如何判断和排除液压挖掘机液压系统故障？

图8-18 挖掘机液压系统框图

1.液压挖掘机的结构特点

日前，在施工中使用的挖掘机多数为斗容1m³左右的单斗液压挖掘机，它们多数采用双泵双回路全功率变量液压系统，其液压系统框图如图8-18所示，所有的工作机构被分成两组，由操纵阀1、2分别控制，前泵、后泵分别作为操纵阀1、2的动力来源，向它们提供液压油，主溢流阀1、2分别控制两组工作机构的最高工作压力，并且两者的调定值相等。各工作机构的分液压油路中又装有过载阀（又名分路溢流阀），在机器受到意外冲击等情况下保护液压系统的安全。各过载阀的调定压力一般也都比较接近。另外，许多挖掘机在斗杆缸、动臂缸共同或单独工作的情况下，操纵阀1、2合流，同时对它们进行供油。

液压传动系统自身的特点决定了其维修保养难度要比其他传动方式大得多，并且不论是施工单位或修理单位，普遍缺少液压系统的监测和维修设备，因此怎样判断和排除液压挖掘机的液压故障，是正确使用挖掘机和使之高效安全工作的关键。

2.故障类型及判断顺序

按挖掘机液压传动系统的特点，可将故障分为以下几种类型：

（1）系统总流量不足 即液压泵泵油不足，总流量过小，各项动作迟缓无力。

（2）系统工作油压低 各执行元件工作无力或无动作。

（3）系统内泄漏 液压泵、阀及执行元件内泄，造成动作不良或无动作。

（4）系统外泄漏 液压件及液压附件有明显外泄，造成污染或油量不足，油压降低。

（5）振动和噪声 工作时液压件或管路振动和噪声，造成工作不良或损坏机件。

以上几种类型故障在判断时应按由外到内、由易到难的顺序逐一排除。建议检查顺序：了解故障前后设备工作情况→外部检查→试车观察→内部系统油路布置检查（参照系统原理图）→仪器检查（压力、流量、转速和温度等）→分析判断→拆检修理→试车调整→故障总结记录。

其中先导系统、溢流阀、过载阀、液压泵及过滤器为故障率较高的部件，应做重点检查。

3.液压系统故障初步诊断

4.液压挖掘机的常见故障

（1）整机全部动作故障

1）故障分析。由于是操纵阀1、2控制的所有动作均不正常，故障点应处于两者的公共部分，即操纵阀以前的部分。根据液压系统框图，整机全部动作故障的原因如下：

①液压油不足，吸油油路不畅（如吸油滤芯堵塞），油路吸空等造成液压泵吸油不足或吸不到油，使得整机全部动作发生故障。

②先导油路故障。此故障只存在于伺服操纵的挖掘机，对于机械式拉杆操纵的挖掘机则不存在。先导油路故障会造成先导油压力不足，使得操纵系统失灵，从而表现为整机动作故障。

③液压泵与发动机之间的传动连接损坏。这样发动机不能带动液压泵，泵口也就没有液压油输出，使得整机不动作。

④前后液压泵均严重磨损或损坏，造成泵的输出流量、压力不足，从而引起整机动作迟缓无力或完全不动作。

⑤液压泵的功率调节系统故障。(www.xing528.com)

2）故障诊断与排除。在进行故障检查时，应按照先易后难，先外后内的原则进行检查，具体方法如下：

①检查液压油量，若不足，加够；检查吸油管是否破裂，接头是否有松动等类似现象，它们会造成液压泵部分或严重吸空；检查吸油滤芯是否有堵塞或吸扁等，如有应更换。

②检查回油滤芯，如有大量金属粉末及颗粒，则为液压泵损坏，需检修。除液压泵损坏外，其他执行元件或轴承等损坏也会使得回油滤芯有大量金属粉末及颗粒，但此处是讨论整机全部动作故障原因，因而忽略其他非公共部分元件。但有时液压泵因长期使用导致过度磨损，这样在回油滤芯处并无明显的异常情况，却仍会引起机器故障，这一点必须加以注意。

③如果前面两种检查均无异常，此时应检查先导油路压力，造成先导油路故障的故障点有先导泵、先导油出油滤芯、先导油路溢流阀、油路其他地方泄漏等，如发现先导油压力不足，应按先易后难的原则导找故障点，然后排除故障。

④如果系统仍不正常，此时应分两种情况。一种是整机完全没有动作，在操作机器时也没有负荷感觉。这时要检查泵与发动机之间的动力传递部分，如传动花键是否损坏等。另一种是动作迟缓。这时应检查液压泵的全功率调节系统，不同型号，特别是不同品牌的挖掘机其功率调节系统也不尽相同，此时应根据具体机型的技术资料进行详细检查及调节。

（2）某组操纵阀控制的几个动作同时不正常

由于另外一组操纵阀所控制的子系统全部正常，因此两组操纵阀所共用部分不存在故障的可能。又根据几个动作同时不正常这一现象分析，故障点应在这几个动作的公共部分，再结合液压挖掘机的液压油路具体结构可知故障原因有以下几方面：

①故障子系统主溢流阀故障。由于挖掘机上的主溢流阀均为先导式溢流阀，主溢流阀不能正常工作的原因常为压力调节不正常、锥阀的锥面磨损、先导阀阀芯阻尼孔堵塞等。当然还有弹簧折断等其他原因，它们均会造成整个子系统压力不足，从而引起系统动作迟缓无力，甚至不能动作，怎样判断是否为主溢流阀故障呢？这里推荐一种现场诊断中非常实用的方法——换位对比法。将故障子系统中主溢流阀与正常子系统中主溢流阀对调后试机，如果故障移到另一子系统，则可断定原故障系统主溢流阀故障，如对调后故障仍在原子系统中，则主溢流阀工作正常，应另外寻找故障原因。

②故障所在子系统液压泵故障。其中，液压泵损坏、装配不当会造成机器相应的几个动作全部丧失，液压泵磨损会使得此组动作缓慢无力。

不管其故障形式如何，只要根据上述分析方法，确定了大致故障点后进一步进行检查、拆卸，就能发现问题所在。同样，对有怀疑的液压泵也可用换位对比法，调换泵出口管路，从而改变子系统的工作泵，视其子系统的故障是否改变。若改变，则为液压泵故障，否则故障不在液压泵。

例如，有一台加藤HD800-Ⅶ型挖掘机，回转时整机振动，与之同组的动臂、斗杆动作时，也感觉有些不顺畅，但不是很明显。同组的履带在行走时与另一侧履带相比较慢。在排除主溢流阀故障后，调换两液压泵出油管，两组子系统故障现象也随之改变，则故障在液压泵。解体液压泵，发现液压泵缸体与配流盘接触的弧形面上有几处金属剥落形成的缺口，正是这些缺口造成压力脉冲现象，产生以上故障，维修后故障消失。

③故障子系统液压泵调节机构故障。液压泵调节机构发生故障的表现为，机器工作时，液压泵工况不能随工作装置工况的改变而改变。

例如，有一台加藤HD770-Ⅱ型挖掘机，冷机时一切正常，工作一段时间温度升高后却发现回转、斗杆和一边履带（与回转同一液压泵）动作同时变慢，停机冷却后又一切正常。后来检查泵流量调节柱塞，发现柱塞卡孔不能自由移动，这样在工作装置需要液压泵增大流量时，因调节柱塞卡死，流量不能增大，从而表现出动作缓慢。将泵调节机构解体，发现调节柱塞有些磨花，磨光、清洗后装回，故障消失。

（3）单个动作故障 从液压系统结构上分析，既然是单个动作故障，就可排除多个动作公共部分故障的可能性，这样可能的故障点就在该动作的操纵控制部分与执行元件之间。具体包括此动作的操作手柄及先导阀、先导油路、操纵阀芯与阀体（通常阀体出现故障的可能性很小）、分路过载阀、执行元件和其他相关部分。其中，先导油路、分路过载阀和部分操纵阀故障可用前文所述的换位对比法加以判明。换位对比法的本质是将有故障和无故障的功能相同或相近的元件进行位置互换后，故障位置是否会改变，从而确定故障点。

下面举例就单个动作故障现象及原因进行分析。

1）动作缓慢无力或完全没有动作（包括来回动作中一个方向的动作故障）。根据故障检查先易后难的原则，先检查先导油路、分路过载阀；如果仍正常，检查操纵阀，看相应的阀芯是否卡死；如果仍正常，则应检查执行元件和与之相关的其他部分。

如一台PC300-Ⅲ型挖掘机，在工作中转盘回转时突然不能停止，等停下来后就不能再转动，而机器的其他动作全部正常。由于是两个方向都不能转动，马达的溢流阀、补油阀故障可排除；检查回油滤芯，没有发现异常，估计马达本身应无问题；起动后操作回转，听发动机的声音有负荷感觉，用手触摸回转马达的油管，明显感到有液压油进入马达，由此推断操作手柄、先导油路、操纵阀工作均正常；这样，回转减速器成了主要怀疑对象。假如工作中回转减速系统因元件损坏等造成传动突然中断，那么回转马达与转盘的联系中断，转盘转动起来后，当马达停止时，制动不了转盘，转盘在惯性的作用下继续转动；当转盘停止后，再操作回转动作时，即使马达工作正常，而动力不能传递至转盘，机器不能回转。根据此假设分析，将马达总成拆下，发现回转马达输出轴与花键套相配合的内齿损坏，不能啮合，回转马达与回转减速器的动力联系中断，因而出现前述的故障现象。

2）动作错乱。挖掘机有时无需操纵而自己出现一些动作，这种现象的本质是在工作回路本应关闭时却有液压油进入执行元件使之动作。可能的故障点有与故障动作有关的操纵杆及先导阀（机械式操纵的机器应为拉杆）、操纵阀阀芯及阀体。具体检查方法为，堵住相应的到操纵阀的先导油管后试机，假如故障消失，说明故障在操纵杆及先导阀部分；否则应检查阀芯是否卡死、过度磨损或装配错误等；若阀芯正常，应继续检查与阀芯配合的阀体和其他元件（如油封）等是否损坏。

有一台PC300-Ⅰ型挖掘机，每次在工作一段时间后，左边履带会自动行走，长时间停机后再起动，故障消失，再工作一段时间后又重复出现前述现象。此种机型为机械拉杆式操纵，将操纵左边履带的拉杆拆掉，故障不消失。检查发现阀芯已不在中位，拆开阀芯另一端的密封盖，阀芯回到中位，故障消失。后经仔细检查发现阀芯座孔中有一条油封，阀芯从这条油封中穿过，油封在阀体与阀芯之间起密封作用，由于这条油封老化，密封作用减弱，使得阀体中的液压油能慢慢沿着阀芯座孔流至阀芯有密封盖的一端，当密封盖内的油压达到一定程度时，就将阀芯推向靠近拉杆的一端，阀芯离开中位，使履带行走。更换油封后故障消失。

5.液压故障的判断、排除原则

液压挖掘机的故障形式非常之多，不能在此一一述及，关键是善于总结。如能掌握有效的故障分析方法，结合液压挖掘机的结构特点，对故障进行分类处理，那么在故障的判断处理中就可收到事半功倍的效果。

对照系统原理图，将系统总回路按工作功能分成若干个支回路，然后根据故障现象，对照所在支回路逐步排除。对于一般的单一故障，能很快判断清楚并排除；如遇到比较复杂的综合性故障，则应通过对系统原理图仔细分析，先列出可能原因，然后采取逐一排除法，从外到内地逐步深入检查，一般就能顺利排除。

应注意，在挖掘机液压系统中，电液比例控制系统比一般液压系统复杂，变量控制系统比定量控制系统复杂，先导控制液压系统比机械控制液压系统复杂；在处理液压故障时，要根据不同机型特点，具体问题具体分析对待，不能生搬硬套，每处理好一个故障要搞清楚故障原因，做好总结记录工作，这样才能不断地提高故障判断水平。