某3t内燃平衡重式叉车爬坡无力问题浅析

伍世宏，肖生柱

（广西柳工机械股份有限公司，广西 柳州545007）

叉车是起重运输机械中发展较晚的一个机器，世界上第一台叉车是由美国克拉克公司在1932年投放市场的，随后得到迅速发展，特别是第二世界大战后，欧美各国的叉车品种和产量急剧上升[1]。目前叉车产量较大的几个国际品牌是丰田、林德等，国内有合力、杭叉、柳工、龙工、江淮、宝骊等品牌叉车。

为了提升叉车调试效率，提升产品质量和竞争力，公司要求对叉车爬坡无力进行研究，通过分析整改，车辆调试过程中发现的爬坡无力问题得到有效解决。

1 故障现象逻辑分析

某3t内燃平衡重式叉车出现爬坡无力，冒黑烟现象。经发动机服务人员多次返修都无法解决，但又无法确认是否是发动机问题，于是对3t内燃平衡重式叉车的各系统进行分析。

叉车爬坡无力，涉及到系统有动力系统、液压系统、传动系统、制动系统，具体分析情况如下：

（1）动力系统包括：发动机、燃油系统、进气系统、排气系统、冷却系统、油门操作系统，以发动机为主要核心部件，其中发动机上各连接部位有进气管、上水管、下水管、排气口、燃油回油管、燃油吸油管等，如图1所示。

图1 发动机装配示意图

（2）液压系统包括：多路换向阀、齿轮泵总成、回油管路、门架液压系统、转向液压系统，叉车在行走过程中，液压系统工作的部件有齿轮泵总成、多路换向阀、回油管路、转向液压系统，其中多路阀换向阀为主要核心部件，起到“承上启下”的作用，把各液压部件连接在一起，原理图如图2所示，叉车行走时多路换向阀上只有进回油口连接分流阀进行工作。

图2 多路换向阀工作原理示意图

（3）传动系统和制动系统包括：液力变速箱、换挡操作机构、驻车制动系统和行车制动系统，两大系统的核心部件为液力变速箱和驱动桥，如图3所示，其中液力变速箱由变矩器、减速器、差速器、控制阀、微动阀组成，驱动桥为蹄式制动，由桥壳、制动器、制动鼓、半轴组成。叉车行走过程，影响到动力的部件有变矩器压力、控制阀和微动阀，制动鼓与制动器制动蹄片的间隙。

图3 液力变速箱和驱动桥装配示意

结合以上分析，列出如图4所示的叉车爬坡无力故障现象逻辑图[1]：

图4 叉车爬坡无力故障现象逻辑图

2 故障诊断及排除

2.1 目测观察

叉车启动后，在怠速状态下发动机出现冒黑烟现象，爬坡时黑烟更加明显。首先“先入为主”分别对动力系统进行目测确认情况如下：

（1）直接拆除空滤及空滤进气管，进行爬坡测试，爬坡能力未能提升，排除发动机进气不足；

（2）发动机的服务人员现场排查，根据喷油正时调节气门间隙，确认气门间隙正常，排除发动机气门间隙不正确；

（3）热机后检查仪表水温指示，水温指示正常，排除发动机水温高；

（4）热机后检查仪表机油压力指示，机油压力正常，排除发动机机油压力过高；

（5）熄火后，拔出发动机油尺目测确认，发动机油在合格范围内，排除发动机油量加注不合格；

其次对传动系统、制动系统和液压系统进行目测确认，确认情况如下：

（1）怠速启动5 min后，拔出变速箱油尺目测确认，变速箱油液在合格范围内，排除液力变速箱油量加注不合格；

（2）打开驱动桥油平面螺丝，目测有油液流出，驱动桥齿轮油加注合格，排除驱动桥齿轮油量加注不合格；

（3）拆除液压油箱盖板端的转向器回油管口，把回油管直接插入液压油箱加油口，启动整机后，目测检查转向回油，流量正常，排除转向器回油管堵塞。

2.2 现场检测

现场进行实际操作，间接或直接对各系统进行排除，确认情况如下：

（1）外置油桶，直接把发动机两进回油管放在外置油桶内（西医的打吊针测试），进行爬坡测试，爬坡能力未提升，排除发动机管路进空气；

（2）拆除微动阀连接销轴，切断微动机构与微动阀杆的连接，进行爬坡测试，爬坡能力未提升，排除液力变速箱微动阀调整不到位；

（3）在外门架增加垫块，利用门架前倾把两前轮支撑起来，转动两前轮，可以扳动一圈，排除驱动桥制动鼓与制动器制动蹄片的间隙调整不合格（带刹车）；

（4）秒表检测确认空载和满载起升速度，起升速度均满足要求（如吸油管堵塞起升速度无法满足要求），间接排除齿轮泵吸油管堵塞；

（5）检测确认空载和满载起升速度，起升速度均满足要求（如吸油管堵塞起升速度无法满足要求），间接排除齿轮泵吸油管堵塞；

（6）打开分流阀芯堵头，拆解分流阀芯和弹簧如图5所示，检查阀芯和阀孔内无杂物，同时把阀芯和回位弹簧装配好后，上下按动阀芯，滑动正常，排除多路换向阀分流阀芯卡死产生节流；

图5 分流阀芯结构示意图

（7）把转向器进油管拆解下来，直接通水和吹气确认，未存在堵塞情况，排除转向器进油管堵塞。

2.3 对比测试

对于确认难度大的液力变速箱控制阀堵塞和转向器单向阀芯卡死产生节流问题，现场确认如下：

（1）在液力变速箱控制阀的离合器压力表接口如下图6所示，外置连接压力表进行检测确认，爬坡过程液力变速箱压力1.1 MPa，在设计范围内，排除液力变速箱控制阀堵塞；

图6 液力变速箱测压口示意图

（2）连续爬坡5 min后，触摸多路换向阀至转向器的油管、接头等，发现该区域的温度明显比其他区域液压系统的管路高，说明该区域的管路出现节流，可以确认是转向器单向阀芯卡死。

（3）同时，在多路换向阀分流阀测压口如下图7所示，外置连接压力表检测，不操作转向状态下，发现该部位出现节流现象，压力为10 MPa，查《JBT5120-2010全液压转向器摆线转阀式开心无反应型》标准表得P-T口的回油压力损失小于0.1 MPa，初步判断是转向器阀芯和阀套的回油孔堵塞。

图7 多路换向阀分流阀测压口示意图

3 结束语

经更换转向器后，进行爬坡测试，爬坡能力明显提升，同时发动机冒黑烟现象也得以解决。同时，经供方对转向器进行分析，当转向器处于中间位置时，阀芯和阀套在弹簧片的作用下处于中位，从油泵来的油经阀套和阀芯端部两排小孔进入阀芯内部，再由油口T流回油箱，但由于小孔堵塞，造成回油压损过大而引起。

对于类似涉及到叉车动力问题，一般都会先入为主，认为是发动机、变速箱出现问题了，然后花大一部分精力去排查发动机或变速箱问题，而往往忽略了其他问题。因此，只有系统去分析，把涉及到的问题点全部列出来，逐一进行排查，才能找到问题的关键点，快速的去处理问题。