汽車液壓控制系統(tǒng)雙向液壓鎖的故障分析

摘 要：汽車液壓系統(tǒng)的安全運行對保證車輛的安全運行具有重要的作用。本文在介紹汽車液壓徐彤故障分析現(xiàn)狀的基礎上，給出了雙向液壓鎖組成結(jié)構(gòu)及工作原理以及雙向液壓鎖故障分析，為汽車液壓控制系統(tǒng)的故障分析提供了一定的基礎。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)；液壓控制；組成；故障分析

1 汽車液壓系統(tǒng)故障分析研究現(xiàn)狀

我國針對液壓系統(tǒng)及元件的故障診斷與分析研究雖然起步比國外要晚，但是發(fā)展迅速。80年代初期至今，國內(nèi)科研機構(gòu)加入到液壓系統(tǒng)及元件故障分析與診斷的研究和開發(fā)隊伍中，使研究成果不斷得到深化，為工業(yè)生產(chǎn)、國防建設等各個領域做出了貢獻。

近年來，我國針對液壓系統(tǒng)故障分析與診斷的研究主要集中于對故障原因及機理、故障診斷方法及應用、故障信號提取與處理等方面的研究，取得了較多成果。進入新世紀以來，對故障診斷有效性的仿真和試驗驗證；多種傳感器數(shù)據(jù)提取以及多種參數(shù)分析方法相互融合實現(xiàn)的故障模式辨識等。為此，有學者紛紛指出各種故障診斷方法的特點和局限性；也有知名教授黃志堅等，基于液壓設備實際工作條件，提出了化整為零和層層深入的液壓故障診斷思路和將關(guān)聯(lián)維數(shù)用于液壓元件故障診斷的技術(shù)路線及方法。這些方法的提出，使基層工作者快速找出故障部位成為可能。

2 雙向液壓鎖組成結(jié)構(gòu)及工作原理

在支腿液壓缸上設置鎖緊油路是其安全工作的重要保障，常見的液壓鎖緊的方式有套筒、剎片、滾子摩擦等機械方法，但都難以保證較高的可靠性，并且容易受到加工工藝的制約。與之相比，雙向液壓鎖具有密封性好、泄漏量小等優(yōu)點。為了防止特種汽車在行駛或停放過程中，支腿自行下落。同時，在回油路上安裝單向節(jié)流閥，構(gòu)成回油節(jié)流調(diào)速回路，可以控制支腿液壓缸的伸出速度，使過程更加平穩(wěn)。

雙向液壓鎖，也稱雙液控單向閥，主要是由兩個結(jié)構(gòu)相同的液控單向閥相互串聯(lián)在一起組成的。閥體上開設有四個主油孔，中間有一個控制閥芯，在控制閥活塞兩端，分別裝有兩個單向閥，閥芯采用錐閥式結(jié)構(gòu)，密封性能好，泄漏極小。雙向液壓鎖組成結(jié)構(gòu)如下圖所示。

雙向液壓鎖的工作原理：設A、B為連通系統(tǒng)電磁換向閥的兩個工作油口；A1為連通支腿液壓缸無桿腔的油口，B1為連通支腿液壓缸有桿腔的油口。當支腿伸出，即換向閥左位工作時，壓力油從A口流入雙向液壓鎖，自動頂開左側(cè)液控單向閥閥芯，使A腔與A1腔連通，油液進入支腿液壓缸的無桿腔。同時，壓力油將中間的控制活塞向右推動，頂開右側(cè)的液控單向閥閥芯，使B1腔與B腔連通，支腿液壓缸有桿腔的油液通過該液控單向閥和換向閥流回油箱。同時，壓力油將中間的控制活塞向左推動，頂開左側(cè)的液控單向閥閥芯，使A1腔與A腔連通，支腿液壓缸無桿腔的油液通過該液控單向閥和換向閥流回油箱；當支腿不工作，即換向閥處于中位或液壓泵停止供油時，A口和B口都沒有油液流入，兩側(cè)的液控單向閥在彈簧力的作用下立即關(guān)閉，A1腔和B1腔的油液被閥芯錐面與閥座的嚴密接觸而封閉，回路被鎖緊，保證了支腿固定在某一位置。

3 雙向液壓鎖故障分析

雙向液壓鎖常見的故障現(xiàn)象有：卡死、振動、噪聲及活塞桿速度波動等。通過雙向液壓鎖的工作原理可以看出，其開鎖的先決條件是流體介質(zhì)的壓力克服彈簧的彈力，這個力一般在0.3-0.5MPa。

閥體、閥芯的制造精度不夠高或者過濾精度不合適，導致油液中混入塵粒等都可能造成液壓鎖卡死。針對這些方面采取必要措施，并考慮液壓鎖設計上的改進，就可以有效防止卡死現(xiàn)象的出現(xiàn)。引起雙向液壓鎖振動、噪聲及活塞桿速度波動的主要原因是支腿液壓回路中的背壓設置不合理。系統(tǒng)背壓越大、單向閥閥芯和控制活塞面積越大，雙向液壓鎖的振動、噪聲及速度波動也就越大。

輸入流量主要是對雙向液壓鎖的頻率特性有較明顯的影響。當輸入流量足夠大時，有利于縮短液壓鎖開啟或鎖緊的過渡時間；相反，輸入流量較小時，液壓鎖單向閥閥芯會出現(xiàn)比較劇烈的振動，過渡時間也相應變長。同時，劇烈振動使閥芯復位彈簧反復的大幅度伸縮，進而導致彈簧疲勞。流量過小時，甚至會出現(xiàn)閥芯撞擊閥座的現(xiàn)象，使閥芯與閥座接觸處產(chǎn)生表面點蝕和塑性變形，進而造成液壓鎖泄漏。

電磁換向閥的中位機能直接決定著雙向液壓鎖能否良好地鎖定支腿位置，因此必須合理選擇。在液壓系統(tǒng)中，一般選用Y型電磁換向閥，當其復位后液壓鎖的A、B口可以快速失壓，有利于鎖緊。

4 結(jié)論

本文在介紹汽車液壓徐彤故障分析現(xiàn)狀的基礎上，給出了雙向液壓鎖組成結(jié)構(gòu)及工作原理以及雙向液壓鎖故障分析，為汽車液壓控制系統(tǒng)的故障分析提供了一定的基礎。

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作者簡介：張顯德，本科，講師。