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油压表在液压系统故障诊断中的应用

液压技术 小编 228次浏览 0个评论 扫描二维码

挖掘机电脑显示屏可以看到液压系统的压力、电流、电压等数据,但是其显示的压力值不能反映液压系统各部位压力升高的变化过程。

用油压表检测挖掘机液压系统,通过其指针摆动状况,既可看到压力值和流量特性,还可看到各液压元件液流阻力变化特性,便于找出故障部位。本文介绍使用油压表诊断挖掘机液压系统故障的方法。

1. 油压表连接方法

(1)普通油压表

目前挖掘机普遍采用 P1、P2、P3泵组成的三联泵,P1、P2 泵为负流量控制变量柱塞泵,给工作油路供油。P3泵为齿轮泵,给先导控制油路供油。使用机械式、数显式等普通油压表检测时,在 P1、P2 泵的出口接量程为 40.0MPa

油压表;在 P3 泵的出口接量程为 6.0MPa 的油压表;在负流量控制比例电磁阀输出压力端,以及在 P3 泵与多路阀连接的 2 个压力反馈管处,各接量程为 4.0MPa 的油压表,这样共接 6 只油压表。这 6 只油压表要用长度为 4 ~ 5m 油管,从接口引到驾驭室内,固定在便于检测人员观看的位置。检测时,检测人员要坐在驾驶室座椅上,边操纵挖掘机、边观察油压表的动态变化。

油压表在液压系统故障诊断中的应用

(2)万用油压表

使用万用油压表诊断故障时,应事先在挖掘机液压系统各个部位安装压力传感器,使用万用油压表对某挖掘机检测时共安装了 10 个压力传感器。在挖掘机运转过程中记录各部位压力动态曲线,如附图所示。显示压力曲线时对每个传感器测定的压力值设定 1 种颜色,附图中右上方显示各颜色方块从上到下分别分别代表 P1 泵、P2 泵、动臂缸有杆腔、动臂缸无杆腔、斗杆缸有杆腔、斗杆缸无杆腔、铲斗缸有杆腔、铲斗缸无杆腔、回转马达左转、回转马达右转的压力变化曲线。

万用油压表每秒可记录 1000 个检测值,可任意截取千分之一秒到数小时之内的压力、载荷变化。万用油压表是深入分析、研究液压系统性能及排查故障最好诊断工具,但其中核心诊断原理仍然是油压表的检测原理,只有懂得液压系统工作原理及油压表检测原理,才能分析归纳万用油压表的记录数据。

2. 检测方法

(1)检测负流量控制状态

此项检测要从发动机启动时开始,注意观察 3 台泵压力升程及上升速度。发动机启动后,将操纵手柄置于中位,此时 P1、P2 泵的油压表显示压力应为2.8MPa 左右,P3 泵显示压力应为 3.8MPa。

以上,P1、P2 泵与多路阀的 2 个反馈管连接的油压表显示压力应为 2.2MPa 左右;负流量控制比例电磁阀输出压力为应 0.2MPa。

如果油压表检测的压力值与以上检测结果不同,说明负流量控制系统压力调整有误,或相关电控系统有故障。

(2)检测工作泵变量机构

负流量控制状态检测完成后,操纵挖掘机抬起动臂,此时 P1、P2 泵合流。P1、P2 泵油压上升时,其与多路阀连接的 2 个反馈管上安装的油压表显示压力要下降到 0.2MPa 左右。

如果油压没有下降到 0.2MPa 左右,说明 P1、P2 泵内变量活塞大腔的油液没有排净,使得变量活塞不能移动到设定位置,泵的斜盘不能转换到最大角度(初始供油状态)。

(3)检测工作泵工作是否一致

仍然作抬起动臂动作使 P1、P2 泵合流,此时,P1、P2 泵上的油压表指针摆动必须一致,最高压力值也应相同。

如果油压表指针摆动出现一先一后、P1、 P2 泵升压不一致,可能是升压慢那台泵斜盘卡滞,或不能摆回最小角度。

如果油压表显示达到最高压力值后出现指针颤抖,说明 P1、P2 泵调节器恒功率阀有泄漏。

如果油压表显示达到最高压力值时表针出现抖动,说明主溢流阀在溢流。因主溢流阀设定的压力值比 P1、P2 泵最大压力高出 3.5MPa,P1、P2 泵在正常状态,2 台泵达到最大压力值时,其斜盘摆角回到最小角度,P1、P2 泵均不输出油液,所以主溢流阀不应当溢流。

(4)检测变量机构是否泄漏 

将挖掘机动臂、斗杆及铲斗全部伸展,将铲斗放置到地面上,将发动机调整到怠速。此时操纵动臂轻微抬起、徐徐上升。在动臂上升中将操纵手柄突然向加速抬起动臂方向小幅度抖动一下。操纵手柄抖动后,要立即还原到原来徐徐抬升动臂状态。

如果加速抬起动臂时 P1、P2 泵上的油压表显示压力不跟随摆动,可能是 P1、P2 泵变量机构卡滞或泄漏。

(5)检测 P3 泵

观察 P3 泵所接油压表显示的压力,无论挖掘机作任何动作时,油压表显示的压力应基本保持不变。

如果 P3 泵的压力始终过低,说明 P3 泵磨损,供油量不足,出现了先导控制压力不能克服多路阀弹簧弹力的现象,此时多路阀阀芯不能移动到位,造成多路阀口开口度过小、流量减少,导致挖掘机动作缓慢。

如果操纵手柄动作的瞬间,油压表指示的压力突然下降,说明操纵手柄下的先导控制阀有泄漏。

3. 故障诊断实例

(1)诊断哪台泵有故障

1 台配装 A8V 型变量泵的 20t 级挖掘机,该机动臂抬升时动作缓慢,初步判断是 2 台工作泵中的 1 台已经损坏。

该工作泵的泵壳中有 A、B 两组缸体。诊断时,在 A、B 泵出油口各接上 1 块油压表,做动臂抬升动作检测泵压力值,检测出 2 台泵出口压力值相同,无法判断出那台泵损坏。我们观察到 A 泵出口上的油压表先摆动,B 泵出口上的油压表后摆动,这种情况是因为 A 泵输出压力油进入到多路阀内,又串通到 B 泵出口,造成 B 泵出口也有压力。只是油液在 A 泵通过多路阀时受到阻力,造成压力上升延迟。

通过油液阻力的延迟,即 A 泵出口油压表指针先摆动,B 泵出口油压表指针后摆动,即可判断出 B 泵有故障,A 泵无故障。

 

(2)诊断泵的故障部位

1 台挖掘机工作时,其配装的工作泵有异响。诊断时,在 P1、P2 泵出油口各安装 1 个油压表。做动臂起升动作检测泵压力值,当 P1、P2 泵达到最高压力时,P1 泵上安装的油压表稳定,而 P2 泵上安装的油压表针颤抖,由此判断 P2 泵有故障。将 P2 泵拆解后发现,P2 泵中的 1 个柱塞滑靴已被拉出脱落。

(3)检测正流量控制比例电磁阀

1 台神钢挖掘机无负载时不能自动降至怠速,动臂抬起的初始动作抖动,行走动作不稳定,油耗偏高。该机配装正流量控制变量 3 联泵主泵,初步判断是其流量控制不稳定。

首先,我们用油压表检测该机 2 台主泵工作时的压力、超载时主溢流阀增压压力均正常;其次,检测先导泵控制压力、先导二次压力,多路阀控制的 7 个先导压力正常;再次,检测 2 个行走马达直线行走时压力也正常。接着,又检测回转制动解除压力,斗杆再生压力,多路阀回油背压压力均正常;最后,在检测正流量控制截断压力、正流量控制比例电磁阀输出压力时发现,2 处压力均不稳定。而在该挖掘机电脑显示屏上看到正流量控制比例电磁阀电流值稳定。根据以上检测,判断正流量控制比例电磁阀控制系统无故障,可能是该电磁阀卡滞。将该电磁阀清洗后装复试机,故障消失。

该故障判断过程说明,仅用挖掘机电脑显示屏、不接油压表,无法检测出正流量控制比例电磁阀输出压力的波动。

由以上油压表检测方法和故障诊断实例可以看出,挖掘机故障自检功能的电脑显示屏有时无法诊断故障的具体部位和原因,有经验的维修人员运用油压表,通过仔细观察其变化规律,可以诊断出故障的具体部位和原因。

本文摘自《工程机械与维修》杂志2017第3期。

 


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