重型卡車液壓手動油泵卡滯問題失效分析與改進

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量管理部，陜西 西安 710200）

引言

駕駛室液壓翻轉機構已廣泛應用于重型載貨車中。該機構采用一種柱塞泵驅動液壓缸，通過集成在柱塞泵總成中的換向閥改變油缸進、回油方向，使駕駛室繞前支撐的翻轉中心點翻轉上升或下降，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機構在生產過程中出現的一種失效模式。

1 液壓翻轉機構原理

圖1

如圖2所示該液壓翻轉機構的原理圖，圖中虛線框內為集成了換向閥的柱塞泵總成。該系統為手動柱塞泵供油，差動傳動液壓缸施力的液壓系統。手動泵在溢流閥調定壓力下工作，輸出的壓力油在換向閥處于圖示P、O位置時，流經換向閥上B通道，首先進入液壓鎖的鎖緊缸，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，系統壓力進一步升高，繼續流經液控單向閥后進入液壓缸下腔，此時液壓油經換向閥上A通道同樣進入液壓缸上腔，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；當轉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液控單向閥、節流閥、換向轉閥通道、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年某重型汽車主機廠總裝反饋，一輛整車駕駛室在翻轉一半后，無法繼續正常舉升和回落，經現場更換另一供方相同零件號翻轉手油泵后，駕駛室可正常回落和舉升。此問題嚴重影響總裝生產安全，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

根據整車氣路安裝方式，利用簡易工裝，將舉升油缸、發生失效的翻轉手油泵、壓力表相連接，模擬產品正常工作狀態，對故障件進行打壓試驗，發現舉升油缸無任何動作，壓力檢測表數值為0，故障再現。

圖3

3.2 拆解分析

對故障件進行拆解分析發現以下三項問題點：

①柱塞缸內部的鋼珠表面及缸筒內壁存在鐵屑；

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，會與柱塞套發生摩擦，導致鐵屑產生。

圖7

3.3 翻轉手油泵工作示意圖

圖8

工作方式：柱塞泵由缸體與柱塞構成，柱塞在缸體內作往復運動，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

經故障件拆解分析、翻轉手油泵的工作原理及廠家生產過程，確定以下兩項問題點：

①翻轉手油泵內部清潔度差存在鐵屑，導致柱塞缸內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，易發生偏磨，導致鐵屑產品，內部零部件卡滯，零部件功能失效。

4 整改措施及驗證

①增加吸鐵石：在泵體內部吸油口增加吸鐵石吸附可能產生的金屬末；轉運工裝摩擦而導致的劃傷，鐵屑的產生。

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生單邊磨損最終產生鐵屑的風險。

4.1 效果驗證

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

②自整改以來，總裝再未出現翻轉手油泵卡滯的問題。

表1

5 結論

本文通過液壓翻轉機構原理及搭建的模式試驗設備，對故障件進行檢測，使得故障再現，確認了問題點，通過對翻轉手油泵內部濾網處增加吸鐵石、改善零部件加工過程中產品轉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生，翻轉手油泵質量狀況明顯提升。經后期裝車驗證，暫無失效信息反饋，改進效果顯著。

[1] 徐金志.某重型卡車駕駛室液壓翻轉機構的改進.汽車實用技術,2014.

[2] 徐金志.某重型卡車駕駛室翻轉機構的設計.汽車實用技術.2015.

[3] 陳曼龍等.重型載貨車駕駛室自解鎖翻轉機構的設計.汽車技術. 2015.