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）、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。（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。它是位于駕駛室內的一個簡單的機械開關，控制低壓油路和駕駛室內的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。當該閥出現(xiàn)卡死或堵塞時，油液不能供給PPC閥進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（有先導泵的，無此閥）。它是位于主控制閥體上的一個調壓閥。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，保護整個系統(tǒng)不致?lián)p壞。如果該閥彈簧斷裂或調定壓力過低，將導致整個系統(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臺主泵僅當行走時分流，分別供應右、左行走馬達工作；在其他狀態(tài)下雙泵合流工作。所以當合流分流閥出現(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動作緩慢的情況，可以認定就是合流分流閥故障，此時應檢修該閥。
（2）主溢流閥調定壓力過低。由于調定壓力低于標準值，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的測壓口。發(fā)動機要全油門轉動，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)值當中有4個或以上的數(shù)值基本相等且低于標準值，則能斷定故障就出在主溢流閥。為了進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。然后和標準值比較，判斷出故障閥，同時進行調試。
（3）自壓減壓閥調定壓力過低（有先導泵的，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；如果低于標準值，同時進行調整，順時針轉動調整螺絲增加壓力，直到標準值，然后鎖緊螺母。
（4）卸荷閥和LS（負荷傳感系統(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，導致系統(tǒng)緩慢無力。而導致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）上，其作用是當工作裝置受到外界巨力沖擊時（如山崖落石），泄露油缸或馬達內的異常高壓，保護油管不受損壞。安全吸油閥是一個雙向保護閥，當油缸或馬達的某一腔產生瞬間高壓時，高壓腔的高壓油就會打開安全吸油閥中的溢流閥溢流，同時負壓腔一側的安全吸油閥打開單向閥從油箱吸油來補充負壓，起到了油路保護的作用。動臂油缸、斗桿缸、鏟斗缸、回轉、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；或者當溢流閥失效，打開壓力很低時，都會造成該側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，在排除了油缸馬達內泄的可能之后，要檢查PPC閥。PPC閥是一種比例壓力控制閥，根據駕駛員操作手柄行程的大小輸出相應的控制油壓和流量，使主控制閥芯有相應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，就會造成相應動作遲緩甚至不動作。只要把部長回路的控制油管調換到工作正常的PPC閥上，若故障消失，則確定問題就是相應的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，就會導致供給相應執(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部的氮氣而積蓄起來的。發(fā)動機關閉后，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（負荷傳感系統(tǒng)）選擇閥故障。復合動作時，若出現(xiàn)動臂提升緩慢而回轉加快的現(xiàn)象，一般就是LS選擇閥發(fā)生故障。該閥安裝在回轉PLS油壓力出來的回路上，主要作用是控制動臂和回轉復合動作的協(xié)調性。清洗檢查LS選擇閥的密封件。
最后，在出現(xiàn)故障時，應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。