現代武器系統液壓故障診斷分析

摘 要:現代武器系統廣泛采用了液壓技術，本文結合液壓傳動本身存在的缺點，介紹了液壓傳動系統的一些常見故障，以及從實用觀點出發闡述了故障的查找與排除方法，并講述了液壓系統故障的預防措施，最后對液壓系統常見故障的排除方法進行了分析。

關鍵詞:現代武器 液壓故障 診斷 排除

中圖分類號:E9文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)03(a)-0062-02

1 液壓技術在現代武器系統中的應用

液壓技術作為現代機械設備的傳動和控制技術，在現代武器系統中的應用越來越廣泛。液壓系統的正常運行是裝備良好技術狀況的一個重要標志，而故障的預防與一旦發生故障對故障進行快速準確的定位并最終排除是裝備正常運行的重要保證。

2 液壓傳動優缺點

液壓傳動與機械傳動、電氣傳動、氣壓傳動相比有以下優缺點:

2.1 優點

能獲得更大的輸出力和輸出力矩;工作平穩;易于實現過載保護;使用

壽命長;易于與電子技術和傳感技術等技術結合構成“機、電、液、光”一體化技術，為機械設備的發展和創新，提供有力保障。

2.2 缺點

存在泄漏、能源損耗;油液流動中存在沿途損失、局部損失，容易產生

溫升;液壓元件制造精度要求高;產生故障不易檢查;液壓系統維修需要依賴經驗，培訓液壓技術人員的時間較長。液壓元件和系統的維修需要較高的技術水平。

3 液壓傳動系統故障概述

3.1 對故障的基本認識

液壓故障可大致分為三類:壓力異常、速度異常、動作異常。在相對運動的液壓元件表面、液壓油密封件、管路接頭處以及控制元件部分，具體表現:一是管子、管接頭處及密封面處的泄漏。二是執行動作遲緩和無力，表現為裝填車機械手提升緩慢、抓彈困難，吊車起吊無力、馬達轉不起來或轉速過低等。三是液壓系統產生振動和噪音。四是其他元件出現異常。

3.2 查找液壓故障的方法

從故障現象分析入手，查明故障原因是排除故障的最重要也是最艱難的一個環節，特別是初級液壓技術人員無實踐經驗，出了故障后，往往一籌莫展，感到無從下手。本文從實用觀點介紹一些查找液壓故障的典型方法。

3.2.1 利用液壓原理圖查找法

從事液壓設計、維修等方面的技術人員和維修工人，熟悉液壓原理圖是排除故障的基礎，也是查找液壓故障的最基本方法。

在液壓原理圖分析排除故障時，常用的方法是第一步要從整個液壓原理圖中分離出與該故障有關的局部回路，使問題簡單化，有針對性地進行分析，更能找準故障準確部位;第二步故障原因例舉，找出故障可能的原因和部位;第三部為逐步排查。在利用上述方法查找故障時，一定要仔細分析、正確判斷、科學決策，盡可能減少拆卸，避免反復拆卸，防止拆卸重裝后可能對液壓元件精度造成的不良影響，因而分析過程中在拆卸故障元件前逐步縮小被懷疑對象是很重要的。

3.2.2 通過濾油器查找法

通過對濾油器濾芯表面粘附的污物種類分析，可發現某些液壓故障。

3.2.3 利用動作循環表查找法

動作循環表由三部分組成，一部分表示動作循環過程的內容;一部分表示循環過程中一個動作轉到另一個動作的信號來源;一部分表示在各循環中每個元件所應處的正常位置，通過這個表不難根據故障出現的階段，從表中查出故障原因所在。實踐證明，該方法為維修工人提供了很大的方便，特別是較為復雜的液壓系統。

3.2.4 區域分析與綜合分析法

區域分析是根據故障現象和特性確定故障區域，檢測區域內的元件情況，查明原因采取對策。

綜合分析是對故障作出全面分析。因為某一故障往往是由多種因素所致，需經過綜合分析，找出主要矛盾和次要矛盾。大多數故障既要進行區域分析，又要進行綜合分析。

3.2.5 從電氣和液壓系統之間的關系結合查找

液壓傳動系統分為電氣部分和液壓部分。為了迅速準確排除故障應弄清電氣控制部分與液壓元件工作原理、功能和作用，弄清它們之間的類比關系。

3.2.6 人工智能與液壓系統故障診斷

人工智能技術的兩個分支—專家系統和神經網絡系統，在液壓故障診斷中的研究和應用，逐漸受到重視，為液壓系統的故障診斷向智能化方向發展提供了新的技術手段與理論方法。專家系統和神經網絡系統的研究尚處于起步探索階段，要運用到實際中還要有大量的工作要做。

4 故障的預防

4.1 保證油液清潔度

正確選用標定的和要求使用的液壓油及其相應的替代品，防止液壓油中浸入污物和雜質。因為在液壓傳動系統中油液的清潔度對系統性能，元件可靠性、安全性、效率和使用壽命等影響極大。液壓油被污染的原因有外部原因和內部原因兩類，外部原因:油從儲藏運輸過程中帶來的;液壓元件在加工裝配中存在于內部的污物;周圍環境混入的。內部原因:工作使用過程中，相對運動部件磨損的產物;油液因環境產生的物理化學性能變化的產物。在使用檢查修理過程中，應注意這些問題，以減少和防止液壓系統故障的發生。

4.2 防止液壓系統中混入空氣

液壓系統中氣體的主要來源一是液壓泵進油管路不暢造成的，二是液壓油中混進了空氣良。溶解在油液中的空氣，在壓力較低時，就會從油中逸出產生氣泡，形成空穴現象;到了高壓區，在壓力的沖擊下，這些氣泡又很快被擊碎，使系統產生噪音。同時，氣體突然受到壓縮時，就會放出大量的熱能，因而引起局部受熱，使液壓元件和液壓油受到損壞，工作不穩定，有時會引起沖擊性振動。故必須防止空氣進入液壓系統。具體做法:一是避免油管破裂、密封件損壞;二是加油時，避免不適當地向下傾倒;三是油管插入油面以下;四是避免液壓泵入口濾油器阻塞使吸油阻力增大，不能把溶解在油中的空氣分離出來。

4.3 防止油溫過高

液壓系統中的油液在使用時必須注意防止油溫過高。

5 常見故障的診斷分析

新武器裝備液壓設備種類繁多，但都離不開由液壓泵提供能源、由液壓閥進行控制、由液壓馬達和液壓缸作為執行元件的范疇，雖有不同的個性，但共性是明顯的。以下闡述了共性液壓故障的分析和排除方法。

5.1 液壓系統的泄漏

泄漏分內泄漏和外泄漏兩種，外泄漏造成工作環境污染浪費資源，內泄漏造成溫升、效率下降、工作壓力上不去、系統無力、運動速度減慢等多種故障。泄漏一是由密封件質量不好、裝配不良、老化變質等造成密封失效;二是間隙配合的配合間隙增大、或者配合面拉傷;三是油溫過高;四是系統使用壓力過高;五是密封件設計尺寸不合理等。所以維修人員應該注意這類情況，了解各種形式密封的工作原理及使用方法;更換密封件時，應注意其材質性能、型號尺寸等是否符合要求;擋圈的安裝位置要有助于密封件發揮作用和增加使用壽命;安裝密封件之前，要認真清洗干凈，以防污物混入;安裝密封件時應仔細，防止被劃傷、咬傷及翻扭等現象發生;使用螺紋壓緊的密封件，壓緊力大小要得當并均勻。內泄漏情況比較復雜，最主要的原因是配合間隙過大，油封的密封性能差或損傷，以及使用了過稀的液壓油。液壓系統出現內泄漏時，一般的維修方法都是更換元件或有關零件，更換過零件的液壓元件應經臺架試驗后方可使用。如果是夏季高溫天氣，使用較稠的液壓油也能在一定程度上克服內泄。

5.2 液壓系統的壓力失常

壓力失常表現為壓力不足或者壓力調不下來。壓力失常會導致執行元件速度下降或不動作，系統無法進行正確的工作循環，依靠壓力控制的一些閥不能工作，更有因壓力調節失控而產生安全事故。壓力失常產生的原因主要有液壓泵無輸出或輸出不夠，溢流閥等壓力調節閥故障，或者換向閥失靈等。通常維修人員通過更換電機接線，糾正泵進出口方向，調整安全閥壓力，排除換向閥故障等予以排除。

5.3 振動和噪聲大

液壓系統的過度振動往往是由于元件固定不牢、油泵安裝不平衡及系統內混有空氣造成的，高頻振動還伴有響聲。油泵安裝的不平衡多是由柔性聯接的不平衡及泵軸對中性不好引起的。排除過度振動的措施主要是確保液壓元件安裝正確的牢固，防止系統進氣。

液壓系統工作時產生噪聲的重要原因是系統內混有氣體所引起的高頻振動。液壓油內混入空氣可導致液壓系統爬行液壓元件動作誤差，破壞工作平穩性產生震動產生噪音。找到具體的原因后，采取相應措施即可排除故障。

5.4 油溫過熱

溫度過高會使液壓油粘度降低，泄漏增大液壓泵效率降低，摩擦阻力增大磨損加劇，系統發熱，帶來更高的溫升。油溫過高會使液壓元件產生熱膨脹運動元件間隙變小卡死動作失靈。油溫過高還會造成密封元件老化損壞，加速液壓油氧化變質。

產生油溫高原因有:液壓系統設計不合理。油箱容量過小冷卻面積不足、液壓閥選用不合理流速過高壓力損失過大、系統內無卸荷回路、系統管路過細、液壓系統背壓過高、冷卻器選用不合適等。

液壓元件磨損裝配不良導致間隙過大內泄漏過大、液壓系統工作環境溫度過高、油液選用粘度不適、液壓系統壓力流量調節不匹配等也可產生油溫過高現象。適當調整液壓系統性能參數可保證液壓系統正常工作。可適當提高液壓元件和液壓系統的加工精度和裝配質量，也可適當調整液壓回路的某些性能參數，合理選擇黏度合適的液壓油，改善運動件的潤滑條件等防止油溫過熱。

5.5 液壓沖擊

液壓沖擊力可能高于正常工作壓力的3—4倍，使系統中元件、管道、儀表等瞬間破壞，沖擊壓力使壓力繼電器誤發信號，影響系統穩定性和可靠性。液壓沖擊是由于管道內閥口的迅速關閉，還有可能是運動部件在高速運動中突然被制動停止所產生的。可通過減慢換向閥的關閉速度、在滑閥完全關閉前減慢液體流速;在液壓缸端部設置緩沖裝置、利用橡膠軟管吸收液壓沖擊能量、降低導軌潤滑壓力等方法排除。

6 引進型裝備液壓系統的故障排除實例

發射裝置液壓系統千斤頂下沉。產生原因:

分析千斤頂回路液壓原理，導致千斤頂下沉有兩種情況:

(1)千斤頂故障。因為千斤頂剛進行過大修，已做過出廠試驗，發生問題的可能性極小。

(2)液壓鎖閉閥故障。在故障位置千斤頂進、出油管排氣口上各接一只壓力表(量程25MPa)。然后電動千斤頂伸出至工作位置，觀察壓力表的數值變化。發現鎖腔上接的壓力表數值下降很快，不能保持，而正常情況應保持壓力不變。將故障鎖閉閥拆卸后在試驗臺上測試，發現C3單向閥處漏油。更換鎖閉閥后故障排除。

7 結語

本文簡單闡述了液壓系統常見故障的查找與排除方法以及故障的預防。通過熟悉液壓設備動作順序對應液壓原理圖，了解各元件工作中的作用，長期維修實踐積累經驗。做到能夠通過感官的聽、摸、看、嗅，得到系統運行的重要信息，提高自身維修技能。

參考文獻

[1]某型地空導彈武器系統 導彈及技術保障設備原理.

[2]陸望龍.液壓系統使用與維修手冊[M].北京;化學工業出版社.

[3]工程機械液壓傳動原理、故障診斷與排除[M].北京:機械工業出版社，2005.