2挖掘機液壓系統(tǒng)的常見故障及診斷排除

    挖掘機中完整的液壓系統(tǒng)包括5個部分，即動力元件（液壓泵）、執(zhí)行元件（油缸、油馬達(dá)）、控制元件（閥）、輔助元件（油管、油箱、濾清器、散熱器等）和液壓油。分析和排除液壓系統(tǒng)故障就要從以上5個方面入手，進(jìn)行檢測、分析和判斷。作者列舉的常見的故障和診斷排除方法如下：
一、整機無動作：發(fā)生這種整體性的故障，要從可能引發(fā)整體故障的元件入手來判斷。（1）液壓油是否足夠。檢查油面和油質(zhì)。（2）液壓泵是否正常工作。挖掘機一般有2個或2個以上的主泵向系統(tǒng)供油。如果不是機械故障造成油泵主軸不能轉(zhuǎn)動，一般來說幾臺泵同時出現(xiàn)故障的概率很低。必要時可以在各油泵的測壓口安裝量程合適的油壓表測定供油壓力，來判斷是否為油泵故障。
（3）安全鎖緊閥故障。它是位于駕駛室內(nèi)的一個簡單的機械開關(guān)，控制低壓油路和駕駛室內(nèi)的3組PPC閥（比例壓力控制閥，即左、右操縱手柄和行走推拉桿）之間的通與斷。當(dāng)該閥出現(xiàn)卡死或堵塞時，油液不能供給PPC閥進(jìn)而推動主控制閥動作，就會出現(xiàn)全車無動作現(xiàn)象。清洗檢修安全鎖緊閥。
（4）自壓減壓故障（有先導(dǎo)泵的，無此閥）。它是位于主控制閥體上的一個調(diào)壓閥。由于油泵輸出的油壓時高時低，不利于作為控制油壓。自壓減壓閥則把這種不穩(wěn)定的油壓變成一支始終恒定壓力的油流輸出到全車的PPC閥和電磁閥完成控制功能。如果自壓減壓閥出現(xiàn)堵塞或卡死，使主泵來油不能通過自壓減壓閥而是從主溢流閥安全泄掉，則控制油流不能進(jìn)入PPC閥和電磁閥，也無法推動主控制閥動作，就必然出現(xiàn)全車不動作的現(xiàn)象。清洗檢修自壓減壓閥。
（5）主溢流閥故障。如果安全鎖緊閥和自壓減壓閥都沒有問題，此時要檢查主溢流閥。它是位于主控制閥體上的一個安全閥。其作用是限制整個系統(tǒng)的最高壓力，若超過最高壓力，則自動卸壓，保護(hù)整個系統(tǒng)不致?lián)p壞。如果該閥彈簧斷裂或調(diào)定壓力過低，將導(dǎo)致整個系統(tǒng)壓力過低，主泵壓力油不能推動執(zhí)行元件工作，而從主溢流閥全部泄露，就出現(xiàn)這種全車無動作現(xiàn)象。判斷方法：啟動發(fā)動機，接通安全鎖緊閥，操縱手柄給機器回轉(zhuǎn)或挖掘動作。由于故障機器不會動作，此時用手觸摸主溢流閥體，若該閥穩(wěn)升很快并燙手，則可以斷定就是主溢流閥故障。測試、檢修、調(diào)定主溢流閥。
二、整機動作緩慢、無力：出現(xiàn)這種故障現(xiàn)象的原因是供給到各執(zhí)行元件的液壓油流量和壓力不足。排除機器因為長期使用，各部位密封不良、磨損量加大、油泵壓力排量均下降的情況，可能的原因如下：
（1）合流分流閥故障。它位于主控制閥體上，作用就是控制多泵的壓力油根據(jù)工作需要處于分流或合流狀態(tài)。以PC400-5機為例，該機前后2臺主泵僅當(dāng)行走時分流，分別供應(yīng)右、左行走馬達(dá)工作；在其他狀態(tài)下雙泵合流工作。所以當(dāng)合流分流閥出現(xiàn)卡滯，始終處于分流狀態(tài)，那么在除行走以外的工況下，只有前泵工作，后泵卸荷，就會出現(xiàn)整機動作緩慢的現(xiàn)象。如果發(fā)生機器行走正常而挖掘和回轉(zhuǎn)動作緩慢的情況，可以認(rèn)定就是合流分流閥故障，此時應(yīng)檢修該閥。
（2）主溢流閥調(diào)定壓力過低。由于調(diào)定壓力低于標(biāo)準(zhǔn)值，所以在工作時系統(tǒng)很容易溢流。對于有多個主溢流閥的液壓系統(tǒng)，只要其中任一出現(xiàn)上述故障，都會造成整個系統(tǒng)最高壓力降低、工作無力的現(xiàn)象。為此需要測定主溢流閥的調(diào)定壓力。測壓時，參照說明書，選擇量程合適的油壓表安裝在相應(yīng)的測壓口。發(fā)動機要全油門轉(zhuǎn)動，液壓油溫度在45℃~55℃，把鏟斗油缸、斗桿油缸、動臂油缸分別伸、縮到盡頭，使系統(tǒng)溢流，測量壓力值。如果這6個數(shù)值當(dāng)中有4個或以上的數(shù)值基本相等且低于標(biāo)準(zhǔn)值，則能斷定故障就出在主溢流閥。為了進(jìn)一步明確是哪個主溢流閥故障，可以分別測左、右行走泵的溢流壓力來確定（此時前、后主泵分流工作）。仍以PC400-5機為例：在上述測試狀態(tài)下，用堅固的棒狀物卡在驅(qū)動輪和履帶之間，使機器不能行走，系統(tǒng)溢流。后泵測壓口測得的值是左行走溢流壓力，前泵測壓口測得的值是右行走溢流壓力。然后和標(biāo)準(zhǔn)值比較，判斷出故障閥，同時進(jìn)行調(diào)試。
（3）自壓減壓閥調(diào)定壓力過低（有先導(dǎo)泵的，測量泵輸出壓力和流量）。如果自壓減壓閥的輸出油壓過低，那么通過PPC閥打開主控制閥芯的開度就會比正常時小，通過主控制閥芯的主泵壓力油力量減少，導(dǎo)致執(zhí)行元件動作變緩。因此需要測量自壓減壓閥的壓力。測量時，參照說明書，選擇量程合適的油壓表安裝在相應(yīng)的測壓口；工作裝置要降到地面，液壓油溫度在45℃-55℃，發(fā)動機熄火，慢慢松開液壓油箱加油口蓋，釋放油箱內(nèi)的壓力；然后把安全鎖緊閥置于油路斷開位置，啟動發(fā)動機在空載狀態(tài)下測量回路油壓；如果低于標(biāo)準(zhǔn)值，同時進(jìn)行調(diào)整，順時針轉(zhuǎn)動調(diào)整螺絲增加壓力，直到標(biāo)準(zhǔn)值，然后鎖緊螺母。
（4）卸荷閥和LS（負(fù)荷傳感系統(tǒng)）旁通閥故障。卸荷閥位于主控制閥上，其作用是當(dāng)操縱手柄處于中立位置時，主泵的液壓油不必因為執(zhí)行元件無動作從主溢流閥高壓溢流，而是通過卸荷閥低壓卸荷返回油箱，使油泵不必在無負(fù)載情況下輸出高壓油，避免了不必要的浪費。在正常工作時，PLS（負(fù)荷傳感壓力）壓力始終略小于主泵壓力P0，加上閥芯底部彈簧的彈力，與P0保持平衡，卸荷閥關(guān)閉；在手柄中立時，PLS壓力為0，此時主泵壓力P0打開閥芯，主泵壓力油回油箱卸荷。常見的故障是PLS壓力偏低，造成卸荷閥背壓不足，使卸荷閥在機器正常工作時處于半開或全開的狀態(tài)，主泵壓力油部分或全部卸荷，導(dǎo)致系統(tǒng)緩慢無力。而導(dǎo)致PLS壓力偏低的原因，常見的是LS旁通閥故障。LS旁通閥的作用是增加操作的柔和性，防止PLS油壓力急劇變化造成主泵流量的急劇變化。有了LS旁通閥以后，當(dāng)PLS油壓力急劇變化時，PLS油被LS旁通閥上的節(jié)流孔輕微地泄露掉一部分流入油箱，從而使PLS壓力降低。在LS旁通閥芯上有一個0型密封圈來保證PLS油壓力平穩(wěn)時不泄入油箱。若該O型 密封圈損壞，就會使PLS油泄入油箱而壓力降低，導(dǎo)致卸荷閥背壓不足，處于半開或全開的狀態(tài)，系統(tǒng)動作緩慢無力。檢修卸荷閥和LS旁通閥。判斷卸荷閥好壞的一個簡單辦法是：熱車時發(fā)動機高速轉(zhuǎn)動，操縱手柄到滿行程，給機器動作并使之處于溢流狀態(tài)。由于卸荷閥卸荷壓力運低于主溢流閥，此時只要用手觸摸幾個卸荷閥，溫升最快且燙手的便是故障閥了。當(dāng)然如果卸荷閥都不燙手而是其中一個主溢流閥有升溫燙手現(xiàn)象，說明故障不在卸荷閥，而是由于該主溢流閥溢流壓力過低造成的，此時修應(yīng)檢修該閥。
局部故障：1、動臂油缸。有時液壓挖掘機會出現(xiàn)斗桿油缸或鏟斗油缸伸、縮緩慢、無力；行走或回轉(zhuǎn)緩慢、無力的現(xiàn)象，其可能的原因如下：（1）油路、活塞等密封件失效，造成低壓腔和高壓腔液壓油內(nèi)泄互竄。一個簡單的判斷方法是：松開低壓腔的油管，防掉腔內(nèi)液壓油，然后使高壓腔工作，若此時有液壓油從低壓腔油管中流出，則表明油缸活塞密封件密封不良，高壓腔的油竄入了低壓腔，需要更換密封件。也有液壓油外泄的可能，只要觀察油缸、馬達(dá)工作時是否有油流外泄即可確診。（2）安全吸油閥故障。安全吸油閥安裝在各個執(zhí)行元件（油缸、馬達(dá)）上，其作用是當(dāng)工作裝置受到外界巨力沖擊時（如山崖落石），泄露油缸或馬達(dá)內(nèi)的異常高壓，保護(hù)油管不受損壞。安全吸油閥是一個雙向保護(hù)閥，當(dāng)油缸或馬達(dá)的某一腔產(chǎn)生瞬間高壓時，高壓腔的高壓油就會打開安全吸油閥中的溢流閥溢流，同時負(fù)壓腔一側(cè)的安全吸油閥打開單向閥從油箱吸油來補充負(fù)壓，起到了油路保護(hù)的作用。動臂油缸、斗桿缸、鏟斗缸、回轉(zhuǎn)、行走工作回路上都分別有2個安全吸油閥。顯然，如果某個回路上的單向閥失效變成了雙向直通；或者當(dāng)溢流閥失效，打開壓力很低時，都會造成該側(cè)油腔的油壓不能建立，而是直接通過單向閥或溢流閥部分或全部地泄入油箱，使油缸、馬達(dá)動作緩慢無力甚至不能工作。這種故障同時伴有的現(xiàn)象是：在中立或停機后，油缸會緩慢自落（或稱掉缸）。如果同時出現(xiàn)上述2種故障現(xiàn)象，則需要檢修相應(yīng)的安全吸油閥，可用工作正常的安全吸油閥替換故障回路上的安全吸油閥；如果故障消失，即可確診。（3）PPC閥故障。如果發(fā)生了個別動作緩慢而其他動作正常的故障現(xiàn)象，在排除了油缸馬達(dá)內(nèi)泄的可能之后，要檢查PPC閥。PPC閥是一種比例壓力控制閥，根據(jù)駕駛員操作手柄行程的大小輸出相應(yīng)的控制油壓和流量，使主控制閥芯有相應(yīng)的移動量從而控制工作執(zhí)行元件的速度。如果某一閥芯磨損]、卡滯、甚至堵塞，就會造成相應(yīng)動作遲緩甚至不動作。只要把部長回路的控制油管調(diào)換到工作正常的PPC閥上，若故障消失，則確定問題就是相應(yīng)的PPC閥故障，拆卸檢修。
（4）主控制閥故障。如果（1）、（2）、（3）的可能都排除而故障仍然存在，則需要檢查主控制閥中控制相應(yīng)動作的閥芯是否磨損、卡滯、堵塞。每一根閥芯控制一支油路的通斷，如果出現(xiàn)閥芯磨損、卡滯、堵塞，就會導(dǎo)致供給相應(yīng)執(zhí)行元件的壓力油壓力和流量的降低，出現(xiàn)動作無力、緩慢甚至不動作的現(xiàn)象。
2、蓄能器故障。蓄能器是儲存控制油路壓力的一種裝置。安裝在主泵與PPC閥之間，其作用是保持控制油路壓力的穩(wěn)定，以及當(dāng)發(fā)動機熄火后，仍能通過它放下工作裝置，以保證整機的安全。它的蓄能來源于正常工作時自壓減壓閥的壓力油壓縮蓄能器皮囊內(nèi)部的氮氣而積蓄起來的。發(fā)動機關(guān)閉后，如果打開安全鎖緊閥，操縱手柄，主控制閥芯就能靠壓縮氮氣推動控制油路打開，工作裝置靠自重落下。反之，如果工作裝置不動，就是蓄能器出現(xiàn)故障，需要檢查更換。3、LS（負(fù)荷傳感系統(tǒng)）選擇閥故障。復(fù)合動作時，若出現(xiàn)動臂提升緩慢而回轉(zhuǎn)加快的現(xiàn)象，一般就是LS選擇閥發(fā)生故障。該閥安裝在回轉(zhuǎn)PLS油壓力出來的回路上，主要作用是控制動臂和回轉(zhuǎn)復(fù)合動作的協(xié)調(diào)性。清洗檢查LS選擇閥的密封件。
最后，在出現(xiàn)故障時，應(yīng)先判斷出是整機故障還是個別動作故障，然后判斷是壓力故障還是速度故障，從可能引發(fā)故障的元件入手，就能很快診斷排除故障。