浅谈工程机械液压系统故障诊断及维修技术

潘虎

（炎黄职业技术学院，江苏 淮安 223400）

工程机械在现代建筑、工程和土木工程中扮演着重要角色。液压系统作为工程机械的关键部分，提供了动力传递和控制功能，对机械设备的性能和可靠性起着至关重要的作用。然而，在长时间和高强度的工作环境下，液压系统故障是不可避免的。这些故障可能导致机械设备的停工、生产延误和损失。因此，工程机械液压系统故障的诊断和维修技术变得至关重要。准确、迅速地诊断故障，并采取适当的维修措施，可以最大程度地减少停工时间，提高设备的可用性和效率。同时，通过预防措施和定期维护，可以减少故障的发生，延长设备的使用寿命。通过本文的研究，我们希望为工程机械液压系统故障的诊断和维修提供实用的技术指导，为相关领域的研究和实践提供参考。有效的故障诊断和维修技术将帮助工程机械行业提高生产效率、降低维修成本，并为未来的发展提供更加稳定和可靠的基础。

1 工程机械液压系统工作特征和故障类型

1.1 工作特征

工程机械液压系统是一种常用的动力传输和控制系统。工程机械液压系统通常使用高压液体来传递能量。液压系统中的压力通常达到数百至数千磅每平方英寸（psi）的水平。高压工作使得液压系统能够提供足够的动力，以实现重载和高功率要求。液压系统通过控制液体的流动来实现动力传递。液体在液压泵产生的高压下进入液压缸或液压马达，从而驱动机械部件的运动。液压系统的线性动力传递特性使得工程机械具有精确的位置控制和大功率输出能力。液压系统具有良好的调速性能，可以实现平滑的速度控制。通过调整液压阀门的开度和流量控制器的设置，可以精确地控制液压系统中液体的流量和速度。这使得工程机械在不同负载和操作条件下能够保持稳定的速度和动力输出。液压系统具有很高的承载能力，能够应对大负载和高强度工作条件。液压缸和液压马达可以提供高扭矩和大力量，使得工程机械能够处理重型工作，如挖掘、举升和推动等。液压系统通过调整液压缸的行程或液压马达的转速，能够实现精确的位置控制。这种特性使得工程机械能够在狭小的空间内进行精细的操作，如定位、平整和精确的物料处理。

1.2 故障类型

工程机械液压系统面临多种类型的故障，包括泄漏、压力不稳定、油温过高、液压缸或阀门故障、液压油污染以及液压系统噪音等。液压系统中的泄漏是最常见的故障之一。它可能发生在密封件、连接点或管路中，导致液压油的损失。泄漏会导致液压系统的压力下降，影响系统的正常操作。液压系统的压力应保持稳定，以确保机械设备的正常工作。然而，压力不稳定可能由于压力调节阀、油泵或其他元件的故障引起。这可能导致机械设备运行不稳定或无法完成预定任务。液压系统中的油温应在一定范围内保持稳定。如果油温过高，可能是由于油冷却系统故障、液压油品质问题或过度负载引起的。油温过高可能导致油品劣化、密封件老化以及系统的过热，从而降低设备的性能和寿命。液压系统中的液压缸和阀门是关键的执行元件。它们可能出现密封失效、堵塞、卡滞或运动不畅等问题，导致设备运行异常或无法实现预期动作。液压系统中的油品可能受到杂质、水分或固体颗粒的污染。油品污染会影响液压系统的正常工作，并可能导致元件损坏、泄漏和堵塞。如果液压系统产生异常噪音，可能是由于气体混入液压油、液压泵的故障或管路松动等原因。噪音可能表明液压系统存在问题，需要进行诊断和维修。及时准确地诊断故障类型是解决问题的关键，以便采取适当的维修措施恢复液压系统的正常运行。工程机械的液压系统示意图如图1所示。

图1 工程机械的液压系统

2 故障诊断方法

液压系统故障的诊断是确保工程机械液压系统正常运行的关键步骤。经验诊断是一种基于操作经验和观察的常规诊断方法。经验丰富的技术人员可以通过观察液压系统的工作状态、听取噪音、检查泄漏点和检查油温等来判断可能的故障原因。这种方法在一些简单和常见的故障情况下是有效的。现代液压系统通常配备了故障诊断系统，可以读取系统产生的故障代码。这些代码提供了有关故障类型和位置的重要信息。通过诊断仪器或计算机连接到系统的故障诊断接口，可以获取故障代码并进行分析，从而快速确定故障原因。液压系统中的传感器可以监测系统的压力、温度、流量和位置等参数。通过实时监测和比对这些参数的变化，可以识别故障的迹象。例如，异常的压力波动、温度升高或流量变化可能提示特定的故障情况。故障树分析是一种系统化的故障诊断方法，用于确定导致特定故障发生的根本原因。它通过建立故障树模型，将可能的故障原因和结果进行逻辑关联，从而找到导致故障的主要原因。使用压力表和流量计对液压系统进行测试，可以检查系统中的压力和流量是否符合预期值。如果存在压力过高或过低、流量异常或不稳定等问题，可以进一步追踪故障原因。这些方法可以单独或结合使用，根据具体的故障情况和可用的设备进行选择。在进行故障诊断时，应仔细收集和分析系统的数据，并结合操作记录和设备历史来获得更准确的诊断结果。对于复杂或难以识别的故障，可能需要专业的技术支持或咨询。

3 维修步骤和技术

3.1 故障排查

故障排查是维修工程机械液压系统故障的重要步骤，它涉及收集故障信息、可视检查以及测试和测量。首先，进行故障排查前，与操作人员和维修人员进行充分的交流和沟通，以了解故障的具体情况和发生时的操作情况。他们可以提供有关故障的详细描述，如故障出现的频率、工作负荷条件以及故障发生时的环境和操作步骤。接下来，进行可视检查，仔细观察液压系统中的管路、连接点、密封件和其他相关部件。寻找可能的泄漏、损坏或其他异常现象。检查过程中，可以使用手触和目测来寻找泄漏点、松动的连接和明显的损坏。最后，使用压力表、流量计和温度计等工具进行测试和测量。检查液压系统的压力、流量和温度是否处于正常范围内。例如，使用压力表测量液压系统的压力，比对测量值与规格要求的标准值。对于流量和温度，也进行类似的测试和比较。如果发现明显的泄漏、压力异常或温度异常，可以进一步跟踪故障原因。根据泄漏点的位置，检查密封件是否失效或管路连接是否紧固。对于压力异常和温度异常，可能需要检查压力控制阀、油冷却系统或液压油品质等因素。

在故障排查过程中，重要的是准确记录和收集数据。记录故障出现的时间、地点、操作情况、检查结果和测试数据等信息。这些记录将有助于后续的故障分析和维修决策。在进行排查过程中，需要专业技术人员具备相关知识和经验，并遵循安全操作规程，确保工作的安全性和有效性。

3.2 拆解和检修

针对经过故障排查确定需要维修或更换的液压元件，按照维修手册的指导和工作顺序，逐步拆卸液压元件。这可能涉及液压泵、阀门、液压缸等元件。在拆卸液压元件后，仔细检查它们的外观和内部状况。观察是否存在明显的磨损、损坏或其他异常情况。同时，清洁液压元件以去除油污和杂质，确保检查的准确性和后续维修工作的顺利进行。如果在检查过程中发现液压元件存在损坏、磨损或其他问题，需要及时更换相关的零部件。确保所使用的零部件符合规格和质量要求，并根据维修手册和制造商的建议进行正确的更换。在更换或修复液压元件后，进行相应的组装工作。按照维修手册和图纸的指导，将各个零部件正确安装回液压系统中。确保连接的紧固和密封良好，以避免泄漏和其他问题。在组装完成后，可能需要进行调整和校准工作，以确保液压系统的性能和工作参数符合预期要求。这可能涉及调整阀门、设置压力和流量限制器等操作。液压元件的拆解和检修过程如图2 所示。

图2 液压元件的拆解和检修示意图

3.3 系统调试和测试

一旦液压系统的故障排查和维修工作完成，就可以开始进行系统调试和测试。首先，将经过检修和更换的液压元件正确安装回系统中，确保连接紧固和密封良好。在此过程中，遵循相关的安装指导和维修手册，确保每个元件的正确位置和方向。接下来，进行液压系统的充液操作。添加适量的清洁液压油，并排除系统中的空气。这可以通过油泵手动操作、循环泵入油或使用自动排气装置等方法来完成。充液过程中，需要确保油品质量良好，符合液压系统要求，并根据系统要求确保正确的油液级别。完成充液后，进行系统调试。启动机械设备，逐步观察和测试液压系统的功能和性能。这包括观察液压元件的工作状态、检查压力、流量和温度是否处于正常范围内，并记录相关的测试数据。在调试过程中，应仔细观察系统的工作情况和效果。如果发现任何异常，如噪音、振动、温度异常或其他不正常现象，应及时记录并进行进一步的调查。

测试是系统调试的重要组成部分。通过使用压力表、流量计、温度计和其他测量设备，对液压系统的各项参数进行测试和测量。这有助于验证系统是否满足预定的性能和规格要求。在系统调试和测试过程中，需要密切注意系统的安全性和可靠性。确保机械设备处于稳定的状态下进行测试，并遵循相关的安全操作规程。最后，根据系统调试和测试的结果，对液压系统进行必要的调整和优化。如果发现任何问题或异常，需要及时进行修复和调整，确保液压系统能够正常运行，并满足预期的性能要求。

4 案例分析

案例分析是了解工程机械液压系统故障诊断和维修技术应用的重要方式。以下是一个液压系统泄漏故障的案例分析。一台挖掘机在工作过程中出现液压系统泄漏的故障。操作人员发现液压油在液压缸和管路上有明显的泄漏迹象，导致液压系统的压力下降和工作效率降低。与操作人员交流，了解故障的具体情况和发生时的操作情况。根据他们的描述，故障似乎在工作负载较大时更为明显。检查液压系统中的管路、连接点和密封件，寻找泄漏点。发现液压缸的密封件存在明显的磨损和泄漏。使用压力表测量液压系统的压力，并发现压力较低，与预期值不符。流量计的读数也显示流量有所减少。具体的维修步骤和技术包括拆卸液压缸，仔细检查密封件的状况。确认密封件已磨损导致泄漏。根据检查结果，更换液压缸的密封件，确保使用符合规格和质量要求的新零部件。将更换的密封件正确安装回液压缸中，并确保连接的紧固和密封良好。

充液操作后，启动挖掘机进行系统调试。观察液压缸和管路是否还有泄漏，并测试液压系统的压力和流量是否恢复到正常范围。记录维修过程中的操作步骤、使用的工具和材料以及发现的问题和解决方案。进行故障分析，评估维修的有效性，并提出预防措施以避免类似故障的再次发生。通过以上维修步骤和技术的应用，液压系统的泄漏故障得到了解决。液压缸的密封件更换后，泄漏问题得到了修复，液压系统的压力和流量恢复到正常范围。这使挖掘机能够恢复正常工作，提高了工作效率和可靠性。

5 结语

在工程机械领域，液压系统的故障诊断和维修技术发挥着重要作用。有效的故障诊断和维修技术将帮助工程机械行业提高生产效率、降低维修成本，并为未来的发展提供更加稳定和可靠的基础。在实际运用中，维修工作应由经过培训和具备相关技能的专业人员进行，并遵循安全操作规程。定期的维护保养和油品管理也是预防故障的重要措施，应根据设备的要求进行实施。通过不断地提升对工程机械液压系统故障的理解和技术能力，可以确保设备的稳定运行，并为工程机械行业的发展做出贡献。