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      如何排查液壓系統進入空氣

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      液壓系統在進行能量和信號傳遞過程中,要求液壓油具有良好的剛度和連續性,若液壓系統混入空氣,將失去其固有的剛度和連續性,無法保證液壓系統工作的穩定性和可靠性。


      進入空氣的危害


      液壓系統混入空氣后,會造成以下5種危害:一是液壓油剛性急劇下降,造成液壓系統響應變慢,效率降低,導致執行機構產生爬行、振動。二是氣泡會造成運動部件之間無法形成油膜,導致潤滑不良,加劇液壓元件的磨損。三是空氣中含有一定量的氧氣,會加速液壓油和系統元件的氧化。四是氣泡加壓后可產生高溫,會促使液壓油升溫。五是氣泡高壓后爆破產生的壓力沖擊,會造成液壓元件出現氣蝕。上述5種危害會造成液壓系統故障,縮短液壓元件的使用壽命。


      故障排查實例


      液壓系統進氣導致的故障一般比較隱蔽,因此在進行故障診斷時,應特別注意查找液壓系統混入空氣的部位。


      (1)動臂缸動作緩慢


      在檢修1臺ZL50G裝載機時,維修人員更換了該機變量泵出口到多路閥的管路。修復后啟動發動機,操縱先導閥使該機動臂缸動作。起初該動臂缸無動作,約10s后動臂缸開始動作,但是動作緩慢。用秒表測試動臂缸的動作時間,發現動作時間比原來延長了50%〜90%,且每次動作的時間都不相等,由此懷疑變量泵有故障。我們使用西德福PPC-PAD數據采集儀對變量泵的補償壓力以及切斷壓力進行測試,均未發現異常。


      測試過程中發現動臂缸動作時,前半段行程速度明顯偏慢,后半段行程速度趨于正常。該機工作裝置液壓系統采用負荷傳感變量泵供油,可能是變量泵變量機構動作速度緩慢,導致其響應緩慢。ZL50G裝載機工作裝置液壓系統如圖。


      拆開變量泵1的負荷傳感管路6(圖中定變量控制閥5到流量控制閥4之間管路),發現從該管口中冒出氣泡。啟動發動機,操縱動臂缸10動作,管口流出的油液不連續,還間斷地噴出油氣混合液。對該管進行約1min排氣,待管口連續、穩定地流出線狀油液后,將管路連接好并試機,裝載機動臂缸動作速度恢復正常。


      (2)工作裝置動作緩慢且油溫升高


      1臺正在調試的裝載機,當其工作一段時間后, 動臂提升及鏟斗收斗動作速度明顯變慢,齒輪泵發出“吱吱”異響,其出油管路高頻振動。測試液壓油溫度,發現已高達100℃。根據齒輪泵異響、油液脈動、發熱現象,初步斷定為齒輪泵內泄或打齒,但是更換齒輪泵后故障現象依然存在。試機時液壓油溫繼續上升,動臂提升及收斗速度逐漸變慢。


      分析認為,要排除該故障,必須查找系統的發熱源。裝載機液壓系統異常發熱通常有以下5種原因:一是溢流閥異常開啟,二是液壓泵內泄,三是液壓油散熱器失效,四是執行元件內泄,五是閥口或管路故障造成節流。再次試機時發現液壓油箱油標尺處有大量氣泡。打開液壓油箱上部法蘭蓋,發現液壓油箱內油液中混有大量氣泡,液壓油箱內回油室焊縫開裂。液壓油中混有大量氣泡如圖。


      進一步分析認為,回油室的作用是使液壓系統回油經濾芯過濾,然后引入液壓油箱內液面底部?;赜褪液缚p開裂,大量液壓油從回油室頂端裂縫處噴出,形成噴泉效應,將空氣卷入到油液里形成氣泡。含有氣泡的油液被吸入齒輪泵,油液中的氣泡經過齒輪泵壓縮后壓力急劇上升,產生大量熱能,高壓的氣泡在齒輪泵出油口爆破,產生沖擊、振動和噪聲。由于油液中混入空氣,造成液壓油剛度降低、容積效率下降;由于油溫升高,造成液壓系統的泄漏量增加。這兩者共同作用,導致動臂提升及收斗動作緩慢。更換液壓油箱后,故障消除。


      (3)鏟斗缸自行伸縮


      1臺正在平地的裝載機無法將地面鏟平,被平整的地面出現波浪形,影響作業效率。觀察該機作業過程,發現鏟斗缸活塞桿出現較大幅度的自行伸縮現象,導致鏟斗姿態時刻變化,地面隨之出現起伏。


        鏟斗缸活塞桿出現較大幅度自行伸縮現象,其原因可能有以下3個方面,一是鏟斗缸有桿腔、無桿腔過載閥內泄漏,二是鏟斗缸內泄漏,三是工作裝置液壓系統進入空氣。拆檢多路閥處的鏟斗缸有桿腔、無桿腔過載閥沒有異常。將鏟斗收到極限位置,拆開鏟斗缸有桿腔膠管,繼續操縱收斗憋壓,有桿腔油口未出現噴油,由此排除鏟斗缸內泄的可能。拆開多路閥到鏟斗缸無桿腔鋼管上的測壓堵頭時,結果此處噴出高壓氣體,沒有液壓油流出,由此判定液壓系統混入了空氣。


      排查液壓油箱和工作泵的吸油管路,發現工作泵吸油口膠管的喉箍已松動,怠速時液壓油箱回油未見氣泡,但是發動機高速運轉時,油箱回油氣泡迅速增加。緊固喉箍后,液壓油箱內氣泡逐漸消失,試機后故障消除。

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