装载机气顶油制动系统气阻问题探讨

2011-12-19 | 发布者: | 来自工程机械在线

由于夏季气温较高,轮式装载机气顶油制动系统易出现严重气阻,具体表现为:踏下制动踏板时感觉阻力小,但回弹力度大;装载机制动性能低;制...

由于夏季气温较高,轮式装载机气顶油制动系统易出现严重气阻,具体表现为:踏下制动踏板时感觉阻力小,但回弹力度大;装载机制动性能低;制动液从加力泵油杯处喷冒,加力泵油杯盖鼓包或穿孔以及制动钳抱死等。一旦出现上述情况,将会严重影响行驶安全,特别是在山区作业的装载机,如果突然失去制动,极易出现机毁人亡的惨剧。本文结合实例,对轮式装载机气顶油制动系统的气阻问题进行分析。


  1.三种气阻故障


  (1)?制动液外溢,不能制动


  1台装载机工况为地表采石,工作场地有较多坡道、水坑, 装载机时有涉水,水深可达制动盘下沿,具有一定的水冷效果。


  在上述工作环境下,该机使用约850 h后制动系统出现气阻,制动液从油杯向外溢出,随后无制动。添加制动液后,气阻情况更加严重。


  现场了解到,该机在制动系统出现气阻问题之前,未对制动系统进行维护(未更换制动液,未清洗管路和排气等);制动系统出现气阻问题后,未排尽原制动液。


  分析认为,由于制动液使用时间过长,已吸水变质,导致制动液沸点降低,从而产生气阻现象;管路内一直残留变质制动液,因而造成气的阻问题不能完全解决。


  处理方法如下:将原制动液排放干净,使用新制动液冲洗管路;先从制动钳下排气口排气,然后从制动钳上排气口排气。经上述方法处理后,装载机制动恢复正常。


  修复后进行跟踪检查,该机连续正常工作5 h后,测量制动盘温度为160~180 ℃,制动无气阻,符合技术要求。持续使用800 h仍未出现气阻问题。


  (2)?制动液喷冒,加力泵油杯穿孔


  1台工作了750 h的装载机工况为山区河道采砂,工作环境较潮湿,场地较平整,装车时制动较频繁。


  该机在持续工作2 h左右即出现无制动,并伴有前、后桥加力泵油杯制动液喷冒现象。在更换了多种品牌的制动液以及多个空气加力泵后,均未彻底解决该问题。气阻严重时,致使空气加力泵树脂油杯发生穿孔。


  现场了解到,该机在使用过程中,不定期添加了哈尔滨某厂生产的制动液,且一直都未更换。经与正品合格制动液对比发现,该制动液较稀,倒在手中无烧手的感觉,PH值也较低。


  现场分析认为,冷机时装载机制动正常,工作2 h后轮边温度达到130 ℃左右,并出现气阻,可能是制动液混加以及吸水变质造成。山区河道附近环境较为潮湿,易使制动液吸水变质而降低沸点。由于在使用过程中一直混加不合格制动液,进一步降低了制动液的沸点,并且不合格制动液PH值较低,对金属以及橡胶管路产生了一定腐蚀,造成气阻更加严重。


  对该机管路进行彻底清洗,并使用合格制动液后气阻问题得以解决。


  (3)制动液外喷,更换无效


  1台装载机工况为在港口清仓堆垛,工作空间较狭小,制动较频繁,短时间工作强度大。


  该机作业100 h以后,气阻问题逐渐严重,出现从空气加力泵油杯外喷制动液现象,多次更换制动液等均未能解决问题。


  经了解得知:该机销售前有半年以上时间露天存放,销售前、后均未彻底更换制动液;装载机在启动时制动正常,但使用3~4 h后出现气阻问题;该机每月工作不超过7天,每次连续工作不超过24 h。


  现场分析认为, 产生气阻的原因有二:一是该机较长时间露天存放,且使用场所在空气潮湿的江边,造成制动液吸收空气中的水分变质,沸点降低;二是该机在船舱中工作,散热条件较差,出现气阻问题后又添加不合格制动液,进一步造成气阻。


  我们使用大量合格制动液清洗该机制动管路,正常排气后, 装载机制动恢复正常。


  2.气阻试验及成因分析


  在对装载机进行跟踪调查的过程中,发现气阻现象与制动液密切相关。目前国内使用的合成制动液主要有醇醚型、酯型和硅油型3类,对应标准为DOT3(HZY3)、DOT4(HZY4)、DOT5(HZY5)。几种制动液的主要性能对比如附表所示。


  国内装载机普遍使用的是DOT3标准合成制动液(国内标准为:HZY3),该制动液为聚乙二醇醚型,具有平衡回流沸点较高、低温黏度较低、橡胶适应性能良好和对金属零部件腐蚀性较低等特点,但是吸水性较强,使用条件恶劣时容易产生气阻。我们选用安徽合力产ZL50E型装载机进行了一系列的气阻试验,试验条件及试验过程如下:


  选用长城安诺DOT3制动液,初始环境地表温度54 ℃,风力4~5级,制动钳温度34 ℃。带制动空载走合5 min后,前桥制动钳冒烟,测量前、后桥4个制动盘温度为350~375 ℃,此过程中制动未出现气阻。停机4 min,测量地表温度44 ℃,风力4~5级制动盘温度降为270 ℃,此时将装载机以平均5 s进行1次制动测试,27 min后装载机出现制动疲软现象。经检测,前桥制动盘温度311 ℃,钳盘冒烟2 min,制动液未喷冒,加力泵油杯内制动液温度35 ℃;后桥制动盘温度251 ℃,钳盘未冒烟,但制动液开始喷冒,油杯内制动液温度44 ℃。


  通过对测试结果分析发现, 装载机在频繁制动的情况下,制动钳温度甚至超过300 ℃,通过热传导将热量传递给制动液后,造成制动液温度超过其干沸点205 ℃,从而产生气阻。一旦制动液吸水受潮或者使用不合格制动液时,将使其沸点降低,更容易产生气阻。在正常工作情况下(水平路面转运、堆垛等)连续工作5 h后,制动盘的温度(186 ℃)虽低于制动液干沸点(205 ℃),但由于DOT3制动液容易吸收水分造成沸点降低,所以仍有可能出现气阻现象。

 

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