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[導讀]一、簡介 隨著液壓技術(shù)在坦克裝甲車輛上的不斷廣泛應用,液壓系統(tǒng)的可靠性問題日顯突出和重要。液壓系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障,對某些裝甲工程車輛是致命的,直接導致其失去工作能力,不能執(zhí)行任務,對一些具有液壓助力系統(tǒng)的坦克、裝甲車輛同樣有很大的影響,如操縱


一、簡介

隨著液壓技術(shù)在坦克裝甲車輛上的不斷廣泛應用,液壓系統(tǒng)的可靠性問題日顯突出和重要。液壓系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障,對某些裝甲工程車輛是致命的,直接導致其失去工作能力,不能執(zhí)行任務,對一些具有液壓助力系統(tǒng)的坦克、裝甲車輛同樣有很大的影響,如操縱不助力、偏駛等,會直接影響其機動性能的發(fā)揮。因此,對已有坦克裝甲車輛液壓系統(tǒng)進行有效的可靠性評估是很有必要的。通過各種途徑收集了6種坦克裝甲車輛車型的302例故障數(shù)據(jù),得出了其液壓系統(tǒng)故障的特點。

(1)故障發(fā)生沒有明確的時間點,其液壓系統(tǒng)工作與車輛發(fā)動機摩托小時沒有直接的聯(lián)系,因此無法得到其系統(tǒng)平均無故障間隔時間(MTBF)具體數(shù)值。

(2)統(tǒng)計的結(jié)果反映不出油液污染對系統(tǒng)的影響,原因在于分隊沒有油液污染度的檢測儀器,只能采集油液樣本送往團以上單位進行油液分析,歷時較長且分隊維修人員對油液污染度不夠重視,導致統(tǒng)計無法反映油液污染對系統(tǒng)的影響。

(3)由元件密封圈老化,管接頭松動、斷裂、脫落以及螺紋拉傷等原因引起的漏油占到了所有故障的64.90%,說明泄漏是系統(tǒng)主要的故障模式。

(4)執(zhí)行元件(液壓缸、發(fā)動機)的動作不正?;虿荒軇幼魉急戎剌^大,這些是執(zhí)行任務時最不愿看到的,將成為進行某型裝甲突擊車故障樹分析(FTA)的重點。

(5)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)某些故障由于操作人員的誤操作導致,因此操作人員可靠性對系統(tǒng)工作可靠性影響很大。

前面得到了坦克裝甲車輛液壓系統(tǒng)故障的特點,下面以某型裝甲突擊車為例,從實際與實用角度出發(fā),進行其液壓系統(tǒng)可靠性評估。

二、裝甲突擊車液壓系統(tǒng)故障統(tǒng)計及分析

1.液壓系統(tǒng)簡介

全車液壓系統(tǒng)主要包括3部分:風扇液壓系統(tǒng)、控制系液壓系統(tǒng)和懸掛系液壓系統(tǒng)。主要完成動力艙冷卻風扇的驅(qū)動控制、各水上滑板和百葉窗的驅(qū)動控制以及油氣懸掛的驅(qū)動控制。

2.液壓系統(tǒng)故障統(tǒng)計及分析

統(tǒng)計調(diào)查了裝備此型裝甲突擊車單位2個,車輛52臺,得到故障案例83例。對故障案例進行了統(tǒng)計、歸納與分析,如圖1和表1所示。


圖1 某型裝甲突擊車液壓系統(tǒng)故障分布


表1 某型裝甲突擊車液壓系統(tǒng)故障統(tǒng)計



從表1中可以看出全系統(tǒng)管接頭發(fā)生故障37次,故障頻率最高,懸掛系的蓄壓器發(fā)生故障15次,故障頻率次之,液壓控制系元件壓力表發(fā)生故障10次,故障頻率第三。從圖1可以看出,裝甲突擊車液壓系統(tǒng)各故障模式的比重,顯然漏油故障(此處包括前三項)是全系統(tǒng)的最主要故障模式,占到了55.42%,爆裂故障模式次之,占到了26.51%,其次是漏氣和打不開故障模式。

通過圖表和上面的分析,可以容易得到液壓系統(tǒng)易發(fā)故障的元件:油管及管接頭、蓄壓氣、閥類元件。這些元件在維護和保養(yǎng)時要有所側(cè)重。

3.故障模式影響分析及危害度分析

故障模式影響及危害度分析(FMECA)分為兩步,即故障模式影響分析(FMEA)和危害度分析(CA),把兩部分統(tǒng)一分析。FMEA是指對系統(tǒng)各個組成元件的故障模式及其影響進行分析,并提出可能的解決方法。CA是按每一故障模式的嚴酷度類別、故障模式的發(fā)生概率等級以及故障發(fā)現(xiàn)和查明難易度等級所產(chǎn)生的影響對其進行分類,以便全面地評價各種可能的故障模式的影響。因此,危害度包括3個方面內(nèi)容:①故障發(fā)生概率等級F1;②故障嚴酷度F2;③故障發(fā)現(xiàn)和查明的難易程度F3。表2給出了F1、F2、F3的推薦值。


表2 F1、F2、F3的推薦值




選取該液壓系統(tǒng)中的分系統(tǒng)油氣懸掛系進行FMECA,如表3所示。對全系統(tǒng)每一元件每一故障模式進行危害度分析后,可以得到:

(1)前文提及的漏油故障雖然發(fā)生頻率很高,但是其對全系統(tǒng)的危害不大,易發(fā)現(xiàn)且易于排除。

(2)閥類元件發(fā)生失靈、打不開等故障的頻率不高,但其對系統(tǒng)的危害度遠遠超過元件漏油產(chǎn)生的危害度。如溫控閥的感應失靈導致風扇分系統(tǒng)不工作;蓄壓器閉鎖閥打不開直接導致不能減震,油氣懸掛系失靈;首下滑板電磁閥打不開致使首下滑板打不開嚴重故障。同時,由于閥類元件的特點,故障難于定位和排除。


表3 系統(tǒng)元件FMECA表(部分)



三、故障樹分析及故障定位分析

此型裝甲突擊車液壓系統(tǒng)復雜,液壓元件均為高精密元件,且部(分)隊故障診斷與排查設備簡陋,一些高技術(shù)含量的故障診斷設備(如超聲波流量計)很少裝備,因此采取故障樹分析(FTA)方法分析故障,以及以故障樹為依據(jù)進行故障快速定位既易于掌握且實用。

故障樹分析方法是已被公認的可靠性、安全性分析的重要工具之一,它提供了一種自上而下、由簡到繁、逐層演繹的系統(tǒng)的故障分析,適用于分析復雜系統(tǒng)。它用圖形的方法有層次的逐級描述系統(tǒng)在失效的進程中,各種中間事件的相互關系,從而直觀的描述系統(tǒng)是通過什么途徑而發(fā)生失效的,最終得到發(fā)生故障的底事件。頂事件是系統(tǒng)最不愿意出現(xiàn)的故障,如圖2所示以懸掛失效為頂事件進行故障樹分析,圖中圓圈表示的是所有的底事件。



圖2 懸掛失效故障樹圖

通過FMECA和FTA,只是確定了故障對系統(tǒng)的影響以及產(chǎn)生故障的各種可能原因,并不能確定故障定位。在進行故障定位時,應根據(jù)故障樹分析圖確定的所有底事件,并遵循先易后難、先機械電氣后液壓以及流體流向原則確定排查順序,如圖3-18所示,利用這種方法可以在最短的時間內(nèi)排除故障,并且利于維修人員掌握,簡易實用。


圖3 懸掛失效故障排查定位圖




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