空壓機竄油引發(fā)電控懸架電磁閥故障分析

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1、空壓機竄油引發(fā)電控懸架電磁閥故障分析 空壓機竄油引發(fā)電控懸架電磁閥故障分析 2016/09/27 《傳動技術雜志》2016年第2期 摘要： 本文介紹了ＥＣＡＳ的組成結構，分析了純電動公交車空壓機系統(tǒng)竄油引發(fā)的電控懸架（ＥＣＡＳ）電磁閥的故障情況，并提出了處理方案與應對措施。實踐證明，本文的改進措施達到了良好的效果。 關鍵詞： 空氣壓縮機竄油；電控懸架（ＥＣＡＳ）；電磁閥故障；處理方案 １

2、前言 隨著商用柒車行業(yè)的快速發(fā)展，人們對懸架舒適性的要求越來越高，電控空氣懸架系統(tǒng)ＥＣＡＳ在商用汽車上的應用也越來越廣泛。ＥＣＡＳ系統(tǒng)主要由電子控制單元ＥＣＵ、電磁閥、高度傳感器等部件組成，如圖１所示。 隨著ＥＣＡＳ系統(tǒng)的推廣應用，其故障的發(fā)生概率也在不斷增多。如何在成本最小化的原則下妥善處理車輛ＥＣＡＳ系統(tǒng)的故障，成為擺在廣大工程技術人員面前的一個重要課題。上海公交運行的某型號純電動公交車，配置了電動單螺桿空氣壓縮機、電控懸架系統(tǒng)。在車輛投入公交運行３個月左右、行駛里程８０００－１００００公里的時候，開始頻繁發(fā)生ＥＣＡＳ電磁閥故障。主要表現(xiàn)為純電動車發(fā)生左側或

3、右側車身偏斜、車身左右搖擺、氣囊無法上升或者下降等現(xiàn)象，氣囊無法充氣，此故障現(xiàn)象的發(fā)生率超過３０％。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)ＥＣＡＳ電磁閥不能正常工作，更換ＥＣＡＳ電磁閥后，空氣懸架系統(tǒng)恢復正常工作。為盡快解決純電動公交客車空壓機系統(tǒng)竄油引發(fā)的電控懸架電磁閥的故障，必須通過認真的實驗和仔細的分析研究，才能找到造成空氣懸架ＥＣＡＳ電磁閥頻繁出現(xiàn)故障的根本原因。 ２初步檢測 經(jīng)過初步分析，判定ＥＣＡＳ電磁閥失效形式有以下三種情況： （１）后橋懸架不受控制，自動升降： （２）后橋懸架能夠上升，但無法恢復到最初高度； （３）后橋懸架能夠

4、下降，但無法恢復到正常高度 經(jīng)檢測電磁閥充氣功能完好，排氣功能失效。解體故障電磁閥，電磁閥螺線管插頭損壞，如圖２所示；電磁閥進氣和出氣口有大量油漬，２２、２３出氣口密封墊腐蝕損壞，密封圈變形，如圖３、圖４所示；排氣活塞密封圈變形超出原安裝位置，導致排氣活塞卡死在閥腔內，引發(fā)電磁閥排氣功能失效，如圖５所示。 ３故障分析 在初步檢測過程中，可以發(fā)現(xiàn)ＥＣＡＳ電磁閥閥體內部的橡膠閥門受到的腐蝕損壞嚴重，所以確認以橡膠閥門作為主要故障對象，作進一步分析。主要測試情況如下： （１）橡膠閥門硬度和密度測試 對橡膠閥門硬度和密度進

5、行了測試，測試結果見表１。經(jīng)過溶劑浸泡后，橡膠閥門表面的金屬墊片在不用任何輔助工具的情況下，無法與橡膠閥門分離，符合設計要求。同時，故障件的橡膠硬度受到環(huán)境的影響，已經(jīng)變得遠低于標準值。 （２）橡膠閥門耐空壓機機油測試 經(jīng)過１００℃情況下，３３６小時的浸泡后，橡膠閥門表面的金屬墊片與橡膠閥門分離，符合設計要求。同時，橡膠硬度受到環(huán)境的影響，已經(jīng)變得遠低于標準值。從上述實驗中，可以發(fā)現(xiàn)材質為ＮＢＲ９０（丁腈橡膠）的橡膠閥門難以承受ＳＩＮＯＰＥＣ４５０２合成機油在高溫下的腐蝕，橡膠閥門變軟，不符合電磁閥工作要求。 （３）空壓機竄油量測試

6、 對空壓機竄沒量進行了測試，在空壓機預熱達到正常工作溫度后，從空壓機出氣口端提取空氣樣本，使用專業(yè)測試儀器進行測試?？諝馀c試劑反應后明顯變色，見圖６。經(jīng)過對比，發(fā)現(xiàn)空壓機的竄油量在３０～４０ｍｇ／ｍ３左右，在標準規(guī)定的范圍內。從以上各類測試和試驗中可以看出，造成空氣懸架ＥＣＡＳ電磁閥頻繁出現(xiàn)故障的根本原因在空壓機系統(tǒng)。因為空壓機在工作過程中，出氣口噴出含油量較高、且溫度較高的空氣，在進入氣路系統(tǒng)后，對ＥＣＡＳ電磁閥內部的橡膠閥件造成嚴重腐蝕，最終導致了ＥＣＡＳ電磁閥的頻繁故障。 ４改進方案 根據(jù)對故障的原因進行的上述分析，確定ＥＣＡＳ電磁閥故障由空壓機引起，因

7、此，在不改變空壓機基本配置的前提下，應該對空壓機氣路系統(tǒng)進行改進來解決問題。為了減少整車氣路系統(tǒng)中的含油量，采用整改方案是：加裝油細分離器并更換加強型的空氣干燥罐。具體方法與要求如下： （１）方法 在整車氣路系統(tǒng)的油水分離器之后、干燥器之前加裝油細分離器，將原車使用的干燥罐更換為加強型的空氣干燥罐。 （２）要求 １）油品不換（原車上用的是全合成油，與試驗目的關聯(lián)度不大）。 ２）更換試驗車上的主要閥件：干燥器和ＥＣＡＳ電磁閥。 ３）根據(jù)保養(yǎng)安排，定期對油細分離器進行排放油污及雜質的操作。

8、 ４）對加強型干燥罐的濾油能力進行檢測，并與原車使用的干燥罐進行比對。 ５試驗情況 我們選定６輛車子作為試驗樣品，在加裝油細分離器并更換加強型干燥罐之后，投入公交常規(guī)線路運行。經(jīng)過梅雨季節(jié)、夏季高溫酷暑及雷暴雨、臺風等惡劣環(huán)境的嚴峻考驗，當年１０月底檢查發(fā)現(xiàn)，６輛試驗車氣路系統(tǒng)中的各類閥體件工作狀況良好，空氣懸架電磁閥的故障未再重復發(fā)生。同時，在對新舊干燥器、ＥＣＡＳ電磁閥進行拆解對比后發(fā)現(xiàn)，閥體內部未發(fā)現(xiàn)油跡；在干燥罐進氣口處有少量水和微量的油跡，說明在空壓機工作工程中，有少量水和油進入氣路系統(tǒng)，而在ＥＣＡＳ電磁閥的進氣口處比較干燥、無水無油，說明油細分離器

9、和加強型干燥罐有效起到了濾油和濾水的作用，有效地減少了整車氣路系統(tǒng)中的含油量，可以在車輛上進行批量安裝。 ６結論 在對車輛采取加裝油細分離器與更換加強型干燥罐等措施之后，經(jīng)過８個月的實際運行，沒有再重復發(fā)生電控懸架電磁閥故障，試驗證明所采取的措施可以有效減少整車氣路系統(tǒng)中的含油量、消除電磁閥的故障，可以在車輛上進行批量安裝。隨后，對所有在用的純電動公交車進行了加裝油細分離器與更換加強型干燥罐的批量性改進工作，然后，車輛繼續(xù)投入公交線路運行。經(jīng)過近兩年的跟蹤，ＥＣＡＳ電磁閥的故障已徹底消除，由于空壓機竄油引發(fā)的電控懸架電磁閥故障得到了妥善解決。 參考文獻： ［１］羅文發(fā)，李莉薇．ＷＡＢＣＯ電子控制空氣懸架系統(tǒng)的應用技術［Ｊ］．汽車電器，２００８，９，２９－３５．