重型卡車液壓手動油泵卡滯問題失效分析與改進(jìn)

戴釗，袁麗，馮勇，邢繼瓊，袁鵬濤，劉婧

（陜西重型汽車有限公司質(zhì)量管理部，陜西 西安 710200）

引言

駕駛室液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)已廣泛應(yīng)用于重型載貨車中。該機(jī)構(gòu)采用一種柱塞泵驅(qū)動液壓缸，通過集成在柱塞泵總成中的換向閥改變油缸進(jìn)、回油方向，使駕駛室繞前支撐的翻轉(zhuǎn)中心點翻轉(zhuǎn)上升或下降，其在汽車中的布置形式如圖1所示。本文介紹了某重型卡車的駕駛室液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的一種失效模式。

1 液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)原理

圖1

如圖2所示該液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的原理圖，圖中虛線框內(nèi)為集成了換向閥的柱塞泵總成。該系統(tǒng)為手動柱塞泵供油，差動傳動液壓缸施力的液壓系統(tǒng)。手動泵在溢流閥調(diào)定壓力下工作，輸出的壓力油在換向閥處于圖示P、O位置時，流經(jīng)換向閥上B通道，首先進(jìn)入液壓鎖的鎖緊缸，克服鎖緊缸中的組合彈簧力，使鎖緊缸活塞桿推出，開啟液壓鎖后，系統(tǒng)壓力進(jìn)一步升高，繼續(xù)流經(jīng)液控單向閥后進(jìn)入液壓缸下腔，此時液壓油經(jīng)換向閥上A通道同樣進(jìn)入液壓缸上腔，液壓油缸上、下腔壓力差作用使液壓缸活塞桿上升，駕駛室開始反轉(zhuǎn)；當(dāng)轉(zhuǎn)到換向閥處在另一功能位置時，手動泵輸出的壓力油打開液控單向閥，使液壓缸下腔的壓力油先后流經(jīng)液控單向閥、節(jié)流閥、換向轉(zhuǎn)閥通道、背壓閥后回流至油箱，液壓缸的活塞桿下降，駕駛室下落。汽車行駛時，液壓缸活塞桿處于最底端。

圖2

2 問題概述

2017年某重型汽車主機(jī)廠總裝反饋，一輛整車駕駛室在翻轉(zhuǎn)一半后，無法繼續(xù)正常舉升和回落，經(jīng)現(xiàn)場更換另一供方相同零件號翻轉(zhuǎn)手油泵后，駕駛室可正常回落和舉升。此問題嚴(yán)重影響總裝生產(chǎn)安全，需立即分析問題原因并制定整改措施。

3 液壓手動泵失效問題分析

3.1 故障再現(xiàn)

根據(jù)整車氣路安裝方式，利用簡易工裝，將舉升油缸、發(fā)生失效的翻轉(zhuǎn)手油泵、壓力表相連接，模擬產(chǎn)品正常工作狀態(tài)，對故障件進(jìn)行打壓試驗，發(fā)現(xiàn)舉升油缸無任何動作，壓力檢測表數(shù)值為0，故障再現(xiàn)。

圖3

3.2 拆解分析

對故障件進(jìn)行拆解分析發(fā)現(xiàn)以下三項問題點：

①柱塞缸內(nèi)部的鋼珠表面及缸筒內(nèi)壁存在鐵屑；

圖4

②活塞缸與活塞桿間隙處有干涉痕跡；

圖6

③彈簧端頭不平，在壓縮過程中，彈簧中部拱起，會與柱塞套發(fā)生摩擦，導(dǎo)致鐵屑產(chǎn)生。

圖7

3.3 翻轉(zhuǎn)手油泵工作示意圖

圖8

工作方式：柱塞泵由缸體與柱塞構(gòu)成，柱塞在缸體內(nèi)作往復(fù)運動，在工作容積增大時吸油，工作容積減小時排油。

3.4 問題點確認(rèn)

經(jīng)故障件拆解分析、翻轉(zhuǎn)手油泵的工作原理及廠家生產(chǎn)過程，確定以下兩項問題點：

①翻轉(zhuǎn)手油泵內(nèi)部清潔度差存在鐵屑，導(dǎo)致柱塞缸內(nèi)部的鋼珠或活塞桿卡滯，無法加壓，零部件功能失效；

②彈簧端頭不平，在壓縮過程中，彈簧中部拱起，易發(fā)生偏磨，導(dǎo)致鐵屑產(chǎn)品，內(nèi)部零部件卡滯，零部件功能失效。

4 整改措施及驗證

①增加吸鐵石：在泵體內(nèi)部吸油口增加吸鐵石吸附可能產(chǎn)生的金屬末；轉(zhuǎn)運工裝摩擦而導(dǎo)致的劃傷，鐵屑的產(chǎn)生。

圖9

③彈簧端部磨平：對柱塞彈簧磨平，保證彈簧的垂直度，降低由于彈簧不平整使柱塞下壓單邊從而產(chǎn)生單邊磨損最終產(chǎn)生鐵屑的風(fēng)險。

4.1 效果驗證

①對整改后的零部件在出廠檢測清潔度，連續(xù)抽檢 10件產(chǎn)品，清潔度均符合技術(shù)要求（清潔度＜15mg/100ml），具體測量數(shù)值如表1。

②自整改以來，總裝再未出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)手油泵卡滯的問題。

表1

5 結(jié)論

本文通過液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)原理及搭建的模式試驗設(shè)備，對故障件進(jìn)行檢測，使得故障再現(xiàn)，確認(rèn)了問題點，通過對翻轉(zhuǎn)手油泵內(nèi)部濾網(wǎng)處增加吸鐵石、改善零部件加工過程中產(chǎn)品轉(zhuǎn)運方式及提升柱塞彈簧的垂直度，有效避免了零部件工作過程中鐵屑的產(chǎn)生，翻轉(zhuǎn)手油泵質(zhì)量狀況明顯提升。經(jīng)后期裝車驗證，暫無失效信息反饋，改進(jìn)效果顯著。

[1] 徐金志.某重型卡車駕駛室液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的改進(jìn).汽車實用技術(shù),2014.

[2] 徐金志.某重型卡車駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計.汽車實用技術(shù).2015.

[3] 陳曼龍等.重型載貨車駕駛室自解鎖翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計.汽車技術(shù). 2015.