商用車駕駛室舉升系統(tǒng)的介質選用研究

邵金龍

（浙江科力車輛控制系統(tǒng)有限公司，浙江 江山 324100）

駕駛室液壓舉升系統(tǒng)已成為國內外牽引車、自卸車、載貨車和礦車等多種商用車型的標配，它通過翻轉駕駛室以獲得足夠空間，確保對發(fā)動機等底盤件檢修維護的實現(xiàn)，同時，又保證商用車在行車時的駕乘舒適性，是駕駛室的重要組成部分。在舉升系統(tǒng)中，系統(tǒng)介質非常關鍵，其承擔著系統(tǒng)力的傳遞、密封、潤滑、防銹和冷卻等作用，因此，對于車輛設計人員來說，在對系統(tǒng)結構優(yōu)化提升設計的同時，還需要對系統(tǒng)的介質選用保持足夠的重視，以提高整車的舒適性、安全性、使用壽命以及降低其對環(huán)境的污染。

1 介質對液壓舉升系統(tǒng)的意義

隨著國民經濟的發(fā)展，物流運輸行業(yè)也呈現(xiàn)了突飛猛進，作為物流運輸業(yè)基本載體的商用車（除客車外）的銷量持續(xù)穩(wěn)定的增長，從2016年的310.8萬輛，2017年363.3萬輛，再到2019年的385萬輛，一直保持著良好的發(fā)展勢頭。另外，商用車（除客車外）國內保有量在2019年初已突破2500萬輛，而這其中有40%的車型（重卡、中卡及部分輕卡），其駕駛室均采用液壓舉升系統(tǒng)對駕駛室進行舉升翻轉，以實現(xiàn)對發(fā)動機、變速箱等底盤件的檢修維護。該舉升系統(tǒng)涉及機電液集成化設計，且工況使用不定性及切換性極強，往往會由于設計使用或維護不善等多方面原因造成各種故障，不僅對客戶造成經濟損失，還會增加事故發(fā)生率，對駕駛人員的人身安全帶來威脅。

統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，約有75%的駕駛室液壓舉升系統(tǒng)故障是因為系統(tǒng)介質設計選用或使用維護不當而造成，比如，介質泄露、異常下滑、爬行、行駛時出現(xiàn)異響，嚴重情況還會引發(fā)系統(tǒng)密封件裂解，對車輛結構件造成破壞，危害人身安全。所以選用合適的系統(tǒng)液壓介質，降低商用車駕駛室液壓舉升系統(tǒng)的因介質而造成故障發(fā)生率，確保舉升系統(tǒng)在各種工況下的壽命最大化，保障系統(tǒng)性能的可靠及駕駛人員安全，是設計人員要重點思考的內容。

2 商用車駕駛室液壓升降系統(tǒng)構成、故障及介質與故障的關系分析

2.1 駕駛室舉升降系統(tǒng)構成

商用車駕駛室的液壓升降系統(tǒng)主要由舉升油缸、手（電）動泵、液壓鎖和管路等幾個部件組成，其工作原理是以手（電）動泵作為系統(tǒng)的動力單元，以舉升油缸作為系統(tǒng)的執(zhí)行單元，借助舉升油缸上下支點和底盤實現(xiàn)與駕駛室的連接，然后，集成手動換向閥，實現(xiàn)對系統(tǒng)的上升/下降操作，同時，用液壓鎖來確保商用車駕駛室在行車工作時可以有效鎖緊。舉升油缸中通常還設計有節(jié)流閥，以實現(xiàn)舉升下降各過程的平穩(wěn)工作，以避免抖動及沖擊對整車結構件造成的不利影響。目前，絕大多數(shù)的駕駛室液壓舉升系統(tǒng)都設計有內隨動功能，這種隨動功能的設計可以避免在行車過程中因為駕駛室與底盤間的相對運動，而產生舉升油缸對駕駛室進行反作用力，確保行車過程中為駕駛人員提供良好的駕乘舒適性。

2.2 舉升系統(tǒng)常見故障

駕駛室舉升系統(tǒng)的故障問題多由液壓介質所引發(fā)，分別體現(xiàn)在商用車的行車工作和駐車工作兩種狀態(tài)中：行車狀態(tài)下，商用車會出現(xiàn)背壓過大而造成異響，讓商用車無法隨動或隨動不足，使駕駛室底部遭受反作用力，最終可能導致駕駛室底板損壞。駐車工作狀態(tài)下，介質可能引起漏滲油、爬行、早期磨損、自動下滑、系統(tǒng)背壓大、密封件裂解、無法正常工作等問題。

2.3 介質指標與故障的關系分析

駕駛室液壓舉升系統(tǒng)所選用的介質的主要指標有黏度、相容性、清潔度、空氣釋放性和抗乳化、抗氧化特性等幾項，具體如下：

（1）黏度：黏度作為液壓介質的主要指標之一，在選用介質時是優(yōu)先考慮的特性。對介質黏度影響最直接的因素是溫度，高溫時介質黏度偏低，容易造成泄露；而低溫時，黏度將增大，這時就會在系統(tǒng)內造成黏稠阻力，降低力的傳遞效率，甚至會出現(xiàn)介質凍住無法流動，并堵塞節(jié)流閥，導致節(jié)流閥無法正常工作的情況。我國經緯度長，各地溫度跨度大，車輛常會在幾天內經歷不同的地域環(huán)境和溫度情況，所以對于駕駛室液壓舉升系統(tǒng)介質的選用，就必須考慮使用環(huán)境，尤其是跑長途運輸?shù)能囕v來說，選用一款黏溫特性優(yōu)異（黏度隨溫度變化不大）的介質非常關鍵。

（2）相容性：相容性也是一項非常重要的指標，是指介質與相接觸的零件是否能夠和睦相容，不起反應，尤其是密封件，駕駛室液壓舉升系統(tǒng)中需用的密封件材質基本上為PU、NBR、POM及PTFE等非金屬件，所以，必須選用與這些材質相容的介質，才能確保系統(tǒng)的正常使用。如選擇介質和零件并不相容，則容易發(fā)生如圖1所示的系統(tǒng)密封件裂解故障。

圖1 密封件裂解故障

（3）清潔度：清潔度是任何液壓系統(tǒng)都要考慮的，尤其是中高壓系統(tǒng)中，當介質中混入雜質時，這些雜質就會直接影響系統(tǒng)的密封條件，造成系統(tǒng)無法正常工作。如當雜質存在閥口時，單向閥就會出現(xiàn)密封不嚴而無法建壓或自動下滑；如雜質存在密封件密封唇口時，在高壓的作用下，雜質就會造成密封件唇口損壞，出現(xiàn)內泄串油或外泄污染環(huán)境。根據(jù)長期使用驗證，選用介質的清潔度必須至少（或優(yōu)于）NAS9級。

（4）空氣釋放性：該指標在低壓系統(tǒng)中影響不是很大，但處于中高壓狀態(tài)下時，便會對駕駛室液壓舉升系統(tǒng)造成很大影響。當系統(tǒng)介質中存在較多空氣且沒有得到釋放時，在液壓油的壓力作用下，這些空氣就會形成氣泡，然后爆裂，從而導致汽車異響、爬行、抖動、異常下滑等不穩(wěn)定現(xiàn)象，進而出現(xiàn)穴蝕等不良故障。

（5）其他：抗乳化、抗氧化特性，以及介質含水量也會對舉升系統(tǒng)造成較大的影響，一般而言，介質的最大允許含水量≤0.03%。如果超過允許含水量，會導致油品快速老化，并銹蝕或腐蝕金屬，導致金屬潤滑性明顯下降。

3 液壓介質的選用

根據(jù)介質指標與駕駛室液壓舉升系統(tǒng)常見故障的分析，結合液壓介質承擔著系統(tǒng)力的傳遞、密封、潤滑、防銹和冷卻等作用，要提升系統(tǒng)的使用性能及使用壽命，選用的介質必須具有如下條件：穩(wěn)定的黏溫特性，能適合-40～+80℃使用環(huán)境；能夠與常規(guī)密封件相容；至少（或優(yōu)于）NAS9級的清潔度；具有良好的空氣釋放性以及抗乳化和抗氧化特性，含水量≤0.03%。

基于這幾點要求，推薦使用YH-10航空液壓油（地面用）或Exxon Mobil Univis J13/HVI13作為液壓舉升系統(tǒng)的介質，這些油品都是經深度精制和脫蠟制成，保證了其黏溫特性、低溫性能和抗氧化安定性，凝點較低（≤-60℃），即使在寒冷地區(qū)也能較好地發(fā)揮其功效，滿足整個系統(tǒng)的工作需求，可降低系統(tǒng)因介質引起的漏滲油、爬行、自動下滑、系統(tǒng)背壓大、密封件裂解、無法正常工作等故障出現(xiàn)，提高系統(tǒng)使用壽命。

需要注意的是，系統(tǒng)經長期使用后，環(huán)境灰塵很可能從呼吸塞進入系統(tǒng)，及金屬件因切削刀痕殘留的沫子也會經沖刷浸泡而脫落，這些灰塵金屬沫子容易引發(fā)系統(tǒng)介質污染，對舉升油缸、手（電）泵等部件產生負面作用，所以需定期進行更換液壓介質。具體更換周期視各車型的使用工況及頻率而定，如果使用頻率不高，則根據(jù)介質的顏色變化、氣味、油質渾濁情況、油品沉淀物情況自行安排，常規(guī)的液壓介質更換頻率在3～6個月，最長不可超過12個月，適當更換液壓介質，才能保證舉升系統(tǒng)的穩(wěn)定運作。

4 結語

綜上所述，液壓介質的質量好壞直接關系到駕駛室液壓舉升系統(tǒng)的使用壽命，并對操作可靠性以及駕乘舒適性產生巨大影響，所以加強對其介質的選用與研究，選用合適的介質，是一個值得我們繼續(xù)深入研究的課題。當然，要全面提升駕駛室舉升系統(tǒng)的性能，還需要我們每位技術從作者從系統(tǒng)結構優(yōu)化及系統(tǒng)防護管理設計等多方面著手，才能更大限度的提升我國商用車的整體性能和運營能力。