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(chǎng)有沃爾沃A40E鉸接式卡車（簡(jiǎn)稱鉸卡）17臺(tái)，該鉸卡在礦山領(lǐng)域具有無與倫比的優(yōu)勢(shì)，采用具有5種操作模式的6×4和6×6驅(qū)動(dòng)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(jì)算機(jī)控制引入各類傳感器元件的應(yīng)用，車輛在運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。該鉸接式卡車具有先進(jìn)、安全的制動(dòng)系統(tǒng)，為確保行車安全和對(duì)車輛保護(hù)，設(shè)計(jì)了多種制動(dòng)方式，有發(fā)動(dòng)機(jī)減速器制動(dòng)、行車制動(dòng)、裝載與傾卸制動(dòng)和駐車制動(dòng)。

駐車制動(dòng)制動(dòng)器借助于彈簧力施加、靠壓縮空氣釋放［1］。駐車制動(dòng)主要用于停車制動(dòng)，但沃爾沃鉸卡從安全角度特殊的設(shè)計(jì)，當(dāng)檢測(cè)到鉸卡運(yùn)行中出現(xiàn)異常情況也可以自動(dòng)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(dòng)結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 駐車制動(dòng)器基本結(jié)構(gòu)

沃爾沃A40E鉸卡駐車制動(dòng)器位于后車架前部，作用在中后橋傳動(dòng)軸的制動(dòng)盤上。沃爾沃鉸卡駐車制動(dòng)器結(jié)構(gòu)主要由兩部分組成（如圖1所示），一是制動(dòng)卡鉗，二是制動(dòng)氣缸。制動(dòng)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(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)軸制動(dòng)盤的施加或釋放。制動(dòng)氣缸依靠壓縮空氣推動(dòng)彈簧帶動(dòng)連桿使得制動(dòng)卡鉗松開［2］。

圖1 駐車制動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖

2.2 駐車制動(dòng)器工作原理

沃爾沃鉸卡駐車制動(dòng)器是集機(jī)械、電子一體化控制單元，使得該駐車制動(dòng)性能先進(jìn)［3］、安全可靠。駐車制動(dòng)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(dòng)施加，卡鉗上的摩擦襯片鎖住傳動(dòng)軸間的制動(dòng)盤，鉸卡可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、安全停車。當(dāng)通過空氣壓縮機(jī)里的壓縮空氣作用（如圖2所示）在駐車制動(dòng)器彈簧上（氣壓為5.6bar），彈簧被壓縮，氣缸活塞往回運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)制動(dòng)卡鉗開啟，摩擦襯片從制動(dòng)盤表面松開，即駐車制動(dòng)釋放，鉸卡可以行駛。

圖2 工作氣路圖

沃爾沃鉸卡啟動(dòng)鑰匙處于開位置時(shí)，電子元件接受電壓。這給駐車制動(dòng)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(shí)，會(huì)發(fā)送一個(gè)信號(hào)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(dòng)環(huán)路中是否存在壓力，如果兩個(gè)制動(dòng)環(huán)路中都有足夠的壓力，V-ECU和T-ECU會(huì)啟動(dòng)電磁閥MA5501和MA5502。這使得空氣壓縮駐車制動(dòng)器中的彈簧，從而松開駐車制動(dòng)器。當(dāng)傳感器SE5501接收到駐車制動(dòng)環(huán)路中一個(gè)壓力超過正常值時(shí)，駐車制動(dòng)器被認(rèn)為是松開。

圖3 駐車制動(dòng)電路控制原理圖

駐車制動(dòng)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(dòng)器與縱向差速器鎖作用同時(shí)控制燈會(huì)亮起。

2.3 駐車制動(dòng)器工作氣路

沃爾沃A40E鉸卡安裝了一臺(tái)空氣壓縮機(jī)，該空氣壓縮機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力齒輪驅(qū)動(dòng)。壓縮機(jī)通過發(fā)動(dòng)機(jī)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(chǔ)氣罐中，之后有一個(gè)饋送器導(dǎo)管通往駐車制動(dòng)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(dòng)壓力達(dá)到4.5bar，可正常提供駐車制動(dòng)；當(dāng)壓力達(dá)到6.2～6.5bar時(shí)，順序閥開啟；當(dāng)壓力達(dá)到8.3～8.7bar時(shí)，空氣干燥器中的壓力調(diào)節(jié)器卸載壓縮機(jī)，直到壓力下降到8.1～7.3bar以下。

3 駐車制動(dòng)的故障與診斷

3.1 故障現(xiàn)象

隨著沃爾沃A40E鉸卡運(yùn)行時(shí)間超出15000h后，駐車制動(dòng)故障越來越頻繁［4］。主要故障現(xiàn)象是駐車制動(dòng)器在鉸卡運(yùn)行過程中突然自動(dòng)施加，這一故障在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)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(dòng)器施加主要由該系統(tǒng)其它故障導(dǎo)致自動(dòng)施加。

3.2 氣路原因及排除

根據(jù)駐車制動(dòng)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(dòng)器內(nèi)部彈簧張緊力［5］，致使駐車制動(dòng)自動(dòng)釋放，鉸卡傳動(dòng)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?yàn)闅夤転橄鹉z管，所以可用快速接頭連接恢復(fù)。

（2）空氣壓縮壓機(jī)故障。若壓縮機(jī)活塞嚴(yán)重磨損會(huì)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(jī)油現(xiàn)象，則判斷為缸體出現(xiàn)磨損。如果機(jī)油通過氣管進(jìn)入閥芯，導(dǎo)致發(fā)卡不保壓，或者儲(chǔ)氣罐及氣管漏氣導(dǎo)致系統(tǒng)氣壓低，則需更換壓縮機(jī)或清洗氣閥。

（3）其它工作機(jī)構(gòu)漏氣。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣制動(dòng)也是依靠氣缸推動(dòng)作用，與駐車制動(dòng)器是共用壓縮機(jī)。通過啟動(dòng)檢查一級(jí)排氣制動(dòng)裝置，若出現(xiàn)漏氣情況也會(huì)導(dǎo)致氣壓偏低，更換氣缸密封。

3.3 液壓制動(dòng)系統(tǒng)原因及排除

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

（1）制動(dòng)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(dòng)泵存在故障。也可以測(cè)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(huì)出現(xiàn)駐車制動(dòng)自動(dòng)施加。當(dāng)前后制動(dòng)回路都低于臨界值，制動(dòng)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(dòng)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(dú)立蓄能器?？梢酝ㄟ^踩剎車踏板檢查中央儀表盤牽引機(jī)單元制動(dòng)回油壓和掛車單元制動(dòng)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(cè)壓表測(cè)量前蓄能器測(cè)壓口M15及后蓄能器測(cè)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(dòng)時(shí)發(fā)送信號(hào)到V-ECU控制器，V-ECU控制器發(fā)送信號(hào)，駐車制動(dòng)會(huì)自動(dòng)施加，駐車制動(dòng)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(hào)，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(dòng)會(huì)緊急自動(dòng)施加。打開電源，若駐車制動(dòng)自動(dòng)施加后能夠釋放，傳感器感應(yīng)沒有接到信號(hào)，與駕駛員坐式有關(guān)。若不能正常釋放，首先檢查是否因?yàn)閭鞲衅魇?，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(dòng)壓力傳感器故障。測(cè)量位于裝載與傾斜制動(dòng)閥塊的監(jiān)測(cè)兩制動(dòng)油壓的傳感器SE5201和SE5202（如圖4所示），測(cè)量針腳1對(duì)地∞Ω，針腳3到EB18和EB19為0Ω，針腳2對(duì)地0Ω。傳感器的電壓隨油壓的升高而增加。測(cè)量駐車制動(dòng)壓力傳感器SE5501，針腳1對(duì)地∞Ω，針腳2到EB5為0Ω，針腳4對(duì)地0Ω。傳感器的電壓隨油壓的升高而增加。如果檢測(cè)到電阻值異?？梢酝ㄟ^更換傳感器檢查排除故障。

圖4 裝載與傾卸制動(dòng)壓力傳感器電路圖

4 結(jié)束語

通過對(duì)沃爾沃鉸卡駐車制動(dòng)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。