淺談工程機械液壓系統故障診斷及維修技術

潘虎

（炎黃職業技術學院，江蘇 淮安 223400）

工程機械在現代建筑、工程和土木工程中扮演著重要角色。液壓系統作為工程機械的關鍵部分，提供了動力傳遞和控制功能，對機械設備的性能和可靠性起著至關重要的作用。然而，在長時間和高強度的工作環境下，液壓系統故障是不可避免的。這些故障可能導致機械設備的停工、生產延誤和損失。因此，工程機械液壓系統故障的診斷和維修技術變得至關重要。準確、迅速地診斷故障，并采取適當的維修措施，可以最大程度地減少停工時間，提高設備的可用性和效率。同時，通過預防措施和定期維護，可以減少故障的發生，延長設備的使用壽命。通過本文的研究，我們希望為工程機械液壓系統故障的診斷和維修提供實用的技術指導，為相關領域的研究和實踐提供參考。有效的故障診斷和維修技術將幫助工程機械行業提高生產效率、降低維修成本，并為未來的發展提供更加穩定和可靠的基礎。

1 工程機械液壓系統工作特征和故障類型

1.1 工作特征

工程機械液壓系統是一種常用的動力傳輸和控制系統。工程機械液壓系統通常使用高壓液體來傳遞能量。液壓系統中的壓力通常達到數百至數千磅每平方英寸（psi）的水平。高壓工作使得液壓系統能夠提供足夠的動力，以實現重載和高功率要求。液壓系統通過控制液體的流動來實現動力傳遞。液體在液壓泵產生的高壓下進入液壓缸或液壓馬達，從而驅動機械部件的運動。液壓系統的線性動力傳遞特性使得工程機械具有精確的位置控制和大功率輸出能力。液壓系統具有良好的調速性能，可以實現平滑的速度控制。通過調整液壓閥門的開度和流量控制器的設置，可以精確地控制液壓系統中液體的流量和速度。這使得工程機械在不同負載和操作條件下能夠保持穩定的速度和動力輸出。液壓系統具有很高的承載能力，能夠應對大負載和高強度工作條件。液壓缸和液壓馬達可以提供高扭矩和大力量，使得工程機械能夠處理重型工作，如挖掘、舉升和推動等。液壓系統通過調整液壓缸的行程或液壓馬達的轉速，能夠實現精確的位置控制。這種特性使得工程機械能夠在狹小的空間內進行精細的操作，如定位、平整和精確的物料處理。

1.2 故障類型

工程機械液壓系統面臨多種類型的故障，包括泄漏、壓力不穩定、油溫過高、液壓缸或閥門故障、液壓油污染以及液壓系統噪音等。液壓系統中的泄漏是最常見的故障之一。它可能發生在密封件、連接點或管路中，導致液壓油的損失。泄漏會導致液壓系統的壓力下降，影響系統的正常操作。液壓系統的壓力應保持穩定，以確保機械設備的正常工作。然而，壓力不穩定可能由于壓力調節閥、油泵或其他元件的故障引起。這可能導致機械設備運行不穩定或無法完成預定任務。液壓系統中的油溫應在一定范圍內保持穩定。如果油溫過高，可能是由于油冷卻系統故障、液壓油品質問題或過度負載引起的。油溫過高可能導致油品劣化、密封件老化以及系統的過熱，從而降低設備的性能和壽命。液壓系統中的液壓缸和閥門是關鍵的執行元件。它們可能出現密封失效、堵塞、卡滯或運動不暢等問題，導致設備運行異常或無法實現預期動作。液壓系統中的油品可能受到雜質、水分或固體顆粒的污染。油品污染會影響液壓系統的正常工作，并可能導致元件損壞、泄漏和堵塞。如果液壓系統產生異常噪音，可能是由于氣體混入液壓油、液壓泵的故障或管路松動等原因。噪音可能表明液壓系統存在問題，需要進行診斷和維修。及時準確地診斷故障類型是解決問題的關鍵，以便采取適當的維修措施恢復液壓系統的正常運行。工程機械的液壓系統示意圖如圖1所示。

圖1 工程機械的液壓系統

2 故障診斷方法

液壓系統故障的診斷是確保工程機械液壓系統正常運行的關鍵步驟。經驗診斷是一種基于操作經驗和觀察的常規診斷方法。經驗豐富的技術人員可以通過觀察液壓系統的工作狀態、聽取噪音、檢查泄漏點和檢查油溫等來判斷可能的故障原因。這種方法在一些簡單和常見的故障情況下是有效的。現代液壓系統通常配備了故障診斷系統，可以讀取系統產生的故障代碼。這些代碼提供了有關故障類型和位置的重要信息。通過診斷儀器或計算機連接到系統的故障診斷接口，可以獲取故障代碼并進行分析，從而快速確定故障原因。液壓系統中的傳感器可以監測系統的壓力、溫度、流量和位置等參數。通過實時監測和比對這些參數的變化，可以識別故障的跡象。例如，異常的壓力波動、溫度升高或流量變化可能提示特定的故障情況。故障樹分析是一種系統化的故障診斷方法，用于確定導致特定故障發生的根本原因。它通過建立故障樹模型，將可能的故障原因和結果進行邏輯關聯，從而找到導致故障的主要原因。使用壓力表和流量計對液壓系統進行測試，可以檢查系統中的壓力和流量是否符合預期值。如果存在壓力過高或過低、流量異常或不穩定等問題，可以進一步追蹤故障原因。這些方法可以單獨或結合使用，根據具體的故障情況和可用的設備進行選擇。在進行故障診斷時，應仔細收集和分析系統的數據，并結合操作記錄和設備歷史來獲得更準確的診斷結果。對于復雜或難以識別的故障，可能需要專業的技術支持或咨詢。

3 維修步驟和技術

3.1 故障排查

故障排查是維修工程機械液壓系統故障的重要步驟，它涉及收集故障信息、可視檢查以及測試和測量。首先，進行故障排查前，與操作人員和維修人員進行充分的交流和溝通，以了解故障的具體情況和發生時的操作情況。他們可以提供有關故障的詳細描述，如故障出現的頻率、工作負荷條件以及故障發生時的環境和操作步驟。接下來，進行可視檢查，仔細觀察液壓系統中的管路、連接點、密封件和其他相關部件。尋找可能的泄漏、損壞或其他異常現象。檢查過程中，可以使用手觸和目測來尋找泄漏點、松動的連接和明顯的損壞。最后，使用壓力表、流量計和溫度計等工具進行測試和測量。檢查液壓系統的壓力、流量和溫度是否處于正常范圍內。例如，使用壓力表測量液壓系統的壓力，比對測量值與規格要求的標準值。對于流量和溫度，也進行類似的測試和比較。如果發現明顯的泄漏、壓力異常或溫度異常，可以進一步跟蹤故障原因。根據泄漏點的位置，檢查密封件是否失效或管路連接是否緊固。對于壓力異常和溫度異常，可能需要檢查壓力控制閥、油冷卻系統或液壓油品質等因素。

在故障排查過程中，重要的是準確記錄和收集數據。記錄故障出現的時間、地點、操作情況、檢查結果和測試數據等信息。這些記錄將有助于后續的故障分析和維修決策。在進行排查過程中，需要專業技術人員具備相關知識和經驗，并遵循安全操作規程，確保工作的安全性和有效性。

3.2 拆解和檢修

針對經過故障排查確定需要維修或更換的液壓元件，按照維修手冊的指導和工作順序，逐步拆卸液壓元件。這可能涉及液壓泵、閥門、液壓缸等元件。在拆卸液壓元件后，仔細檢查它們的外觀和內部狀況。觀察是否存在明顯的磨損、損壞或其他異常情況。同時，清潔液壓元件以去除油污和雜質，確保檢查的準確性和后續維修工作的順利進行。如果在檢查過程中發現液壓元件存在損壞、磨損或其他問題，需要及時更換相關的零部件。確保所使用的零部件符合規格和質量要求，并根據維修手冊和制造商的建議進行正確的更換。在更換或修復液壓元件后，進行相應的組裝工作。按照維修手冊和圖紙的指導，將各個零部件正確安裝回液壓系統中。確保連接的緊固和密封良好，以避免泄漏和其他問題。在組裝完成后，可能需要進行調整和校準工作，以確保液壓系統的性能和工作參數符合預期要求。這可能涉及調整閥門、設置壓力和流量限制器等操作。液壓元件的拆解和檢修過程如圖2 所示。

圖2 液壓元件的拆解和檢修示意圖

3.3 系統調試和測試

一旦液壓系統的故障排查和維修工作完成，就可以開始進行系統調試和測試。首先，將經過檢修和更換的液壓元件正確安裝回系統中，確保連接緊固和密封良好。在此過程中，遵循相關的安裝指導和維修手冊，確保每個元件的正確位置和方向。接下來，進行液壓系統的充液操作。添加適量的清潔液壓油，并排除系統中的空氣。這可以通過油泵手動操作、循環泵入油或使用自動排氣裝置等方法來完成。充液過程中，需要確保油品質量良好，符合液壓系統要求，并根據系統要求確保正確的油液級別。完成充液后，進行系統調試。啟動機械設備，逐步觀察和測試液壓系統的功能和性能。這包括觀察液壓元件的工作狀態、檢查壓力、流量和溫度是否處于正常范圍內，并記錄相關的測試數據。在調試過程中，應仔細觀察系統的工作情況和效果。如果發現任何異常，如噪音、振動、溫度異常或其他不正常現象，應及時記錄并進行進一步的調查。

測試是系統調試的重要組成部分。通過使用壓力表、流量計、溫度計和其他測量設備，對液壓系統的各項參數進行測試和測量。這有助于驗證系統是否滿足預定的性能和規格要求。在系統調試和測試過程中，需要密切注意系統的安全性和可靠性。確保機械設備處于穩定的狀態下進行測試，并遵循相關的安全操作規程。最后，根據系統調試和測試的結果，對液壓系統進行必要的調整和優化。如果發現任何問題或異常，需要及時進行修復和調整，確保液壓系統能夠正常運行，并滿足預期的性能要求。

4 案例分析

案例分析是了解工程機械液壓系統故障診斷和維修技術應用的重要方式。以下是一個液壓系統泄漏故障的案例分析。一臺挖掘機在工作過程中出現液壓系統泄漏的故障。操作人員發現液壓油在液壓缸和管路上有明顯的泄漏跡象，導致液壓系統的壓力下降和工作效率降低。與操作人員交流，了解故障的具體情況和發生時的操作情況。根據他們的描述，故障似乎在工作負載較大時更為明顯。檢查液壓系統中的管路、連接點和密封件，尋找泄漏點。發現液壓缸的密封件存在明顯的磨損和泄漏。使用壓力表測量液壓系統的壓力，并發現壓力較低，與預期值不符。流量計的讀數也顯示流量有所減少。具體的維修步驟和技術包括拆卸液壓缸，仔細檢查密封件的狀況。確認密封件已磨損導致泄漏。根據檢查結果，更換液壓缸的密封件，確保使用符合規格和質量要求的新零部件。將更換的密封件正確安裝回液壓缸中，并確保連接的緊固和密封良好。

充液操作后，啟動挖掘機進行系統調試。觀察液壓缸和管路是否還有泄漏，并測試液壓系統的壓力和流量是否恢復到正常范圍。記錄維修過程中的操作步驟、使用的工具和材料以及發現的問題和解決方案。進行故障分析，評估維修的有效性，并提出預防措施以避免類似故障的再次發生。通過以上維修步驟和技術的應用，液壓系統的泄漏故障得到了解決。液壓缸的密封件更換后，泄漏問題得到了修復，液壓系統的壓力和流量恢復到正常范圍。這使挖掘機能夠恢復正常工作，提高了工作效率和可靠性。

5 結語

在工程機械領域，液壓系統的故障診斷和維修技術發揮著重要作用。有效的故障診斷和維修技術將幫助工程機械行業提高生產效率、降低維修成本，并為未來的發展提供更加穩定和可靠的基礎。在實際運用中，維修工作應由經過培訓和具備相關技能的專業人員進行，并遵循安全操作規程。定期的維護保養和油品管理也是預防故障的重要措施，應根據設備的要求進行實施。通過不斷地提升對工程機械液壓系統故障的理解和技術能力，可以確保設備的穩定運行，并為工程機械行業的發展做出貢獻。