IPF-85B型混凝土泵车液压系统故障分析

某一台IPF-85B型混凝土泵车在为路桥施工泵送大方量混凝土时突然出现下述故障：泵车在无负荷泵送时发动机转速自1800r/min降至1500r/min；在主液压缸换向时发动机转速又降至1100r/min，此时臂架管即使在水平状态，混凝土也泵送不出。

该车的主液压系统原理如图8-57所示。

初步判断此故障是发动机动力不足和主泵内泄引起的。为此，先对泵车进行了道路试验，结果泵车在60km/h情况下仍能持续行驶，说明发动机动力良好；而后又将该机主油路进行强制升压，即关闭手动逆转阀4，主液压系统压力可达到28MPa，与规定压力值相符，否定了主液压泵出故障的可能性；最终确认故障应在主油路的液压元件上。下面分析此故障的原因，并介绍故障的排除方法。

1.故障原因探讨

可以引起泵送时发动机转速下降和主液压缸换向时发动机转速下降的主要原因有以下几方面。

（1）减压阀输出压力太低 减压阀9的标准输出压力为21MPa，主泵液压油经减压阀后通过先导换向阀16控制升压阀15换向，从而使闸阀换向阀14和主换向阀5换向。当减压阀输出压力降低后，不但影响液压系统对蓄能器12的充压能力和速度，而且使升压阀换向迟缓，导致主液压缸6的活塞到位后换向不及时，进而增加主泵的负荷，表现为换向时发动机转速下降、油压上升。

（2）蓄能器氮气压力不足 蓄能器的标准气压为7MPa，其主要作用是建立一个双压，以保证闸阀液压缸13先于主液压缸动作，并保证闸阀换向阀和主换向阀迅速换向。氮气压力降低后（一般低于5MPa），液压系统预压力降低，因而在每次升压阀换向后，来自主泵的液压油必须首先对蓄能器充压以弥补压力损失，在给油路充压过程中由于闸阀换向阀和主换向阀不能及时动作，导致主液压缸和闸阀液压缸不能及时换向，致使主液压泵负荷增加，因而出现了换向时发动机转速下降的现象。

图8-57 IPF-85B型混凝土泵车的主液压系统原理

1—主液压泵 2—溢流阀 3—卸荷电磁阀 4—手动逆转阀 5—主换向阀 6—主液压缸 7—顺序阀 8—主压力表 9—减压阀 10—活塞引拔阀 11—手动换向阀 12—蓄能器 13—闸阀液压缸 14—闸阀换向阀 15—升压阀 16—先导换向阀 17—行程调整阀 18—安全阀

（3）活塞引拔阀内泄 活塞引拔阀10的作用是拉出混凝土缸活塞杆，当其出现轻度内泄后，主液压缸无杆腔和有杆腔的压差下降，使主液压缸动作过程中阻力增加，使主泵负荷加大，导致泵送时出现发动机转速下降的现象。(www.xing528.com)

（4）主换向阀节流孔不畅通 节流孔的作用是平衡主换向阀5两边的压差，以缓冲主换向阀换向时的冲击力，节流孔不通畅可使两边的压差变得很小，从而使主换向阀换向迟缓，引起主泵负荷增大，造成主液压缸换向时发动机转速下降。

（5）升压阀阀芯、闸阀换向阀阀芯或主换向阀阀芯被卡 由主液压泵来的液压油经减压阀后一路使升压阀动作，另一路给蓄能器充压，并在升压阀动作后促使闸阀换向阀和主换向阀动作，一旦阀芯发卡，就会造成换向迟缓，引起发动机转速下降。

2.故障分析结果

根据上述原因进行排查，最终发现故障是主换向阀阀芯被卡滞造成的。该阀芯是由一大阀芯及一镶嵌的小阀芯组成的，其结构如图8-58所示。

在拆检过程中，首先发现阀芯左右推动不灵活，用铜棒轻轻振出后，发现阀芯表面均磨损正常，但弹性柱销3一端有半片高于另外半片且与阀芯表面齐平，有明显摩擦的亮迹，而柱销另一端则陷在阀芯内壁。在阀体内表面与柱销对应区域也有一道明显的光亮的滑动轨迹，轻轻振动阀芯后弹性柱销掉出半段断片。

图8-58 主换向阀阀芯的结构示意图

1—大阀芯 2—小阀芯 3—弹性柱销 4—弹性柱销断片

由此可断定是柱销的断片引起的故障，因为柱销断片在阀芯左右移动中始终存有脱落的趋势，因而引起与内壁摩擦，造成两种后果：阀芯换向时发卡，导致换向迟缓，引起发动机转速下降；阀芯换向后由于断片卡滞而移动不到位，造成主油道供油不畅，油压非正常地升高，也就是主液压缸换向过程中发动机转速下降。这两种后果与上述的故障现象相符。在清除了半段断片后还对阀芯及内壁进行了修磨，使阀芯装上后用手推动时感觉比较轻松。装配完后进行了试机，无负荷泵送时上述故障现象消失，发动机转速始终在±50r/min之间变化，主液压缸工作频率也恢复正常；进行混凝土泵送试验时，在泵送了500m³混凝土后，液压油温度上升到50℃的情况下各系统的工作仍正常。这些都说明，此次故障的根源是弹性柱销的断落。