關于液壓挖掘機風冷卻系統故障及處理方法的簡單分析

滕照溪

（本鋼礦業公司石灰石礦，遼寧 本溪 117002）

1 液壓系統的冷卻方式

液壓系統的冷卻方式分為風冷和水冷兩大系列

1.1 風冷卻液壓系統

1.1.1 風冷卻液壓系統工作原理

目前，石灰石礦液壓挖掘機所使用的均是風冷卻液壓系統。該系統是以空氣做為介質，將系統在作業工程中產生的熱量傳遞出去，這種冷卻方式主要包括風扇、導風罩和由許多帶散熱片的管子組成，在電動機的作用下，旋轉的風扇迫使周圍空氣沿導風罩穿過帶散熱片的管子表面，而熱的油液通過這些管子，將熱量從散熱片表面散發到空氣中，使液壓系統中的溫升控制在50℃～70℃范圍內。

1.1.2 風冷卻液壓系統優缺點

風冷卻系統適用于移動式液壓設備，結構簡單，維修方便，在低溫季節不啟動冷卻系統空載運轉，可以是系統溫升迅速達到工作狀態，使用便捷，效率高，但是由于風冷方式受外界空氣換熱系數小的限制，有夏季冷卻效果較差等缺點。

1.2 水冷卻液壓系統

1.2.1 水冷卻液壓系統工作原理

液壓系統采用較多的是管式水冷卻器，就是在液壓油箱中安裝一根蛇形水管，水在管內流動，將油液中的熱量帶走。近幾年又出現的翅片式冷卻器效果較好，就是在原來的基礎上水管外面又裝設了橫向或縱向的散熱片，提高了散熱效果。

1.2.2 水冷卻液壓系統優缺點

水冷卻液壓系統效果較好，適用于室內大型液壓泵站等機械。但是，由于水冷卻方式的限制，還具有低溫凍結，易結水垢，對管壁產生穴蝕現象等缺點。

2 風冷卻系統的影響因素

液壓系統的溫升是由于大量高壓油液從溢流閥中溢流或系統內泄引起的，控制系統的溫升影響其冷卻系統因素也是比較多的，其中主要有散熱效率、空氣流量和自然溫度三個方面。

2.1 散熱效率

油冷卻器的散熱效率與冷卻器容量和油液流量有關。液壓系統冷卻器安裝在溢流閥泄荷的回油路上，最大流量2×320L/min，最小流量趨于0，根據實驗，泄荷的油量與系統工作效率成正比，當系統產生負載超過系統設定壓力值時，就有大量的油液從溢流閥泄荷。另外油冷卻器表面污垢和油液的變質，都必然影響到油冷卻器的散熱效率。

2.2 空氣流量

空氣流量主要是風扇葉片直徑、葉片安裝角度，葉片形狀，導風罩，電動機轉速等因素，其中，影響程度最大的應該是風扇葉直徑，葉片安裝角度和電動機轉速，直接影響到空氣的流量。

2.3 自然溫度

但自然溫度低于12℃以下時，液壓系統溫升可以通過油冷卻器的散熱，效果效果理想。當外界高于12℃時，由于空氣散熱系數的關系，系統溫升會隨自然溫度的升高而逐步升高。當然溫度超過30℃時，自然溫度每升高1℃，系統溫升就會以2倍或更高的速度提升，如果不能控制系統泄荷，就會影響到冷卻效果。

3 風冷式油冷卻器常見的故障

液壓系統在工作時，柱塞泵的工作壓力可達30MPa，系統泄荷產生的熱量，隨時都要冷卻，如果冷卻系統出現故障，對液壓系統的安全運行將是一個重大的威脅。以石灰石礦液壓挖掘機為例，風冷式油冷卻器經常出現以下故障：

3.1 油溫過高

現象：液壓油溫過高，指油溫表面指針在80℃或80℃以上。

故障原因分析：

（1）油箱油液不足。在系統啟動前未對油位進行檢查，油液不夠循環冷卻使用，導致油液缺失嚴重，不能及時冷卻系統內產生的熱量，造成油溫過高。

（2）油散熱器堵塞，由于在液壓系統維保檢修或是在更換油液過程中，不慎掉入異物，容易直接造成散熱器堵塞，油液流通不暢，導致油溫過高。

（3）電動機故障。在工作前未對其進行檢查，致使電動機轉速不夠或不轉，不能形成足夠的空氣對流及時帶走系統產生的熱量，從而使油溫升高。

（4）風扇故障。葉片損壞或葉片角度不正確，使空氣的流速不夠，將影響到油冷卻器的散熱，從而導致整個冷卻系統溫度過高。

（5）冷卻器表面污垢。現在的液壓系統均根據壓力和負載對冷卻器的散熱面積進行匹配。在長期使用過程中，因大量粉塵污垢粘結到冷卻器表面，直接降低散熱效率。

檢查處理方法

（1）檢查油箱液位，確認液壓系統各部件、油管有無泄漏現象，油箱液位處于正常位置，如有問題要及時處理。

（2）檢查更換濾芯，同時在日常維保或更換油液時，要保持系統的清潔，杜絕一切污物進入到系統中。并按周期更換濾芯，以保證系統的平穩運行。

（3）檢查電動機。啟動時觀察電動機是否達到額定轉速，如果存在接觸器有異響或電動機旋轉有異常時，應及時停止啟動。

（4）檢查風扇。如果存在風扇葉損壞、風扇失去動平衡時要及時修整。若風扇葉有折斷的跡象應及時更換，保持風扇形狀上的完好。

（5）清整污垢。油冷卻器表面要根據實際情況及時清整，在氣溫高于0℃時，可用沖洗設備進行清潔；當氣溫降到0℃以下時，可采用0.4MPa壓力的風進行清潔，以保持其表面干凈。

3.2 油溫過低

現象：在冬季液壓系統中，油溫經常出現過低的情況，這樣會對系統中的潤滑和功率輸出產生很大的影響。故障原因分析：

過早開啟冷卻系統。在啟動液壓系統的同時也啟動了冷卻系統，這樣就直接影響到系統的溫升，是的系統不能有效地提高到正常的工作溫度。

檢查處理方法：

空載運行。首先是液壓系統空載運行3～5分鐘，待系統溫升達到20℃后，再進入正常的工作狀態；當溫升超過60℃時，開啟冷卻系統。

4 風冷式油冷卻器維護保養

（1）清潔使用

冬春季節氣候干燥，要對油冷卻器每周進行一次清潔，然而無論是用水或者風清潔，其壓力都不應超過0.4MPa，不要將風（水）管直接接觸冷卻器表面，要相隔0.5～0.8米的距離，避免對冷卻器表面造成損傷。夏秋季節，可以對冷卻器每兩周用水進行一次清洗，以保證冷卻器表面的清潔。

（2）定期檢查

定期對冷卻系統進行檢查，主要檢查進出油管路是否存在泄漏現象，螺栓是否有松動，冷卻器是否牢固等，發現問題及時處理。

［1］工程機械液壓傳動原理、故障診斷與排除[M].機械工業出版社.

［2］液壓傳動系統設計與使用[M].化學工業出版社.