuǎn)起保護(hù)作用。由于前兩種模式所占故障率較高，這兩項(xiàng)解決了，故障率就會(huì)大幅下降。

附表1 市場(chǎng)退回故障件統(tǒng)計(jì)分析1

附表2 市場(chǎng)退回故障件統(tǒng)計(jì)分析2