某型車車姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)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(tǒng)提供自行機(jī)動平臺與穩(wěn)定發(fā)射平臺，在實際作戰(zhàn)訓(xùn)練過程中發(fā)現(xiàn)其行動系統(tǒng)故障率較高，官兵在對行動系統(tǒng)故障進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)統(tǒng)計、分析時發(fā)現(xiàn)，車輛底盤行動系統(tǒng)中車姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障率較高，而尤以車姿調(diào)節(jié)控制盒與液壓系統(tǒng)的電磁閥故障率最高。由于配件數(shù)量不足，常常使得實際的作戰(zhàn)訓(xùn)練過程中斷或修復(fù)時間過長，極大地影響了作戰(zhàn)訓(xùn)練的效率。針對此種情況，部隊官兵在進(jìn)一步詳細(xì)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(chǔ)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(diào)節(jié)系統(tǒng)作用與原理簡介

該車車姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要包括控制盒、液壓控制系統(tǒng)、及分布式油氣懸掛系統(tǒng)及履帶張緊系統(tǒng)（圖1），其作用主要用于控制車姿調(diào)節(jié)及履帶張緊力調(diào)節(jié)。主要工作原理：依據(jù)控制盒內(nèi)置控制算法，驅(qū)動控制電路對液壓系統(tǒng)中的控制電磁閥的通斷電（以及延時）來實現(xiàn)車輛油氣懸掛的充、放油及閉鎖等動作實現(xiàn)車體升高、降低、側(cè)傾、俯仰以及履帶張緊和放松等動作，實現(xiàn)車輛姿態(tài)的調(diào)節(jié)。

該車車姿調(diào)節(jié)液壓控制系統(tǒng)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(tǒng)供油或系統(tǒng)油的空循環(huán)；電磁閥Ⅱ用來控制油氣彈簧的充、放油，實現(xiàn)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(xiàn)履帶的張緊或放松；電磁閥Ⅳ與一個單向閥配合控制實現(xiàn)負(fù)重輪提輪動作。在打開電源開關(guān)的情況下，按如表1 所示的控制邏輯打開電磁閥開關(guān)，就能實現(xiàn)對應(yīng)的車姿調(diào)節(jié)動作。

表1 各種車姿調(diào)節(jié)動作下電磁閥的控制邏輯表

2 車姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障分析

在對該車底盤行動系統(tǒng)故障進(jìn)行統(tǒng)計、分析時發(fā)現(xiàn)，車輛底盤行動系統(tǒng)中車姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障率較高。經(jīng)進(jìn)一步詳細(xì)分析、測試發(fā)現(xiàn)，車姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障主要集中在車姿調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)中，而車姿調(diào)節(jié)控制盒與液壓控制系統(tǒng)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(diào)節(jié)系統(tǒng)常見故障的產(chǎn)生原因及排除方法

2.1 控制盒故障

車姿調(diào)節(jié)控制盒用于控制車姿調(diào)節(jié)控制工作，主要原理是依據(jù)內(nèi)部的控制邏輯完成電磁閥的通斷電控制以及延時來實現(xiàn)車姿調(diào)節(jié)，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(diào)節(jié)系統(tǒng)控制盒

控制盒的故障主要表現(xiàn)為控制盒內(nèi)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(zhǔn)確判斷斷路故障位置，通過使用電烙鐵對斷線處進(jìn)行焊接、緊固插頭等方式修理；受限于基層團(tuán)級修理士官專業(yè)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(xiàn)已全過保質(zhì)期，產(chǎn)品返廠修復(fù)周期長、維修費用高，并且由于配件數(shù)量有限（按照基層團(tuán)級單位年度周轉(zhuǎn)器材庫存標(biāo)準(zhǔn)為4 個，但年度完成乘員集訓(xùn)、野外訓(xùn)練、實兵演習(xí)等軍事任務(wù)平均消耗為20～25 個），配件數(shù)量無法滿足實時快速的維修保障需求，嚴(yán)重影響該車完好率和作戰(zhàn)訓(xùn)練出勤率，極大影響了作戰(zhàn)訓(xùn)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(tǒng)中的油路開、關(guān)以實現(xiàn)懸掛系統(tǒng)與履帶張緊系統(tǒng)中油氣彈簧的充、放油，從而實現(xiàn)油氣彈簧的伸縮，達(dá)到車體上升與下降、履帶張緊與放松的目的，它是車姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)中另一個重要的控制部件。在實際使用過程中發(fā)現(xiàn)，電磁閥是導(dǎo)致車姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障率較高的另一個部件，其故障主要體現(xiàn)在3 個方面：①電磁閥內(nèi)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(diào)節(jié)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(fā)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(shù)量有限，電磁閥的故障得不到及時排除，將會導(dǎo)致車輛行駛困難甚至無法行駛，極大影響作戰(zhàn)訓(xùn)練效率。

3 快速解決方案

從上車姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障分析及解決方案可見，更換配件是實現(xiàn)快速解決故障的主要模式。但是由于配件數(shù)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(tuán)級修理士官受限于專業(yè)理論知識薄弱、維修技能偏低，故障無法及時得到快速修復(fù)，這嚴(yán)重影響到裝備的完好率和作戰(zhàn)訓(xùn)練出勤率。尤其是遇上野外駐訓(xùn)、對抗演習(xí)等環(huán)境惡劣、時間緊、器材保障不及時的情況，將會對作戰(zhàn)訓(xùn)練任務(wù)形成極大的阻礙與延滯，極大影響作戰(zhàn)訓(xùn)練的效率。因此，針對實際作戰(zhàn)訓(xùn)練需求，提出有效、快速的車姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障解決方案必須而迫切。根據(jù)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(diào)節(jié)控制原理的基礎(chǔ)上，分別針對電控控制盒故障與電磁閥故障提出了相應(yīng)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(diào)節(jié)系統(tǒng)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(jìn)行了深入的學(xué)習(xí)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前部隊駐訓(xùn)任務(wù)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(xùn)、演習(xí)或戰(zhàn)時維修器材供應(yīng)不足的情況下實施裝備應(yīng)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(yīng)電磁閥Ⅰ，按鈕2、3 分別對應(yīng)電磁閥Ⅱ的A、B位電磁開關(guān)、按鈕4、5 分別對應(yīng)電磁閥Ⅲ的A、B 位電磁開關(guān)、按鈕6、7 分別對應(yīng)電磁閥Ⅳ的A、B 位電磁開關(guān)。

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

（3）特點：①結(jié)構(gòu)簡單、自制成本低；②控制原理簡單易懂，士官易學(xué)習(xí)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(jié)分析的3 種故障，均能使電磁閥閥芯不能正常移動打開（關(guān)閉）油道，造成油氣懸掛系統(tǒng)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(xiàn)場快速修復(fù)的情況，該部隊士官在對電磁閥的工作原理和功能進(jìn)行深入學(xué)習(xí)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前部隊駐訓(xùn)任務(wù)中裝備故障維修的實際情況，研究制作了“機(jī)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(tǒng)故障的搶修（圖4）。該機(jī)械式手動裝置能在電磁閥自動控制系統(tǒng)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(diào)節(jié)動作的正常實現(xiàn)（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(nèi)部油路打通，保證車體動作的正常實現(xiàn)。

圖4 機(jī)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(hù)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(nèi)部部件；②車體動作完成后，務(wù)必及時擰出頂針螺栓；③此維修方法適用于野外應(yīng)急搶修油氣懸掛電磁閥故障，待車輛回場后，應(yīng)及時對故障進(jìn)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(jié)論

多次的作戰(zhàn)訓(xùn)練實車修理實踐表明，在配件供應(yīng)不足、故障原因難以快速查明、故障在短時間內(nèi)無法排除的情況下，袖珍便攜式控制盒、機(jī)械式電磁閥手動輔助架能快速解決車姿調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)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(xué)、可行，能很快解決實戰(zhàn)中的車姿調(diào)節(jié)故障問題，大大提高了作戰(zhàn)效率。