装载机液压系统故障诊断分析

2018-12-06张旭

机电工程技术 2018年10期

张旭

（山西方华机械有限公司，山西阳泉 045000）

0 引言

随着工程机械的快速发展，装载机由于具有作业效率高、灵活机动、操作轻便及负载能力高等优点，在建筑业及矿业中得到广泛应用。装载机属于典型的机、电、液一体化设备。主要由机械本体、液压系统、电气控制系统组成。随着液压系统技术水平的提高及各类液压元件的不断完善，液压元件逐渐替代了一些机械执行机构，液压元件在装载机上占的比重越来越大，有效提高了装载机的操控性，同时节约了生产成本。

1 装载机液压系统故障诊断与排除的必要性

液压元器件的大量使用，对降低装载机零部件的生产成本，提高装载机的可控性发挥了重要作用，因此，装载机的常见故障也多表现为液压系统故障[1-2]。由于液压系统的隐蔽性及相关液压元件的集成度较高，对维修人员的液压液知识要求较高。但在维修过程中，多数操作人员或维修人员由于缺乏专业的培训，不能科学合理地对装载机液压系统的故障进行及时判断与排除。现场更换零部件存在盲目性，造成装载机维修成本提高，甚至不能及时维修耽误生产。因此，维修人员需要将装载机实际生产过程中的典型液压系统故障归纳总结，并针对这些故障制定合理的分析、判断、解决办法[3-4]。

2 装载机液压系统的故障诊断

装载机液压系统故障主要分为主要液压系统（工作液压系统）故障及转向系统的故障，根据故障不同的表现形式[5-6]，本文逐一进行具体分析。

2.1 装载机主液压系统的故障诊断

2.1.1 工作压力小于额定压力

在装载机作业过程中，当工作压力小于额定压力时会出现工作装置“力不足”或“无响应”等现象，出现这些故障时应按顺序进行排查。

（1）检查系统安全阀是否发生损坏

液压系统安全阀的主要作用是控制液压系统压力，当液压系统压力超过规定值时安全阀开启，介质通过安全阀排放到油箱，有效地保持液压系统压力的稳定。当安全阀出现问题时，安全阀在低压力值时开启，液压系统有可能会提前卸压，造成系统工作压力小于额定压力。现场维修人员应首先检查主液压系统的安全阀是否出现密封件损坏、泄漏、调压弹簧损坏或失效等情况，并及时更换安全阀，再进行系统试压。

（2）检查液压油缸是否有“内漏”或油泵的油腔是否发生击穿现象

经检查安全阀没有问题的情况下，需要进一步检查液压油缸与油泵是否发生故障。通过装载机的“动臂”和“转斗”动作来检测两液压缸压力值的大小。如果两个液压缸压力值不同，说明压力低的液压缸内部漏油较严重，需要维修液压缸；如果两液压缸压力值相同，说明液压油泵的低、高压腔发生了击穿，需要维修液压油泵。

2.1.2 装载机系统压力正常，但作业速度的故障诊断方法

当装载机作业速度变慢（装载机动臂提升速度降低），但检测的系统压力正常时。第一步需要听装载机柴油发动机的声音是否发生异常，如果柴油发动机出现异响，说明发动机转速降低，需要维修发动机。如果柴油发动机没有异响，需要检查装载机油泵效率是否下降，油泵效率下降会造成系统流量不足，影响装载机作业速度。装载机油泵效率是否下降通常采用排除法来检查，具体排除方法如表1所示，通过对以下项目的排除，就能确定装载机液压油泵的工作效率是否下降，并对液压油泵进行有针对性的维修。

表1 液压油泵的工作效率发生异常的排除方法

2.2 装载机转向液压系统的故障诊断

由于液压系统的工作原理是基本一致的，故针对转向系统压力低引起的故障的诊断处理方法可参考主液压系统的诊断方法。在装载机转向液压系统出现较多的故障是装载机转向动作滞后，这个典型故障是由于转向液压系统流量控制元器件失效导致的，但这种故障经常与装载机方向盘转向力不足相混淆。现场维修人会形成错误判断，盲目更换零配件，维修不及时。针对转向液压系统流量控制元器件经常发生的问题进行如下分析。

2.2.1 转向控制元件故障诊断

装载机的转向控制元器件包括转向器和转向阀。当两个出油口发生堵塞，会造成装载机单向转向缓慢的故障；当两个出油口的流量不足时，会造成装载机左、右转向速度均慢的故障。利用流量表和压力表检测其进出油口的流量值和压力值是否符合要求。发现异常值需要及时处理并更换相关元器件。

2.2.2 恒流阀故障诊断

恒流阀具有系统恒流量调节功能，它由流量调节装置与压差控制装置组合而成。通过调节恒流阀阀门开度来实现对系统流量的控制，装载机转向液压系统恒流阀出现故障时，会引起装载机转向液压系统流量发生变化，影响转载机的左、右转向速度。恒流阀的故障主要是由于阀体内部阀芯堵塞或阀芯弹簧引起的。恒流阀出现故障时需要进行清洗或更换恒流阀的阀芯弹簧，恢复恒流阀的流量控制能力。

2.2.3 流量放大阀故障诊断

流量放大阀是利用低压小流量的先导油推动较大流量的压力油进入装载机转向油缸，实现装载机的快速转向。流量放大阀阀体结构比较复杂，配合梭阀和优先阀使用[7]。流量放大阀内部进入异物时会造成阀芯堵塞现象，压力油不能及时进入转向油缸，造成转向系统流量减少，装载机转向缓慢。可通过清洗流量放大阀消除此类故障，同时检查异物存在的原因，并如果装载机转向液压系统放大阀内部零部件损坏，则必须及时更换。必要时需要整体更换阀体[8]。