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工程机械液压系统故障的常用诊断方法
吴瑞新 赵文新 谢宝文
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现场施工中的工程机械液压系统故障的诊断，往往受现场条件的限制，并且在出现故障后要求尽快排除，以免影响施工进度。本文介绍几种现场常用的工程机械液压系统故障诊断方法，供参考。
1． 直观检查法
对于一些较为简单的故障，可以通过眼看、手模、耳听和嗅闻等手段对零部件进行检查。
例如，通过视觉检查能发现诸如破裂、漏油、松脱和变形等故障想象，从而可及时地维修或更换配件；用手握住油管（特别是胶管），当有压力油流过时会有振动地感觉，而无油液流过或压力过低时则没有这种现象。另外，手摸还可用于判断带有机械传动部件地液压元件润滑情况是否良好，用手感觉一下元件壳体温度地变化，若元件壳体过热，则说明润滑不良；耳听可以判断机械零部件损坏造成的故障点和损坏程度，如液压泵吸空、溢流阀开启、元件发卡等故障都会发出如水的冲击声或“水锤声”等异常响声；有些部件会由于过热、润滑不良和气蚀等原因而发出异味，通过嗅闻可以判断出故障点。
2． 对换诊断法
在维修现场缺乏诊断仪器或被查元件比较精密不宜拆开时，应采用此法。先将怀疑出现故障地元件拆下，换上新件或其他机器上工作正常、同型号的元件进行试验，看故障能否排除即可作出诊断。如一台卡特E200B型挖掘机工作装置的液压系统工作压力，根据经验怀疑是主安全阀出了故障，遂将现场同一型号的挖掘机上的主安全阀与该安全阀进行了对换，试机时工作正常，证实怀疑正确。用对换诊断法检查故障，尽管受到结构、现场元件储备或拆卸不便等因素的限制，操作起来也可能比较麻烦，但对于如平衡阀、溢流阀、单向阀之类的体积小、易拆装的元件，采用此法还是较方便的。对换诊断法可以避免因盲目拆卸而导致液压元件的性能降低。对上述故障如果不用对换法检查，而直接拆下可疑的主安全阀并对其进行拆解，若该元件无问题，装复后有可能会影响其性能。
3． 仪表测量检查法
仪表测量检查法就是借助对液压系统各部分液压油的压力、流量和油温的测量来判断该系统的故障点。在一般的现场检测中，由于液压系统的故障往往表现为压力不足，容易查觉；而流量的检测则比较困难，流量的大小只可通过执行元件动作的快慢作出错略的判断。因此，在现场检测中，更多地采用检测系统压力的方法。
如，一台日立EX220-5型挖掘机，工作中发现行走向右跑偏，怀疑是行走系统左、右压力不均匀。检测行走系统压力时发现，左边为32MPa，右边为26MPa，经调整右侧行走安全阀的压力后，排除了故障。
又如，一台美国产RS-425型路拌机，故障现象为行走无力。检测时发现，当液压马达压力为10MPa时驱动轮不动，即马达不转动，这充分说明马达内部泄漏比较严重。拆检马达发现，配流盘和柱塞副磨损均很严重，表明判断正确。磨削配流盘、更换柱塞副，装配后试机时一切恢复正常。
4． 原理推理法
工程机械液压系统的基本原理都是利用不同的液压元件、按照液压系统回路组合匹配而成的，当出现故障现象时可据此进行分析推理，初步判断出故障的部位和原因，对症下药，迅速予以排除。例如，有一台卡特E200B型挖掘机，在没有工作载荷时启动正常，运转平稳和加速有力，但在正常工作载荷时发动机则冒黑烟、转速下降。根据无工作载荷时的情况，可排除发动机动力不足的故障，同时只能在液压系统中找原因。而根据正常工作载荷时的状况，可初步判断为发动机处于超负荷工作状态，这时就需要根据液压泵的工作原理进行分析。
该挖掘机的液压系统采用了双泵式恒功率变量系统，其原理如图1所示。

（图片）

所谓“恒功率变量”是指液压泵的输出流量与压力能自动调节，并与发动机地功率相匹配，从而使发动机能正常工作在最佳工作点，发挥最大效率。因此，可以认为发动机的功率等于定值，发动机的输出功率N发等于液压泵地输入功率N入。
　　N入＝PQ/612η
式中 P——液压泵的输出压力
　　Q——液压泵的输出流量
　　η——液压泵的工作效率
从公式可知，P与Q的关系是一个双曲线的关系（见图2曲线1），分析液压泵的结构知，决定这条关系曲线的位置及起调点的是发动机的功　　率和变量液压缸调节弹簧的刚度。如果弹簧刚度发生变化，就改变了关系曲线的起调点（见图2曲线2）；很显然，此时
N发＝N入≥PQ/612η

（图片）

因此，当工作装置正常工作时，即液压泵输出压力达到额定值时，而输出流量却未调至匹配值，发动机则处于超负荷的工作状态。经解体伺服液压缸发现，弹簧已折断，故造成了上述故障。更换弹簧后，工作恢复了正常。
对于现场液压系统的故障，可根据液压系统的工作原理，按照动力元件→控制元件→执行元件的顺序在系统图上正向推理分析故障原因。如果一挖掘机动臂工作无力，从原理上分析认为，工作无力一般是由于油压下降或流量减小造成的。从系统图上看，造成压力下降或流量减小的可能因素有：一是油箱，比如缺油、吸油滤油器堵塞、通气孔不畅通；二是液压泵内漏，如液压泵柱塞副的配合间隙增大；三是操纵阀上主安全阀压力调节过低或内漏严重；四是动臂液压缸过载阀调定压力过低或内漏严重；五是回油路不畅等。考虑到这些因素后，再根据已有的检查结果排除某些因素，缩小故障的范围，直至找到故障点并予以排除。
现场液压系统故障诊断中，根据系统工作原理，要掌握一些规律或常识；一是分析故障过程是渐变还是突变，如果是渐变，一般是由于磨损导致原始尺寸与配合的改变而丧失原始功能；如果是突变，往往是零部件突然损坏所致，如果弹簧折断、密封件损坏、运动件卡死或污物堵塞等。二是要分清是易损件还是非易损件，或是处于高频重载下的运动件，或者为易发生故障的液压元件，如液压泵的柱塞副、配流盘副、变量伺服和液压缸等。而处于低频、轻载或基本相对静止的元件，则不易发生故障，如换向阀、顺序阀、滑阀等就不易发生故障。掌握这些规律后，对于快速判断故障部位可起到积极的作用。 11/18/2004

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