挖掘机液压系统分析及故障诊断

1、摘 要 挖掘机作为工程机械的主力机种，被广泛应用于各种各样的施工作业中。挖掘机 产品的核心技术就是液压系统，由于挖掘机的工作条件恶劣，要求实现的动作复杂， 于是它对液压系统的使用与维护提出了很高的要求，其液压系统也是工程机械液压系 统中最为复杂的。因此，对挖掘机液压系统的分析研究对推动我国挖掘机发展具有十 分重要的意义。随着挖掘机自动化水平的提高,液压系统的故障诊断已经成为现代挖 掘机的关键技术之一,开展挖掘机液压系统故障诊断方法的研究,对于提高挖掘机的可 靠性水平和施工效率具有重要的意义。若其液压系统出现故障时，如能在现场准确、 快速的诊断出故障的所在部位和原因，并及时排除，将对加快工程进度

2、、减少经济损 失有重要意义。 在全面搜集了国内外挖掘机液压系统相关资料的基础上，了解了挖掘机液压系统 的发展历史，并对挖掘机液压系统的技术发展动态进行了分析总结。 论文对挖掘机的各种工况进行了分析，系统总结了挖掘机液压系统。在分析挖掘 机液压系统理论的基础上， 本文对挖掘机液压系统常见故障进行系统的总结分析。 总结了较为完善挖掘机液压系统故障判断及维修方式方法。本文以国外挖掘机液压系 统为主要研究对象进行了具体分析。 关键字：挖掘机，液压系统，故障诊断，故障维修 目 录 前 言 .1 正 文 .3 第 1 章 挖掘机液压系统发展概况 .3 11 国内外挖掘机液压系统的研究现状及发展趋势 .3

3、111 国外研究状况及发展趋势 .3 112 国内研究现状及发展趋势.5 第 2 章 挖掘机液压系统分析 .7 2.1 挖掘机液压系统概述.7 22 液压挖掘机的基本动作及工况分析 .8 第 3 章 挖掘机液压系统故障诊断 .10 3.1 故障诊断时应遵循的一般原则.10 3.2 诊断液压系统故障的方法 .10 3.2.1 根据液压系统图查找液压故障 .10 3.2.2 利用因果分析图查找液压故障 .10 3.2.3 利用故障现象与故障原因相关分析表查找液压故障 .11 3.3 实例分析.11 3.3.1 PC200-5 型挖掘机液压系统故障诊断与排除.11 3.3.2 日立 EX220 挖掘

4、机的故障诊断.12 结 论 .16 致 谢 .17 参考文献 .18 前 言 液压挖掘机是一种多功能机械，目前被广泛应用于水利工程，交通运输，电力工 程和矿山采掘等机械施工中，它在减轻繁重的体力劳动，保证工程质量加快建设速 度以及提高劳动生产率方面起着十分重要的作用。由于液压挖掘机具有多品种，多功 能，高质量及高效率等特点，因此受到了广大施工作业单位的青睐。 液压挖掘机的生产制造业也日益蓬勃发展。挖掘机与液压传动紧密地联系在一起， 其发展主要以液压技术的应用为基础。由于挖掘机的工作条件恶劣，要求实现的动作 很复杂，于是它对液压系统的设计提出了很高的要求，其液压系统也是工程机械液压 系统中最为复

5、杂的。因此，对挖掘机液压系统的分析研究已经成为推动挖掘机发展中 的重要一环。 挖掘机行业的发展历史久远，可以追溯到1840年。当时美国西部开发，进行铁路 建设，产生了模仿人体构造，有大臂、小臂和手腕，能行走和扭腰类似机械手的挖掘 机，它采用蒸汽机作为动力在轨道上行走。但是此后的很长时间挖掘机没有得到很大 的发展，应用范围也只局限于矿山作业中。 导致挖掘机发展缓慢的主要原因是：其作业装置动作复杂，运动范围大，需要采 用多自由度机构，古老的机械传动对它不太适合。而且当时的工程建设主要是国土开 发，大规模的筑路和整修场地等，大多是大面积的水平作业，因此对挖掘机的应用相 对较少，在一定程度上也限制了挖

6、掘机的发展。 由于液压技术的应用，二十世纪四十年代有了在拖拉机上配装液压反铲的悬挂式 挖掘机。随着液压传动技术迅速发展成为一种成熟的传动技术，挖掘机有了适合它的 传动装置，为挖掘机的发展建立了强有力的技术支撑，是挖掘机技术上的一个飞跃， 同时，工程建设和施工形式也发生了很大变化。在进行大规模国土开发的同时，也开 始进行城市型土木施工，这样，具有较长的臂和杆，能装上各种各样的工作装置，能 行走、回转，实现多自由动作，可以切削高的垂直壁面，挖掘深的基坑和沟槽的挖掘 机得到了广泛应用。 全世界各种施工作业场约有65至70的土石方工程都是由挖掘机完成的。挖掘 机是一种万能型工程机械，目前已经无可争议地

7、成为工程机械的第一主力机种，在世 界工程机械市场上已占据首位，并且仍在发展扩大。挖掘机的发展主要以液压技术的 应用为基础，其液压系统已成为工程机械液压系统的主流形式。随着科学技术的发展 和建筑施工现代化生产的需要，液压挖掘机需要大幅度的技术进步，技术创新是液压 挖掘机行业所面临的新挑战。在技术方面，挖掘机产品的核心技术就是液压系统设计， 所以对其液压系统的分析研究具有十分重要的现实意义。 正 文 第 1 章 挖掘机液压系统发展概况 11 国内外挖掘机液压系统的研究现状及发展趋势 111 国外研究状况及发展趋势 从20世纪60年代液压传动技术开始应用在挖掘机上至今，挖掘机液压系统已经发 展到了相

8、当成熟的阶段。近几年来，随着液压挖掘机产量的提高和使用范围的扩大， 世界上著名的挖掘机生产商纷纷采用各种高新技术，来提高自己挖掘机在国际上的竞 争力，主要表现在五个方面；液压系统逐渐从开式系统向闭式系统转变；系统的 节能技术成为研究的重点；系统的高压化和高可靠性发展趋势日益凸显；系统的 操纵特性上升到很重要的地位；液压系统与电子控制的结合成为潮流。 （1）从开式液压系统向闭式液压系统的转变 日本小松(KAMATSU)公司90年代以前一直致力开发开式负载敏感系统(OLSS)，用 以降低液压系统的损耗。开式液压系统采用三位六通阀，其特点是有两条供油路，其 中一条是直通供油路，另一条是并联供油路。由

9、于这种油路调速方式是进油节流调速 和旁路节流调速同时起作用，其调速特性受负载压力和油泵流量的影响，因此这种系 统的操纵性能、调速性能和微调性能差。另外，当液压元件一起复合动作时，相互干 扰大，使得复合动作操纵非常困难。这是开式系统的大缺点。挖掘机作业工程中要求 对液压元件能很好地控制其运动速度和进行微调，而且在多种工况下要求多个执行元 件完成复合动作，而长期以来使用的开式液压系统无法满足挖掘机的调速和复合动作 的要求。近年来在国外的挖掘机液压系统中出现了闭式负载敏感系统(CLSS)。它可以 采用一个油泵同时向所有液压元件供油，每一个液压元件的运动速度只与操纵阀的阀 杆行程有关，与负载压力无关，

10、泵的流量按需提供，而且多个液压元件同时动作时相 互之间干扰小，因此操纵性好是闭式液压系统的主要特点。这种系统非常符合挖掘机 操作的要求，它操纵简单，对司机的操纵技巧要求低，在国际上已经获得较广泛的使 用，是挖掘机液压系统的发展趋势。目前日本小松公司已经把大量挖掘机液压系统从 开式系统改为闭式系统了。 （2）节能技术的应用 目前液压挖掘机上典型的节能技术基本上有两种。即负载敏感技术和负流量控制 技术，目前液压挖掘机都选用其中一种控制技术来实现节能要求。负载敏感技术是一 种利用泵的出1：3压力与负载压力差值的变化而使系统流量随之相应变化的技术。德 国曼内斯(Mannesmann)公司研制的一种负载

11、传感系统，将其安装在液压系统中，可以 控制一个或几个液压作用元件，而与对其施加的载荷无关。该系统不仅易于操纵，而 且微动控制特性很好。其最大的特点就是可以根据负载大小和调速要求对油泵进行控 制，从而实现在按需供流的同时，使调速节流损失控制在很小的固定值，从而达到节 能的目的。负流量控制技术是通过位于主控制阀后面的节流阀建立的压力对主泵的排 量进行调节的技术。目前以韩国现代(HYUNDAI)、日本小松(KOMATSU)和日本日立 (HITACHI)为代表的许多国外著名品牌的挖掘机生产商都在自己的挖掘机液压统中使 用了负流量控制技术。这种控制技术具有稳定性好、响应快、可靠性和维修性好等特 点，但在

12、起始点为重负荷下作业时，因流量与负载有关，所以可控制性较羞。 （3）提高负载能力和可靠性 为了提高挖掘机的负载能力，直接的方法是提高其液压系统工作压力、流量和功 率。目前，国际上先进的挖掘机产品的额定压力大都在30MPa以上，并且随着技术的 进步，有朝着更高的压力甚至采用超高压液压技术方向发展的趋势；流量通常在每分 钟数百升：功率在数百千瓦以上。如德国OK制造的目前世界上首台最大的RH400型 全液压挖掘机，铲斗容量达42m3，液压油源为18台变量轴向柱塞泵，总流量高达 10200Lmin：原动机为2台QSK60柴油发动机，总功率高达2014kW。由于液压挖掘机 经常在较恶劣环境下持续工作，其

13、各个功能部件都会受到恶劣环境的影响系统的可 靠性日益受到重视。美、英、日等国家推广采用有限寿命设计理论，以替代传统的无 限寿命设计理论和方法，并将疲劳损伤累积理论、断裂力学、有限元法、优化设计、 电子计算机控制的电液伺服疲劳试验技术、疲劳强度分析方法等先进技术应用于液压 挖掘机强度研究方面，不断提高设备的可靠性。美国提出了考核动强度的动态设计分 析方法。日本制定了液压挖掘机构件的强度评定程序，研制了可靠性信息处理系统， 使液压挖掘机的运转率达到8595，使用寿命超过l万小时。 （4）重视操纵特性 挖掘机液压系统的操纵特性越来越受到重视。目前国际上迅速发展全液压挖掘机， 不断改进和革新控制方式，

14、使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、 液压伺服操作和电气控制、无线电遥控、电子计算机综合程序控制。各种高新技术的 应用，使得挖掘机液压系统操纵特性大大提高。 （5）液压系统与电子控制的结合 电子一液压集成控制成为当前主要研究目标电子控制技术与液压控制技术相结合 的电子一液压集成控制技术近年来获得了巨大发展，特别是传感器、计算机和检测仪 表的应用，使液压技术和电子控制有机结合，开发和研制出了许多新型电液自动控制 系统，提高了挖掘机的自动化程度，推动着挖掘机的迅猛发展。目前国外先进品牌的 挖掘机在电液联合控制方面的研究已趋成熟。美国林肯贝尔特公司新C系列LS一 5800型液压挖掘机安

15、装了全自动控制液压系统，可自动调节流量，避免了驱动功率的 浪费。日本住友公司生产的FJ系列五种新型号挖掘机配有与液压回路连接的计算机辅 助的功率控制系统，利用精控模式选择系统，减少燃油、发动机功率和液压功率的消 耗，并延长了零部件的使用寿命。 112 国内研究现状及发展趋势 从国内情况来看，我国挖掘机行业整体发展水平较国外缓慢，在挖掘机液压系统方面的理论 还比较薄弱。国内大部分挖掘机企业在挖掘机液压系统传统技术方面的研究具有一定基础，但由 于采用传统液压系统的挖掘机产品在性能、质量、作业效率、可靠性等方面均较差，因此采用传 统液压系统的挖掘机在国内市场上基本失去了竞争力，取而代之的是采用各种高

16、新技术的国外挖 掘机产品。先进的挖掘机液压系统都被国际上一流的生产企业垄断，国内企业在该领域的研究几 乎是空白，这样国内的挖掘机生产厂家就无法独立制造出性能优异的挖掘机，绝大部分的市场份 额都被国外各种品牌的挖掘机所占据。以20t级的中型液压挖掘机为例，国产20t级挖掘机大多数是 欧洲80年代初的技术，同90年代初以来在国内形成批量的日本小松、日立、神钢以及韩国大宇、 现代等机型相比，其主要差距柴油机功率偏低，液压系统流量偏小，液压系统特性差，导致平台 回转速度低，行走速度低，各种性能参数均偏小，整机性能和作业效率较国外偏低。国内挖掘机 的趋势必然是以技术研发为主，放弃传统液压系统挖掘机，迅速

17、提高其市场竞争力。 12本论文的研究内容 挖掘机液压系统方面的技术多种多样，本文主要以国外几种知名品牌的挖掘机液 压系统为主要研究对象，对其现有的关键技术和控制方式进行比较和研究，采用数字 仿真系统建模仿真，为挖掘机的液压系统的控制理论研究提供一定的参考信息。 （1）挖掘机液压系统技术发展动态的分析研究 大量搜集国内外挖掘机液压系统方面的相关技术资料，系统了解挖掘机液压系统 的发展历史，分析总结挖掘机液压系统方面的研究现状和技术发展动态。 （2）挖掘机液压系统分析 对液压挖掘机一个工作循环中的四种工况：挖掘工况、满斗举升回转工况、卸载 工况和卸载返回工况进行了详细的分析，总结了每个工况下各执行

18、机构的主要复合动 作。根据液压挖掘机的主要工作特点，系统地总结了挖掘机液压系统：动力性要求和 操纵性要求。另外，还提出了一种有效、简便、直观的挖掘机液压系统的分析方法， 并详细介绍此方法的步骤。 （3）PC200-5型挖掘机、日本加藤HD-900V型挖掘机作为研究对象，认真查阅 该机型相关资料，分析该挖掘机液压系统的组成、特点及工作原理。对其某些典型故 障进行详细分析、诊断，提出检查内容、检查方法、检查结果、故障原因和处理措施； 对其常见故障进行原因分析并列出处理方法。 第 2 章 挖掘机液压系统分析 要了解和设计挖掘机的液压系统，首先要分析液压挖掘机的工作过程及其作业要求，掌握各 种液压作用

19、元件动作时的流量、力和功率要求以及液压作用元件相互配合的复合动作要求和复合 动作时油泵对同时作用的各液压作用元件的流量分配和功率分配。 2.1 挖掘机液压系统概述 按照挖掘机工作装置和各个机构的传动要求，把各种液压元件用管路有机地连接 起来就组成一个挖掘机液压系统。它是以油液为工作介质、利用液压泵将发动机的机 械能转变为液压能并进行传送，然后通过液压缸和液压马达等执行元件将液压能转变 为机械能，进而实现挖掘机的各种动作。按照不同的功能可将挖掘机液压系统分为三 个基本部分：工作装置系统，回转系统、行走系统。挖掘机的工作装置主要由动臂、 斗杆、铲斗及相应的液压缸组成，它包括动臂、斗杆、铲斗三个液压

20、回路。回转装置 的功能是将工作装置和上部转台向左或向右回转，以便进行挖掘和卸料，完成该动作 的液压元件是回转马达。回转系统工作时必须满足如下条件：回转迅速、起动和制动 无冲击、振动和摇摆，与其它机构同时动作时，能合理地分配去各机构的流量。行走 装置的作用是支撑挖掘机的整机质量并完成行走任务，多采用履带式和轮胎式机构， 所用的液压元件主要是行走马达。挖掘机的动作复杂，主要机构经常启动、制动、换 向，负载变化大，冲击和振动频繁，而且野外作业，温度和地理位置变化大，因此挖 掘机的液压系统应满足如下要求： （1）要保证挖掘机动臂、斗杆和铲斗可以各自单独动作，也可以相互配合实现 复合动作。 （2）工作装

21、置的动作和转台的回转既能单独进行，又能复合动作，以提高挖掘 机的生产率。 （3）履带式挖掘机的左、右履带分别驱动，使挖掘机行走方便、转向灵活，并 且可就地转向，以提高挖掘机的灵活性。 （4）保证挖掘机的一切动作可逆，且无级变速。 （5）保证挖掘机工作安全可靠，且各执行元件（液压缸、液压马达等）有良好 的过载保护回转机构和行走装置有可靠的制动和限速；防止动臂因自重而快速下降和 整机超速溜坡。 22 液压挖掘机的基本动作及工况分析 液压挖掘机的作业过程包括以下几个动作(如图2.1所示)：动臂升降、斗杆收放、 铲斗装卸、转台回转、整机行走以及其它辅助动作。除了辅助动作(例如整机转向等) 不需全功率驱

22、动以外，其它都是液压挖掘机的主要动作，要考虑全功率驱动。由于液 压挖掘机的作业对象和工作条件变化较大，主机的工作有两项特殊要求：(1)实现各 种主要动作时，阻力与作业速度随时变化，因此，要求液压缸和液压马达的压力和流 量也能相应变化：(2)为了充分利用发动机功率和缩短作业循环时间，工作过程中往 往要求有两个主要动作(例如挖掘与动臂、提升与回转)同时进行复合动作。斗杆液压 缸调节卸载半径，然后铲斗液压缸回缩，铲斗卸载。 1一动臀升降：2一斗杆收放；3铲斗装卸；4一转台回转；5整机行走 图2.1 液压挖掘机作业过程 液压挖掘机一个作业循环的组成和动作的复合主要包括： （1）挖掘：通常以铲斗液压缸或

23、斗杆液压缸进行挖掘，或者两者配合进行挖掘， 因此，在此过程中主要是铲斗和斗杆的复合动作，必要时，配以动臂动作。 （2）满斗举升回转：挖掘结束，动臂液压缸将动臂顶起，满斗提升，同时回转 液压马达使转台转向卸土处，此时主要是动臂和回转的复合动作。 （3）卸载：转到卸土点时，转台制动，用了调整卸载位置，还要有动臂液压缸 的配合，此时是斗杆和铲斗的复合动作，间以动臂动作。 （4）空斗返回：卸载结束，转台反向回转，动臂液压缸和斗杆液压缸配合，把 空斗放到新的挖掘点，此时是回转和动臂或斗秆的复合动作。 挖掘过程中主要以铲斗液压缸或斗杆液压缸分别单独进行挖掘，或者两者复合动 作，必要时配以动臂液压缸的动作。

24、一般在平整土地或切削斜坡时，需要同时操纵动 臂和斗杆，以使斗尖能沿直线运动，见图22所示。此时斗杆收回，动臂抬起，希望 斗杆和动臂分别由独立的油泵供油，以保证彼此动作独立，相互之间无干扰，并且要 求泵的供油量小，使油缸动作慢，便于控制。如果需要铲斗保持一定切削角度并按照 一定的轨逊进行切削时，或者需要用铲斗斗底压整地面时，就需要铲斗、斗杆、动臂 三者同时作用完成复合动作见图23所示。 (a)或切削斜坡（b）时斗尖沿直线切削 图2.2 平整土地 （a)或压整路面 图 2.3 铲斗保持一定角度切削 第 3 章 挖掘机液压系统故障诊断 3.1 故障诊断时应遵循的一般原则 当发生故障时要根据不同机型的

25、特点,充分利用设备自身的监控系统，具体问题 具体分析,掌握有效的故障分析方法。在诊断时应遵循由外到内、由易到难、由简单 到复杂的原则进行，挖掘机液压传动系统故障诊断的顺序是：查问资料(挖掘机使用 说明书及运行、维修记录等)了解故障发生前后的设备工作情况外部检查 试车观察(故障现象、车上仪表)内部系统检查(参照系统原理图)仪器检查系 统参数(流量、温度等)逻辑分析判断调整、拆检、修理试车故障总 结记录。挖掘机的故障有许多种，如遇较复杂的综合故障，应仔细分析故障现象，列 出可能的原因逐一排除。 3.2 诊断液压系统故障的方法 首先从故障现象分析入手，查明故障原因是排除故障的最重要和最困难的一个环

26、节。特别是初级液压技术人员，遇到故障往往一筹莫展，感到束手无策。下面从工作 经验出发谈谈查找液压故障的方法。 3.2.1 根据液压系统图查找液压故障 熟悉液压系统图，是从事使用，维修工作技术人员和技术工人的基本功，是排除 液压故障的基础，也是查找液压故障的一种基本方法。液压系统图表明了液压设备的 工作原理 ，表示系统各执行元件的动作循环及控制方法。 在用液压系统图排除故障时，主要方法是抓两头即抓动力源(油泵)和执行元件 (油缸马达) ,然后是连中间即从动力源到执行元件间经过的管路和控制元件。 “抓两 头”要注意分析故障是否就出在油泵 ,油缸和马达本身。 “连中间”时除要注意分析 故障是否出在所

27、连管路上的液压元件外,还要特别注意弄清系统从一个工作状态转移 到另一个工作状态时采用哪种控制方法 ,控制信号是否有误 ,要针对实物进行检查。 检修中要注意各个主回路间及主回路与控制回路间有无接错而产生相互干涉现象 。 3.2.2 利用因果分析图查找液压故障 用因果图（又称鱼刺图）分析，即能对液压系统出现的故障进行快速分析判断 , 找出主次原因，又能积累排除故障的经验。 3.2.3 利用故障现象与故障原因相关分析表查找液压故障 根据工作实践，总结出故障现象与故障原因相关分析表（有时技术资料中也提供)，可用于液 压系统故障的查找和处理。 3.3 实例分析 3.3.1 PC200-5 型挖掘机液压系

28、统故障诊断与排除 PC200-5 型挖掘机液压系统是由一些基本回路和辅助回路组成，其元器件主要由工 作泵、补油泵、先导控制阀、分配阀、安全阀、大臂油缸、小臂油缸、铲斗油缸、油 箱及相关管路等组成。 PC200-5 型挖掘机液压系统在工作过程中，液压油自油箱底部通过滤油器被工作泵 吸入，从油泵输出具有一定压力的液压油进入一组并联的分配阀。通过手柄先导阀 工作阀组来实现相应的动作，系统通过总油路上的总安全阀限定整个系统的总压力， 各组工作油路的安全阀分别对相应油路起过载保护和补油作用。 原因分析：PC200-5 型挖掘机动臂举升缓慢无力，而转斗翻转正常。从工作原理图 不难看出：其它工作正常，这说明

29、工作泵、总安全阀是正常工作的，他们所提供给整 个系统的压力足够，同时也说明泵进油端的管路和滤油器以及油箱的油量、油质没问 题。此时只需检查大臂滑阀、大臂油缸、大臂部分的油管、及其密封件了。 大臂举升缓慢无力，而其它动作正常：在液压系统中，如只是动臂举升缓慢无 力，而转斗翻转正常。从工作原理图不难看出：其它工作正常，这说明工作泵、总安 全阀是正常工作的，他们所提供给整个系统的压力足够，同时也说明泵进油端的管路 和滤油器以及油箱的油量、油质没问题。此时只需检查大臂滑阀、大臂油缸、大臂部 分的油管、及其密封件了。 （1）检查油路堵塞情况 先作常规处理，拆下油管，拆下大臂滑阀阀体、阀杆及相关部件进行清

30、洗，把油 道清洗干净并用压缩空气吹通吹干。 （2）检查油路泄漏情况 液压系统的泄漏一般都是在使用一段时间后产生。从表面现象看，多为密封件失 效、损坏、挤出或密封表面被拉伤等造成。主要原因有：油液污染、密封表面粗糙度 不当、密封沟槽不合格，管接头松动、配合件间隙增大、油温过高、密封圈变质或装 配不良等。泄漏分为内泄漏和外泄漏，通常故障主要由于内泄漏引起。 （3）内泄漏故障的处理 该部分内泄漏主要产生于动臂滑阀和油缸内泄漏。内泄漏主要发生于阀体和油缸 内部，不易检查。但我们可以借助一些辅助方法来判断泄漏情况。 （4）对大臂油缸的检查 当大臂油缸活塞收到底后，拆下无杆腔油管，使大臂油缸有杆腔继续充油

31、。若无 杆腔油管口有大量工作油泄出，说明液压缸发生内漏；也可以使铲斗装满载荷，举升 到极限位置，大臂操纵杆置于中位，并使发动机熄火，观察大臂的下沉速度；然后， 将大臂操纵杆置于上升位置，如果这时大臂下沉速度明显加快，也说明内漏发生在液 压缸；如果下沉速度变化不明显，则内漏原因出在大臂滑阀。 （5）对大臂滑阀的检查 大臂滑阀的泄漏主要是因为阀杆与阀体的配合间隙太大调压弹簧损坏、阀内密封 件损坏等。检查阀杆和阀体的配合间隙，检查压力弹簧，看阀体内密封件是否有损坏。 排除方法：如油缸内泄漏测试结果超过规定值，应予以拆开作进一步检查，如密 封圈损坏则更换，如缸壁拉伤严重则更换；如动臂阀磨损严重则更换。

32、 大臂工作正常，小臂（铲斗）工作缓慢无力：在液压系统中，如大臂工作正常； 小臂（铲斗）工作缓慢无力。从工作原理图不难看出：大臂举升正常，这说明工作泵、 总安全阀是正常工作的，同时也说明泵进油端的管路和滤油器以及油箱的油量、油质 没问题。此时只需注意检查小臂（铲斗）工作滑阀、安全阀、及其密封件。 排除方法：液压传动故障诊断与排除方法大同小异，同样小臂（铲斗）部分与大 臂部分的故障处理方法也基本相同，因此对于处理小臂（铲斗）工作部分的故障可参 照 2.1 故障现象的处理方法进行操作。 3.3.2 日立 EX220 挖掘机的故障诊断 (1)某日立 EX220 挖掘机在正常工作时发动机突然熄火，当重新

33、起动时起动顺利， 且起动声音、排烟都正常，但驾驶员操纵挖掘机的任何一个工作装置时，发动机立即 熄火。故障分析与排除根据分析，该机的故障特征是发动机不能带负荷工作，因而故 障原因很可能出在主机控制系统上。该机的 CPU 电脑控制系统、负荷传感及伺服液压 控制系统的工作原理见附图。 1.发动机 2.发动机控制器 3.泵阀控制器 4.主控制阀 5.先导泵 6.变量柱塞泵 7.伺服活塞 8.发动 机控制传感器 9.发动机控制马达 10.转数传感器 11.角度传感器 12.压力传感器 13.14.高速开关电磁阀 15.压差传感器 图 3.5CPU 电脑控制系统.负载传感及伺服液压控制系统工作原理图 由图

34、可知，电液控制系统的信号分别来自发动机、液压泵及主控制阀上的 8、10、11、12、巧等多个传感器，这些信号经过发动机控制器 EC 与泵阀控制器 PVC 综合处理后，信号传至高速开关电磁阀 13、14，经内部阀杆高速换位后，调整了先导 泵 5 进人伺服活塞 7 的流量，从而改变了液压泵斜盘倾角，以调节液压泵的排量;发 动机控制马达 9 接收输人信号后改变发动机油门的大小，从而保证发动机转速与液压 泵负荷相匹配。经检查，发动机控制马达 9(EC 马达)在发动机进行工作模式转换时工 作正常，说明它不是故障之所在。因而判断高速开关电磁阀能否正确接收泵阀控制器 PVC 的电信号并执行设定动作是确定故障

35、部位的关键。高速开关电磁阀在正常状态下 高速阀位转换时会发出清脆的“嘀嗒、嘀嗒”声，该机发动机运转时电磁阀却没有声 响，从而可确定电磁阀是造成故障的部位。拆检后用万用表测出高速开关电磁阀 14 上黄线(Y)与黄底黑线(YB)之间的阻值为无穷大，说明电路中断了;经进一步检查，是 此电磁阀在电线引出端头 1 处的芯线断了。修理后重新试机，故障现象消除。机器正 常起动后，直行电磁阀不动作，所有的控制阀在中位，两泵泵出的油直接卸荷回油箱， 为避免能源浪费，小松 PC120 型挖掘机设有开式中心负荷感应系统(见图 4.5)。 故障分析 由于引起铲斗、动臂均无力的原因涉及的面较多，故首先考虑是否由 公共部

36、分引起的。假设不行走时直行电磁阀出现误动作，那么直线行走阀就动作即两 泵合流，从图 1 中可以看出，能切断卸荷回路的阀或者说能正常执行的动作分别是: 动臂上升、回转、斗杆伸缩及行走，而动臂的下降、铲斗的倾和挖均不能切断两泵合 流回路与油箱的通路(注意:“动臂一快”阀只有“升”和“中位”两位置，不同于 “动臂一慢”阀)，故这时形不成工作压力，前后主泵流量小，相当于阀处中位，发 动机处于轻载状态，也就是用户反映的挖掘无力。按上述分析状态试机，各项动作均 符合以上分析，看来故障确实由合流引起。本着由表及里、由简单到复杂的故障分析、 排除顺序，去除电路中的 8#保险丝，切断合流电磁阀的供电电源，试机，

37、结果机器除 边行走、边使工作装置动作或回转时走偏外，其他均正常。至此，已进一步确定故障 是由与合流有关的电路引起的，从图 2 很容易找到是由一只行程开关不能复位引起的。 此开关处在驾驶室底前下方，经常接触泥水、沙土，使此开关闭合后不能复位，即不 管行走与否，只要工作装置动作或回转，即工作装置压力或回转开关闭合，便满足了 电磁阀动作的条件，即始终处于合流状态。拆下行程开关，清理后装机，机器工作即 恢复正常。 （1）油缸和马达不动先导系统（先导泵、先导截流阀等）和压力控制系统可能 有故障。 图 3.6 故障分析图 a (2)油缸和电机不停止工作原因可能是先导阀和（或）主控制阀阀芯卡死。 图 3.7

38、 故障分析图 b （3）联合作业不协调 单动作很好，但液压油只给到载荷压力较低的一侧，载荷压力高的一侧的油缸或 马达不动作，或油缸马达速度变慢，但发动机不停。 排除故障前，需要操作机器，详细检查： 如果为一般用途方式，同时操作动臂和斗杆，则检查哪个动作速度较慢。 如果为一般用途方式，同时操作斗杆和回转装置，则检查哪个动作速度较慢。 如果为一般用途方式，同时操作动臂和行走装置，则检查哪个动作速度较慢。 如果为一般用途方式，同时操作回转装置和行走装置，则检查哪个动作速度较慢。 图 3.8 故障分析图 c 结 论 随着我国国土资源建设的进一步深化，液压挖掘机在水利工程、交通运输、电力 工程、矿山采掘和城市建设等方面的应用将越来越广泛，这是一种趋势。随着科学技 术的进步与用户应用的需求，还会需要更加高性能的液压挖掘机参与各方面的工程建 设。在技