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ZG3225LC-9C挖掘机液压系统同步排气法的应用
一、 ZG3225LC-9C挖掘机液压系统存在的问题及分析 1.ZG3225LC-9C挖掘机液压系统存在的问题2008 年 6 月，常林股份公司推出了
ZG3225LC-9C型液压挖掘机。

我们
对2008 年 7 月至2008 年 12 月期间出厂的 221 台整机就故障率进行了用户回访统计。

统计结果显示，ZG3225LC-9C液压挖掘机平均使用 5350 小时后，液压系统的效率明显下降（具体表现为挖掘力明显下降，经测压，压力达不到
系统设计压力）。

由于液压系统主要元器件的单价较高，其使用寿命过短造成挖掘机的使用成本过高，直接影
响到市场对 ZG3225LC-9C型液压挖掘机的认可度。

为此，我们在专家组的指导下制定了重点解决
ZG3225LC-9C液压挖掘机液压系统效率下降问题的
工作计划。

2.问题分析
首先，我们随机调用一台未出厂且通过调试的挖
掘机进行了连续150 小时的工作试验。

试验之前，利
用传统排气方法对液压泵、马达及油缸进行了充分的
排气。

试验结果主要反映出三方面问题。

（1）ZG3225LC-9C液压挖掘机油温偏高，大负荷
工作时，液压油油温高于 95℃，有时甚至高达 100℃。

（2）液压系统噪声偏大。

（3）对从液压油箱中抽出的液压油进行试纸试验，发现液压油的品质已经下降。

针对上述三方面问题，我们通过对液压油散热器供
应商提供的 ZG3225LC-9C型液压挖掘机散热器及液压
油箱的散热功率计算分析，认为 ZG3225LC-9C型液压
挖掘机现有的散热系统完全满足液压系统的散热需求。

根据理论计算，当外部环境温度为 40℃时，系统正常热平衡温度为 80℃。

ZG3225LC-9C液压挖掘机采用国际著名品牌的工作泵、行走及回转马达、主阀。

这些挖掘
机液压元器件普遍为各挖掘机生产商使用，因此，这些
液压元器件本身的质量应该是可靠的。

常林股份公司
ZG3225LC-9C液压挖掘机使用的液压油为美孚抗磨液
压油，其质量是有保证的。

我们分析后认为，挖掘机工
作环境恶劣，可能由于工作泵在工作过程中的吸空现象，及外界环境的污染物通过油箱盖进入油箱，从而导致工
作泵和行走马达的柱塞磨损及气蚀，进而造成容积效率
下降，功率损耗增加，导致系统发热量增加及系统噪声
加大，最终导致系统使用寿命降低。

3.问题验证
为了验证上述分析结论，决定对 ZG3225LC-9C液压挖掘机上更换下来的工作泵进行拆解验证。

通过拆
解，发现工作泵柱塞缸体的磨损及气蚀情况非常严重
（见图 1、图 2、图 3）。

标准孔直径 31.21mm，磨损的孔直径31.33mm 。

4.解决措施
ZG3225LC-9C型液压挖掘机泵、阀、马达及管路
已充分进行了排气处理，所加注的液压油已进行二次
过滤，造成液压系统油品污染及系统空气含量高，导
致液压系统噪声大。

使用寿命低，是由于液压油箱在
挖掘机工作过程中吸入杂质及液压油箱负压，工作泵
吸油不充分造成的。

具体解决措施如下：
（1）在液压油箱的设计上采用同步排气法，安装同步排气的装置。

（2）同步排气装置上安装集成空气过滤器，充分过滤进入液压油箱的外部空气。

二、同步排气法的运用
1.同步排气装置的结构及安装
同步排气装置通常安装在液压油箱上（图 4），一
般由空气过滤芯、进气单向阀、排气单向阀、加油过滤
网四部分构成（图 5），与油箱的连接方式有法兰连接
和螺纹连接两种。

1―盖形螺母2―垫片 a 3―六角螺母4―垫片 b 5―壳子
6―滤芯7―底盘 ASS’Y(包括进气单向阀、排气单向阀、加油过滤网）
8―法兰盘 ASS’Y(加油过滤网 )
2.同步排气装置的基本原理
图6 中， A 部分为同步排气装置的工作原理图。

当液压系统中回到液压油箱的液压油体积大于液压油泵在相同时间内从油箱吸油体积时，油箱内部形成正压力，当压力超过 0.3 公斤时，油箱内空气从同步排气装置的排气单向阀中排出。

系统初启动时，油箱液面下降，液压油箱上同步排气装置的进气单向阀开启，保证油箱与大气相通，减小吸油阻力。

通过安装液压油箱同步排气装置，系统正常工作时保持液压油箱 0.3
公斤背压，有利于减小吸油阻力，从而避免液压系统
中工作泵的吸空。

同时，由于同步排气装置中设置了
空气过滤及加油过滤网，这样就保证了外界环境中的
污染物不能进入油箱。

3.同步排气装置的设计原则
一般情况下，同步排气装置在工作时，空气流速
越低，抗污染过滤能力及液压油箱背压的保证就越好。

故在设计时，空气流量应为油泵排量的 1.5 倍左右。

如果空气流量小于油泵排量的 1.5 倍，液压油箱中的空气将不能及时与外界空气进行交换，导致液压油箱
油温升高，油箱内形成油气。

当液压系统中回到液压
油箱的液压油体积大于液压油泵在相同时间内的从油
箱吸油体积时，油箱内部形成正压力，当压力超过 0.3公斤时，油气会从排气单向阀中排出，排除的油气冷
却附着在液压油箱上，不但对环境造成了污染，而且
遇到火源时还容易着火，引起安全事故。

对于工程机械、车辆、移动机械，以及需要具有
压力的液压系统，可采用带预压空气的同步排气装置。

常林股份公司 ZG3225LC-9C液压挖掘机采用的同步排气装置中的单向阀能保持油箱的预定压力，同时提高了油泵的吸入性能，维持油箱内液体平衡，避免了油箱内液体因震荡或摆动而产生工作泵的吸空等问题，从而延长了挖掘机液压系统的使用寿命。

4.维护与保养
同步排气装置同样需要定期维护与保养，否则会
引起一些意想不到的故障，如油温升高、工作泵吸空
等现象。

在使用一定的时间后，滤芯上逐渐黏上尘埃，因而使空气阻力增加。

当阻塞面积过大时，可采用反
吹法减小空气阻力。

如果严重时，需更换滤芯。

常林
股份公司 ZG3225LC-9C液压挖掘机采用的同步排气装
置使用法兰连接，并带有保险链以预防跌落和丢失。

具体参数为：过滤精度40μm、加油网直径 38mm、
长100mm、空气预压 0.35bar，1bar=105Pa。

三、安装同步排气装置的挖掘机试验跟踪调查
1.安装同步排气装置挖掘机液压系统油温测试
虽然所测液压油温超过理论油温平衡点80℃，专家组经过分析认为这是由于环境温度、系统本身元器件
节流以及理论计算与实际情况有偏差等因素造成的，且
液压油温仍然处于正常范围，所以挖掘机完全可以正常
工作。

2.安装同步排气装置挖掘机市场跟踪
根据对 2010 年 3 月至 2010 年 4 月期间出厂的 152台ZG3225LC-9C型液压挖掘机（安装了同步排气装置）用户回访的统计，其挖掘机平均使用6923 小时后，液压系统的效率才出现明显下降，比未安装同步排气装置的挖掘机平均增加了 1573 小时。

四、结论
通过对改进后的常林股份公司 ZG3225LC-9C液压
挖掘机进行试验及后期出厂产品的跟踪调查，在液压油
箱上安装使用同步排气装置可明显降低液压系统油泵的
吸空现象，降低工作液压油受污染程度，进而减小了系
统噪声，延长了液压系统使用寿命，证明了同
步排气装置的有效性。

目前，常林股份公司已经在压路机和平地机上推广使用同步排气装置。

另外，在跟踪调查过程中也发现，同步排气装置的维护与保养非常重要，如果不注意维护保养，同步排气装置的使用效果就会明显下降。

（作者单位：周小伟，江苏省常州技师学院；
黄红武，常州林业机械股份有限公司）。