CAT挖掘機液壓系統發熱的故障分析

郭 慶 邵德君

（龍建路橋第六工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 挖掘機液壓系統發熱現象的危害：

液壓系統的發熱，直接影響挖掘機的正常工作，發熱現象所造成危害，主要有以下幾點：

（1）使機械產生熱變形，當液壓閥件的閥芯、閥體材料不同、熱膨脹系數不同時，閥芯、閥體之間因熱膨脹而出現閥芯卡死現象，引起動作失靈、影響液壓系統的傳動精度，導致部件工作質量變差。

（2）工作油液溫度升高后，使液壓油的粘度降低，泄漏增加，泵的容積效率和整個系統的效率會顯著降低，操作不靈活。

（3）由于油的粘度降低，使工作液體的潤滑性能降低，液壓元件的磨損加快，加速了元件的磨損失效，縮短了元件的使用壽命。

（4）液壓系統及元件的密封件在高溫下變質，彈性變性能力降低，使密封性能降低，甚至密封失效，使泄漏增加；

（5）加劇油液氧化變質，并析出瀝青物質，析出物堵塞阻尼小孔和縫隙式閥口，導致液壓元件失靈或卡死而不能動作、金屬管路伸長而彎典，甚至破裂等。據資料介紹，當油溫超過55攝氏度后溫度每升高9攝氏度，油的使用壽命縮短一半。

（6）使油的空氣分離壓降低，油中溶解空氣逸出，產生氣穴，致使液壓系統工作性能降低。

液壓系統的發熱按發熱原因可分為兩大類：一類是由于設計的原因造成的發熱；主要是系統設計不合理造成的，如元件間匹配不合理，管路通道過細，彎頭多，彎曲半徑小，油箱容積不夠等因素造成的?這類問題應在設計階段予以充分考慮，否則將造成挖掘機液壓系統先天不足，制成產品后就難以克服?另一類是由于液壓元件故障或使用不當的原因，造成的發熱。因此液壓系統的發熱主要從液壓元件故障或使用不當原因分析。

2 造成挖掘機液壓系統的發熱的原因分析及其排除：

（1）改善挖掘機運動件的潤滑條件，以減少摩擦損失，有利于降低工作負荷、減少發熱。

（2氣候及作業環境溫度高，致使油溫升高。如在炎熱夏季連續工作，加之冷卻效果差或散熱不良，造成機器發熱量大于散熱量，使油溫過高；發動機水溫散熱器溫度高，使油溫升高。

(3)應經常檢查液壓油油面：要隨時觀察油箱內液壓油的油面高度，始終保持液壓油油面高度在正常油位范圍內，從而保證油箱的散熱效果，卡特挖掘機液位的檢測方法：將小臂垂直于地面，鏟斗手背著地，觀察液壓油箱液位觀察玻璃管，冷油時液壓油面在下線和中線之間，熱油時油面應在中線和上線之間。當油箱內液壓油油面低于最低液面時，要及時向油箱內注油。

(5)及時清潔冷卻器，保證冷卻器的冷卻效果：a1冷卻器內部堵塞或表面污物較多，造成冷卻器安全裝置開啟，冷卻器過流量降低，使散熱流量減少，或冷卻器通風不良，使冷卻器的冷卻傳熱系數降低，冷卻效果降低，或因風扇皮帶松，風扇打滑或散熱器外部有阻擋物造成冷卻風扇量不足;液壓油散熱器內部管道阻塞等。因此，挖掘機在使用中一定要定期檢查，風扇皮帶的漲緊度，疏通冷卻器，定期對冷卻器表面污物進行清除，保證冷卻器的內部暢通和外部清潔，以保證冷卻器的冷卻效果。

（6）液壓油牌號選用不當或油質差引起油溫過高：油液粘度過高，引起液流壓力損失過大，轉化為熱能，會引起溫升過高;油液粘度過低，也會引起工作液壓泵及液壓元件內泄漏大，產生熱量;此外，一些劣質油液，粘溫性能差，易乳化和生產氣蝕，折出氣泡等，會在液壓油高壓產生局部高溫并加劇元件的磨損?因此根據系統的負載及正常工作溫度要求，選擇合適黏度的液壓油。合理選擇液壓油，特別是油液粘度，在條件允許的情況下，盡量采用低一點的粘度以減少粘度摩擦損失

（7）挖掘機長時間超負荷工作、操作不當或長時間行走：連續長時間在高壓大功率下工作，主安全閥或二次過載溢流閥溢流閥頻繁開啟，液壓系統中油路和元件因長時間高壓卸荷而使油液升溫。應根據挖掘機的技術性能和使用說明書中的規定合理使用挖掘機；避免長時間行走，卡特挖掘機說明書中規定連續高速行駛要限定在2小時以內，如果需要連續高速行駛2小時，則應將機器停止10分鐘，這樣在恢復行駛之間就可使系統油液冷卻下來。

（8）挖掘機在維修時，應提高液壓元件和液壓系統的裝配質量與自身精度，嚴格控制配合件的配合間隙和改善潤滑條件。采用摩擦系數小的密封材料和改進密封結構，盡可能降低液壓缸的啟動力，以降低機械摩擦損失所產生的熱量。

（9）液壓油中含有水和雜質。液壓油污染使馬達、多路換向閥、液壓油缸等液壓元件內部零件或密封件加速磨損導致內泄，從而引起油溫升高，行走、回轉、工作裝置動作遲緩無力。溫度高還會使液壓油惡化、安全閥密封不嚴，造成溢流損失。液壓油長期使用后粘度下降，油液失效，若不及時更換，將會影響系統正常工作，并導致事故。因此應定期換油。根據設備所在場地的環境條件、工作條件和所用油品的換油周期，到期就進行更換，并同時更換液壓油濾芯。換油時，要注意清潔，防止贓物侵入液壓系統，不可混用和換錯，主要有下列要求：更換的新油或補加的新油必須是本系統所規定使用的油，經過化驗確認其油質已達到規定的性能指標，才能加入。換油時要將油箱內部及主要管道內舊油放盡，并把油箱、過濾網、軟管清洗干凈。加油時油液必須經過過濾，對已疲勞損壞的濾網應更換。加入的油量要達到油箱的油標位置，加油方法是：先加油至油箱最高油標線，啟動發動機，把油供至系統各管道，再加油至油箱油標線，再開動發動機，這樣多次進行，直至油液保持在油標線內為止。

(10)液壓系統工作壓力調整得過高或過低也會引起液壓系統發熱，如系統壓力調節過高，會是液壓泵在超過額定壓力下運行，使泵過載，系統內泄增加，導致油溫升高；反之，如果系統壓力調節過低，會使工作機構在正常負載下，頻繁出現溢流閥開啟卸荷現象，造成系統溢流發熱。應按液壓系統的負載要求，正確計算和調整安全閥和壓力值，從而保證系統在規定的壓力范圍內工作，使之恰到好處。CAT320C挖掘機液壓系統各壓力閥設定值如下表所列?

測試部位測試條件標準值(Mpa)備注

機具液壓回路（油溫45oC左右）34.3(+0.8-1.1)

行走液壓回路34.3(+0.8-1.1)

回轉液壓管路25(+0.8-1.1)

先導控制系統4.12(+0.8-1.1)

(11)液壓元件磨損，內泄增加，可使油溫升高，系統發熱，挖掘機液壓系統的內泄，包括液壓泵、液壓缸、液壓馬達和液壓閥的內泄，壓力油在泄漏過程中，壓力下降，溫度升高。如果系統的內泄增加，會引起油溫升高，系統過熱，嚴重時，會使系統壓力下降，泵送無力，泵送排量降低，工作無力，工作效率降低等。因此，要定期檢查這些元件，定期更換相應的密封元件，及時對已損壞、拉傷的零件進行更換或修理，甚至更換相應的液壓元件，從而避免由于元件泄漏而造成的系統發熱。

[1]陳臘松，余運清.挖掘機液壓系統發熱的故障分析.[期刊]工程機械，2000-04-10.