时间：2017-09-06 分类：机械
液压系统在使用时也存在许多方面的问题，特别是液压系统的故障诊断困难，影响了液压传动系统的推广和应用。本文对工程机械液压系统的故障诊断和维护谈一些看法。
《上海工程技术大学学报》本刊以中国中国共主党在社会主义初级阶段基本路线为指导思想，坚持为社会主义服务、为人民服务的方向，坚持面花齐放、百家争鸣的方针。理论联系实际，体现新、精、实的精神和文风。主要发表自然科学、工程技术、经济管理等学科有创见的学术论文、重要科研成果、重大学术问题的述评、综述。推动教学、科研、技术服务水平的提高，交流科技信息，活跃学术气氛，推广科技成果。获奖情况：上海市高等学校优秀自然科学学报。
目前越来越多的工程机械采用液压传动系统来完成动力传递，这是因为采用液压系统有许多方面的优点。液压元件相对质量轻、惯性小、结构紧凑、整体布局方便;液压传动系统能在大范围内实现无级变速，传递运动平稳均匀，易实现缓冲、安全保护;操纵简单方便，当机电液联合应用时，实现自动化、智能化非常方便。但是，液压系统在使用时也存在许多方面的问题，例如油液的泄漏和气体的混入将影响机构运动的平稳性和准确性;油液对温度变化范围和污染程度的要求比较严格;液压元件精度高，造价贵;特别是液压系统的故障诊断困难，影响了液压传动系统的推广和应用。液压系统的故障既不像机械传动那样显而易见，又不如电气传动那样易于检测。本文对工程机械液压系统的故障诊断和维护谈一些看法。
一、工程机械液压系统故障特点
1、故障的多样性和复杂性
液压系统出现的故障可能是多种多样的，而且在大多数情况下是几个故障同时出现。例如：系统的压力不稳定，常和振动噪声同时出现;而系统压力达不到要求往往和动作故障联系在一起;甚至机械、电气部分的毛病也会与液压系统的故障交织在一起，使得故障变得复杂，新液压系统在调试的时候更是如此。
2、故障的隐蔽性
液压系统是依靠在密闭管道内并具有一定压力能的油液来传递动力的，系统的元件内部结构及工作状况不能从外表进行直接观察。因此，它的故障具有隐蔽性，不如机械传动系统故障那样直观，又不如电气传动系统那样易于检测。液压装置的损坏与失效，往往发生在系统内部，由于不便拆装，现场的监测条件也十分有限，难以直接观测，各类泵、阀、液压缸与液压马达
无不如此。由于表面症状的个数有限，加上随机性因素的影响，使得液压系统故障分析比较困难。大型液压阀板内部孔系纵横交错，如果出现串通与堵塞，液压系统就会出现严重失调，在这种情况下寻找故障点的难度很大。
3、引起同一故障的原因和同一原因引起故障的多样性
(1)液压系统的故障症状与原因之间存在各种各样的重叠与交叉。一个故障有多种可能的原因，而且这些原因常常是互相交织，互相影响。如：系统压力达不到要求，其产生原因可能是泵引起的，也可能是溢流阀引起的，又可能是两者同时作用的结果。此外，油的黏度是否合适，以及系统的泄漏等都可能引起系统压力不足。再例如，引起执行器速度慢的原因有：负载过大;执行器本身磨损、内泄过大;系统内存在泄漏口;系统调压故障;系统调速故障以及泵故障等。
(2)液压系统中的一个故障源可能引起多处的症状。往往同一原因，但因其程度的不同、系统结构的不同，与它配合的机械结构的不同，所引起故障现象也可以是多种多样的。例如同样是混入空气，严重时能使泵吸不进油;轻者会引起流量、压力的波动，同时产生噪声和机械部件运动过程中的爬行。再例如，叶片泵定子内曲线磨损之后，会出现压力波动增大和噪声增大等故障，泵的配流盘磨损后会出现输出流量下降、泵表面发热及油温升高等症状。
(3)对于一种症状有多种可能原因的情形，应采取有效手段剔除不存在的原因。对于一个故障源产生多个症状的情形，可利用多个症状的组合来确定故障源。对于故障源叠加现象，应全面考虑每个影响因素，分清各因素作用的主次#p#副标题#e#轻重。
二、液压系统故障的现场诊断
1、现场的初步检查与诊断
根据故障现象查清有关情况，对照液压系统图分析产生故障的部位和初步原因，不可忽视看起来十分简单的原因，更不可盲目乱拆，以免造成不必要的损失。在具体的检查过程中应按以下步骤进行。
(1)向驾驶员了解情况，对故障产生时机器的状态、声音等都要做详尽了解，避免了小题大做，化易为难。如一台ZL40G装载机，在给变速器换完油后发现机器行走无力、变矩器油温过高。经检查发现，所加传动油号错误。在弄清了引发故障的原因后，故障得以迅速排除。
#p#分页标题#e#(2)进行必要的具体操作。有时，驾驶员对机器故障的因果关系陈述不清，致使故障诊断困难，这时必须进行现场操作来判断。
(3)油质、油量的检查。此内容看似简单，实施起来却常被忽视。如一台路类检修车，在修理完液压缸后发现液压油不足，而采购的液压油为土法提炼的再生油，续加到油箱后造成了油质的污染，变质起泡，致使机器动作无力。更换液压油后故障得以排除。由此可见，合格的液压油是液压系统可靠运行的保障。
如果通过以上的初步检查后仍不能排除故障，则应借助仪器做更为详细的诊断。
2、液压系统的仪器诊断
在一般的现场诊断中，由于流量的诊断比较困难，加之液压系统的故障往往又都表现为压力不足，因此在现场诊断中，更多地是采用诊断系统压力的方法。
3、其它诊断方法
采用不用仪器的对换诊断方法，这种方法常在同型号机器进行整体测试时使用，即若现场无诊断仪器或被查元件比较精密而不宜拆开时，可换上其它同型号机器上的元件进行检查，即能快速地诊断出有否故障。
三、液压系统的维护
工程机械液压系统的正常运行与正确及时维修有关，也与正确的维护有密切关系。液压系统的正确维护有以下几个方面。
1、选择适合的液压油
液压油在液压系统中起着传递压力、润滑、冷却、密封的作用，液压油选择不恰当是液压系统早期故障和耐久性下降的主要原因。应按随机《使用说明书》中规定的牌号选择液压油，特殊情况需要使用代用油时，应力求其性能与原牌号性能相同。不同牌号的液压油不能混合使用，以防液压油产生化学反应、性能发生变化。深褐色、乳白色、有异味的液压油是变质油，不能使用。
2、防止固体杂质混入液压系统
清洁的液压油是液压系统的生命。液压系统中有许多精密偶件，有的有阻尼小孔、有的有缝隙等。若固体杂质入侵将造成精密偶件拉伤、发卡、油道堵塞等，危及液压系统的安全运行。一般固体杂质入侵液压系统的途径有：液压油不洁;加油工具不洁;加油和维修、保养不慎;液压元件脱屑等。可以从以下几个方面防止固体杂质入侵系统：
3、防止空气入侵液压系统
在常压常温下液压油中含有容积比为6～8%的空气，当压力降低时空气会从油中游离出来，气泡破裂使液压元件“气蚀”，产生噪声。大量的空气进入油中将使“气蚀”现象加剧，液压油压缩性增大，工作不稳定，降低工作效率，执行元件出现工作“爬行”等不良后果。另外，空气还会使液压油氧化，加速油的变质。
4、防止水入侵液压系统
油中含有过量水分，会使液压元件锈蚀、油液乳化变质、润滑油膜强度降低，加速机械磨损。
除了维修保养时要防止水分入侵外，还要注意储油桶不用时，要拧紧盖子，最好倒置放置;含水量大的油要经多次过滤，每过滤一次要更换一次烘干的滤纸，在没有专用仪器诊断时，可将油滴到烧热的铁板上，没有蒸气冒出并立即燃烧方能加注。
5、机械作业要柔和平顺
机械作业应避免粗暴，否则必然产生冲击负荷，使机械故障频发，大大缩短使用寿命。作业时产生的冲击负荷，一方面使机械结构件早期磨损、断裂、破碎，一方面使液压系统中产生冲击压力，冲击压#p#副标题#e#力又会使液压元件损坏、油封和高压油管接头与胶管的压合处过早失效漏油或爆管、溢流阀频繁动作油温上升。要有效地避免产生冲击负荷：必须严格执行操作规程;液压阀开、闭不能过猛过快;避免使工作装置构件运动到极限位置产生强烈撞击;没有冲击功能的液压设备不能用工作装置(如挖掘机的铲斗)猛烈冲击作业对象以达到破碎的目的。
6、要注意气蚀和溢流噪声
作业中要时刻注意液压泵和溢流阀的声音，如果液压泵出现“气蚀”噪声，经排气后不能消除，应查明原因排除故障后才能使用。如果某执行元件在没有负荷时动作缓慢，并伴有溢流阀溢流声响，应立即停机检修。
7、严格执行交接班制度
交班司机停放机械时，要保证接班司机检查时的安全和检查到准确的油位。系统是否渗漏、连接是否松动、活塞杆和液压胶管是否撞伤、液压泵的低压进油管连接是否可靠、油箱油位是否正确等，是接班司机对液压系统检查的重点。常压式油箱还要检查并清洁油箱通气孔，保持其畅通，以防气孔堵塞造成油箱真空，致使液压油泵吸油困难而损坏。
8、保持适宜的油温
液压系统的工作温度一般控制在30～80℃之间为宜(危险温度≥100℃)。液压系统的油温过高会导致：油的粘度降低，容易引起泄漏，效率下降;润滑油膜强度降低，加速机械的磨损;生成碳化物和淤碴;油液氧化加速油质恶化;油封、高压胶管过早老化等。为了避免温度过高：不要长期过载;注意散热器散热片不要被油污染，以防尘土附着影响散热效果;保持足够的油量以利于油的循环散热;炎热的夏季不要全天作业，要避开中午高温时间。油温过低时，油的粘度大，流动性差，阻力大，工作效率低;当油温低于20℃时，急转弯易损坏液压马达、阀、管道等。此时需要进行暖机运转，起动发动机，空载怠速运转3～5min后，以中速油门提高发动机转速，操纵手柄使工作装置的任何一个动作(如挖掘机张斗)至极限位置，保持3～5min使液压油通过溢流升温。如果油温更低则需要适当增加暖机运转时间。#p#分页标题#e#
9、液压油箱气压和油量的控制
压力式油箱在工作中要随时注意油箱气压，其压力必须保持在随机《使用说明书》规定的范围内。压力过低，油泵吸油不足易损坏，压力过高，会使液压系统漏油，容易造成低压油路爆管。对维修和换油后的设备，排尽系统中的空气后，要按随机《使用说明书》规定的检查油位状态，将机器停在平整的地方，发动机熄火15min后重新检查油位，必要时予以补充。
10、其他注意事项
作业中要防止飞落石块打击液压油缸、活塞杆、液压油管等部件。活塞杆上如果有小点击伤，要及时用油石将小点周围棱边磨去，以防破坏活塞杆的密封装置，在不漏油的情况下可继续使用。连续停机在24h以上的设备，在启动前，要向液压泵中注油，以防液压泵干磨而损坏。平时还要注意定期保养。
四、结语
由于液压系统固有的优越性，以及在工程机械中的广泛应用，其维护及故障分析也就越来越显得重要了。目前有的工程机械液压系统设置了智能装置，该装置对液压系统某些隐患有警示功能，但其监测范围和程度有一定的局限性，所以液压系统的故障诊断应将智能装置监测结果与定期检查保养相结合。
参考文献：
1、现代工程机械故障诊断与排除、维护及检修技术实务全书.天津电子出版社.2005
2、朱邦灿、张玉峰、韩昆德.全液压转向系统常见故障分析.《建筑机械化》.2006
