裝載機(jī)空氣加力泵結(jié)構(gòu)原理及故障解析

王博沖

摘 要：參照裝載機(jī)空氣加力泵的拆檢經(jīng)驗(yàn)，本文介紹了裝載機(jī)空氣加力泵的結(jié)構(gòu)原理及故障處理。希望讀者對(duì)裝載機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)中重要的制動(dòng)元件——空氣加力泵有進(jìn)一步的了解，以便更好地解決裝載機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的相應(yīng)故障。

關(guān)鍵詞：氣頂油綜合制動(dòng);氣活塞;呼吸器;液壓活塞;液壓缸體

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.009

目前國(guó)內(nèi)輪式裝載機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)普遍采用氣頂油綜合制動(dòng)形式。氣頂油綜合制動(dòng)主要由空氣壓縮機(jī)、油水分離器組合閥、儲(chǔ)氣罐、腳制動(dòng)器、空氣加力泵、制動(dòng)管路等部件組成。其中空氣加力泵是非常重要的一個(gè)制動(dòng)元件，它可以直接將壓縮空氣推動(dòng)氣活塞產(chǎn)生的氣體壓力能轉(zhuǎn)化為增壓后的液體壓力能，從而推動(dòng)干式驅(qū)動(dòng)橋上的鉗盤式制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)。如果空氣加力泵發(fā)生故障，會(huì)使裝載機(jī)的制動(dòng)性能降低或喪失，嚴(yán)重的還會(huì)威脅人的生命安全。所以了解空氣加力泵的結(jié)構(gòu)及原理對(duì)裝載機(jī)空氣加力泵的選型、保養(yǎng)、維修是非常必要的。

1 空氣加力泵結(jié)構(gòu)分析

空氣加力泵的結(jié)構(gòu)如圖1所示，在非制動(dòng)狀態(tài)下，加力泵的a腔與c腔通過(guò)小孔b是相通的，儲(chǔ)油杯6里的制動(dòng)液經(jīng)過(guò)斜孔7進(jìn)入a腔，并經(jīng)過(guò)小孔b流入c腔。當(dāng)踩下制動(dòng)器踏板時(shí)，壓縮空氣經(jīng)空氣加力泵進(jìn)氣口A進(jìn)入氣缸體1左側(cè)，推動(dòng)氣活塞總成2壓縮回位彈簧3向右運(yùn)動(dòng)，由于氣活塞總成2與推桿4為剛性連接，所以推桿4也向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)推桿座9和液壓活塞總成11向右運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，進(jìn)油閥門10在推桿4的推力下封閉小孔b，使空氣加力泵的a腔與c腔分隔，同時(shí)c腔內(nèi)的制動(dòng)液產(chǎn)生高壓，經(jīng)出油口B進(jìn)入鉗盤式制動(dòng)器的油缸實(shí)施制動(dòng)。在制動(dòng)過(guò)程中，氣活塞總成2右側(cè)氣缸體1內(nèi)的空氣經(jīng)呼吸器總成5排入大氣。當(dāng)松開(kāi)制動(dòng)器踏板時(shí)，壓縮空氣從進(jìn)氣口1返回并經(jīng)腳制動(dòng)器排入大氣。氣活塞總成2與液壓活塞總成11在回位彈簧3的作用下迅速向左移動(dòng)復(fù)位，此時(shí)進(jìn)油閥門10脫離，小孔b打開(kāi)，加力泵的a腔與c腔復(fù)通，鉗盤式制動(dòng)器油缸內(nèi)的制動(dòng)液經(jīng)出油口B流回加力泵c腔。若制動(dòng)液過(guò)多，可以經(jīng)a腔與斜孔7流回儲(chǔ)油杯6。若制動(dòng)器踏板松開(kāi)過(guò)快，制動(dòng)液由于自身粘性不能及時(shí)填充液壓活塞總成11退出的空間，使空氣加力泵c腔內(nèi)形成真空。這時(shí)在大氣壓的作用下，儲(chǔ)油杯6的制動(dòng)液經(jīng)斜孔7、a腔與小孔b補(bǔ)充到加力泵c腔。

由于裝載機(jī)的作業(yè)工況都比較惡劣，并需要頻繁的往復(fù)鏟裝作業(yè)，所以頻繁制動(dòng)是必不可少的。擁有良好的制動(dòng)性能是保證裝載機(jī)安全作業(yè)的前提。做好制動(dòng)系統(tǒng)如空氣加力泵等部件的保養(yǎng)，是非常必要的。

空氣加力泵的日常保養(yǎng)：每天出車前需檢查空氣加力泵儲(chǔ)油杯內(nèi)的制動(dòng)液，若制動(dòng)液變質(zhì)需及時(shí)更換，若制動(dòng)液過(guò)少需及時(shí)補(bǔ)充，保證制動(dòng)液面高度距加油口15-20mm。同時(shí)必須加注廠家指定牌號(hào)的制動(dòng)液，禁止混加制動(dòng)液或混入石油基礦物油，否則會(huì)直接破壞空氣加力泵里的密封件。

空氣加力泵的主要故障主要有氣活塞總成磨損、氣缸體生銹、回位彈簧斷裂、呼吸器損壞、液壓活塞總成破損等，下面結(jié)合裝載機(jī)的具體故障現(xiàn)象來(lái)分析空氣加力泵發(fā)生故障的部位及維修方法。

2 案例分析

案例一，裝載機(jī)出現(xiàn)制動(dòng)無(wú)力或制動(dòng)喪失等現(xiàn)象。出現(xiàn)這種情況，首先要逐一排查整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)的各個(gè)制動(dòng)元器件，排除其他元件的無(wú)故障后，最終確定為空氣加力泵的原因。此時(shí)要觀察空氣加力泵儲(chǔ)油杯蓋外緣及加力泵各連接處是否有油液滲漏或污染，如無(wú)滲漏或污染，則需要觀察儲(chǔ)油杯加油蓋頂部的透氣小孔是否堵塞，若已堵塞，則清洗加油蓋;若通氣正常，則擰開(kāi)儲(chǔ)油杯加油蓋觀察制動(dòng)液是否充足，若液位過(guò)低，則應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充制動(dòng)液;若液位也正常，說(shuō)明空氣加力泵的氣活塞可能磨損，空氣加力泵出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，發(fā)生的原因是呼吸器屏蔽灰塵的效果不好或者是氣缸體與端蓋連接處的密封性變差，導(dǎo)致灰塵等雜質(zhì)進(jìn)入氣缸體，附著在氣活塞上，破壞了氣活塞的密封效果。解決的辦法是需要拆解加力泵，清洗后更換氣活塞。后續(xù)改進(jìn)的方法在工況極為惡劣的地方如煤廠等可以將呼吸器引至駕駛室內(nèi)，降低惡劣環(huán)境對(duì)呼吸器的影響或者選用的屏蔽灰塵性能更好的呼吸器，同時(shí)改善氣缸體與端蓋的密封性。如果儲(chǔ)油杯外側(cè)出現(xiàn)油液污染，說(shuō)明儲(chǔ)油杯里制動(dòng)液可能外泄，空氣加力泵的液壓活塞磨損，導(dǎo)致內(nèi)泄發(fā)生。發(fā)生的原因可能是儲(chǔ)油杯加油蓋的密封墊破損，導(dǎo)致灰塵或雜質(zhì)經(jīng)儲(chǔ)油杯加油蓋進(jìn)入制動(dòng)液，污染制動(dòng)液，造成液壓活塞磨損，導(dǎo)致加力泵發(fā)生內(nèi)泄。解決的辦法是將加力泵拆下，清洗后更換液壓活塞。如果加力泵呼吸器上有油液污染，發(fā)生的原因可能是加力泵中心密封圈損壞，導(dǎo)致制動(dòng)液進(jìn)入氣缸體，制動(dòng)時(shí)制動(dòng)液經(jīng)呼吸器噴出。解決的方法是更換材質(zhì)更好中心密封圈。

案例二、裝載機(jī)制動(dòng)不能正常解除，在排除其他制動(dòng)元件無(wú)故障后，確定加力泵的原因。判斷可能是加力泵的氣活塞或液壓活塞發(fā)生卡滯，或者是回位彈簧損壞，導(dǎo)致氣活塞與液壓活塞不能及時(shí)復(fù)位。如果是回位彈簧損壞，則說(shuō)明彈簧熱處理有缺陷或者規(guī)格選用不正確。解決的辦法是拆解加力泵，清洗后更換相應(yīng)的氣活塞或液壓活塞，選用規(guī)格正確的回位彈簧。

綜上所述，本文著重介紹了裝載機(jī)空氣加力泵的結(jié)構(gòu)、保養(yǎng)方法和常見(jiàn)故障解析，使大家對(duì)裝載機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)中重要的制動(dòng)元器件——空氣加力泵有了深層次的認(rèn)識(shí)。

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