車用油門拉線故障分析及解決方案探討

【摘要】分析油門拉線故障現(xiàn)象及產(chǎn)生原因，并提出解決油門拉線故障的措施。

【關(guān)鍵詞】油門拉線；故障分析

引言

油門操縱機構(gòu)是駕駛員通過油門踏板來控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速的裝置。機械泵發(fā)動機的油門操縱機構(gòu)包括油門踏板、連接桿（或油門拉線）及其附屬部分，其中油門拉線是操縱油門手柄開度的連接紐帶，使用頻率非常高，由于拉線的結(jié)構(gòu)和布置特點，較易產(chǎn)生故障，造成發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)失效，甚至?xí)鸢踩鹿?。油門拉線的常見結(jié)構(gòu)如圖1所示。本文就油門拉線的常見故障分析和解決方案進行闡述。

油門拉線的常見故障及原因分析：油門拉線的失效模式主要有發(fā)卡、斷裂、磨損及破損等。我們通過對更換下來的廢舊件進行統(tǒng)計及失效模式歸類，其不同的失效模式所占比例如圖2所示?？梢?，發(fā)卡和斷裂在油門拉線的失效率中所占比例較大。

通過調(diào)查分析，油門拉線發(fā)卡失效主要原因有：①油門拉線較長，油門拉線走向的曲率半徑太小（QC/T29101-1992《汽車用操縱拉索總成》標準規(guī)定，護套外徑≥8mm時最小工作曲率半徑為200mm），轉(zhuǎn)彎太多，鋼索拉動不暢，發(fā)卡；②油門拉線的鋼絲繩潤滑脂干涸，鋼索拉動阻力大；③油門拉線防塵套密封性差，有灰塵、泥沙等帶入護管內(nèi)，阻礙鋼索的正常拉動。油門拉線磨損失效的主要原因是油門拉線固定點設(shè)置不當(dāng)、缺少固定點或固定點脫落，油門拉線與其他零部件發(fā)生摩擦造成。油門拉線的斷裂失效主要與油門拉線的安裝方式有關(guān)，一般表現(xiàn)為彎曲疲勞后斷裂。如果是由于結(jié)構(gòu)因素影響，油門踏板離發(fā)動機油門調(diào)速手柄較遠時，油門拉線較長，應(yīng)該在布置油門拉線時，盡量避免折彎過多或折彎半徑過??；裝配時需要在適當(dāng)位置添加固定點。本文著重對油門拉線的結(jié)構(gòu)型式、安裝方式進行討論。油門拉線的改進措施。

1.改善油門拉線端部鉸接結(jié)構(gòu)，降低疲勞斷裂失效率

調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，油門拉線斷裂部位發(fā)生在鋼索的端部較多，少見有在鋼索中部斷裂的案例，因此可判斷為不是由于鋼索抗拉強度不夠，而是在鋼索端部疲勞斷裂。原斯太爾車型的油門拉線的端部安裝結(jié)構(gòu)如圖3所示，端部連接桿較長，且鉸接處的靈活度差，這就會因為油門踏板在踩踏過程中的拉緊與松弛交替過程中，連接桿與鋼索連接處（A點）疲勞折斷。因此，改進油門拉線端部接頭連接方式為球形活節(jié)結(jié)構(gòu)（如圖4所示），對操縱過程中會出現(xiàn)反復(fù)彎曲的部位和鉸接部位進行優(yōu)化，有效降低了疲勞斷裂的失效率，提高了使用壽命。

2.改進油門操縱結(jié)構(gòu)，改善油門拉線受力環(huán)境

拉索只能受到拉力，不能承受推力，是拉索結(jié)構(gòu)的重要特征。因此，須保持拉索始終處于伸張狀態(tài)，并有靈活的拉動和回位能力，不僅可使油門踏板的空行程減小，而且改善油門拉線的使用狀態(tài)，可降低油門拉線故障率?？蛇M行如下的改進設(shè)計：

a）將加速控制和斷油控制功能分開。目前最常見的機械泵油門操控機構(gòu)如圖5所示，斷油控制集成在加速手柄上，油門拉線拉動時，帶動停油缸移動，此時未充氣的停油缸僅起到拉桿作用，拖動油門加速手柄向增大供油量方向偏轉(zhuǎn)。當(dāng)需要斷油熄火或排氣制動時，停油缸充氣后伸長，反向推動油門加速手柄至斷油位置，實現(xiàn)發(fā)動機斷油后停機。此結(jié)構(gòu)當(dāng)停油缸充氣伸長時，將推動拉索端頭，然而拉索的結(jié)構(gòu)決定了不能承受推力，迫使拉索鋼繩彎曲，如此反復(fù)會導(dǎo)致拉索疲勞折斷。常見的機械式噴油泵（如BOSCH泵）一般有專用的停油手柄，但由于結(jié)構(gòu)、裝配、成本等因素影響，停油手柄只作為車下調(diào)試時發(fā)動機停油使用。本次油門操縱機構(gòu)改進，將利用此專用停油手柄，將控制斷油的停油缸移至停油手柄上，與油門加速手柄處的連接改用拉桿代替，如圖6所示。這樣改進后，加速和斷油功能分開，不僅使斷油時，油門拉線不再承受推力而彎曲，造成油門拉線早期疲勞折斷，而且在加速時，停油缸也不處于工作狀態(tài)（不承受拉力）。因此改進后的分離式油門操縱結(jié)構(gòu)，可使油門拉線和停油缸的使用壽命延長，故障率降低。b）提高復(fù)位拉簧的剛度，避免因回復(fù)力過小引起拉線回位緩慢甚至卡滯的現(xiàn)象發(fā)生。c） 增加油門拉線前端部位的油門踏板復(fù)位彈簧，使油門踏板的復(fù)位不依賴油門拉線的回位來拖動，減輕油門拉線的承受負荷。

3.改善油門拉線護管內(nèi)的潤滑脂性能

油門拉線發(fā)卡，回位不暢、回位緩慢的失效現(xiàn)象非常普遍。油門拉線鋼索護套內(nèi)涂抹的潤滑脂也是重要的影響因素之一。如果潤滑脂干涸、滲漏等，都會影響鋼索在護套中的靈活運動，因此潤滑脂的選用尤為重要。油門拉線潤滑脂應(yīng)該滿足以下性能要求：摩擦系數(shù)小，拉索潤滑能力優(yōu)良；抗磨性能強；工作溫度范圍廣，可使用于-40℃～60℃；極低的蒸發(fā)損失和油分離度；優(yōu)良的高、低溫穩(wěn)定性和抗氧化性能；優(yōu)良的抗水和抗腐蝕能力。

4.優(yōu)化油門拉線的走向

使拉線長度減短、折彎少、彎曲半徑大，保證拉線拉動時輕松自如、流暢。

結(jié)語

本油門拉線的改進設(shè)計，不僅對油門拉線的自身結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，而且對其使用環(huán)境進行了改善，經(jīng)過實際使用驗證，油門拉線的失效率大大降低，安全系數(shù)提高，保證整車有較高的出勤率，為用戶創(chuàng)造更廣闊的利潤空間。

作者簡介

張錦，性別：男，民族：漢，籍貫：陜西山陽，年齡：43，出生日期：1971.3 職稱：機械工程師，研究方向：汽車零部件設(shè)計.