沃爾沃A40E鉸卡駐車制動故障分析及處理

朱志興，石立巖

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 城門山銅礦，江西 九江 332100）

1 引言

城門山銅礦采礦場有沃爾沃A40E鉸接式卡車（簡稱鉸卡）17臺，該鉸卡在礦山領(lǐng)域具有無與倫比的優(yōu)勢，采用具有5種操作模式的6×4和6×6驅(qū)動系統(tǒng)，載重量為39噸。沃爾沃A40E鉸卡具有先進(jìn)的電子控制技術(shù)，通過計算機控制引入各類傳感器元件的應(yīng)用，車輛在運行過程中實現(xiàn)自動化控制。該鉸接式卡車具有先進(jìn)、安全的制動系統(tǒng)，為確保行車安全和對車輛保護(hù)，設(shè)計了多種制動方式，有發(fā)動機減速器制動、行車制動、裝載與傾卸制動和駐車制動。

駐車制動制動器借助于彈簧力施加、靠壓縮空氣釋放［1］。駐車制動主要用于停車制動，但沃爾沃鉸卡從安全角度特殊的設(shè)計，當(dāng)檢測到鉸卡運行中出現(xiàn)異常情況也可以自動施加，保證了設(shè)備可靠停車，確保了駕駛?cè)藛T和設(shè)備安全。

2 駐車制動結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 駐車制動器基本結(jié)構(gòu)

沃爾沃A40E鉸卡駐車制動器位于后車架前部，作用在中后橋傳動軸的制動盤上。沃爾沃鉸卡駐車制動器結(jié)構(gòu)主要由兩部分組成（如圖1所示），一是制動卡鉗，二是制動氣缸。制動卡鉗表面安裝有兩塊摩擦襯片，依靠摩擦襯片合攏或松開來實現(xiàn)對傳動軸制動盤的施加或釋放。制動氣缸依靠壓縮空氣推動彈簧帶動連桿使得制動卡鉗松開［2］。

圖1 駐車制動器結(jié)構(gòu)圖

2.2 駐車制動器工作原理

沃爾沃鉸卡駐車制動器是集機械、電子一體化控制單元，使得該駐車制動性能先進(jìn)［3］、安全可靠。駐車制動器借助于彈簧力施加、靠壓縮空氣釋放。彈簧釋放后駐車制動施加，卡鉗上的摩擦襯片鎖住傳動軸間的制動盤，鉸卡可以實現(xiàn)平穩(wěn)、安全停車。當(dāng)通過空氣壓縮機里的壓縮空氣作用（如圖2所示）在駐車制動器彈簧上（氣壓為5.6bar），彈簧被壓縮，氣缸活塞往回運動，帶動制動卡鉗開啟，摩擦襯片從制動盤表面松開，即駐車制動釋放，鉸卡可以行駛。

圖2 工作氣路圖

沃爾沃鉸卡啟動鑰匙處于開位置時，電子元件接受電壓。這給駐車制動開關(guān)SW5501饋電（如圖3所示）。開關(guān)從施加位置移到釋放位置時，會發(fā)送一個信號給V-ECU（車輛控制器）和T-ECU（變速箱控制器），系統(tǒng)于是檢查制動環(huán)路中是否存在壓力，如果兩個制動環(huán)路中都有足夠的壓力，V-ECU和T-ECU會啟動電磁閥MA5501和MA5502。這使得空氣壓縮駐車制動器中的彈簧，從而松開駐車制動器。當(dāng)傳感器SE5501接收到駐車制動環(huán)路中一個壓力超過正常值時，駐車制動器被認(rèn)為是松開。

圖3 駐車制動電路控制原理圖

駐車制動器開關(guān)位于駕駛室右側(cè)舉升操作手柄旁，當(dāng)按下開關(guān)，縱向差速器鎖也接通，確保鉸卡停車穩(wěn)定可靠。儀表板上的表示駐車制動器與縱向差速器鎖作用同時控制燈會亮起。

2.3 駐車制動器工作氣路

沃爾沃A40E鉸卡安裝了一臺空氣壓縮機，該空氣壓縮機由發(fā)動機的動力齒輪驅(qū)動。壓縮機通過發(fā)動機空氣過濾器接受空氣，在空氣干燥器內(nèi)產(chǎn)生壓力。壓力在再生箱內(nèi)形成，進(jìn)一步輸出到儲氣罐中，之后有一個饋送器導(dǎo)管通往駐車制動器，還有一路管道通到順序閥，提供壓力給橫向差速器、喇叭和座椅。當(dāng)管路中的制動壓力達(dá)到4.5bar，可正常提供駐車制動；當(dāng)壓力達(dá)到6.2～6.5bar時，順序閥開啟；當(dāng)壓力達(dá)到8.3～8.7bar時，空氣干燥器中的壓力調(diào)節(jié)器卸載壓縮機，直到壓力下降到8.1～7.3bar以下。

3 駐車制動的故障與診斷

3.1 故障現(xiàn)象

隨著沃爾沃A40E鉸卡運行時間超出15000h后，駐車制動故障越來越頻繁［4］。主要故障現(xiàn)象是駐車制動器在鉸卡運行過程中突然自動施加，這一故障在現(xiàn)場運行中頻頻出現(xiàn)，既嚴(yán)重影響行駛安全，也影響了設(shè)備利用率。通過每次原因查找總結(jié)，可以判斷駐車制動器施加主要由該系統(tǒng)其它故障導(dǎo)致自動施加。

3.2 氣路原因及排除

根據(jù)駐車制動工作原理可知，如果系統(tǒng)工作氣壓達(dá)不到要求，無法克服制動器內(nèi)部彈簧張緊力［5］，致使駐車制動自動釋放，鉸卡傳動軸被鎖住。

（1）首先最直觀且最容易檢查發(fā)現(xiàn)就是工作氣路氣管是否出現(xiàn)破損泄壓。氣管破損可以通過聽氣流的聲音發(fā)現(xiàn)故障部位。因為氣管為橡膠管，所以可用快速接頭連接恢復(fù)。

（2）空氣壓縮壓機故障。若壓縮機活塞嚴(yán)重磨損會導(dǎo)致排氣量不足，系統(tǒng)壓力無法建立。打開出氣口管接頭，若有串入機油現(xiàn)象，則判斷為缸體出現(xiàn)磨損。如果機油通過氣管進(jìn)入閥芯，導(dǎo)致發(fā)卡不保壓，或者儲氣罐及氣管漏氣導(dǎo)致系統(tǒng)氣壓低，則需更換壓縮機或清洗氣閥。

（3）其它工作機構(gòu)漏氣。發(fā)動機排氣制動也是依靠氣缸推動作用，與駐車制動器是共用壓縮機。通過啟動檢查一級排氣制動裝置，若出現(xiàn)漏氣情況也會導(dǎo)致氣壓偏低，更換氣缸密封。

3.3 液壓制動系統(tǒng)原因及排除

沃爾沃A40E鉸卡駐車制動器具有安全保護(hù)作用，當(dāng)V-ECU檢測到行車制動［6］壓力達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求時，V-ECU會發(fā)出信號，駐車制動器緊急自動施加。

（1）制動泵工作壓力不夠。該泵為液壓柱塞泵，主要故障為柱塞或配流盤磨損內(nèi)泄。通過外部檢查，當(dāng)踩剎車踏板壓力顯示指針不回最高位置，則可能制動泵存在故障。也可以測量M21和M22的主液壓油壓力，正常值為235±5bar。若壓力小于170bar就會出現(xiàn)駐車制動自動施加。當(dāng)前后制動回路都低于臨界值，制動壓力低于17MPA。如果泵出現(xiàn)磨損內(nèi)泄，更換或維修。

（2）蓄能器壓力不足故障。蓄能器在制動系統(tǒng)主要是系統(tǒng)保壓和緩和脈沖作用。沃爾沃鉸卡蓄能器分為前牽引單元和后掛車兩組獨立蓄能器。可以通過踩剎車踏板檢查中央儀表盤牽引機單元制動回油壓和掛車單元制動回油壓是否偏低，若出現(xiàn)踩剎車指針回位較慢，則可能蓄能器不保壓。也可以測壓表測量前蓄能器測壓口M15及后蓄能器測壓口M16的壓力，正常值為141±7bar，目前蓄能器故障主要是進(jìn)行更換。

3.4 電氣控制系統(tǒng)及排除

為確保行車駕駛安全，當(dāng)其它系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況需要緊急制動時發(fā)送信號到V-ECU控制器，V-ECU控制器發(fā)送信號，駐車制動會自動施加，駐車制動器作為安全停車最后保障。

（1）駕駛室座椅傳感器失效。當(dāng)駕駛員座椅底下傳感器無感應(yīng)信號，車輛控制系統(tǒng)默認(rèn)為無人操作，保證鉸卡行車安全駐車制動會緊急自動施加。打開電源，若駐車制動自動施加后能夠釋放，傳感器感應(yīng)沒有接到信號，與駕駛員坐式有關(guān)。若不能正常釋放，首先檢查是否因為傳感器失效，再次檢查RE5502繼電器是否脫落或接觸不良。

（2）裝載與傾卸制動壓力傳感器故障。測量位于裝載與傾斜制動閥塊的監(jiān)測兩制動油壓的傳感器SE5201和SE5202（如圖4所示），測量針腳1對地∞Ω，針腳3到EB18和EB19為0Ω，針腳2對地0Ω。傳感器的電壓隨油壓的升高而增加。測量駐車制動壓力傳感器SE5501，針腳1對地∞Ω，針腳2到EB5為0Ω，針腳4對地0Ω。傳感器的電壓隨油壓的升高而增加。如果檢測到電阻值異常可以通過更換傳感器檢查排除故障。

圖4 裝載與傾卸制動壓力傳感器電路圖

4 結(jié)束語

通過對沃爾沃鉸卡駐車制動故障分析、檢查，掌握了該系統(tǒng)工作原理，找到了引起故障原因，方便了維修人員檢查處理，也提高了設(shè)備的利用率，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，為我們今后攻關(guān)進(jìn)口設(shè)備技術(shù)難題打下了堅實的基礎(chǔ)。