浅谈矿用重型卡车液压转向系统探索与应用

赵凤伟

摘要：矿用卡车的液压系统是一个比较复杂的系统，其中采用了大量的阀件、电磁阀等，出现故障不易诊断。工作介质在卡车液压系统中流动情况非常复杂，在系统外部的维修人员是很难了解其运行状况，这给分析诊断液压系统的故障带来较大的困难。盲目乱拆、乱换液压元件不仅效率低、成本高，还会污染工作介质，造成新的故障。因此科学、准确的排除卡车液压故障是非常必要的。

关键词：液压系统；转向回路；故障分析

1、液压系统组成及作用

一個完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。

动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。

执行元件（如液压缸和液压马达）的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。

控制元件（即各种液压阀）在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为溢流阀（安全阀）、减压阀、顺序阀等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。

辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位油温计等。

液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。

2、转向回路各部件的作用

2.1液压油箱：卡车的油箱是封闭式油箱，它是靠气压推动油而供给液压泵的，它的容量是964升。作用是储存油量，散发热量。

2.2液压泵：在液压系统一般采用齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。齿轮泵的流量大，对油的要求比较低；叶片泵噪音低，叶片磨损时有自我补偿能力、柱塞泵可产生大流量、高压，而对油质要求较高。泵所需工作压力是随系统造成的负载大小而决定的。液压泵由发动机经过主电机轴连接万向传动轴而驱动，该泵为双联式齿轮泵。泵的作用是从油箱经吸油滤芯、吸取液压油，将发动机的机械能转化为压力能供给系统。

2.3歧管阀：作用就是多通管，在上面加一些阀件，歧管阀内所连接的阀件有单向阀、4000PSI安全阀，90s回油电磁阀。

2.4蓄能器：顾名思义就是能量的储存，蓄能器在卡车的转向系统中非常重要，其好坏将直接影响卡车的正常工作，并导致其它阀件的过早损坏，只有了解蓄能器在系统中的作用，才能更好的重视维护蓄能器。其作用有储存能量、延长循环时间、吸收脉冲、散热、帮助泵提供流量，紧急转向时的停靠等。

2.5转向机：也称转向控制阀又称计量泵。其作用是分配油的流向及油量而实现转向。

2.6助力缸，也可称转向缸。它的原理是通过油缸内活塞连杆在双向来回油压力的作用下往复运动，而实现推拉的作用。其作用是利用液体压力能转变成机械能，而实现转动方向的元件。

3、转向系统故障分析方法

3.1液压系统原理图分析法

液压系统原理图分析法要求维修人员对液压知识具有一定基础并能看懂液压系统图，掌握各图形符号所代表元件的名称、功能，并熟悉元件的原理、结构、性能及安装位置，还要求维修人员具备较强的分析、判断能力。

液压系统图分析法就是根据故障现象结合液压系统原理图进行分析、判断的方法，针对多种因素引起的故障原因需逐一分析。先分析故障报产生的原因及故障发生的具体位置，然后在这个位置范围内确定液压故障所涉及的控制元件，根据这些元件的工作原理逐一进行排除，最后确定引起该故障的液压元件，这样就能迅速找到故障根源所在。此方法具有方便、快捷的优点。

3.2感官诊断法

中医看病讲究的是“望、闻、问切”。我们对液压系统故障诊断中采用的感官诊断法就是借鉴了这个道理。这种方法也是目前行业普遍采用的方法，它是维修人员凭个人的经验，根据液压系统出现的故障，客观的采用问、看、听、摸等方法了解系统的工作情况，然后进行分析、诊断、确定产生故障的原因和部位，具体做法如下：

3.2.1问：询问卡车操作者及相关维修人员，了解卡车的运行状况。其中包括：故障现象、故障发生频率、滤芯清洗及更换情况、。发生故障前是否对液压元件进行了调整、故障前后液压系统出现过哪些不正常现象、过去该系统出现过什么故障，是如何排除的等，需逐一进行详细了解。

3.2.2看：看液压系统工作的实际状况、接压力表测压、观察系统压力是否正常、看执行元件的速度是否正常、看液压管路有无泄漏、看管路连接是否正常、看软管在加压及泄压时是否抖动等。

3.2.3听：就是听液压系统的异音来判断液压系统的故障。这要求维修人员要有一定的经验。卡车液压元件的主要异音有泵吸空时或内泄严重时会产生的刺耳的噪音。卸荷阀循环时间低或者根本没有卸荷的声音，说明转向系统或制动系统有内泄，循环时间越短，内泄越严重，如不及时找出内泄点排除故障，液压泵很快就会损坏。另外还可以听阀的动作来判断故障，如卡车举不起斗时，操作举升控制阀，先听举升分配阀是否动作，可以减少查找故障范围。

3.2.4摸：正常工作一段时间的液压元件都是热的，当油液在其内部流动时，因为摩擦等现象会产生轻微的振动，可通过接触液压元件的升温、振动判断液压元件工作状态是否正常。

感官诊断法只是一种简易的定性分析，对快速判断和排除故障，具有较广泛的实用性。要求维修人员有一定的经验，并熟知系统的基本原理。

4、转向系统故障案例

4.1液压泵故障

4.1.1泵外部漏油：一般是密封坏或泵壳裂而造成。

4.1.2排量不足：即系统压力上升慢或压力上升达不到规定值。

原因：齿轮或柱塞斜盘磨损而造成内泄，此内泄可产生油温高。

检查方法：在其它阀件正常的情况下，接上压力表怠速时，看压力上升的速度是否正常，升的慢或达不到3550PSI，此时提高一下发动机的转速，让泵的排量增加而使压力升到3550PSI卸载，如能达到和循环时间一样的速度下降，说明系统内没有内泄，即是泵内泄严重而造成，并且手感泵出油口处发热。

4.2.3工作时油温高，而停下车，检查比较正常。

原因：也是泵轻微内泄而造成，在工作中，由于泵的工作频率高，使内泄而产生的油温在系统中无法完全散发掉，从而油温逐步上升，油的粘度随油温的上升而降低，处使泵的内泄量增大，从而油温上升的更快，而停车检查比较正常，油温也不上升，原因是油温高的车停下后无法检查，待油温降下后，才能接表检查，而停下的车在怠速运转，不打转向，使泵的工作频率低，所因轻微的内泄而产生的油温，经油管和油箱即可完全散发掉，所以停下车后检查一切正常，如遇到此故障时的检查方法是：怠速打转向，让泵频繁工作，手感泵的出油口处发热快，并烫手即是泵内泄而造成。

4.2.4泵有异音或打转向时泵响

原因：油位低；液压油箱无气；吸油滤芯堵；吸油管吸扁；吸油管节门没打开。

4.3蓄能器故障

4.3.1蓄能器内活塞卡死：

其故障现象是循环时间短，而测两蓄能器内的氮气压力正常，转向系统又没有内泄，此故障的检查方法是，手感两蓄能器，其温度不一样，凉的是活塞卡住的蓄能器。因为卡住的活塞下部的油，因没有活塞的推动是无法流回油箱《因为油箱内有8-12PSI的气压顶住》此油没有流动，油温是靠油的传递而上升，而另一个好的蓄能器内的油温是随着系统油温的变化而改变，所以两蓄能器外表温度不一样。另一种方法是，将系统压力和氮气压力全部释放后，拆下充气咀用铁丝伸入探测，即可知哪个活塞卡住。

4.3.2转向机故障

（1）内泄，将造成循环时间短及油温高。

原因：控制阀杆与控制套及外壳体之间的严重磨损，造成配合间隙过大而内泄。

检查方法：测压、手感。如转向机上回油管比来油管热，即内泄而造成。或拆开转向机的回油管，看其回油量是多少，正常内泄回油量在（400毫升/分钟）以内，即一茶杯。

（2）方向失控：方向盘不动，而轮却自动偏移。

原因：控制阀杆与控制套及外壳体之间的严重磨损，造成配合间隙过大。

（3）没方向：控制阀杆及控制套之间卡住或粘合，使其不能错位，而打不开油道。

检查方法：在系统压力正常的情况下，来回打动方向，如没有自由行程，说明卡住或粘合而造成。如方向盘空转，其下部传动杆不动，说明内部驱动销段。

处理：因转向机内部大部分都是偶合件，无法修复，出现故障时，一般都是整体更换。只要能判断出是转向机的问题即可。

4.3.3转向助力缸故障

（1）方向失控或自动跑偏。

现象：两面打方向，都是盘转而轮不转，行走时跑偏是两面乱跑，方向盘控制不住。

原因：油缸内活塞密封坏，使缸内两腔油互窜。

检查方法：向一面一直打动方向盘，用手感两助力缸回油管的温度，哪个发热即是哪个缸窜油。或耳听，缸内有回油的声音。另一种方法是：堵住一面助力缸油管，而检查另一个缸，如方向盘空转，说明此缸窜油，如不空转即是堵住的助力缸坏。

五、結语

此次论文仅是针对矿用重型卡车转向液压系统的讲解，从元件的作用到判断故障的方法及常见故障的消除分析。而矿用重型卡车液压系统是一个比较复杂的系统，任何一种液压系统诊断方法都不是万能的，在实际工作中要将上述故障诊断方法进行融汇贯通，才能更快捷、更准确的诊断出矿用卡车液压系统的故障点，消除故障保证设备高效运行。对于矿用卡车的维护，我们应该重视的是“护”，而不在与“修”。它强调的是对卡车故障根源性的防护，从而减少卡车的事故率保证卡车的完好性。

参考文献

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（作者单位：国家能源投资集团胜利能源有限公司）