工程机械液压系统故障诊断技术论文

试论工程机械液压系统故障诊断技术【摘要】：我国重点工程项目的大量实施与资源开发的大规模扩大，对工程机械可靠性、安全性提出了更加高标准的要求，因而液压系统的稳定性就成了一个十分突出的问题，除了对液压系统的可靠性设计外，液压系统故障诊断技术显的尤为重要。在线故障监测诊断、预测和远程维护已经做为工程机械行业亟待解决的重要问题。工程机械由于功能复杂，工程机械故障70%是因液压系统故障所引起的，本文作者根据在自己实践工作中积累的经验对液压系统常见的故障进行了较为系统的分析，并对如何快速、准确判断故障位置、排除故障的方法进行详细阐述。

【关键词】：工程机械；液压系统机械维护故障诊断

中图分类号：f407文献标识码： a 文章编号：

液压机械系统主要是液压泵、控制阀、变矩器、变速器与动力换挡变速阀等组成、故障特点通常表现是运行无力或者是液压离合器接合不良。工作装置液压系统基本是液压泵、控制阀、液压马达与液压缸组成，故障特点主要表现是马达的运行或回转无力、液压缸活塞的伸出与缩回迟缓。两种系统故障的共同特点是都只要表现在系统压力不足这一点。

一、工程机械液压系统故障的初步诊断

根据故障现场的有关情况，对照液压系统图分析产生故障部位与初步原因。不要忽视看起来很简单的原因，不要盲目乱拆，避免造成不必要的损失。初步的检查过程要按以下步骤进行。

1、向驾驶员了解情况：故障产生中机器状态要做详尽了解，充分了解机械的运行过程出现的问题及故障特征，以方便故障处理，免得小题大做，化易为难。

2、进行必要的现场操作：有时，驾驶员对机器故障因果关系陈述不清，导致故障诊断困难，因此进行必要的现场操作会得到更详实的第一手资料。

3、感官检查：通过眼看、注意观察执行元件的运行与异常现象，测压点的压力值是不是能达到额定值；油液有没有变质、油量是不是充足；各种管路接头、阀块接合处是否存在渗漏与油垢等。耳听：注意液压系统工作时噪声是否过大，各溢流阀、换向阀、马达、液压缸等元件工作时声音是否正常。手摸：感觉液压泵、油箱和阀体的表面是不是烫手；振动部位零部件的外壳、油管与油箱的振动情况，控制机构、紧固或连接螺栓等的松紧度情况等。鼻嗅：用鼻子闻液压油是不是有臭味，导线与油液是不是有烧焦的气味。

二、工程机械液压系统故障的经验性诊断

1、比较两台液压泵的运行情况：比如：一台挖掘机的发动机转速是1500r/min时作铲斗满载的作业，如出现动臂提升缓慢现象，但是作业中发动机转速却没有改变（若发动机转速下降，表明液压泵工作正常）。这时用手感觉两台液压泵的温度，如果左泵温度较高，那么初步判定左泵是有故障的。解体左泵是发现，侧板的磨损严重且出现沟槽（吸油腔端较严重），至使液压泵严重内漏导致动臂提升缓慢。

2、速度比较法：如果执行元件的速度明显变慢，就有可能是动力元件出现故障。应先查液压油管路及滤网是否堵塞或变形等。如没有问题，有可能是油缸、马达等执行元件内部出现了泄漏，根据实际情况进行维修或更换。

3、油质相关分析法：拆开液压油滤油器，观察滤芯表面所黏附的污物种类，如果有铜屑或是铝屑，就说明系统中铜或铝质的元件严重磨损或拉伤；如有橡胶碎粒，说明密封元件已经破损失效。比如：有台装载机施工中行驶无力、系统压力较低，拆检变速器油底壳与滤油器发现，油底壳滤网与滤油器滤芯上粘有大量的铝屑，由此确定变矩器是有故障的。拆检变矩器是发现：紧固泵轮与分动齿轮的锁紧螺栓已经松动，或有一只螺栓已经折断，头部卡在一级涡轮与二级涡轮叶片之间，将泵轮与两个涡轮的叶片刮出此了深2cm 沟槽，导致变矩器内泄量增多，离心力下降，驱动力也随之低，造成了装载机行驶无力。

4、置换对调法：将有故障部位回路和工作正常的相同回路进行分段对调，不需要用仪器判断故障的位置。但要注意两回路的结构、原理要相同（压力与流量也相同），否则，会损坏回路上的液压元件。

三、工程机械液压系统故障的科技诊断

1、仪器、仪表诊断：一般的现场检测中，流量的检测比较困难，加上液压系统的故障往往显视为表现为压力不足，所以在现场检测中，更多是采用检测系统压力的方法。比如一台966d装载机，

在运转6000h后发现的行走无力，检测变矩器进和出口的压力值，结果很正常；操作动力换挡变速阀时，在测量方向离合器压力时，用仪表测发现压力仅为0.5mpa，没有建立起正常压力。打开变速器发现，方向离合器油道中的油封损坏，造成液压油渗漏，更换油封故障被排除。又比如，一台ex220-5挖掘机，运转到3000h后发现行走跑偏，仪器检测行走系统压力发现，左边32mpa，右边却只有26mpa，因而调整右行走安全阀压力，故障得到排除。多种情况下借助仪器、仪表检测机械液压系统、液压元件的各项性能参数（压力、流量、温度等），并进行分析处理，判断故障部位，从而得出系统故障的原困。

2、电脑诊断：随着机电液的一休体化在工程机械上广泛应用，单一压力测试已无法满足现场检测的需求，目前越来越多的进口工程机械，其中的故障诊断要借助专门检测电脑来完成，检测电脑检测数据丰富、体积小又携带方便。比如一台日立ex220-2型号挖掘机，工作中装置液压系统无力，操作挖掘机手柄时，发动机变声并冒浓烟。利用检测电脑检测中发现，液压泵流量没显著变化，压力升高时发动机变声，由些得出，液压泵流量过大，斜盘不能调整流量。解体液压泵伺服阀发现伺服阀和液压泵流量调整斜盘连接销轴断裂，更新销轴故障被排除。

3、油液分析诊断：常用油液分析法包括：铁谱分析法、光谱分析法、磁塞检测法与颗粒计数法等，针对不同情况采用相应分析法进行液压系统故障的诊断。

4、振动声学发诊断：即对液压系统振动与噪声进行检测，判断液压元件磨损状况和技术状态，进一步诊断故障原因与预测发展方向等。此法多用于价值较高的液压泵与液压马达的故障诊断。

5、计算机专家诊断系统判断法：在人工智能的计算机诊断系统能模拟故障诊断专家的思维方式下，运用现有的故障诊断理论知识与专家实践经验，对液压元件、液压系统故障信息进行推理分析做出判断。

四、基于参数测量的故障诊断方法

随着液压系统逐步向大型化和自动控制方向发展，同时出现了多种故障诊断方法。如铁谱诊断和基于人工智能的专家诊断系断，这些方法虽然给液压系统故障诊断带来广阔的前景，但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统，目前不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的基于参数测量的液压系统故障诊断方法。

液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化，因此当液压系统发生故障时必然是系统中某个元件或某些元件有故障，也就是说某个参数已偏离了规定值。需维修人员马上处理。然后在参数测量的基础上，结合逻辑分析法,就可以快速、准确地找出故障所在。

参数测量法不仅可以诊断系统故障，而且还能预报可能发生的故障，并且这种预报和诊断都是定量的，大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快，误差小，检测设备简