装载机空气加力泵结构原理及故障解析

王博冲

摘 要：参照装载机空气加力泵的拆检经验，本文介绍了装载机空气加力泵的结构原理及故障处理。希望读者对装载机制动系统中重要的制动元件——空气加力泵有进一步的了解，以便更好地解决装载机制动系统的相应故障。

关键词：气顶油综合制动;气活塞;呼吸器;液压活塞;液压缸体

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.009

目前国内轮式装载机制动系统普遍采用气顶油综合制动形式。气顶油综合制动主要由空气压缩机、油水分离器组合阀、储气罐、脚制动器、空气加力泵、制动管路等部件组成。其中空气加力泵是非常重要的一个制动元件，它可以直接将压缩空气推动气活塞产生的气体压力能转化为增压后的液体压力能，从而推动干式驱动桥上的钳盘式制动器进行制动。如果空气加力泵发生故障，会使装载机的制动性能降低或丧失，严重的还会威胁人的生命安全。所以了解空气加力泵的结构及原理对装载机空气加力泵的选型、保养、维修是非常必要的。

1 空气加力泵结构分析

空气加力泵的结构如图1所示，在非制动状态下，加力泵的a腔与c腔通过小孔b是相通的，储油杯6里的制动液经过斜孔7进入a腔，并经过小孔b流入c腔。当踩下制动器踏板时，压缩空气经空气加力泵进气口A进入气缸体1左侧，推动气活塞总成2压缩回位弹簧3向右运动，由于气活塞总成2与推杆4为刚性连接，所以推杆4也向右运动，同时带动推杆座9和液压活塞总成11向右运动。与此同时，进油阀门10在推杆4的推力下封闭小孔b，使空气加力泵的a腔与c腔分隔，同时c腔内的制动液产生高压，经出油口B进入钳盘式制动器的油缸实施制动。在制动过程中，气活塞总成2右侧气缸体1内的空气经呼吸器总成5排入大气。当松开制动器踏板时，压缩空气从进气口1返回并经脚制动器排入大气。气活塞总成2与液压活塞总成11在回位弹簧3的作用下迅速向左移动复位，此时进油阀门10脱离，小孔b打开，加力泵的a腔与c腔复通，钳盘式制动器油缸内的制动液经出油口B流回加力泵c腔。若制动液过多，可以经a腔与斜孔7流回储油杯6。若制动器踏板松开过快，制动液由于自身粘性不能及时填充液压活塞总成11退出的空间，使空气加力泵c腔内形成真空。这时在大气压的作用下，储油杯6的制动液经斜孔7、a腔与小孔b补充到加力泵c腔。

由于装载机的作业工况都比较恶劣，并需要频繁的往复铲装作业，所以频繁制动是必不可少的。拥有良好的制动性能是保证装载机安全作业的前提。做好制动系统如空气加力泵等部件的保养，是非常必要的。

空气加力泵的日常保养：每天出车前需检查空气加力泵储油杯内的制动液，若制动液变质需及时更换，若制动液过少需及时补充，保证制动液面高度距加油口15-20mm。同时必须加注厂家指定牌号的制动液，禁止混加制动液或混入石油基矿物油，否则会直接破坏空气加力泵里的密封件。

空气加力泵的主要故障主要有气活塞总成磨损、气缸体生锈、回位弹簧断裂、呼吸器损坏、液压活塞总成破损等，下面结合装载机的具体故障现象来分析空气加力泵发生故障的部位及维修方法。

2 案例分析

案例一，裝载机出现制动无力或制动丧失等现象。出现这种情况，首先要逐一排查整个制动系统的各个制动元器件，排除其他元件的无故障后，最终确定为空气加力泵的原因。此时要观察空气加力泵储油杯盖外缘及加力泵各连接处是否有油液渗漏或污染，如无渗漏或污染，则需要观察储油杯加油盖顶部的透气小孔是否堵塞，若已堵塞，则清洗加油盖;若通气正常，则拧开储油杯加油盖观察制动液是否充足，若液位过低，则应及时补充制动液;若液位也正常，说明空气加力泵的气活塞可能磨损，空气加力泵出现漏气现象，发生的原因是呼吸器屏蔽灰尘的效果不好或者是气缸体与端盖连接处的密封性变差，导致灰尘等杂质进入气缸体，附着在气活塞上，破坏了气活塞的密封效果。解决的办法是需要拆解加力泵，清洗后更换气活塞。后续改进的方法在工况极为恶劣的地方如煤厂等可以将呼吸器引至驾驶室内，降低恶劣环境对呼吸器的影响或者选用的屏蔽灰尘性能更好的呼吸器，同时改善气缸体与端盖的密封性。如果储油杯外侧出现油液污染，说明储油杯里制动液可能外泄，空气加力泵的液压活塞磨损，导致内泄发生。发生的原因可能是储油杯加油盖的密封垫破损，导致灰尘或杂质经储油杯加油盖进入制动液，污染制动液，造成液压活塞磨损，导致加力泵发生内泄。解决的办法是将加力泵拆下，清洗后更换液压活塞。如果加力泵呼吸器上有油液污染，发生的原因可能是加力泵中心密封圈损坏，导致制动液进入气缸体，制动时制动液经呼吸器喷出。解决的方法是更换材质更好中心密封圈。

案例二、装载机制动不能正常解除，在排除其他制动元件无故障后，确定加力泵的原因。判断可能是加力泵的气活塞或液压活塞发生卡滞，或者是回位弹簧损坏，导致气活塞与液压活塞不能及时复位。如果是回位弹簧损坏，则说明弹簧热处理有缺陷或者规格选用不正确。解决的办法是拆解加力泵，清洗后更换相应的气活塞或液压活塞，选用规格正确的回位弹簧。

综上所述，本文着重介绍了装载机空气加力泵的结构、保养方法和常见故障解析，使大家对装载机制动系统中重要的制动元器件——空气加力泵有了深层次的认识。

参考文献：

[1]刘良尘.装载机维修图解手册[M].南京：江苏科学技术出版社，2007.

[2]杨占敏，王智明，张春秋.轮式装载机[M].化学工业出版社，2007.