自卸卡车举升液压系统故障分析及控制技术研究

张伟旗

（江西铜业集团铜材有限公司）

自卸卡车具有机动灵活、工况适应性强、劳动生产率高、装载量大、装卸时间短、劳动强度低、成本能耗低、盈利性好等优势，可实现全部装卸机械化，在矿山、水电工程、城镇化、道路桥梁及管网等建设工程中应用极广。因为自卸卡车作业环境恶劣、工况复杂多变、行驶道路崎岖难行、经常高速重载、使用频率高，其举升液压系统的正常运行、维修及调整尤为重要，将直接关系到车辆的安全可靠性、装载效率、可开动率及成本能耗。因而，针对自卸卡车举升液压系统的故障分析及维修技术研究具有现实意义。

一、液压举升系统结构原理

自卸卡车俗称工程车、翻斗车，是指通过液压或机械举升而自行卸载货物的车辆。其液压举升系统工作原理是利用发动机动力驱动液压机构，即发动机动力由变速器输出，经取力器带动液压油泵，液压油被泵至分配阀，压入液压缸内，从而推动活塞举起厢斗，将厢斗倾斜一定角度自动卸货，且依靠货厢自重使其复位。

目前大吨位自卸卡车广泛采用的液压举升机构，其结构主要由举升油缸、操纵阀、举升手动控制阀、限位阀及举升油泵等总成组成。举升机构举升时是依靠举升油缸的升降来完成的。举升油缸由操纵阀控制，而操纵阀由驾驶员操纵，为限制厢斗的Z大倾角，并使厢斗能根据需要稳定在某一倾斜的位置上，在液压系统中设有限位阀。

液压倾卸机构是自卸卡车的核心，其性能和质量的优劣是判断自卸车优劣的首要指标。举升倾卸机构不同，其车型定位和市场定位也不尽相同。设计举升液压系统时，须综合考量举升的动力性、平稳性、紧凑性、卸料性及免维护性。

二、自卸卡车举升机构分类及选型分析

1、自卸车举升机构主要分类

通常按货物倾卸方向不同，自卸卡车可分为后倾式、侧倾式、三面倾式和底卸式，主要由液压举升机构、厢斗、车架及附件等部分构成，各个制造、改装厂家设计理念不同，其液压举升机构和厢斗结构也不尽相同。厢斗结构型式按用途不同可分为普通矩形厢斗和矿用铲斗车厢。普通矩形厢斗用于散装货物运输，其后板设有自动开合机构，保证货物顺利卸出，普通矩形厢斗板厚为前板4～6mm，边板4～8mm，后板5～8mm，底板6～12mm；矿用铲斗车厢则适用于大石块等粒度较大货物的运输，考虑到货物的冲击和碰幢，矿用铲斗车厢设计形状较复杂，用料较厚，如江南东风自卸车矿用铲斗车厢标准配置板厚为前6mm、边6mm、底10mm，而有些车型则在底板上加焊角钢，可大幅提高厢斗的刚度和抗冲击能力。

2、常用自卸卡车选型分析

目前，国外自卸卡车正朝着大吨位、轻量化、多样化、系列化等方向发展，更多的利用高科技研究开发出新车型，从而达到缩短设计生产周期、提高产品质量及降低费用之目的。随着汽车科技的快速发展和国内购买能力的提高，自卸卡车并非传统意义上的万能汽车，为充分满足自卸卡车运输的安全高效、快捷便利、经济实惠的苛刻要求，各个制造、改装厂家可根据不同的货物、不同工况、不同地区开发出功能迥异的自卸车，特别是其优化设计的举升液压系统和举升机构，举升平稳有力、作业效率高、经济省油，可保证自卸车在各种载荷、各种举升工况下的安全性和稳定性。

目前国内外自卸卡车以采用传统的直接推动式、连杆放大式、连杆复合式等举升机构居多，而国内常见举升机构型式有T式三角架放大举升机构、F式三角架放大举升机构、双缸举升、前顶举升和双面侧翻等，其中国内使用以三角架放大式举升机构居多，其结构成熟、举升平稳、造价低，但厢斗长度为4.4～6m，厢斗底板与主车架上平面的闭合高度较大，适用载重量为8～40t；双缸举升形式厢斗底板与主车架上平面的闭合高度较小，但液压系统难以保证2个液压缸同步，举升平稳性较差，对厢斗底板的整体刚度要求较高，多用于6×4自卸车；上欧美等国大多采用前顶举升方式，其结构简单，厢斗底板与主车架上平面的闭合高度可以很小，整车稳定性好，液压系统压力较小，适用于公路重载下的运输，尤其适用于运输煤、矿砂及散装易卸货物；但前顶多级缸行程较大，造价很高；双面侧翻液压缸受力较好，行程较小，可实现双面侧翻，但液压管路设计较复杂，举升翻车事故率较高。

三、举升液压系统故障分析

1、举升不平稳或举升角不够

故障现象：该故障主要表现为油量不足或油内混入空气，且厢斗不能举升至Z大角度。

故障分析：油泵的进油管和管路接头密封不严、橡胶结构件老化、更换液压部件或开放油箱时，空气极易混入液压系统。使用中必须保持液压系统的各橡胶密封圈性能良好且正确安装，对新装的液压元件要进行浸泡和注油排空操作；唇口磨损、弹性?量降低或老化的橡胶密封件，要及时更换；油箱换油后，系统运行初期或检修后开机运行时，需开动机器循环运转几次，以排净系统中的空气；厢斗或举升杆件变形严重时，必须立即校正；回转副磨损缺润滑脂时，必须加注润滑脂；液压油量不足时，需及时补充液压油；液压油不干净、脏污或变质时，则应更换洁净的液压油。

举升厢斗前，应尽可能排净混入系统内的空气；将厢斗举升至临近Z大角度时即停止，先将液压缸上部的放气螺塞拧松少许以逸出空气，待排出正常油液时，速拧紧螺塞，若无油、空气排出，表明厢斗举升角度不够，需继续保持油泵低速运转，待排出正常油液时即可。若油、空气混合成泡沫状，且持续冒泡沫时，可将厢斗置于放气位置滞留一段时间，待空气逐渐从泡沫中游离出来再排气，但需关注油面高度且补足油液。

2、厢斗举升后不能中停

故障现象：该故障主要表现为厢斗不能停在任意位置。

故障分析：换向阀或油缸内泄较大时，应排查泄漏位置，更换泄漏元件；重载换向时，阀杆受液动力大，换向阀换向失灵，造成时而无中停，必须将换向阀转至慢降位置上；换向阀换向不到位或卡滞不换向时，必须更换换向阀；分配阀、回油阀密封不严时，必须紧固或更换密封件；液压单向阀内单向阀控制不严时，要维修或更换单向阀；油液过脏时，易使止回阀密封不严，要更换液压油；液压油黏度太低时，应更换黏度大的液压油；管路漏油时，需维修管路；手动控制阀操纵手柄不到位时，则应调整操纵手柄。

3、厢斗举升后不能下落

故障现象：该故障主要表现为厢斗在举升位置或中间位置时，将手动换向阀拨至下降位置，厢斗不能自动下落。

故障分析：其故障主因是气压不足，不能使分配阀、回油阀动作，导致油缸下腔的液压油不能顺利返回油箱中，会产生一定的负压，阻止厢斗下落，应起动卡车使气压达到规定值，或通过完善设计，改进分配阀的制造工艺和拆检方法加以排除；手动控制阀操纵手柄不到位时，应调整操纵手柄使其到位；操作不规范，举升角度过大超过设计Z大举升角度时，易导致卡死，需脱开取力器，让车辆起步前行后再制动，靠惯性降落厢斗；在坡道上倾卸货物举升时，往往会超过举升角的限制，此时应尽量在平坦路面上倾卸；限位阀、安全阀失灵或限位阀管路破损时，需立即进行维修或更换；举升缸卡滞或凹瘪、活塞杆弯曲变形时，易卡住活塞杆而影响厢斗下落，必须校直活塞杆或修复油缸体；举升倾卸机构长期不用或受到杂质污染时，有时会导致滞死现象，应按规定养护，勤润滑、保养或更换；油箱中液压油过多时，也会影响厢斗回落，需将液压油调至正常油位；液压系统有异物堵塞时，则应清除异物，清洗油箱并更换滤网。

4、重载时不举升

故障现象：该故障主要表现为卡车满载货物时厢斗无法举升，但卡车空载时厢斗举升正常。

故障分析：车辆严重超载时，极易损坏油泵，也会造成传动轴变形、损坏，必须严格按额定装载量装运，严禁超载；车辆停在向前严重倾斜的坡道上时，应将车辆停到合适位置后再举升；紧固活塞的螺母松动，或油缸活塞环对口、折断、活塞碎裂时，会使活塞与活塞杆之间的密封胶圈密封不严而引起漏油，需紧固活塞螺母或更换活塞环、活塞；操纵阀杆磨损严重时，液压油易从阀杆处渗漏，必须配换阀杆，重新配研；举升缸、阀、管路均存在泄漏故障时，应停车排查泄漏部位，及时消除漏点；传动箱主轴与油泵连接脱离或损坏时，应重新更换传动箱主轴与油泵连接件；油泵泵体扫膛时，易拉伤泵体，使低压、高压油腔相贯通，齿轮泵输出的油压变小，应及时采用喷焊方法进行修复，以避免油泵提前报废；液压油脏污、杂质多，易卡死操纵阀，需更换全部液压油，清除杂质；油液粘度太低时，必须更换合适的液压油。

5、空载、重载时均不举升

故障现象：该故障主要表现为取力器故障、升降开关或电磁阀故障、严重超载或液压系统泄漏。

故障分析：取力器电磁阀连接插头脱落或内部线圈烧毁，造成取力器传动轴不转时，应紧固连接插头或更换电磁阀；升降双向电磁阀的上升部位电磁阀损坏时，可作应急处理即调换上升、下降电磁阀的气管，且将升降开关拔至降斗位置，即可起升厢斗，需下落时将气管换回原位，但该法不得长期使用，以免发生意外事故；齿轮泵泵壳磨损，使低压油腔、高压油腔相贯通或齿轮泵后部的W型密封圈冲环时，必须及时更换齿轮泵或密封圈；紧固活塞的螺母松动，油缸活塞裂纹或活塞环折断、对口，致使活塞与活塞杆之间的密封胶圈密封不严而引起漏油时，应及时紧固螺母，更换已?坏的活塞或活塞环。

6、举升异常缓慢或不举升

故障现象：该故障主要表现为油压不足或油内混入空气。

故障分析：应根据不同状况采取相应的处理方法，如系统缺油时，需添加液压油至规定高度；举升油缸泄漏较大时，应维修举升油缸；液压管路破损时，易产生大量泄漏，导致系统严重缺油，要更换液压管路；举升油泵磨损严重或旋向相反时，应维修或更换油泵；液压举升阀内的单向阀有异物、关闭不严或松动脱落堵塞管路时，需清洗单向阀；手动控制阀操纵手柄?到位时，应调整分配阀挡位；液压油粘度过低或变质时，应更换液压油；液压油箱开关未完全打开时，要完全打开；厢斗严重超载时，液压系统的压力大于分配阀的溢流压力时，溢流阀开始卸荷，造成厢斗不能举升，需卸载至额定载荷时再举升；液压系统中混入空气时，应尽量排净空气；各转动支点阻力太大时，则需采用在各润滑点加注润滑油脂等方法加以解决。

7、厢斗自行下降或下降速度过慢

（1）厢斗自行下降

故障现象：该故障主要表现为厢斗在举升过程中，将手动换向阀拨至中停位置（保压状态），厢斗不能停止举升，相反却自行回落；或厢斗在下降过程中，将手动换向阀拨至中停位置，厢斗不能停止下降。

故障分析：自行下降的主因有，液压系统的压力有部分损失，现存的压力难以克服厢斗自重的作用，从而使厢斗下降；油缸内渗漏导致油缸的上、下腔液压油相通，下腔的液压油不能保压，引起厢斗自行下降；气控分配阀体与阀芯密封不严导致液压管路部分相通，油缸中的液压油经A口、O口返回油箱，油缸下腔的保压效果难以实现；气控分配阀高压油管接头体处的单向阀被异物卡死或密封不严，导致回油后油缸自行下落，必须进行清洗并用压缩空气吹净；单向阀无异物时，则可能是因活塞环等相关部件密封不严而引起漏油，应及时紧固固定活塞的螺母，更换已损坏的活塞或活塞环。

（2）厢斗下降速度过慢

故障现象：该故障主要表现为液压系统堵塞或故障。

故障分析：其故障主因是液压系统（管路和液压元件）堵塞，液压油中杂质较多时，故障排除方法是更换高质量的液压油；气动分配阀的阀芯运动不到位，导致厢斗下降过程中液压管路中液压油在返油箱途经分配阀的A口、O口时受阻，形成一定的负压，从而影响厢斗的下降速度；某些运动件被卡滞或烧蚀，排除方法是清除卡滞，及时加注油脂。

8、举升时厢斗倾斜或油缸拔缸

（1）厢斗倾斜

故障现象：举升时厢斗倾斜故障主要表现为举升时厢斗往一边倾斜。

故障分析：掉厢斗销时，必须迅速放下厢斗，开回库报修；轮胎缺气严重或爆胎时，需将轮胎充气至标准气压或更换轮胎；稳定杆球头断裂、掉销子时，应更换稳定杆球头、上紧销子；卡车悬挂断裂属于恶性故障，应改进结构设计，强化悬架系统，提高悬挂系统的可靠性；应杜绝在斜侧地面上举升厢斗，需将车辆停在平地后再举升。

（2）油缸拔缸

故障现象：举升时油缸拔缸故障主要表现为举升至Z后一节时，厢斗无法控制自动上升。

故障分析：厢斗举升角度过小，后悬过长时，车辆需重新进行设计和安装；限位阀安装位置不正确时，应重新调整限位阀安装位置，货物为大块状物体，举升角度太小时，必须调整举升角度，使行程达到Z大角度；厢斗限位开关固定螺栓松动时，应及时紧固；举升限位开关属于易损件，故障率较高，举升限位的间隙过大或偏移时，易导致举升缸拔缸故障，会砸断和损毁电气部件、发动机及油管，甚至导致重大安全事故，维修强度大、成本高，严重影响车辆的可开动率。为避免举升缸拔缸故障，厢斗举到调定的高度时，应立即停止举升操作；同时加强日常点检，将事故隐患消灭于萌芽状态。

9.厢斗在“中停位置”下落

故障现象：该故障主要表现为厢斗在任意位置均会下落。

故障分析：齿轮泵单向阀密封不严时，需维修齿轮泵、单向阀；操纵阀或换向阀故障时，要维修或更换操纵阀或换向阀；液压缸内部产生泄漏，导致压力无法保持时，应维修液压缸活塞、活塞环，必要时更换液压缸。

10、举起厢斗时有牵引

故障现象：该故障主要表现为卸完矿岩后不用超越开关车辆有牵引。

故障分析：其故障主因是厢斗接近开关及线路故障；部分车辆举升以后有牵引这是GE公司出于车辆安全考虑的，属于正常现象，速度限于5mph。

11、厢斗不降落或降落不灵活

故障现象：该故障主要表现为举升角度过大、液压缸或控制阀故障。

故障分析：举升角度过大时，如自卸卡车在斜坡上卸货，厢斗超过稳定点，需将车辆停于平地后再降落厢斗；液压缸头部密封压得过紧时，调整压紧螺母，以液压缸头部不漏油为宜；液压缸支架安装不当时，重新调整安装；活塞杆弯曲时，必须校正或更换；举升控制阀失灵不能回位时，应检修或更换控制阀；举升控制线路断开或操纵杆断裂时，需修复线路或更换操纵杆。

12、举升厢斗时发抖

故障现象：该故障主要表现为系统维修后或更换高压油管后的试车举升中发抖，却极少发生于重车举升和强力举升时。

故障分析：维修后试车时，需反复举升数次，以排除液压系统中混入的空气；取力器或油泵损坏时，需更换取力器或油泵；厢斗、副梁等连接装置变形时，应进行改进或维修；进油管流量变化太大时，需排查油路；油泵内部泄漏时，应及时检修或更换油泵；液压油箱缺油时，必须补足规定型号的液压油，若液压油过脏、液压油箱中杂质较多时，需清除系统中的杂质，清洗油箱后，再更换新的滤网及液压油。

13、厢斗无法倾翻

故障现象：该故障主要表现为油箱缺液压油；油泵、阀门??或控制缸混入空气等。

故障分析：液压油箱中油位不足，且厢斗在原位置时，必须加足油量至规定值；断路阀门阀卡滞时，需用一杠杆将门阀调至原位或更换门阀；连接变速器的油泵无法正常运转时，应检查从变速器壳内至控制缸油路的密封度；液压分配阀不工作或发生故障时，应松动部分管路，排查控制缸是否混入空气，需拆卸控制缸进行清洁，再更换新的分配阀。

14、液压缸、杆拉伤或渗漏油

故障现象：该故障主要表现为在实际工作中油缸零部件的破坏或密封件失效，导致油缸无法正常工作。

故障分析：车辆偏载时，必须正确卸载货物；油缸支架间隙超差、油缸安装不垂直时，应调整好支架间隙；油缸举升时，缸筒与其它部件干涉损坏时，要重新设计安装；翻车后，继续使用生产时，应更换油缸相关损坏件；卸货时路基不平时，需严格按要求规范操作使用；油缸顶端螺母松动时，要按照力矩紧固油缸顶端螺母；油缸耳轴与支架孔的配合间隙太大时，应更换损坏的部件；液压油较脏时，必须更换油滤芯及液压油。

车辆多次偏载时，必须正确装载货物，更换密封套装；缸筒拉伤时，需更换缸筒及密封套件；油缸安装位置不符合要求时，则应更换缸筒并重新调整油缸的位置；避免违章操作，不得边降油缸边开车；密封件在高温环境下易加速老化、失效，必须适时更换油封或密封圈；油箱的空气滤芯较脏时，必须更换空气滤芯；油缸空气口溢油时，若油箱内的油位超过液位计时，可放泄油箱内的油少许即可；液压油型号不对时，则应更换合适的液压油。

15、气控阀或限位阀卡滞

故障现象：该故障主要表现为气控阀或限位阀突然失灵。

故障分析：气控阀混入杂质时，应清除或更换气控阀；限位阀阀芯失灵时，需更换限位阀；气管损坏漏气时，要拧紧接头或更换气管；气管有折弯现象时，需重新布置气管走向。

16、油泵漏油、不转动或烧损

故障现象：该故障主要表现为油泵噪音增大、液压系统压力不足或无压力、油泵排量不足或无排量及温度过高。

故障分析：厢斗重载下落速度太快，油腔压力太大，或花键轴划伤油泵轴颈处的自紧油封时，皆易损坏油封而产生泄漏；因油泵与过渡板之间的“O”型密封圈受力不均而产生泄漏，也会使油泵噪音变大、泵油压力变低，故安装轴颈油封时务必谨慎小心，应保证低压腔压力在额定范围内；油泵过渡板与分配阀之间的紧固螺栓松动、密封圈损坏时，泄漏较大，需更换密封圈且紧固；其接合面混入杂质时，通常可紧固高压侧螺栓，更换密封圈，清洗干净2配合面，再涂抹密封胶即可。

油泵内密封圈破损或输入轴端骨架油封损坏时，必须更换备件；齿轮油泵输入端轴承松旷导致泵体、齿轮刮伤时，需更换轴承且研磨泵体刮伤部位；齿轮油泵主动轴骨架油封损坏，引起主动轴处渗油时，应换新骨架油封；出油口法兰密封面不良，密封面、密封圈损坏时，需修整或更换；后盖与壳体接合处密封面不良而渗油时，要检查密封面有无刮伤、毛刺、变形、脏污等，并作适当的修整；油泵有异响、泵油压力低时，应及时进行检修或更换。

油泵传动机构或齿轮轴套损坏，不能运转、内部泄漏严重时，必须立即更换备件并修复；油泵与取力器之间的连接套断裂时，必须更换连接套；油泵滞死或取力器故障时，需维修或更换油泵或取力器；取力器操作系统故障时，应及时进行检修；液压油不足、液压油脏污或严重变质时，应及时进行补充或更换洁净的液压油；油泵长时间空载运转，不工作时取力器要求脱挡。

17、吸油不足或吸不到油

故障现象：该故障主要表现为液压系统缓慢或不能升降（进退）；升降（进退）过程中，液压系统压力不稳定或产生噪声，油箱里油液冒气泡；齿轮泵损坏或油温骤升。

故障分析：吸油管过细、过长，弯管处有死角，弯头太多时，必须加粗、缩短吸油管，弯管时防止产生死角，减少弯头；吸油管漏气时，需查出漏气处予以处理；吸油滤网、吸油管堵塞，清洗滤网并除去堵塞物；油箱内油位太低或无油时，必须添加油至规定的高度；油液粘度太大时，应使用厂家推荐的液压油；吸油口法兰密封面不良时，需检查密封面有无变形、毛刺、刮伤或脏物，且作适当的修正；从齿轮泵主动轴颈骨架油封处吸入空气时，需拆下齿轮泵，检查骨架密封是否损坏，必要时更换骨架密封。

18、空载发响或液压系统啸叫

故障现象：车辆空载发响故障主要表现为车辆空载时厢斗下沉缓慢，且会产生间歇的响声，但该现象属正常现象。液压系统啸叫故障主要表?为车辆超载过量时，会使系统压力过高，安全阀开启，且伴随有尖锐的啸叫声。

故障分析：空载发响故障主因是各传动轴与轴套之间配合间隙小，润滑尚未充分，摩擦力较大，使车辆下沉成间歇性，因摩擦而产生断续滑移而发出响声，该类故障在使用过程中，待滑动面充分润滑后会逐渐自动消除。

其它声音一般为油泵在超负荷状态下发生，此时必须减载运行。若处理载重量合适，则为安全阀调定压力低导致开启，通常可按规定调整开启压力。

四、结语

举升液压系统是自卸卡车的关键工作系统，其性能的优??接影响车辆的主要性能指标，其故障涉及车辆的行车安全、运输功能及自卸功能，其工作状态的好坏关乎车辆的工作效率和工程进度。因而针对自卸卡车举升液压系统故障分析及控制技术进行深入的研究，可大幅提升车辆的作业效率、完好率及可开动率。

来源：《汽车维修》2017年第3期