某3t內(nèi)燃平衡重式叉車爬坡無力問題淺析

伍世宏，肖生柱

（廣西柳工機(jī)械股份有限公司，廣西 柳州545007）

叉車是起重運(yùn)輸機(jī)械中發(fā)展較晚的一個(gè)機(jī)器，世界上第一臺叉車是由美國克拉克公司在1932年投放市場的，隨后得到迅速發(fā)展，特別是第二世界大戰(zhàn)后，歐美各國的叉車品種和產(chǎn)量急劇上升[1]。目前叉車產(chǎn)量較大的幾個(gè)國際品牌是豐田、林德等，國內(nèi)有合力、杭叉、柳工、龍工、江淮、寶驪等品牌叉車。

為了提升叉車調(diào)試效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量和競爭力，公司要求對叉車爬坡無力進(jìn)行研究，通過分析整改，車輛調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的爬坡無力問題得到有效解決。

1 故障現(xiàn)象邏輯分析

某3t內(nèi)燃平衡重式叉車出現(xiàn)爬坡無力，冒黑煙現(xiàn)象。經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)服務(wù)人員多次返修都無法解決，但又無法確認(rèn)是否是發(fā)動(dòng)機(jī)問題，于是對3t內(nèi)燃平衡重式叉車的各系統(tǒng)進(jìn)行分析。

叉車爬坡無力，涉及到系統(tǒng)有動(dòng)力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)，具體分析情況如下：

（1）動(dòng)力系統(tǒng)包括：發(fā)動(dòng)機(jī)、燃油系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、油門操作系統(tǒng)，以發(fā)動(dòng)機(jī)為主要核心部件，其中發(fā)動(dòng)機(jī)上各連接部位有進(jìn)氣管、上水管、下水管、排氣口、燃油回油管、燃油吸油管等，如圖1所示。

圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)裝配示意圖

（2）液壓系統(tǒng)包括：多路換向閥、齒輪泵總成、回油管路、門架液壓系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)，叉車在行走過程中，液壓系統(tǒng)工作的部件有齒輪泵總成、多路換向閥、回油管路、轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)，其中多路閥換向閥為主要核心部件，起到“承上啟下”的作用，把各液壓部件連接在一起，原理圖如圖2所示，叉車行走時(shí)多路換向閥上只有進(jìn)回油口連接分流閥進(jìn)行工作。

圖2 多路換向閥工作原理示意圖

（3）傳動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)包括：液力變速箱、換擋操作機(jī)構(gòu)、駐車制動(dòng)系統(tǒng)和行車制動(dòng)系統(tǒng)，兩大系統(tǒng)的核心部件為液力變速箱和驅(qū)動(dòng)橋，如圖3所示，其中液力變速箱由變矩器、減速器、差速器、控制閥、微動(dòng)閥組成，驅(qū)動(dòng)橋?yàn)樘闶街苿?dòng)，由橋殼、制動(dòng)器、制動(dòng)鼓、半軸組成。叉車行走過程，影響到動(dòng)力的部件有變矩器壓力、控制閥和微動(dòng)閥，制動(dòng)鼓與制動(dòng)器制動(dòng)蹄片的間隙。

圖3 液力變速箱和驅(qū)動(dòng)橋裝配示意

結(jié)合以上分析，列出如圖4所示的叉車爬坡無力故障現(xiàn)象邏輯圖[1]：

圖4 叉車爬坡無力故障現(xiàn)象邏輯圖

2 故障診斷及排除

2.1 目測觀察

叉車啟動(dòng)后，在怠速狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)冒黑煙現(xiàn)象，爬坡時(shí)黑煙更加明顯。首先“先入為主”分別對動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行目測確認(rèn)情況如下：

（1）直接拆除空濾及空濾進(jìn)氣管，進(jìn)行爬坡測試，爬坡能力未能提升，排除發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣不足；

（2）發(fā)動(dòng)機(jī)的服務(wù)人員現(xiàn)場排查，根據(jù)噴油正時(shí)調(diào)節(jié)氣門間隙，確認(rèn)氣門間隙正常，排除發(fā)動(dòng)機(jī)氣門間隙不正確；

（3）熱機(jī)后檢查儀表水溫指示，水溫指示正常，排除發(fā)動(dòng)機(jī)水溫高；

（4）熱機(jī)后檢查儀表機(jī)油壓力指示，機(jī)油壓力正常，排除發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力過高；

（5）熄火后，拔出發(fā)動(dòng)機(jī)油尺目測確認(rèn)，發(fā)動(dòng)機(jī)油在合格范圍內(nèi)，排除發(fā)動(dòng)機(jī)油量加注不合格；

其次對傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)進(jìn)行目測確認(rèn)，確認(rèn)情況如下：

（1）怠速啟動(dòng)5 min后，拔出變速箱油尺目測確認(rèn)，變速箱油液在合格范圍內(nèi)，排除液力變速箱油量加注不合格；

（2）打開驅(qū)動(dòng)橋油平面螺絲，目測有油液流出，驅(qū)動(dòng)橋齒輪油加注合格，排除驅(qū)動(dòng)橋齒輪油量加注不合格；

（3）拆除液壓油箱蓋板端的轉(zhuǎn)向器回油管口，把回油管直接插入液壓油箱加油口，啟動(dòng)整機(jī)后，目測檢查轉(zhuǎn)向回油，流量正常，排除轉(zhuǎn)向器回油管堵塞。

2.2 現(xiàn)場檢測

現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際操作，間接或直接對各系統(tǒng)進(jìn)行排除，確認(rèn)情況如下：

（1）外置油桶，直接把發(fā)動(dòng)機(jī)兩進(jìn)回油管放在外置油桶內(nèi)（西醫(yī)的打吊針測試），進(jìn)行爬坡測試，爬坡能力未提升，排除發(fā)動(dòng)機(jī)管路進(jìn)空氣；

（2）拆除微動(dòng)閥連接銷軸，切斷微動(dòng)機(jī)構(gòu)與微動(dòng)閥桿的連接，進(jìn)行爬坡測試，爬坡能力未提升，排除液力變速箱微動(dòng)閥調(diào)整不到位；

（3）在外門架增加墊塊，利用門架前傾把兩前輪支撐起來，轉(zhuǎn)動(dòng)兩前輪，可以扳動(dòng)一圈，排除驅(qū)動(dòng)橋制動(dòng)鼓與制動(dòng)器制動(dòng)蹄片的間隙調(diào)整不合格（帶剎車）；

（4）秒表檢測確認(rèn)空載和滿載起升速度，起升速度均滿足要求（如吸油管堵塞起升速度無法滿足要求），間接排除齒輪泵吸油管堵塞；

（5）檢測確認(rèn)空載和滿載起升速度，起升速度均滿足要求（如吸油管堵塞起升速度無法滿足要求），間接排除齒輪泵吸油管堵塞；

（6）打開分流閥芯堵頭，拆解分流閥芯和彈簧如圖5所示，檢查閥芯和閥孔內(nèi)無雜物，同時(shí)把閥芯和回位彈簧裝配好后，上下按動(dòng)閥芯，滑動(dòng)正常，排除多路換向閥分流閥芯卡死產(chǎn)生節(jié)流；

圖5 分流閥芯結(jié)構(gòu)示意圖

（7）把轉(zhuǎn)向器進(jìn)油管拆解下來，直接通水和吹氣確認(rèn)，未存在堵塞情況，排除轉(zhuǎn)向器進(jìn)油管堵塞。

2.3 對比測試

對于確認(rèn)難度大的液力變速箱控制閥堵塞和轉(zhuǎn)向器單向閥芯卡死產(chǎn)生節(jié)流問題，現(xiàn)場確認(rèn)如下：

（1）在液力變速箱控制閥的離合器壓力表接口如下圖6所示，外置連接壓力表進(jìn)行檢測確認(rèn)，爬坡過程液力變速箱壓力1.1 MPa，在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，排除液力變速箱控制閥堵塞；

圖6 液力變速箱測壓口示意圖

（2）連續(xù)爬坡5 min后，觸摸多路換向閥至轉(zhuǎn)向器的油管、接頭等，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的溫度明顯比其他區(qū)域液壓系統(tǒng)的管路高，說明該區(qū)域的管路出現(xiàn)節(jié)流，可以確認(rèn)是轉(zhuǎn)向器單向閥芯卡死。

（3）同時(shí)，在多路換向閥分流閥測壓口如下圖7所示，外置連接壓力表檢測，不操作轉(zhuǎn)向狀態(tài)下，發(fā)現(xiàn)該部位出現(xiàn)節(jié)流現(xiàn)象，壓力為10 MPa，查《JBT5120-2010全液壓轉(zhuǎn)向器擺線轉(zhuǎn)閥式開心無反應(yīng)型》標(biāo)準(zhǔn)表得P-T口的回油壓力損失小于0.1 MPa，初步判斷是轉(zhuǎn)向器閥芯和閥套的回油孔堵塞。

圖7 多路換向閥分流閥測壓口示意圖

3 結(jié)束語

經(jīng)更換轉(zhuǎn)向器后，進(jìn)行爬坡測試，爬坡能力明顯提升，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)冒黑煙現(xiàn)象也得以解決。同時(shí)，經(jīng)供方對轉(zhuǎn)向器進(jìn)行分析，當(dāng)轉(zhuǎn)向器處于中間位置時(shí)，閥芯和閥套在彈簧片的作用下處于中位，從油泵來的油經(jīng)閥套和閥芯端部兩排小孔進(jìn)入閥芯內(nèi)部，再由油口T流回油箱，但由于小孔堵塞，造成回油壓損過大而引起。

對于類似涉及到叉車動(dòng)力問題，一般都會先入為主，認(rèn)為是發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱出現(xiàn)問題了，然后花大一部分精力去排查發(fā)動(dòng)機(jī)或變速箱問題，而往往忽略了其他問題。因此，只有系統(tǒng)去分析，把涉及到的問題點(diǎn)全部列出來，逐一進(jìn)行排查，才能找到問題的關(guān)鍵點(diǎn)，快速的去處理問題。