某型車車姿調節系統故障分析與快速解決方案

葉有義，高京生，杜 亮，舒 林，白國忠

（1.95969 部隊，湖北武漢 430300；2.中國北方車輛研究所，北京 100072）

0 引言

某型履帶車輛底盤主要功能為其上裝的武器系統提供自行機動平臺與穩定發射平臺，在實際作戰訓練過程中發現其行動系統故障率較高，官兵在對行動系統故障進行進一步的詳細統計、分析時發現，車輛底盤行動系統中車姿調節系統故障率較高，而尤以車姿調節控制盒與液壓系統的電磁閥故障率最高。由于配件數量不足，常常使得實際的作戰訓練過程中斷或修復時間過長，極大地影響了作戰訓練的效率。針對此種情況，部隊官兵在進一步詳細分析2 個主要故障部件的故障模式、吃透其控制原理的基礎上，分別提出了針對控制盒與電磁閥2 個主要故障部件的快速故障解決方案。

1 車姿調節系統作用與原理簡介

該車車姿調節系統主要包括控制盒、液壓控制系統、及分布式油氣懸掛系統及履帶張緊系統（圖1），其作用主要用于控制車姿調節及履帶張緊力調節。主要工作原理：依據控制盒內置控制算法，驅動控制電路對液壓系統中的控制電磁閥的通斷電（以及延時）來實現車輛油氣懸掛的充、放油及閉鎖等動作實現車體升高、降低、側傾、俯仰以及履帶張緊和放松等動作，實現車輛姿態的調節。

該車車姿調節液壓控制系統中包括4 個電磁閥：兩位三通電磁閥Ⅰ，三位四通電磁閥Ⅱ、Ⅲ，兩位四通電磁閥Ⅳ。其中，電磁閥Ⅰ用來控制系統供油或系統油的空循環；電磁閥Ⅱ用來控制油氣彈簧的充、放油，實現車體的上升或下降；電磁閥Ⅲ用來控制張緊器的充、放油，實現履帶的張緊或放松；電磁閥Ⅳ與一個單向閥配合控制實現負重輪提輪動作。在打開電源開關的情況下，按如表1 所示的控制邏輯打開電磁閥開關，就能實現對應的車姿調節動作。

表1 各種車姿調節動作下電磁閥的控制邏輯表

2 車姿調節系統故障分析

在對該車底盤行動系統故障進行統計、分析時發現，車輛底盤行動系統中車姿調節系統故障率較高。經進一步詳細分析、測試發現，車姿調節系統故障主要集中在車姿調節控制系統中，而車姿調節控制盒與液壓控制系統電磁閥故障率最高（表2）。2 個典型部件的具體故障如下。

表2 車姿調節系統常見故障的產生原因及排除方法

2.1 控制盒故障

車姿調節控制盒用于控制車姿調節控制工作，主要原理是依據內部的控制邏輯完成電磁閥的通斷電控制以及延時來實現車姿調節，駕駛員可以通過控制盒上的按鈕完成車體升高、降低以及履帶張緊、放松等功能（圖2）。

圖2 車姿調節系統控制盒

控制盒的故障主要表現為控制盒內部及其與控制器件（如電磁閥）的連接電路的短路、斷路故障、以及集成電路芯片的損壞。對于簡單的連接線路斷路與短路插頭松動等故障，需要準確判斷斷路故障位置，通過使用電烙鐵對斷線處進行焊接、緊固插頭等方式修理；受限于基層團級修理士官專業理論知識薄弱、維修技能偏低，對于集成電路芯片及元器件損壞、一些難以查明的電路板線路等故障，主要通過更換配件或返廠修理等方式解決（表3）。目前，該部隊該型車輛現已全過保質期，產品返廠修復周期長、維修費用高，并且由于配件數量有限（按照基層團級單位年度周轉器材庫存標準為4 個，但年度完成乘員集訓、野外訓練、實兵演習等軍事任務平均消耗為20～25 個），配件數量無法滿足實時快速的維修保障需求，嚴重影響該車完好率和作戰訓練出勤率，極大影響了作戰訓練的效率。

2.2 電磁閥故障

電磁閥的作用是控制油氣懸掛系統中的油路開、關以實現懸掛系統與履帶張緊系統中油氣彈簧的充、放油，從而實現油氣彈簧的伸縮，達到車體上升與下降、履帶張緊與放松的目的，它是車姿調節系統中另一個重要的控制部件。在實際使用過程中發現，電磁閥是導致車姿調節系統故障率較高的另一個部件，其故障主要體現在3 個方面：①電磁閥內部線圈斷路或短路；②電磁閥閥芯卡滯；③電磁閥電纜線接頭損壞。

表3 車姿調節控制盒典型故障及解決方法

從表3 中可以看出，上述故障發生，通常需要通過換件修理。在配件齊全、條件良好的情況下，一般30 min 可以排除故障。但實際上，由于配件數量有限，電磁閥的故障得不到及時排除，將會導致車輛行駛困難甚至無法行駛，極大影響作戰訓練效率。

3 快速解決方案

從上車姿調節系統故障分析及解決方案可見，更換配件是實現快速解決故障的主要模式。但是由于配件數量無法滿足實時快速的維修保障需求；而對于集成電路芯片及元器件損壞、一些難以查明的電路板線路等故障，基層團級修理士官受限于專業理論知識薄弱、維修技能偏低，故障無法及時得到快速修復，這嚴重影響到裝備的完好率和作戰訓練出勤率。尤其是遇上野外駐訓、對抗演習等環境惡劣、時間緊、器材保障不及時的情況，將會對作戰訓練任務形成極大的阻礙與延滯，極大影響作戰訓練的效率。因此，針對實際作戰訓練需求，提出有效、快速的車姿調節系統故障解決方案必須而迫切。根據這個需求，該裝備部隊在完成上述故障模式分析、吃透車姿調節控制原理的基礎上，分別針對電控控制盒故障與電磁閥故障提出了相應的快速解決方案。

3.1 控制盒故障快速解決方案

針對車姿調節系統控制盒的故障情況與解決困難，部隊官兵在對控制盒的工作原理和功能進行了深入的學習研究的基礎上，結合當前部隊駐訓任務中裝備故障維修的實際情況，研究制作了如圖3 所示的“袖珍便攜式控制盒”，用以在駐訓、演習或戰時維修器材供應不足的情況下實施裝備應急搶修。其工作原理、使用方法與特點如下所述。

（1）工作原理：將原控制盒集成電路簡化為單線路一對一控制，即按鈕1 對應電磁閥Ⅰ，按鈕2、3 分別對應電磁閥Ⅱ的A、B位電磁開關、按鈕4、5 分別對應電磁閥Ⅲ的A、B 位電磁開關、按鈕6、7 分別對應電磁閥Ⅳ的A、B 位電磁開關。

（2）使用方法。在電源開關打開的情況下，要想實現如表1同樣的車姿調節動作，只須同時把按鈕1～7 相應的按鈕按至如下對應的位置，具體使用方法如下：①打開電源開關；②車體上升，開關1+2+7；③車體下降，開關1+3+7；④履帶張緊，開關1+4；⑤履帶放松，開關1+5；⑥提負重輪，開關1+3+6。

（3）特點：①結構簡單、自制成本低；②控制原理簡單易懂，士官易學習掌握；③故障率低、維修便捷；④體積小、攜帶方便。

圖3 袖珍便攜式控制盒

3.2 電磁閥故障解決方案

2.2 節分析的3 種故障，均能使電磁閥閥芯不能正常移動打開（關閉）油道，造成油氣懸掛系統液壓油路不通，使電磁閥不能正常工作，甚至造成車輛無法行駛。針對電磁閥本身故障及其與控制盒連接故障難以在現場快速修復的情況，該部隊士官在對電磁閥的工作原理和功能進行深入學習研究的基礎上，結合當前部隊駐訓任務中裝備故障維修的實際情況，研究制作了“機械式電磁閥手動輔助架”，用以在野外緊急情況下油氣懸掛系統故障的搶修（圖4）。該機械式手動裝置能在電磁閥自動控制系統失效的情況下，使用外部手段打開電磁閥閥芯，使油路暢通，將能夠保證車姿調節動作的正常實現（圖5）。

其工作原理、使用方法與特點如下所述:

（1）工作原理：通過旋擰輔助架上的頂針螺栓，頂至電磁閥端的檢查推桿，使檢查推桿頂至電磁閥閥芯，強行使其電磁閥內部油路打通，保證車體動作的正常實現。

圖4 機械式電磁閥手動輔助架

（2）使用方法：①判斷故障電磁閥；②取下故障電磁閥兩端橡膠保護套；③固定裝上電磁閥輔助架；④旋擰頂針螺栓，頂開閥門，使油路暢通；⑤動作完成后，及時退出頂針螺栓。

圖5 電磁閥輔助架

使用時要注意以下3 個事項：①擰頂針螺栓時用力不可過大，以免損壞電磁閥內部部件；②車體動作完成后，務必及時擰出頂針螺栓；③此維修方法適用于野外應急搶修油氣懸掛電磁閥故障，待車輛回場后，應及時對故障進行修理。

（3）特點：①體積小，重量輕，便于攜帶；②操作簡單，便于上手；③無需大量器材人力，極大地縮短了搶修時間。

4 結論

多次的作戰訓練實車修理實踐表明，在配件供應不足、故障原因難以快速查明、故障在短時間內無法排除的情況下，袖珍便攜式控制盒、機械式電磁閥手動輔助架能快速解決車姿調節控制系統中的大部分問題。實車修理使用表明，基于控制盒與電磁閥2 個部件的故障快速解決方案簡單、科學、可行，能很快解決實戰中的車姿調節故障問題，大大提高了作戰效率。