Question

挖掘机液压系统的常见故障及诊断排除？

Answer 1

挖掘机中完整的液压系统包括5个部分，即动力元件(液压泵)、执行元件(油缸、油马达)、控制元件(阀)、辅助元件(、油箱、滤清器、散热器等)和液压油。分析和排除液压系统故障就要从以上5个方面入手，进行检测、分析和判断。作者列举的常见的故障和诊断排除方法如下：
　　一、整机无动作：
　　发生这种整体性的故障，要从可能引发整体故障的元件入手来判断。
　　(1)液压油是否足够。检查油面和油质。
　　(2)液压泵是否正常工作。挖掘机一般有2个或2个以上的主泵向系统供油。如果不是机械故障造成油泵主轴不能转动，一般来说几台泵同时出现故障的概率很低。必要时可以在各油泵的测压口安装量程合适的油压表测定供油压力，来判断是否为油泵故障。
　　(3)安全锁紧阀故障。它是位于驾驶室内的一个简单的机械开关，控制低压油路和驾驶室内的3组PPC阀(比例压力控制阀，即左、右操纵手柄和行走推拉杆)之间的通与断。当该阀出现卡死或堵塞时，油液不能供给PPC阀进而推动主控制阀动作，就会出现全车无动作现象。清洗检修安全锁紧阀。
　　(4)自压减压故障(有先导泵的，无此阀)。它是位于主控制阀体上的一个调压阀。由于油泵输出的油压时高时低，不利于作为控制油压。自压减压阀则把这种不稳定的油压变成一支始终恒定压力的油流输出到全车的PPC阀和电磁阀完成控制功能。如果自压减压阀出现堵塞或卡死，使主泵来油不能通过自压减压阀而是从主溢流阀安全泄掉，则控制油流不能进入PPC阀和电磁阀，也无法推动主控制阀动作，就必然出现全车不动作的现象。清洗检修自压减压阀。
　　(5)主溢流阀故障。如果安全锁紧阀和自压减压阀都没有问题，此时要检查主溢流阀。它是位于主控制阀体上的一个安全阀。其作用是限制整个系统的最高压力，若超过最高压力，则自动卸压，保护整个系统不致损坏。如果该阀弹簧断裂或调定压力过低，将导致整个系统压力过低，主泵压力油不能推动执行元件工作，而从主溢流阀全部泄露，就出现这种全车无动作现象。判断方法：启动发动机，接通安全锁紧阀，操纵手柄给机器回转或挖掘动作。由于故障机器不会动作，此时用手触摸主溢流阀体，若该阀稳升很快并烫手，则可以断定就是主溢流阀故障。测试、检修、调定主溢流阀。
　　二、整机动作缓慢、无力：
　　出现这种故障现象的原因是供给到各执行元件的液压油流量和压力不足。排除机器因为长期使用，各部位密封不良、磨损量加大、油泵压力排量均下降的情况，可能的原因如下：
　　(1)合流分流阀故障。它位于主控制阀体上，作用就是控制多泵的压力油根据工作需要处于分流或合流状态。以PC400-5机为例，该机前后2台主泵仅当行走时分流，分别供应右、左行走马达工作；在其他状态下双泵合流工作。所以当合流分流阀出现卡滞，始终处于分流状态，那么在除行走以外的工况下，只有前泵工作，后泵卸荷，就会出现整机动作缓慢的现象。如果发生机器行走正常而挖掘和回转动作缓慢的情况，可以认定就是合流分流阀故障，此时应检修该阀。
　　(2)主溢流阀调定压力过低。由于调定压力低于标准值，所以在工作时系统很容易溢流。对于有多个主溢流阀的液压系统，只要其中任一出现上述故障，都会造成整个系统最高压力降低、工作无力的现象。为此需要测定主溢流阀的调定压力。测压时，参照说明书，选择量程合适的油压表安装在相应的测压口。发动机要全油门转动，液压油温度在45℃~55℃，把铲斗油缸、斗杆油缸、动臂油缸分别伸、缩到尽头，使系统溢流，测量压力值。如果这6个数值当中有4个或以上的数值基本相等且低于标准值，则能断定故障就出在主溢流阀。为了进一步明确是哪个主溢流阀故障，可以分别测左、右行走泵的溢流压力来确定(此时前、后主泵分流工作)。仍以PC400-5机为例：在上述测试状态下，用坚固的棒状物卡在驱动轮和履带之间，使机器不能行走，系统溢流。后泵测压口测得的值是左行走溢流压力，前泵测压口测得的值是右行走溢流压力。然后和标准值比较，判断出故障阀，同时进行调试。
　　(3)自压减压阀调定压力过低(有先导泵的，测量泵输出压力和流量)。如果自压减压阀的输出油压过低，那么通过PPC阀打开主控制阀芯的开度就会比正常时小，通过主控制阀芯的主泵压力油力量减少，导致执行元件动作变缓。因此需要测量自压减压阀的压力。测量时，参照说明书，选择量程合适的油压表安装在相应的测压口；工作装置要降到地面，液压油温度在45℃-55℃，发动机熄火，慢慢松开液压油箱加油口盖，释放油箱内的压力；然后把安全锁紧阀置于油路断开位置，启动发动机在空载状态下测量回路油压；如果低于标准值，同时进行调整，顺时针转动调整螺丝增加压力，直到标准值，然后锁紧螺母。
　　(4)卸荷阀和LS(负荷传感系统)旁通阀故障。卸荷阀位于主控制阀上，其作用是当操纵手柄处于中立位置时，主泵的液压油不必因为执行元件无动作从主溢流阀高压溢流，而是通过卸荷阀低压卸荷返回油箱，使油泵不必在无负载情况下输出高压油，避免了不必要的浪费。在正常工作时，PLS(负荷传感压力)压力始终略小于主泵压力P0，加上阀芯底部弹簧的弹力，与P0保持平衡，卸荷阀关闭；在手柄中立时，PLS压力为0，此时主泵压力P0打开阀芯，主泵压力油回油箱卸荷。常见的故障是PLS压力偏低，造成卸荷阀背压不足，使卸荷阀在机器正常工作时处于半开或全开的状态，主泵压力油部分或全部卸荷，导致系统缓慢无力。而导致PLS压力偏低的原因，常见的是LS旁通阀故障。LS旁通阀的作用是增加操作的柔和性，防止PLS油压力急剧变化造成主泵流量的急剧变化。有了LS旁通阀以后，当PLS油压力急剧变化时，PLS油被LS旁通阀上的节流孔轻微地泄露掉一部分流入油箱，从而使PLS压力降低。在LS旁通阀芯上有一个0型密封圈来保证PLS油压力平稳时不泄入油箱。若该O型密封圈损坏，就会使PLS油泄入油箱而压力降低，导致卸荷阀背压不足，处于半开或全开的状态，系统动作缓慢无力。检修卸荷阀和LS旁通阀。判断卸荷阀好坏的一个简单办法是：热车时发动机高速转动，操纵手柄到满行程，给机器动作并使之处于溢流状态。由于卸荷阀卸荷压力运低于主溢流阀，此时只要用手触摸几个卸荷阀，温升最快且烫手的便是故障阀了。当然如果卸荷阀都不烫手而是其中一个主溢流阀有升温烫手现象，说明故障不在卸荷阀，而是由于该主溢流阀溢流压力过低造成的，此时修应检修该阀。
　　局部故障：
　　1、动臂油缸。有时液压挖掘机会出现斗杆油缸或铲斗油缸伸、缩缓慢、无力；行走或回转缓慢、无力的现象，其可能的原因如下：
　　(1)油路、活塞等密封件失效，造成低压腔和高压腔液压油内泄互窜。一个简单的判断方法是：松开低压腔的，防掉腔内液压油，然后使高压腔工作，若此时有液压油从低压腔中流出，则表明油缸活塞密封件密封不良，高压腔的油窜入了低压腔，需要更换密封件。也有液压油外泄的可能，只要观察油缸、马达工作时是否有油流外泄即可确诊。
　　(2)安全吸油阀故障。安全吸油阀安装在各个执行元件(油缸、马达)上，其作用是当工作装置受到外界巨力冲击时(如山崖落石)，泄露油缸或马达内的异常高压，保护不受损坏。安全吸油阀是一个双向保护阀，当油缸或马达的某一腔产生瞬间高压时，高压腔的高压油就会打开安全吸油阀中的溢流阀溢流，同时负压腔一侧的安全吸油阀打开单向阀从油箱吸油来补充负压，起到了油路保护的作用。动臂油缸、斗杆缸、铲斗缸、回转、行走工作回路上都分别有2个安全吸油阀。显然，如果某个回路上的单向阀失效变成了双向直通；或者当溢流阀失效，打开压力很低时，都会造成该侧油腔的油压不能建立，而是直接通过单向阀或溢流阀部分或全部地泄入油箱，使油缸、马达动作缓慢无力甚至不能工作。这种故障同时伴有的现象是：在中立或停机后，油缸会缓慢自落(或称掉缸)。如果同时出现上述2种故障现象，则需要检修相应的安全吸油阀，可用工作正常的安全吸油阀替换故障回路上的安全吸油阀；如果故障消失，即可确诊。(3)PPC阀故障。如果发生了个别动作缓慢而其他动作正常的故障现象，在排除了油缸马达内泄的可能之后，要检查PPC阀。PPC阀是一种比例压力控制阀，根据驾驶员操作手柄行程的大小输出相应的控制油压和流量，使主控制阀芯有相应的移动量从而控制工作执行元件的速度。如果某一阀芯磨损]、卡滞、甚至堵塞，就会造成相应动作迟缓甚至不动作。只要把部长回路的控制调换到工作正常的PPC阀上，若故障消失，则确定问题就是相应的PPC阀故障，拆卸检修。
　　(4)主控制阀故障。如果(1)、(2)、(3)的可能都排除而故障仍然存在，则需要检查主控制阀中控制相应动作的阀芯是否磨损、卡滞、堵塞。每一根阀芯控制一支油路的通断，如果出现阀芯磨损、卡滞、堵塞，就会导致供给相应执行元件的压力油压力和流量的降低，出现动作无力、缓慢甚至不动作的现象。
　　2、蓄能器故障。蓄能器是储存控制油路压力的一种装置。安装在主泵与PPC阀之间，其作用是保持控制油路压力的稳定，以及当发动机熄火后，仍能通过它放下工作装置，以保证整机的安全。它的蓄能来源于正常工作时自压减压阀的压力油压缩蓄能器皮囊内部的氮气而积蓄起来的。发动机关闭后，如果打开安全锁紧阀，操纵手柄，主控制阀芯就能靠压缩氮气推动控制油路打开，工作装置靠自重落下。反之，如果工作装置不动，就是蓄能器出现故障，需要检查更换。3、LS(负荷传感系统)选择阀故障。复合动作时，若出现动臂提升缓慢而回转加快的现象，一般就是LS选择阀发生故障。该阀安装在回转PLS油压力出来的回路上，主要作用是控制动臂和回转复合动作的协调性。清洗检查LS选择阀的密封件。
　　最后，在出现故障时，应先判断出是整机故障还是个别动作故障，然后判断是压力故障还是速度故障，从可能引发故障的元件入手，就能很快诊断排除故障。

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