轮式装载机制动系统与故障分析

万 实

(贵州省公路工程集团有限公司设备管理分公司)

轮式装载机制动系统与故障分析

万 实

(贵州省公路工程集团有限公司设备管理分公司)

对轮式装载机制动系统的功用与型式、制动控制系统及各种制动系统的优劣做了详细说明，同时对现今最常用气推液行车制动系统和液压多片湿式行车制动系统的工作原理进行阐述，对常见制动系统故障及其造成原因做了分析，提出相应的处理方法和措施。

轮式装载机;制动系统;功用;分类型式;行车制动系;工作原理;故障分析;处理方法

1 制动系统的功用和型式

轮式装载机制动系统的功用主要是使行驶中的设备减速并停车、或使已停车的设备安全可靠的停放。

轮式装载机的制动系统主要分为以下二种形式。

(1)行车制动用于经常性、往复性的一般行驶中的速度控制及停车，也叫脚制动，主要起到降速或停车作用，行车制动是主制动系;制动器一般装在车轮内、车轮内侧或主减速器与轮边减速器间;而轮式装载机的行车制动器一般有二种结构:蹄式和盘式，早期多用蹄式结构制动器，由于装载机的工作环境恶劣，蹄式制动器结构外形尺寸大，不易密封，热衰退性差、沾水、沾泥后制动性能、制动效率显著下降，随着气推液及全液压制动系统的推广应用，以及制造技术的成熟，维护成本下降，目前轮式装载机的行车制动器，越来越多采用性能相对稳定可靠的干式钳盘制动器或结构封闭的多片湿式制动器，特别是干式钳盘结构的行车制动器使用呈上升趋势。

行车制动器的驱动机构多采用气压式驱动机构、气推液综合驱动机构或全液压驱动机构等不同的驱动结构方案，相对气压式驱动机构中气压损失率高、全液压驱动机构中各元件的较高制造及维修成本，由于气液综合制动驱动机构能获得较大的制动力，而且制造技术成熟，成本相对低廉，所以国内大多数装载机普遍采用这种制动驱动机构。

(2)停车制动主要用于设备停车后的制动，或者在行驶制动失效时的应急制动，以及在坡道上较长时间停放;一般装在变速箱输出轴上，有的也装在车轮上，有些停车制动与脚制动系同时操作，多采用蹄式或盘式制动器，以保证长时间、安全的制动作用，停车制动的驱动机构一般不采用液压或气压式制动，而是采用较为可靠的人力机械式制动驱动机构。

现在，随着制造技术的完善及成熟，停车制动器向主动常啮合蹄式或盘式制动器发展，与紧急制动系融为一体，停车制动器的驱动方式也逐渐由人力机械软轴操纵逐渐发展成气动机械操纵和液压操纵。

2 行车盘式制动系统的工作原理

装载机制动系统中的停车制动系使用频率不高、构造简单、易于维护、使用方便。行车制动中的鼓式刹车最大问题其一是热衰退性差，长时间频繁刹车后，刹车时产生的热量不能及时散去，刹车效果明显变差;其二鼓式刹车的刹车蹄片半密封于刹车毂内，刹车蹄片磨损后的碎屑无法散去，影响刹车毂与刹车蹄片的接触面从而影响刹车性能，已呈淘汰趋势。因此这里对停车制动及蹄式行车制动的工作原理不做赘述。

表1 常见轮式装载机制动系统的典型分类形式

气推液行车盘式制动系统工作原理:由发动机带动的空压机排除的压缩空气经单向阀和油水分离器向储气罐充气(气压一般为0.65～0.8 MPa)，从储气罐出来的气体到达脚制动阀;制动时踩下制动踏板，由气制动阀上下腔出来的气分别通向前后加力泵，将加力泵中的制动液加压到12 MPa，高压油经制动管充入干式定钳盘式(或浮钳盘式)制动器，推动活塞将摩擦片与制动盘压紧，从而实施制动动作。与此同时，通往加力泵的压缩空气中分出一路去变速箱切断阀，切断变速压力，使整机处于空档状态。

全液压行车多片盘式制动系统工作原理:液压油由制动齿轮泵吸入后，经系统安全阀将制动压力限制12 MPa左右，多余的液压油流回液压油箱，压力油通过内置充液阀上的节流孔向蓄能器充压，当充液压力达到充液阀设定的压力值时，充液压力切断压力油，压力油到达脚制动阀，踩下制动踏板后，电磁阀或压力油使切断阀工作，切断变速箱的动力输出，同时压力油经上下脚制动阀上下腔经单回路或双回路制动管路到达设置在车轮或车桥上的湿式多片盘式制动器，执行减速或停车动作，蓄能器在制动过程中参与制动动作，保持制动压力恒定，同时压力油不断向蓄能器充能，随时保持其蓄能特性，保证制动平稳可靠。

3 制动系统故障分析处理

3.1 行车制动不好或无制动

行车制动不好或制动失灵是指正常进行行车制动时，一次或连续几次踩脚制动，脚制动踏板均被踏到底，但感觉制动力不够，设备减慢迟缓，不能立即减速或停止，制动距离过长，制动效果很差或根本就没有刹车。

气制动系统或气推油制动系统产生行车制动不好或无制动的主要原因如下。

(1)空气压缩机工作不正常，供气量不足，导致贮气筒内气压过低或无气压(达不到或小于安全工作气压0.6 MPa)。造成气压过低的原因有可能是进入贮气筒前的空气管路破损或管路接头松动漏气;供气单向阀、贮气筒安全阀等管路控制阀工作不正常;空气压缩机皮带松动断裂，压缩机工作不正常;空气压缩机的活塞与缸套、活塞环与活塞环槽的配合间隙过大，密封性较差。

(2)气推油加力器储油室的制动液不够;加力器的气活塞卡死或密封件漏气;加力器储油室的加油口盖子上的透气孔堵塞，制动液不能顺畅流入加力室。

(3)制动分泵活塞卡死;制动分泵活塞密封件老化损坏漏气或漏液;气推油系统中液压部分管路中有空气，不能很好的传递制动压力。

(4)脚刹车制动阀的密封片损坏漏气、脚刹车制动阀的活塞生锈卡滞，工作不正常，无法提供足够的制动气压。

(5)气制动踏板自由行程过大，有效工作行程不够。液压制动系统制动不好或无制动的主要原因如下。

(1)液压油箱内的液压油不在标准工作油位，在某些坡道工作时，导致制动齿轮泵瞬间未吸到油，使制动系统中进入空气。

(2)制动齿轮泵磨损间隙过大，无法吸油或达不到额定制动压力，液压制动回路安全阀卡死或安全阀弹簧折断无法建立额定工作压力。

(3)脚制动阀阀芯密封件老化、损坏断裂或被踏翻;阀芯与阀套间被污物卡死，滑动不好。

(4)制动分泵活塞密封件老化损坏;制动分泵的活塞与缸体磨损严重，配合间隙超标，导致密封泄漏;漏油活塞被油液中的污物卡死或拉伤。

(5)干式制动盘、刹车摩擦片磨损严重或多片湿式摩擦片磨损过大，导致制动器间隙过大无法形成制动。

(6)金属液压制动管路被撞瘪，通油不畅;橡胶制动软管内部老化破裂，翻转或脱落后堵塞油道。

3.2 行车制动时设备跑偏

(1)同一车桥左右两边制动器制动间隙不均或接触面积不同，导致二边制动时间不一致，左右制动不同步。

(2)同一车桥左右两边制动器的制动力不同，出现左右制动时间上的差异，造成行车制动时跑偏。这是由于某一边制动分泵密封件老化漏油;干式制动盘被油严重污染，使左右制动摩擦力出现差异;左右轮胎气压不同，在相同制动力作用下，造成同一车桥左右轮胎的圆周速度不一致。这种情况可用汽油清洁干式制动盘、检查轮胎气压、处理制动分泵活塞漏油等方法分别进行排除或修复。

(3)行车制动时装载机在未打方向的情况下，自动向某一边转弯。这主要是因其另一侧制动管路堵塞、制动活塞卡死、制动力小等方面原因引起的。应当根据设备当时的具体故障表现分别查找故障原因，进行修复处理。

3.3 行车制动不能正常解除

(1)刹车踏板自由行程太小，松开刹车后，制动阀阀芯未完全回到中位，刹车制动力没完全解除，使刹车片与刹车盘处于半摩擦状态，此时应对刹车踏板行程进行及时调整，解除该故障现象。

(2)制动阀阀芯回位弹簧折断，使制动阀芯回位不及时或不到位。

(3)气推油加力器的气活塞或者油活塞卡死、卡滞，活塞复位弹簧失效或弹力不够;气压制动管路中的刹车快放阀工作不正常，刹车松开后管路中的气压不能迅速排出，刹车不能迅速解开。

(4)气推油制动系统中的液压管路部分由于金属管路受外力撞击变形而存在残余工作压力，因油液中的污物和微小金属颗粒使液压制动活塞与缸体卡死，回不到位或无法回位;此外，湿式多片制动器的摩擦片受高温后变形，主动盘或从动盘花键齿卡在花键轴上，回位滑动不灵活在，导致刹车分离不彻底。

U415.5

C

1008－3383(2014)04－0146－02

2013－11－11

万实(1973－)，男，工程师，主要从事设备租赁和物资管理研究。