挖掘机常见故障诊断与排除

6.3.2　挖掘机常见故障诊断与排除

工程建设中常用的液压挖掘机整机常见故障特征、原因及排除方法见表6-2。

6.3.2.1　工作装置常见故障与排除

液压挖掘机工作装置中的动臂、斗杆等属于结构件，在挖掘机使用过程中，由于载荷重和动作频繁，有可能产生变形，斗齿、侧齿、各处的销轴及轴套容易磨损。它们处理的方法也相同，不再赘述。此外，回转支撑中的轴承及轴承座、回转传动中的回转齿圈及其驱动小齿轮属开式齿轮传动，磨料性磨损较严重，待明显影响到挖掘机上部转台运动平稳性时应予更换。

工程建设中常用的液压挖掘机工作装置常见故障的特征、原因及排除方法见表6-3。

表6-2　液压挖掘机整机常见故障

表6-3　液压挖掘机工作装置常见故障

6.3.2.2　液压系统常见故障与排除

现以工程建设中使用较多的国产YW-100型挖掘机为例，分析液压挖掘机液压系统常见故障的现象、原因及排除方法。

（1）行走马达两个主油管爆裂。

挖掘机行走液压马达两个主油管（A、B油管）频繁爆裂，主要原因是变速之后双速阀的阀芯未能及时回位，致使进油口和回油口不能接通，引起油液压力瞬时过高，此时应采取以下措施：

①适当增大双速阀弹簧的弹力，在操纵压力解除之后，阀芯在弹簧的作用下能顺利复位，但应注意，增大弹簧的弹力不能简单地用增加垫片的方法，必须对弹簧的弹力进行检查。

②研磨双速阀，去除毛刺，使阀芯在阀孔内活动自如、无卡滞现象。

③操作要规范。例如，挖掘机行走过程中换挡正确操作是无论变换任何速度都必须先让挖掘机停车，然后换挡再行走。

（2）行走跑偏。

挖掘机发生行走跑偏时，在认定液压马达技术状况正常、履带松紧度调整正确的情况下，可分段进行检查。

①首先检查行走液压回路的工作压力。先检查行走慢的一侧，从组合阀开始，拆掉其限压阀上的两个油管，用堵头堵住出油口。再拆掉另一个组合阀上的两根行走油管，启动发动机，拉动有堵头的那一个组合阀的行走操纵手柄，观察油液压力是否符合要求；再观察另一个组合阀（限压阀）的A、B孔是否有油液流出。如果油液压力正常，另一个组合阀的A、B孔无油液流出，即可认为故障不在组合阀；如果油液压力达不到正常值，说明内泄漏现象严重；如果另一个组合阀的H孔有油液流出，说明两组合阀已串通。能使之串通的唯一途径是梭阀，要检查梭阀的密封性或更换梭阀。

②如果组合阀工作正常，可按顺序检查中央回转接头。中央回转接头处油道很多，相互之间容易串通。检测的方法是拆掉两个行走马达的A、B油管，然后堵死其中一个液压马达的A、B油管。启动发动机，拉动堵死油管的那一个液压马达的换向阀，检查油液压力是否正常（要确认两只补油阀工作性能是完好的），再观察没有堵死的那一个液压马达的A、B油孔是否出油。

如果油液压力不正常，没有堵死的A、B油孔又出油，即认为中央回转接头内的油道密封不好，油道已互相串通，需要修理或更换中央回转接头内的密封件。中央回转接头的第2、第4油槽是连通左行走液压马达的A、B油孔的，而第3、第5油槽是连通右行走液压马达的A、B油孔的，如果第2、第3油槽串通或第4、第5油槽串通，则挖掘机行走不正常。

（3）液压缸爬行。

液压缸活塞杆伸出时产生爬行，主要原因是液压缸内的密封件和缸壁的配合不好，从静摩擦过渡到动摩擦时阻力变化较大造成的。这种现象通常在液压缸新组装时容易出现，经过一段时间的使用，爬行现象会自然减轻以至消失。如果使用一段时间后液压缸爬行现象仍然存在，则应检查各密封件是否完好和装配是否正确。

挖掘机挖掘土壤时不会出现液压缸爬行现象，因为这时作业阻力很大，使液压力全部用来克服工作阻力。

（4）组合阀进油短管破裂。

除了组合阀的工作斥力超过规定值外，最主要的原因是由于限速阀的阀芯在阀孔内活动不灵活，有卡滞现象，造成由梭阀过来的工作油液不能正常推开限速阀，回油不畅致使回油阻力增加，引起瞬时压力升高而油管破裂。只要抛光或研磨限速阀的阀芯和阀孔，使之活动灵活，该故障即可排除。

①动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸只伸出、不收进。因油压力升高，油管接头断裂，发动机负荷增加。上述故障除了阀芯不在正常位置外，主要原因是由于梭阀装反所致。分析其工作原理可知，前后两组四路组合阀依照各自不同的工作情况，分别引来各自的工作压力油，通过梭阀推开限速阀，打开总回油路，使整个液压系统处于正常工作状态，即各阀组及所有执行元件能够正常进油和回油。当梭阀装反，即把梭阀上后组阀的进油口误接到梭阀的出油口，而把出油口接到后组阀的进油口时，总回油路上的限速阀得不到梭阀引来的工作压力油来克服限速阀的强力，无法把限速阀推到回油位置，此时的限速阀在弹簧的作用下处于关闭总回油路的位置。此时从液压泵输出的压力油，由于没有回路，阀组各管路的斥力异常升高，造成油管破裂。如果在这种情况下拉动换向阀，液压缸无杆腔容积大、压力大，还能勉强推动活塞杆伸出，但无力；而液压缸有杆腔容积小、压力小，无法克服无杆腔的阻力，外边表现为活塞杆无法收进。由于总回油路不通，阀组及油管压力异常升高，柴油机负荷加大，只要正确组装梭阀，故障即可得到排除。

②液压泵不能实现合流，挖掘机行走没有快速。在换向阀位置正确、电磁阀和合流阀无卡滞的情况下，出现这一故障的主要原因是由于背压阀弹簧的弹力严重不足或断裂所造成的。分析该挖掘液压系统的工作原理可知，在液压系统总回油路的最后一道关口设置了一个背压阀，使回油系统有1.2MPa的回油压力，合流阀便是利用此压力来推动阀芯实现合流的，所以当背压阀弹簧断裂、回油系统的压力降低时，指挥系统没有足够的压力来推动合流阀或双速阀。因此不能实现合流，使挖掘机行走速度加快。更换背压阀弹簧，使回油压力达到正常值时上述故障即可得到排除。

工程建设中常用的液压挖掘机液压系统常见故障的特征、原因及排除方法见表6-4和表6-5。

表6-4　液压挖掘机软管常见故障

表6-5　液压挖掘机液压系统常见故障

续表

6.3.2.3　液压系统故障诊断方法

现在各地使用的挖掘机，不论是国产的还是进口的，多为全液压挖掘机，但大多采用液压先导式控制系统。不同厂家生产的液压挖掘机，从外部看千姿百态，但其液压系统大同小异，都由主液压系统和先导液压系统两大部分组成。全液压挖掘机的液压系统是一个有机的整体，无论哪个元件出了故障，都会影响其正常工作，因此，液压系统的故障必然和各元件的技术状况有着密切的联系。也就是说，液压系统的故障原因是多方面的，是综合性的，往往是一种故障多种原因，一种原因多种现象，情况比较复杂。要想在这种复杂情况下迅速准确地诊断并排除各种故障，需要具有液压传动的基础知识、丰富的实践经验和一定的综合分析故障的技能。

全液压挖掘机液压系统常见故障大致分两类。一类是突发性的，这类故障在实际工作中较常见，其现象比较明显，很多是由于滤芯堵塞、滑阀被污油卡死、阀关闭不严、弹簧折断或阀调整不当等而引起，只需经简单的清洗、更换或调整就能解决。引发这类故障的主要原因是所用液压油的牌号不符合要求、液压油污染严重等。只要严格按有关要求使用和及时维护，完全可以减少甚至避免这类故障的出现。另一类故障是渐变性的。这类故障是在使用过程中，由于元件磨损或密封性能降低而产生的内泄漏，现象为动作迟缓和无力，一般需经过修理才能恢复工作。虽然这类故障具有必然性，不可避免，但在使用中如果注意液压油的正确选用和液压系统的维护保养，就能避免这类故障早期发生。

液压系统故障诊断的常用方法有经验法、状态监测法和综合法等。由于状态监测法在我国刚刚起步，其设备的可靠性还不是很高且功能也不太齐全，诊断技术软件有待进一步开发，并且设备的投入费用较大，所以，这种方法在短期内还难以被广泛采用。目前和今后一段时期内经验法仍是液压系统故障诊断的主要方法。经验法就是根据故障现象，联系工作原理，按照由表及里、由简到繁的原则，以看、听、摸、嗅和问等方法诊断故障的一种方法，这种方法多用于现场快速诊断。综合法就是综合运用经验法和状态监测法诊断故障的一种方法，这种方法一般工作检修时使用。

（1）全液压挖掘机的工况监测与故障诊断。

工况监测故障诊断技术（即电子监控技术）是有关机械系统运行、维护的一项新技术。液压挖掘机应用工况监测的故障诊断技术能够监测作业工况、预报故障并及时排除，同时还能改善作业条件，增加司机的舒适程度，确保安全、可靠，提高作业效率。一个实用的液压挖掘机工况监测和故障诊断系统应具备的主要功能是:明确运行即时状态（如发动机转速、润滑油压力、主泵压力、液压油温等），提示故障原因和发生故障的部位；预测故障可能的发展并提供应急措施以确保运转可靠，适应液压挖掘机恶劣的工作条件，良好的人机界面、可操作性以及较高的性能价格比等。

国外大中型液压挖掘机较早采用电子测控技术。美国卡特彼勒公司已有60%以上的产品配置了电子监测系统，能对机器运行情况连续监测，根据不同工况进行三级报警:一级报警时面板上发光二极管闪峰提示故障部位，二级报警时面板上大灯同时亮，三级报警时蜂鸣器同时响，要求司机立即停车检查。德国O＆K公司开发的DORD电子监测系统，能监测与液压挖掘作业和维修有关的全部重要参数，它利用微机检查挖掘机作业数据、快速监测、评估和显示所计算的数据，可识别发生故障和超出极限值的趋势，在重大事故前显示报警信息。此系统中的智能芯片可记录和保存作业状态数据，还能提供维修和计算成本等重要数据。DORD系统的监测项目有发动机燃油油位、润滑油压力、温度及换油期限、水箱的水位和冷却水温、发动机空气滤清器的污染度、蓄电池电压和充电情况、分动箱中的油温和污染度、液压油温、油位、滤清器污染度、1～4号主泵污染度、1～2号回转泵的污染度、油压、油温、壳体温度。O＆K公司还开发出电子监测油耗装置，可测得实际油耗值、每隔5s的修正值和平均油耗，辅助装置空转作业时间和负载作业时间。日本日立建机公司在Ex3500挖掘机上安装了电子监控系统和显示系统，可随时显示机器的各种工况，对已出现或即将出现的故障发出警报，显示出应采取的措施和维修事项，防止事故发生，有利于液压挖掘机高效而安全地工作。神户制钢所在SK200MARKI型挖掘机上安装了监控系统后，可实现自诊断和多种故障报警。当挖掘机出现发动机油压力低、润滑油油位过低、冷却水温度过高、冷却水位过低、空气和机油滤清器堵塞、动臂缸回路压力过大、燃油与液压油位过低、蓄电池充电系统和发动机/泵调节系统失灵、电子油门调节失效等故障中的一种或多种时，液晶显示屏上即出现相应的故障图标，同时蜂鸣器鸣叫，提示司机注意。系统还能提示发动机预热状态，定期提示司机更换润滑油。

长江挖掘机厂已将电子监控技术用于WY16B挖掘机，还与浙江大学合作制成便携/固定两用式液压挖掘机工况监测故障查找装置。该装置以MC5-51系列单片机为核心，能实时监测液压、动力、电气及其他部分共计16路运行状态参数，在液晶显示屏上显示出10路模拟量和频率量参数具体值，瞬态记录主泵液压冲击次数和每次作业时间。当检测到故障信息时，根据装置内的故障经验库即可大致推出故障部位，并有声、光、图同时报警能力，通过控制面板上的按键进行操作，能在液晶显示屏以汉字的形式告诉司机应采取的对策。

工况监测和故障诊断技术的应用，实现了从单凭手摸、耳听、眼看等直觉到采用先进的传感技术信息处理和显示技术的转变。

（2）全液压挖掘机液压缸的现场检测与诊断。

对于液压系统来说，故障现象往往最多、最早、最直观地表现在液压缸的运动状态上。可以总结出挖掘机液压缸的如下检测、诊断方法。检测条件：液压系统的油温均应在45～55℃范围内。

①液压缸运动速度检测。

a.检测程序。检测液压缸运动速度时，挖掘机的各动作姿势如图6-1所示。使发动机高速运转；操纵动作手柄，使活塞杆慢慢运动到一个行程端；将操作手柄扳到另一位置，并保持住（动臂缸速度测试是从铲斗触地至动臂缸全伸展，或相反）。当活塞杆开始动作时，用秒表开始计时间，并用数字式转速表测出发动机转速。当活塞杆开始动作时，用秒表开始计时间，并用数字式转速测出发动机转速。当活塞杆运动到另一行程端时结束计时，分别测出活塞杆伸、缩两个行程的运动速度，每个运动速度测3次，取平均值。

图6-1　动作姿势

b．性能分析。

ⅰ.将测得的实际运动速度时间值换算为额定转速下的运动速度时间值。

ⅱ.用换算的时间值与原机标准值比较。

运动速度变慢的原因有:液压缸活塞密封失效，内泄；缸筒内壁损伤严重，内泄；活塞密封太紧或导向套变形，摩擦力增大；系统供油不足。

②液压缸的漂移量检测。

以PC2004EXCEL型挖掘机为例说明。

a.检测程序。

ⅰ.给铲斗加载，铲斗载荷W=1.5V（其中V为斗容量，m³；1.5为土壤的比重，t/m³）。

ⅱ.斗杆液压缸的位置保持在活塞杆完全内缩后外伸20～50mm的位置。

ⅲ.铲斗缸的位置保持在活塞杆完全外伸后内缩20～50mm的位置。

ⅳ.各缸的姿势如图6-2所示。发动机熄火后记录15min内各缸活塞杆的伸缩量，测量3次取平均值。

b.判断标准和性能分析。PC200-6EXCEL挖掘机各液压缸的漂移量故障标准为:

动臂缸＜27mm，斗杆缸＜240mm，铲斗缸＜53mm，铲斗的下沉量＜900mm。

如果实测漂移量比标准值大得多，则可能是液压缸内泄、主控制阀内泄、过载补油阀内泄。

③液压缸的温升检测。

a.检测程序。在热机过程中，用接触式数字温度计检测液压缸外壁圆周方向及长度方向各部的温度变化情况。

b.性能分析。

ⅰ.如果长时间运行，缸筒各部温升均匀但大于标准值时，则可能是活塞密封失效，负荷过大，过载溢流频繁，系统温升大。

ⅱ.如果液压缸在圆周方向温升不均，则可能是活塞密封损坏、内泄所致，缸筒部分拉伤。

ⅲ.如果缸头温升高于其他部位，则可能是导向套太紧或变形发卡导致摩擦阻力增大，并伴随着运动速度偏慢。

④液压缸动作滞后时间的检测。

a.检测程序。

ⅰ.各缸的动作姿势如图6-3所示。

ⅱ.发动机转速为1000～1500r/min。

ⅲ.测试动臂从铲斗触地开始到车身抬起为止所需时间。

ⅳ.测定斗杆运动过程中停歇时的停止时间。

ⅴ.测定铲斗在运动过程中的停止时间。

图6-2　各缸的姿势

b.判断标准和性能分析。对PC200-6EXCEL型挖掘机来说，动臂时滞应小于1.2s，斗杆时滞应小于2.8s,铲斗时滞应小于3.8s。

由于运动机构惯量的作用，使液压缸液压油运动不足，产生反吸力而使运动机构反弹。可能的原因有:系统对液压缸供油不足，回油单向节流阀或阀口节流不起作用，液压缸内泄严重，主控制阀内泄严重。

⑤动臂缸动作速度慢的故障诊断。

a.诊断过程。

ⅰ.铲斗缸、斗杆缸完全缩回后，斗杆缸活塞杆伸出约200mm，铲车扣于地上。

ⅱ.拆下动臂缸有杆腔油管接头，将来油管接头用堵头堵死，另一接头处用量杯盛接泄漏出的油液，如图6-4所示。

ⅲ.操作斗杆手柄，使斗杆升起、铲斗离地。

b.诊断分析

ⅰ.如果油管接头一边往外流油，而动臂缸活塞杆同时一边往里缩回，如图6-4所示，则说明是液压缸内泄所致。如外泄油量小于10mL/min则为正常，否则是液压缸活塞密封失效。

ⅱ.如果油管接头不往外流油，但动臂缸杆却往里缩回（如果拆下接头的堵头，往外流油），则说明是主控制阀系内泄所致。可能的原因有:换向阀阀芯磨损、内泄，换向阀阀芯变形发卡。如果是在动臂提升或斗杆外转时慢，则可能是主安全阀泄漏，过载补油阀泄漏，负荷感应的梭阀卡住。

⑥液压缸开始动作时出现“点头”现象的诊断。

a.原因分析。

ⅰ.液压缸内泄。缸筒拉伤或活塞密封失效，使一开始液压泵供油不足，以补偿液压缸泄漏而造成机构“点头”。

ⅱ.负荷单向阀泄漏。

ⅲ.主控制阀内泄。

b.诊断过程。

ⅰ.当动臂液压缸举升时发生“点头”，可选一个动作正常的液压缸（如铲斗缸），将两个缸的进回油管对调，如图6-5所示。这时操作铲斗手柄至换向阀之左工位，如果动臂缸动作恢复正常，则说明问题出在控制阀。

图6-3　各缸的动作姿势

图6-4　动臂缸的诊断

ⅱ.复原两液压缸的接头，将动臂缸顶到头并保持住，测出泵的出口压力。如果压力比标准值低，则是单向阀或过载补油阀内泄。

ⅲ.如果压力值在标准范围内，则是负荷单向阀泄漏所致。

（3）液压系统各元件职能及常见故障。

全液压挖掘机的液压系统由动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件4大部分组成。

①动力元件多为变量柱塞泵，其功能是将发动机的机械能转化为液体的压力能，常见的故障现象是泵油压力不足，流量减小。如果这一现象是渐变的，且温度愈高愈明显，则为液压泵磨损过度所致；如果这一现象是突发的，多为某一柱塞不工作所致；如果压力正常，流量突然减小，一般是变量机构卡在小流量位置造成的。

②执行元件包括液压缸和液压马达，其功能是将液体的压力能转化为机械能，常见的故障现象是动作变慢或无动作。如果确认泵和阀都无故障，执行元件动作慢的原因肯定是因其磨损过度而造成的；如果泵工作正常，某一执行元件动作慢，很可能是控制该执行元件的阀有故障，如阀不到位、溢流阀关闭不严或弹簧弹力减弱、发卡等。因各执行元件的磨损程度不会相差很多，如其他原因造成，则应是多个执行元件的动作同时突然变慢；如果已知泵和阀均无故障，某一执行元件突然无动作，则多为其内部卡死所致。

③控制元件包括各种阀，如先导阀、多路换向阀、主安全阀、溢流阀及单向节流阀等。尽管各种阀的功能千差万别，但其常见故障大同小异，主要有发卡、关闭不严和弹簧弹力减弱及内漏和外漏等。

④辅助元件主要包括油箱、油管、散热器、过滤器和蓄能器等。散热器的功能是将液压系统产生的热量散发至大气，其常见故障有漏油、散热不良等。过滤器的功能是过滤混入液压油内的杂质，其常见故障有滤网堵塞等。蓄能器的功能是稳定控制油压和储存一定的能量，以保证操作平稳和当发动机产生故障而不能工作时，能将工作装置降于地面，其常见故障有蓄能效果差，不能完成以上功能。辅助元件的故障现象一般较明显，容易诊断。

图6-5　将两缸进油管对调

6.3.2.4　液压油温升过快、过高的诊断与排除

（1）故障诊断。

①视觉诊断。观察油箱内工作油有无气泡和变色（白浊、变黑）现象，液压设备的噪声、振动和爬行常与油中有大量气泡有关；观察密封部位、管接头、液压元件各结合面等处的渗漏情况，结合观察压力表指针在工作过程中的振动、压力下降以及压力调不上去等情况，可查明密封破损、管路松动以及高低压腔串通（内泄）等不正常现象；观察有无执行机构液压缸抖动、爬行、提升动作慢、自然下沉量大，操作阀杆不能回到中位，液压马达回转无力停止时出现滑移、行走跑偏、不能行走等现象。

②听觉诊断。出现刺耳的声音，通常是因为液压泵吸进空气；如果出现气蚀声，可能是因为油滤清器被污物堵塞、液压泵吸油管松动或油箱油面太低及液压油劣化变质、有污物，使消泡性能降低等原因所致。粗沉的噪声往往是由液压泵或液压缸过载而产生。

③触觉诊断。利用手指可以判断液压泵、液压油箱的异常温升及液压元件冲击振动的大小。

④嗅觉诊断。用嗅觉可判别油液变质。

⑤询问诊断。询问操作人员该故障的发生情况，是突发的、渐发的还是维修或维护后产生的，这样对故障诊断会有启发。

（2）故障分析与排除。

液压油温升过高，会增大液压系统内泄漏量，降低作业速度，甚至影响机器的正确使用。

目前，液压挖掘机的种类较多，液压油温升过高且过快的原因也并非一致，这里以国产WYIOO型履带式挖掘机为例，对上述现象的原因按以下顺序予以分析。

①设计及操作不当所致的故障。详细了解同种型号挖掘机液压油是否温升时都很快和很高，若如此，则可能是以下几种原因所致。

a.液压系统设计有不合理地方，如管路中有的管径太小、有的管子接头处油流不畅产生节流、有的管子弯曲半径太小等这些需要通过改进设计来解决。

b.阀孔开口量过小，应改用开口量较大的阀来排除。

c.安全阀、限速阀、减压阀等开启压力过高，应按规定值重新调整以上阀类开启的压力来解决。

②冷却系统的故障。若同种型号控制机液压油温升并不高，则应首先检查冷却风扇运转是否正常。风扇转速若不正常，对于独立式的冷却系统则可能是以下三种原因所致。

a.风扇溢流阀调整压力过低或失效，应按规定压力调整或更换溢流阀。

b.风扇电机磨损严重、内泄漏量大应更换风扇电机。

c.供给风扇电机压力油的齿轮液压泵磨损严重，内泄漏量大，应修理或更换齿轮泵。

若风扇电机转速正常，液压油温升仍很高，此时应检查是否冷却器表面污物过多，影响冷却效果。若表面污物过多，则应清除污物，若冷却器表面较清洁，则应调整风扇叶片与冷却器之间的距离，以确保冷却效果。

对于不是独立式的冷却系统，还应检查风扇皮带是否打滑。风扇皮带若打滑，则应调整皮带的张紧度或更换新皮带。

③其他故障。

a.排除冷却系统故障后，液压油温若仍然很高，则应仔细测听液压系统有无不正常的杂音。若有杂音，应针对杂音源采取措施排除故障。

b.主安全阀或二次过载阀开启过于频繁，也会导致液压油温升过快且高。对于这种情况可按下面方法正确判断以克服主安全阀或二次过载阀开启过频。

ⅰ.单一动作不宜过多，在挖掘时尽量多做复合动作。

ⅱ.挖掘时尽量少碰或不碰挡板，减少或避免主安全阀或二次过载阀溢流。

c.检查多路换向阀阀杆与阀孔配合间隙是否过大，若配合间隙过大，泄漏量则大，液压油在阀体内产生节流，不仅影响作业速度，而且液压油温会急剧上升；对于配合间隙过大的阀杆和阀孔，应单配修理和更换。

d.液压泵柱塞与铜缸体柱塞配合间隙过大、调节器导轨槽与配流盘配合间隙过大以及配流盘与铜缸体的球形面配合间隙过大等，均会导致液压泵容积效率降低，液压油不同程度从高压腔向低压腔泄漏或节流而产生高温，且温度越高泄漏量越大，泄漏量越大则温度越高。因此，容积效率很低的液压泵应更换或单配修理后才能使用。

e.使用不合格的液压油也会导致油温过高。在下面三种情况下，液压油应更换。

ⅰ.液压油中含有水和杂质。液压油污染，使马达、多路换向阀、液压缸等液压元件内部零件或密封件加速磨损导致内泄，从而引起油温升高，使行走、回转马达、工作装置动作迟缓无力。温度高还会使液压油质量恶化、安全阀密封不严，造成溢流损失。

ⅱ.液压油黏度过大。ⅲ.液压油黏度过小。f.若以上故障均排除，液压油温仍很高，则应检查液压马达和液压缸的容积效率。液压马达柱塞与铜缸体柱塞孔配合间隙以及配流盘与铜缸体的球面配合间隙若过大，应单配修理或更换马达。

综上所述，引起油温过高的原因是多方面的，既有修理时的遗留问题，如装配精度不高、零配件选择不合格、质量不过关等；也有用户在使用方面的问题，如液压油选配不当、不同型号的液压油混用加油用具不干净或者只管开机不管维护等。

6.3.2.5　液压系统发热的故障诊断

液压挖掘机属效率型机械，工况恶劣、负载变化大、工作时间长，液压系统在工作时，各种能量损失全部转化为热量。系统热量主要来源于液压主泵，另外各主阀、管路和液压油缸要产生一部分摩擦热。所有这些热量少部分通过液压元件和辅件，如管道、油箱等传递到周围空间，大部分用来使系统油液温度升高。适当的油液温升是正常的，对液压系统的工作也有好处，但是油流温升不能过大，否则液压油性能将急剧变化，各液压元件的密封性能也会下降，对整个液压系统工作极为不利。因此，必须控制流压系统的最高温度不能过高。一般来说，系统达到热平衡后，油液进口温度（即液压系统最高温度）不应超过80℃。尤其是在夏季作业时，有些地区的环境温度过高，油液温升更快，过热现象普遍，使得机器效率下降，工作不可靠，严重时造成停机故障。挖掘机液压系统由于受结构限制，油箱容积较小，不能充分散热。为有效控制油液温度，必须采取强制冷却的方式，通过散热器来限制油液温升。

（1）外部原因引起的液压系统发热。

如小松PC200-5型挖掘机液压泵的发动机是通过减振箱内的减振阻尼器来连接的，其减振阻尼器转动的过程中，会产生大量的热量并传递到液压泵，导致系统发热。

如将减振箱油液泄放至标准油位后，故障便可消除。造成减振箱油位过高的原因，一是操作人员盲目加油，二是液压泵轴端油封老化，使液压油由此泄漏，后者应拆开液压泵更换油封。

（2）散热器散热性能不良引起油温过高。

散热器散热性能不良的主要形式有:外部散热器片变形或堵塞，使冷却作用差；冷却风扇风量不足，液压油散热器内部管道阻塞。前两者除可直观判断外，还可从散热器上下管温差变化得知。对液压油散热器内部管道阻塞的判断，可通过在散热器进出口油道安装压力表检查，两者之间的压差油温为45℃左右的压差在0.12MPa以下时属于正常情况，如果高于0.12MPa，则表明油管阻塞严重，应拆卸散热器上下盖，疏通管道。

（3）液压回油滤芯单向阀失灵引起液压油过热。

液压系统回油滤芯单向阀与液压油散热器是并联接在回油滤芯的出口上的，功用是当回油散热器压差大于0.185MPa时自动开启，短接散热器构成回油通路。实际工作中，因该阀安装在回油滤芯底部，难以检查和维护，加之个别用户对液压油油质选用不当，长期不换油等，使油液污染严重而导致该阀卡死在常开位置上（有的甚至擅自将此阀拆除），于是回油散热器不起散热作用，势必引起油温过高。

（4）液压油牌号选用不当或油质差引起油温过高。

误用黏度过高的油液，引起液流压力损失过大，从而转化为热能，会引起温升过高；误用黏度过低的液压油，也会引起工作液压泵及液压元件内泄漏大，产生热量。此外，一些劣质油液，黏温性能差，易乳化和产生气蚀，析出气泡等，液压油会在高压的情况下产生局部高温并加剧元件的磨损。

（5）泵及液压系统压力阀调节不当引起的系统发热。

液压泵作为液压系统的动力源，其工况好坏影响着系统发热程度。如PC200型挖掘机的主泵为柱塞泵，如果泵内配流盘与缸体、滑靴、斜盘及柱塞缸体间配合部位磨损较大，往往造成液压泵较快发热，其可通过观察泵升温快并有噪声的特点加以判断。其修复方法是，研磨修整有关密封配合面或更换新件。

PC200型挖掘机先导控制泵为齿轮泵，其功用是为系统提供操作控制压力油和根据负载要求调节主泵排量的大小。如果该泵内齿轮端面磨损较大或齿隙较大，内泄漏增加，都会使泵发热并影响主泵正常工作。

溢流阀压力过高或过低也会引起液压系统发热，如系统压力调节过高，会使液压泵在超过额定压力下运行，使泵过载，导致油温升高；反之，如果系统压力调节过低，会使工作机构在正常负载下，频繁出现溢流阀开启卸荷现象，造成液压系统溢流发热。

小松PC200-5型挖掘机液压系统各压力阀设定值见表6-6。

6.3.2.6　挖掘机柱塞变量泵常见故障的诊断与排除

（1）故障现象与分析。

斜盘式轴向柱塞泵（简称“柱塞泵”）的形式有多种，但大体构造原理基本相同。现以常用的通轴泵为例简要说明其结构特点和常见故障原因。

①结构。柱塞泵主要由柱塞、缸体、配流盘、传动轴、斜盘、回程盘、弹簧及伺服变量机构组成。传动轴穿过斜盘，两端有锥形轴承支承。旋转缸体内在圆周均匀分布柱塞（一般为7只或9只），旋转缸体边过鼓形花键被支承在传动轴上。柱塞尾部带有滑靴，通过回程盘及弹簧被压在斜盘上，斜盘通过一对轴承被安装在接压泵壳下端，并能在一定角度范围内转动。随着传动轴带动缸体的旋转，柱塞一方面做旋转运动，另一方面又做轴向运动。由于以上结构传动特点，轴向泵通常出现以下故障。

a.缸体与配流盘接触端面磨损。该端面正常磨损量的大小取决于缸体内压紧弹簧力的强弱及液压润滑状态的好坏。在润滑状况变化不大的情况下，缸体与配流盘端面的正常磨损对柱塞泵的密封状况影响不大。但使用一定时间以后，高压油液反复冲刷配流盘的高压与低压过液区,使其出现深浅不一的凹槽，使泵泄漏增加，严重的失去工作能力。传动轴两端轴承因承受较大轴向和径向载荷，使用一定时间后易磨损，产生轴向间隙或径向跳动间隙。此间隙引起的冲击通过缸体直接作用在配流盘上，由于反复冲击在配流盘局部表面上易产生疲劳剥落和扭曲变形，剥落的金属碎片又夹杂在两相对运动的表面或进入柱塞腔，形成严重的颗粒磨损，将缸体与配流盘、柱塞表面与缸体内孔拉出很深的沟槽，致使泵的油漏增加或完全丧失工作能力。

b.柱塞的磨损。柱塞对传动的精度要求高，对液压油污染的敏感性很强，稍有不慎会造成柱塞早期磨损和表面局部拉伤。柱塞泵工作一段时间以后，由于传动机构磨损，各接合部配合间隙明显增大。由此产生的附加惯性冲击力也随之增大，并直接作用在柱塞尾部，使柱塞在运动中发生偏斜而偏磨。偏磨严重时，与大负荷工作液压油温升到高于正常值时，柱塞局部偏磨处润滑状况恶化出现干摩擦，在冲击载荷作用下一瞬间即可将柱塞卡死在旋转缸体中，轻者可抽出柱塞研磨修复后继续使用，重者柱塞抱死在缸体内，并拉断滑靴、回程盘，甚至造成缸体、柱塞报废。

c.柱塞尾部与滑靴、滑靴与斜盘的磨损。滑靴、斜盘的磨损程度主要取决于柱塞尾部润滑小孔是否经常保持畅通，这是保证斜盘与滑靴之间形成边界油膜的关键。由于柱塞尾部节流小孔直径很小，金属杂质及油污稍有沉积者都将破坏原有的润滑状态，加速滑靴与柱塞尾部之间及滑靴与斜盘的磨损。滑靴磨损后形成连续反应，冲击回程盘使其磨出较大椭圆孔，松旷的回程盘又反复冲击柱塞尾部使其磨损，从而产生较大的噪声。

表6-6　小松PC200-5型挖掘机液压系统各压力阀设定值

d.伺服变量机构不灵，感应活塞发卡，调压弹簧折断。这样会使斜盘转角不变或者变化无法适应负荷变化的需要，造成泵和系统发热，无效损耗增加。有个别用户随意调大伺服阀调压弹簧压力，松退一边斜盘限位挡钉，使其斜盘转角增大。转角增大的斜盘在转动过程中常与液压泵壳体撞击，在壳体与斜盘背面上撞出很深的沟痕，人为地加速了伺服阀的振动和间内组件的磨损，使柱塞泵原有的工作性能受到破坏。

②使用与维护。

a.选用的液压油不符合规定标准，甚至在缺油情况下，人为延长液压油的使用期限或者用低档次的机械油、柴机油补充。还有一些用户在排除系统故障时，不注意容器的清洁，将污染的液压油又重新加入油箱中使用。

b.操作不当，发动机启动不先预热液压系统便马上投入重负荷工作。由于温度低，油液黏度大，油液尚未完全充满到各摩擦面，致使油泵出现过早磨损。另外猛加猛减发动机油门或长时间超负荷工作，也会造成油泵的液压冲击，降低泵的使用寿命。

c.在使用中不按规定进行技术维护，不及时清洗更换液压滤芯。排除液压系统故障不先查明原因，盲目大拆大卸柱塞泵。拆装时又弄脏、碰伤、损坏精密零件，使大量灰尘杂质进到精密件的配合表面。另外柱塞泵已经出现故障的征兆，如发热、噪声、振动和流量降低等，仍然带病工作，致使情况进一步恶化。

（2）故障排除与维护。

①严格选用黏温性指数较高的液压油。对大型全液压挖掘机推荐使用“上稠”和“兰稠”系列牌号的液压油。低档次的液压油不能用，高档次的又不经济。一般同类型的如“上稠”、“兰稠”型加入了稠化剂其性能基本相同，因此可以按比例混合使其达到规定的黏度使用。不同类的产品禁止混用。

②定期更换液压油,但应尽可能避免在恶劣环境下换油。绝对禁止用柴油或其他清洗剂清洗液压系统。以免放油不净而稀释了液压油。要定期更换液压滤芯。

③在负荷工作前应先预热液压系统，即负荷应由轻到重，使油温上升到约60℃才正常工作。操纵发动机油门和控制液压系统操纵手柄时，应动作连贯轻柔，不要猛轰油门和突然加载。满负荷工作后需停车时，应将柱塞泵随发动机空转几分钟，待油温稍降后再熄火。

④机组班次要做好工作日记，定期观察油温和油液污染的变化情况。与发现以下异常情况应迅速停车检查排除。

a.液压泵发热，油温逐渐升高或正常工作时已接近危险线；

b.液压滤芯外壁或油箱底部吸附的金属屑量，尤其铜的含量明显增多；

c.柱塞泵有明显振动，有麻手感并带有“哗哗”和“吱吱”的摩擦噪声。

⑤对连续使用3年以上或工作超过12000h的柱塞泵，每年应全面拆卸检查一次。但拆装必须在专业技术人员指导下，在环境清洁干净的工房中进行。拆卸前应先检查传动轴轴向窜动量，以便装配时决定调整余量。拆卸柱塞要避免头部碰触，要在柱塞与缸体对应孔口打记号（以免混装）。卡死在缸体内的柱塞应加保护措施后再取，不能硬打，以免损坏碰伤缸体。拆卸后应将柱塞、缸体及配流盘等精密件洗净，清洗柱塞时应用细钢丝仔细反复疏通局部小孔，彻底将污泥、金属屑全部掏出，然后按照装配顺序摆放到专用隔离盘中。

⑥在使用中磨损最严重的是配流盘与缸体的接触面。若磨损量不大可在玻璃板上用研磨砂（凡尔砂）加少许润滑油直接磨平。平面扭曲严重的应在平面磨床上修平，磨后若配流盘圆形减压槽变浅需在车床上加工使其恢复到原来深度。若磨削配流盘总厚度有所减少，需在压紧弹簧处加垫片以补偿弹力的不足。传动轴两端轴承要特别仔细检查，凡滚道磨损、局部金属脱落、滚珠失去光泽或滚珠支架变形开裂应立即更换。

⑦装配前应按柱塞原配孔位置做简单的油密性试验。即将缸体放入装满轻柴油的盆中，用于堵住缸体一头，另一头逐渐用力插入柱塞。此时若插入不足2/5柱塞行程且能长久保压者为合格。大于3/5行程说明泄漏严重应更换柱塞（柱塞比缸体磨损重）。装配时应先装传动轴至柱塞泵壳中，调整轴向间隙，过松应在泵盖端轴承外圈上加垫。合适的轴向间隙用手感觉应是既无轴向窜动量也无径向跳动，转动时无发滞阻力，均匀自如。调整合适后应拆下传动轴，按照柱塞泵拆卸的相反程序进行总装配。装配时应将精密件浸上液压油。

⑧凡是修复的柱塞泵都应在机器上试运转，尤其所有柱塞件换新泵时更需试运转，运转磨合可参照有关说明书规定进行。