自卸車貨箱自動(dòng)升起原因分析

董超

蘇州華碧微科檢測技術(shù)有限公司 江蘇省蘇州市 215024

1 引言

自卸汽車是指通過液壓或機(jī)械舉升而自行卸載貨物的車輛，又稱翻斗車，是一種常見的運(yùn)輸機(jī)械，主要由汽車底盤和液壓傾卸機(jī)構(gòu)、車廂、副車架及其附件構(gòu)成。液壓傾卸機(jī)構(gòu)包括小傳動(dòng)軸、油泵、舉升閥、液壓缸、操縱裝置、限位裝置、油箱及管路、傾卸桿系機(jī)構(gòu)。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力由變速器、取力器輸出，經(jīng)小傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)油泵，泵出的液壓油由舉升閥進(jìn)入液壓缸，在液壓缸的伸長運(yùn)動(dòng)推動(dòng)下，車廂舉升傾卸貨物。由于裝載車廂能自動(dòng)傾翻一定角度卸料，大大節(jié)省卸料時(shí)間和勞動(dòng)力，縮短運(yùn)輸周期，提高生產(chǎn)效率，降低運(yùn)輸成本，是常用的運(yùn)輸專用車輛，在各類建設(shè)工地、礦山等大量使用。

自卸車的車廂分后向傾翻和側(cè)向傾翻兩種，通過操縱系統(tǒng)控制活塞桿運(yùn)動(dòng)，后向傾翻較普遍，推動(dòng)活塞桿使車廂傾翻完成卸貨動(dòng)作。

2 事故案例背景

事故車主與2011年09月13日從某經(jīng)銷商處購買了該品牌的自卸車，2011年10月08日8時(shí)許，該自卸車聘用的駕駛員單獨(dú)駕駛事故車輛沿事故路段行駛至高速路涵洞處時(shí)，因車廂升起而撞到涵洞頂部，造成聘用的駕駛員死亡、車輛損壞的事故。本文作者作為該案例的事故調(diào)查人員，主導(dǎo)了該事故的現(xiàn)場調(diào)查、實(shí)驗(yàn)分析等工作，并最終完成了該事故的分析報(bào)告。

3 事故車輛調(diào)查

3.1 車輛基本情況

本文分析的案例車輛為掛有“蘇A***61”車牌，中國某專用汽車公司制造，從新車購買至發(fā)生事故時(shí)使用不滿一個(gè)月（圖1）。

圖1 案例車輛情況

現(xiàn)場可見案例車輛駕駛室頂部被碰撞向下變形，頂部與擋風(fēng)玻璃面基本成一斜平面，目測與水平面約成45°角，玻璃全部碎裂脫落，駕駛員側(cè)車門被卡住無法打開，駕駛室內(nèi)部損壞嚴(yán)重。駕駛室前部及其它部位未發(fā)現(xiàn)撞擊痕跡。車輛的車廂前部左側(cè)撞擊痕跡距離車廂底部約1米位置，撞擊處內(nèi)凹較嚴(yán)重。撞擊痕跡向右下方延伸，且變形逐漸變小。根據(jù)痕跡判斷為車廂前部左側(cè)變形嚴(yán)重位置為首次接觸點(diǎn)（圖2）。

3.2 車輛舉升控制系統(tǒng)情況

因事故車輛已經(jīng)無法啟動(dòng)，現(xiàn)場不具備動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)的條件，只能對相關(guān)系統(tǒng)予以靜態(tài)分析。

圖2 車廂撞擊痕跡

手操縱閥在駕駛室座椅左側(cè)，現(xiàn)場勘驗(yàn)時(shí)駕駛員側(cè)車門無法打開。從上部觀察發(fā)現(xiàn)升降手柄位于下降檔位，升降手柄頭部塑料套表面有破損。座椅左側(cè)的調(diào)節(jié)手輪（塑料制品）已經(jīng)脫落丟失（圖3），調(diào)節(jié)桿垂直方向基本與手柄齊平，水平方向與升降手柄有一定的間隙。將車門撬開后發(fā)現(xiàn)手操縱閥銘牌字體上下顛倒，為反向安裝（圖4），升降手柄切換到最上方時(shí)為下降檔位，最下方為舉升檔位。前部銘牌有部分?jǐn)嗔巡⒚撀洌瑪嗔腰c(diǎn)在座椅調(diào)節(jié)手輪正下方。

圖3 手操縱安裝位置閥俯視圖

圖4 手操縱閥安裝位置正視圖

現(xiàn)場對同一廠家生產(chǎn)的同型號、同批次的兩臺自卸車的手操縱閥情況進(jìn)行對比，其中“蘇A***21”座椅調(diào)節(jié)手輪位于手操縱閥體正上方，距離很近，手輪已經(jīng)損壞脫落；“蘇A***22”發(fā)現(xiàn)座椅調(diào)節(jié)手輪位于手操縱閥體正上方，距離很近，損壞的手輪掛在調(diào)節(jié)桿上，但未脫落。對比車輛手操縱閥均為反向安裝。

圖5 蘇A***21 控制系統(tǒng)

圖6 蘇A***22 控制系統(tǒng)

3.3 車傾卸桿系情況

傾卸桿系連接車廂與副車架，中間安裝舉升油缸，形成多邊形結(jié)構(gòu)。正常工作時(shí)油缸桿伸出，兩側(cè)傾卸連桿聯(lián)動(dòng)升起，防止貨廂舉升時(shí)的扭轉(zhuǎn)，該處連桿主要受拉力?，F(xiàn)場勘驗(yàn)發(fā)現(xiàn)油缸右側(cè)連桿中部有彎曲變形，彎曲方向向上。結(jié)合事故車輛首次撞擊點(diǎn)在車廂前端左側(cè)分析，撞擊發(fā)生后車廂左側(cè)受阻，右側(cè)在慣性力作用下前移，車廂右側(cè)連桿由拉力瞬間變成壓力，導(dǎo)致連桿彎曲變形。

3.4 車輛液壓情況

將事故車輛的車廂吊起，發(fā)現(xiàn)舉升油缸端蓋處有大面積油跡，且由端蓋位置向鋼筒方向浸入；油管接頭位置有油滲出，表面光亮，無油滴形成，其余液壓系統(tǒng)未發(fā)現(xiàn)滲漏等外觀不良的現(xiàn)象。

4 事故現(xiàn)場路段勘驗(yàn)

對事故現(xiàn)場的涵洞進(jìn)行勘驗(yàn)，涵洞與下部穿過的路面不是90°，涵洞邊緣可見碰撞修復(fù)痕跡，涵洞頂部可見駕駛室碰撞痕跡（圖7）。以汽車撞擊方向，左側(cè)為近角，右側(cè)為遠(yuǎn)角，故車輛發(fā)生碰撞時(shí)車廂左側(cè)先與橋頂發(fā)生碰撞，與車廂前部的撞擊痕跡吻合。撞擊后車輛車廂左側(cè)受阻，整車前端翹起，導(dǎo)致駕駛室與涵洞頂部發(fā)生碰撞，并在涵洞頂部留下碰撞痕跡。

圖7 與涵洞碰撞痕跡

涵洞限高4.6米，在涵洞兩側(cè)位置實(shí)測高度分別為4.64米和4.61米，標(biāo)牌標(biāo)注尺寸與實(shí)際測量結(jié)果相符。距離事發(fā)涵洞路段約30米以外的水泥路面在近期（事故發(fā)生后）已經(jīng)重新鋪過水泥，說明此段路面破損嚴(yán)重，車輛行駛時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大顛簸現(xiàn)象。

距離涵洞約400米處有一小橋，上空有多條線纜橫向穿過，經(jīng)確認(rèn)事發(fā)前該處線路已經(jīng)存在（圖8），測量線纜最低點(diǎn)距離路面約4.09米。事故車輛在此處線纜下駛過時(shí)并未發(fā)生刮碰，但在400米外的涵洞卻發(fā)生碰撞，說明車輛在這段路程行駛過程中車廂發(fā)生了舉升現(xiàn)象。

5 舉升系統(tǒng)關(guān)聯(lián)部件檢驗(yàn)

5.1 手操縱閥檢驗(yàn)

對手操縱閥內(nèi)泄及外泄性能進(jìn)行檢驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)手操縱閥存在漏氣現(xiàn)象。對手操縱閥檔位操縱檢查，當(dāng)正常操作至中停位置時(shí)彈簧將限位套推出并鎖緊，各檔位清晰。當(dāng)快速切換升降手柄檔位時(shí)，可由下降檔位越過中停檔位直接到達(dá)舉升檔位。

圖8 駛過小橋上部的線纜

手操縱閥銘牌有部分殘缺，升降手柄球頭為可轉(zhuǎn)動(dòng)塑料件，頂部有破損現(xiàn)象，中間有兩處擠壓變形弧形痕跡，弧形痕跡中心與塑料套基本成同心圓。周邊發(fā)現(xiàn)多處較深劃痕，在體視顯微鏡下觀察，劃痕由上至下。外塑料套頂端發(fā)現(xiàn)有多處為半圓形的碰撞痕跡，痕跡一致，可判斷為同一物體碰撞導(dǎo)致；其中有三處碰撞處塑料材料缺失，方向由上至下（圖9）。

閥體安裝方向的右上部（銘牌缺失部位）發(fā)現(xiàn)有多處碰撞導(dǎo)致閥體材料變形痕跡（圖10），閥體前端半圓形殼體上部油漆脫落部位發(fā)現(xiàn)有一碰撞痕跡。閥體的其余部位未發(fā)現(xiàn)有碰撞變形痕跡。

5.2 取力器及其控制裝置檢查

對取力器通入0.6MPa氣壓，氣缸運(yùn)動(dòng)自如，花鍵嚙合套伸出靈活，截止氣源后嚙合套自動(dòng)復(fù)位，未發(fā)現(xiàn)異常。壓力開關(guān)在氣缸通氣后結(jié)合導(dǎo)電正常。

駕駛室內(nèi)有翹板開關(guān)控制取力器的通斷，面板上有紅色指示燈，在取力器接通時(shí)燈亮。對翹板開關(guān)性能及開關(guān)指示燈進(jìn)行檢測，開關(guān)操作靈活，通斷正常；自鎖機(jī)構(gòu)正常無損壞，指示燈正常。

5.3 齒輪泵及舉升閥性能檢測

對齒輪泵性能進(jìn)行檢測，當(dāng)齒輪泵壓力為20MPa時(shí)（額定工作壓力），容積效率為85%，說明齒輪泵內(nèi)泄漏偏大，但可以滿足使用要求。對舉升閥切換性能進(jìn)行檢測，舉升閥切換正常。

6 綜合分析

6.1 舉升的必要因素

車廂舉升必須滿足如下兩個(gè)條件：（1）取力器接通；（2）舉升閥打開。

圖9 手操縱桿碰撞痕跡

圖10 手操縱閥體碰撞痕跡

取力器是汽車動(dòng)力輸出裝置，可將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的部分功率取出用于驅(qū)動(dòng)油泵。操縱取力器工作的是駕駛室內(nèi)的翹板開關(guān)和取力器上的撥叉，撥叉由氣缸推動(dòng)。

舉升閥為氣控滑閥式舉升閥，由分配閥和操縱氣缸兩部分組成，氣缸活塞帶動(dòng)閥芯運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車廂的舉升、中停及下降三個(gè)動(dòng)作。操縱氣缸由駕駛室內(nèi)的手操縱閥輸出的氣路進(jìn)行控制，操縱手柄上有舉升、中停和下降三個(gè)檔位用以控制舉升閥。

6.2 事故分析

根據(jù)舉升系統(tǒng)相關(guān)的部件檢驗(yàn)結(jié)果，舉升系統(tǒng)的取力器、齒輪泵、舉升閥性能均正常，控制舉升系統(tǒng)的翹板開關(guān)、手操縱閥性能正常，未發(fā)現(xiàn)舉升系統(tǒng)存在性能故障，可排除因舉升系統(tǒng)故障導(dǎo)致車廂自動(dòng)舉升的可能。

事故車輛經(jīng)過事故涵洞前的小橋時(shí)，并未刮碰到小橋上方4.09米凈高的線纜，但在400米后的4.6米凈高涵洞卻發(fā)生碰撞，說明車輛在這段路程行駛過程中車廂發(fā)生了舉升現(xiàn)象。

手操縱閥升降手柄位置在座椅左下側(cè)，事故車輛使用僅一月余。根據(jù)手操縱閥手柄球頭和閥體上的碰撞痕跡，手柄球頭上的碰撞痕跡一致，可判斷為同一物體碰撞形成。

該型號車輛駕駛座椅可以上下、前后調(diào)節(jié)位置，車輛在顛簸路面行走時(shí)座椅可以一定范圍內(nèi)的上下移動(dòng)以緩沖路面顛簸對駕駛員的沖擊。經(jīng)過對同型號兩臺車輛對比分析，在座椅左側(cè)調(diào)節(jié)手輪調(diào)節(jié)到一定位置時(shí)，理論上在顛簸路面會(huì)與手操縱閥發(fā)生干涉碰撞。事故車輛閥體安裝方向的右前部位發(fā)現(xiàn)多處碰撞痕跡及手柄球頭碰撞痕跡，結(jié)合座椅調(diào)節(jié)裝置在閥體前部正上方的結(jié)構(gòu)特征，判斷事故車輛上述碰撞痕跡、手操縱閥銘牌斷裂脫落為座椅左側(cè)調(diào)節(jié)裝置造成，事故車輛調(diào)節(jié)手輪的損壞系與手操縱閥碰撞造成。

因?yàn)槭植倏v閥為反向安裝，手柄位置在上方時(shí)為下降，下方為舉升，不符合常人的使用習(xí)慣，且說明書中明確規(guī)定“行駛時(shí)嚴(yán)禁將升降手柄置于‘舉升’或‘中停’檔位”，而“下降”檔位時(shí)升降手柄處于最上方，容易與人體及周邊物體發(fā)生誤碰撞，存在安全隱患。事故車輛在路況較差的路面行駛時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大顛簸，這種情況下座椅左側(cè)的調(diào)節(jié)裝置在顛簸中上下運(yùn)動(dòng)極易碰到升降手柄。手操縱閥檢查結(jié)果證明，快速切換升降手柄檔位時(shí)，可由下降檔位越過中停檔位直接到達(dá)舉升檔位。以上分析不排除行駛中該升降手柄有因干涉而切換到舉升檔位的可能，而舉升閥將在手操縱閥的控制下切換到舉升位置。

以上分析結(jié)果已經(jīng)滿足車廂舉升的兩個(gè)必要條件之一“舉升閥打開”。而控制取力器接通的翹板開關(guān)及控制氣缸均未發(fā)現(xiàn)異常，故事故車輛在行駛中出現(xiàn)舉升情況時(shí)翹板開關(guān)必定在使取力器結(jié)通的位置。事故發(fā)生時(shí)僅駕駛員一人在駕駛室內(nèi)，翹板開關(guān)周邊空曠，自鎖機(jī)構(gòu)正常，無干涉可能。根據(jù)以上分析，事故發(fā)生時(shí)翹板開關(guān)處于打開狀態(tài)，使取力器在行駛中處于接通位置。

7 結(jié)語

該型號的自卸車在布局手操縱閥時(shí)犯了兩個(gè)致命的錯(cuò)誤，其一，手操縱閥作為控制貨箱舉升的關(guān)鍵控制元件，其安裝位置應(yīng)避免與周邊物體發(fā)生干涉，避免與人體誤接觸，應(yīng)置于駕駛員有意識操作時(shí)才能工作的安全位置；其二即是安裝方式不符合常理，手柄在最上面的檔位時(shí)為“下降”狀態(tài)，在發(fā)生人員誤碰時(shí)極易將操縱手柄從“下降”切換到“舉升”檔位。以上兩個(gè)錯(cuò)誤導(dǎo)致自卸車在行駛時(shí)手操縱閥因與座椅調(diào)節(jié)手輪干涉而誤切換到“舉升”檔位。

經(jīng)過對同批次同型號車輛對比均發(fā)現(xiàn)存在類似情況，說明此批次的自卸車均存在同樣的安全隱患，而如此低級的安全隱患卻沒有被廠家清楚的認(rèn)識和重視，給使用者造成了嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失甚至危及駕駛員生命，也給生產(chǎn)廠家造成不好的負(fù)面影響。

該事故的發(fā)生除了自卸車自身的問題外，駕駛員未按說明書要求在道路上行駛時(shí)將取力器動(dòng)力切斷，也是造成此次事故的關(guān)鍵因素之一，生命只有一次，且行且珍惜。