徐立青 張杰 張靈曉

摘要：液壓挖掘機被廣泛應用于煤礦、建筑、水利等各機械化施工中。但是由于挖掘機的工況復雜，在工作中經常會出現各種故障，其中液壓故障最為常見，并且檢修難度大，為了縮短故障診斷及排除時間，本文針對幾種常見的液壓系統(tǒng)故障，從液壓系統(tǒng)的結構及工作原理方面進行了分析，介紹了故障的診斷及排除方法。

Abstract： Hydraulic excavators are widely used in mechanized construction of coal mines， construction， and water conservancy. However， due to the complex working conditions of the excavator， various failures often occur in the work. Hydraulic failures are the most common and are difficult to repair. In order to shorten the fault diagnosis and eliminate the time， this article analyzes several common hydraulic system failures from the hydraulic system structure and working principle， and introduces the fault diagnosis and troubleshooting methods.

關鍵詞：挖掘機；液壓系統(tǒng)；故障；診斷分析

Key words： excavator；hydraulic system；fault；diagnosis analysis

中圖分類號：TU621 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）14-0136-03

0 引言

隨著我國綜合實力的提升，基礎設施的建設速度有了極大的提升，液壓挖掘機作為工程機械的一個重要機種，在各機械化施工中被廣泛應用。但是由于液壓挖掘機工作環(huán)境差，負荷大，振動沖擊多，因此挖掘機在工作中經常出現各種故障，嚴重影響了工程進度。在實際的生產工作中，電氣及液壓故障最為常見[1]，并且液壓故障具有難檢測、不可見的特點，加大了檢修的難度，為了減少故障診斷及排除時間，本文對幾種常見的液壓系統(tǒng)故障進行分析，并從構造方面提出解決方法與建議。

1 挖掘機液壓系統(tǒng)原理簡圖及檢修方法

1.1 挖掘機液壓系統(tǒng)的工作原理

如圖1所示，挖掘機的液壓系統(tǒng)共包括五個部分：動力元件、控制調節(jié)元件、執(zhí)行元件、輔助元件以及液壓油。挖掘機液壓系統(tǒng)的工作過程為：柴油機經過聯軸器輸出動力，主泵從液壓油箱吸油，經工作泵輸出工作油，經先導泵輸出先導油，司機操縱先導手柄后打開先導閥，先導油推動主控閥閥芯，工作油進入馬達或油缸，實現旋轉、行走和工作裝置油缸的伸縮。

1.2 液壓系統(tǒng)故障檢修方法

為減少故障診斷排除時間，操作維修人員應熟悉挖掘機液壓系統(tǒng)的結構，了解液壓系統(tǒng)的工作原理及故障的產生機理。由于液壓系統(tǒng)故障較為復雜，維修人員需要根據挖掘機故障現象，列出可能導致故障的原因，采用“順序排除法”，從整體到局部、簡單到復雜，逐步診斷排除故障。

2 典型故障分析

2.1 整車無動作

2.1.1 故障原因分析

挖掘機出現整車無動作的故障，需要分析可能導致整個系統(tǒng)故障的元件是否出現問題。由于先導控制閥之后的控制分動臂、斗桿、鏟斗、回轉裝置、行走裝置，同時不工作的情況基本為零，因此故障一般發(fā)生在先導電磁控制閥之前，根據對挖掘機的系統(tǒng)分析，總結出導致挖掘機整機故障的原因有以下幾個方面：

①液壓油箱內液壓油不足；②聯軸器損壞，發(fā)動機動力不輸出；③先導電磁閥不工作（電磁閥線圈無電）；④先導電磁閥閥芯卡滯不能打開；⑤先導閥組至各操縱閥的先導管路堵塞。

2.1.2 故障排除

根據故障可能出現的原因，采用“順序排除法”，對故障進行一一排除，具體方法如圖2所示。

①檢查液壓油油面是否在標準位置。當液壓油箱油量不足時，主泵吸空，導致整機無動作，此時應補充液壓油至標準位置。

②檢查液壓泵與發(fā)動機連接處是否有異響。當連接液壓泵與發(fā)動機的聯軸器損壞時，導致動力不能輸出，應該更換聯軸器，排除機械故障。

③檢查液壓泵是否正常工作。液壓泵故障的診斷方法很多，最常用的是直接檢查法。一看，在油泵測壓口安裝油壓表[2]，觀察液壓系統(tǒng)各測壓點的壓力值變化情況；二聽，聽液壓泵噪聲是否過大；三摸，用手觸摸液壓泵外殼，液壓泵正常工作溫度在55℃左右，如果超過60℃以上就應檢查原因，另外用手觸摸運動部件和油管，感覺有無明顯振動；四聞，聞液壓油是否有異味。若為液壓泵故障，應更換或維修液壓泵。

④檢查先導泵壓力是否正常。先導泵通過先導PPC閥推動主控制閥塊，將主泵的高壓油流向預定的油缸或馬達。若先導泵故障則無法提供操作分配閥的低壓力油，導致全車無動作?？稍谙葘П脺y壓口安裝油壓表來進行檢測，如先導泵壓力異常，應檢修先導齒輪泵。

⑤檢查先導安全鎖電磁閥閥后壓力是否正常。先導安全鎖緊閥控制低壓油路與PPC閥之間的通斷，若閥后壓力異常，應更換電磁閥。

⑥檢查先導閥組至各操縱桿間的管路是否堵塞。當先導閥組至操縱桿間管路堵塞時，油液無法達到各控制閥，導致整車無動作，應清理管路。

2.2 整機動作緩慢無力

2.2.1 故障原因分析

引起挖掘機出現動作緩慢無力的故障原因比較復雜，發(fā)動機故障、電氣系統(tǒng)故障、以及工作泵供給各個執(zhí)行元件的油量不足或者壓力不足，均會導致挖掘機出現整機動作緩慢的故障。對挖掘機系統(tǒng)分析，造成挖掘機整機動作緩慢無力的原因有以下幾點：

①發(fā)動機功率下降，導致輸出功率不足；②進氣系統(tǒng)或供油系統(tǒng)故障導致掉速；③比例電磁閥故障導致主泵的負載需求功率大于發(fā)動機提供的功率，在做負載雙泵溢流時，發(fā)動機掉速；④調節(jié)器故障或主泵泄露導致主泵需求功率增大，發(fā)動機掉速；⑤先導泵故障或先導濾芯堵塞，導致先導壓力不足；⑥主溢流閥故障或主泵故障導致工作壓力不足。

2.2.2 故障排除

根據出現的故障現象，以及可能出現的原因，對故障進行排查，具體方法如圖3所示。

①檢查挖掘機空載時，發(fā)動機轉速是否正常。挖掘機出現整車動作緩慢無力時，首先檢查發(fā)動機是否正常工作，排除發(fā)動機系統(tǒng)故障原因，具體檢查方法：首先要測試發(fā)動機在空載時的輸出功率，如果發(fā)動機輸出功率低于額定功率，則導致動力不足，引起挖掘機動作緩慢無力。導致發(fā)動機輸出功率不足的原因有：發(fā)動機燃油質量差、發(fā)動機的某缸故障、燃油量的調定值不正確等。

②檢查做負載雙泵溢流時，發(fā)動機轉速是否正常。在挖掘機做負載雙泵溢流時，觀察顯示屏上的發(fā)動機轉速是否正常，如有異常，則說明挖掘機的供油系統(tǒng)或進氣系統(tǒng)出現故障，需進一步檢測排除。

③檢查供油系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)是否正常。當電磁閥間隙過大，供油不足，或者進氣系統(tǒng)漏氣、堵塞，均會導致挖掘機發(fā)動機掉速、熄火。若挖掘機空載時轉速正常，但是在工作無力，應檢查供油管道是否有老化泄露、以及濾芯是否堵塞導致供油不足；檢查發(fā)動機進氣系統(tǒng)是否有泄露，導致發(fā)動機無力，進一步檢查挖掘機工作時，是否冒黑煙，如有冒黑煙的情況出現，應考慮空氣濾芯堵塞，導致發(fā)動機進氣不足，出現發(fā)動機工作無力的情況。

④檢查先導壓力是否正常。挖掘機上的液壓泵安裝先導泵，先導泵的作用主要是參與液壓泵的變量控制，以及為控制系統(tǒng)提供低壓力油，若先導齒輪泵由于長期使用磨損出現故障，或者先導安全閥設定的壓力不足，均會出現液壓油流量不足，導致挖掘機動作緩慢，工作無力。在先導泵測壓口安裝油壓表進行檢測，如果測定壓力異常，則重新設定先導安全閥壓力值，觀察挖掘機是否能夠正常工作，若仍不能正常工作，則需更換先導泵。

⑤檢查主泵比例電磁閥出口壓力是否正常。比例電磁閥在挖掘機中的作用是實現液壓泵的功率與發(fā)動機功率匹配，當比例電磁閥出現故障時，就無法根據實際轉速與標定轉速之間的差值，動態(tài)調整電流，從而不能實現發(fā)動機、泵、閥在不同的檔位工作下的功率匹配，從而導致發(fā)動機掉速，出現挖掘機動作緩慢無力故障。測定比例閥出口壓力值，觀察壓力值是否處于正常范圍之內，如果出口壓力異常，說明比例電磁閥損壞，更換比例電磁閥。

⑥檢查主泵調節(jié)器是否正常。主泵調節(jié)器是通過調節(jié)泵體和調節(jié)器閥底板上的調整螺栓，改變斜盤傾角，從而改變柱塞行程，來改變泵的最大流量、最小流量以及功率控制、流量控制程度。主泵調節(jié)器出現故障時，導致主泵斜盤卡滯，主泵做溢流時，主泵的需求功率將大于發(fā)動機所能提供的功率，導致發(fā)動機掉速，導致挖掘機工作無力。

⑦檢查主溢流閥是否故障。首先檢查該閥的調定壓力是否小于標準值，當調定壓力低于標準值時，挖掘機工作時，該閥溢流造成工作壓力過低，從而導致挖掘機動作無力。若調定壓力正常，則需檢查溢流閥內部是否出現故障，檢查方法：在挖掘機正常工作的情況下，發(fā)動機要高速運轉，將大臂、小臂及鏟斗的油缸分別伸、縮至盡頭，并分別在相應的測壓口安裝油壓表，測定這六個狀態(tài)下的壓力值，當其中四個或更多的壓力值基本相等且低于標準值時，則基本可以判定為主溢流閥故障。

3 結論

本文介紹了挖掘機液壓系統(tǒng)中較為常見的幾類故障，并從系統(tǒng)的結構原理出發(fā)，利用“順序排除法”介紹了排除幾種常見液壓故障的方法，為維修挖掘機提供了技術指導。在實際生產中，為了縮短故障排除時間，應該對操作人員進行培訓，使相關人員對液壓系統(tǒng)的結構及工作原理充分了解，然后根據系統(tǒng)結構，分析可能引起故障的原因，并利用“順序排除法”，由整體到局部、由簡到繁，逐一排查故障原因。除此之外，技術人員更應該注重在使用過程中對液壓系統(tǒng)的各個部件進行定期檢查、維護和保養(yǎng)，以減少挖掘機液壓故障的發(fā)生。

參考文獻：

[1]黃廣生.日立ZAXIS330型挖掘機常見液壓故障及分析排除[J].科協(xié)論壇（下半月），2013（05）：76-77.

[2]許有清.液壓挖掘機液壓系統(tǒng)的常見故障及診斷排除[J].建筑機械化，2004（6）：25-26，47.

[3]曹亞東，方迎偉，樊海兵，蔡軍暉.挖掘機液壓系統(tǒng)故障診斷與維修[J].價值工程，2012（19）.