閉式液壓系統(tǒng)的特點及維修

許志向，王寶國

(舟山萬邦永躍船舶修造有限公司，浙江 舟山 316100)

閉式液壓系統(tǒng)的特點及維修

許志向，王寶國

(舟山萬邦永躍船舶修造有限公司，浙江 舟山 316100)

區(qū)別于常見的開式液壓系統(tǒng)，閉式液壓系統(tǒng)有其自身的特點，文章對閉式液壓系統(tǒng)原理做了簡單的介紹，并分析了一個很典型的閉式液壓系統(tǒng)故障，并指出閉式液壓系統(tǒng)在使用和維修過程中需要注意的事項。

液壓閉式系統(tǒng)；維修；高空作業(yè)車；自行平板運輸車

1 閉式液壓系統(tǒng)簡介

液壓系統(tǒng)按工作介質(zhì)的循環(huán)方式可分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。開式系統(tǒng)中液壓油被泵從油箱中吸出，經(jīng)控制元件從不同的管路到達執(zhí)行元件，回油也經(jīng)過控制元件返回油箱。閉式系統(tǒng)中，泵的進、出油口則和執(zhí)行元件的出、進油口直接相連，液壓油在泵與執(zhí)行元件之間循環(huán)。

一般常見的液壓機、起重機、工程機械的執(zhí)行機構(gòu)都采用開式液壓系統(tǒng)，這種結(jié)構(gòu)設計和實現(xiàn)都比較簡單，有較大的油箱利于系統(tǒng)散熱，整個系統(tǒng)的造價也相對較低，通常選用定量泵或單向變量泵，換向及變速則通過換向閥和節(jié)流閥來實現(xiàn)，執(zhí)行元件多為油缸或輕載的馬達。

閉式系統(tǒng)中液壓油在泵與執(zhí)行元件之間循環(huán)，只需要通過補油泵少量地對系統(tǒng)泄漏油進行補償，只需要很小的油箱，換向和變速控制機構(gòu)通常都是集成在泵和馬達內(nèi)，不需要額外的控制閥件，因此整個系統(tǒng)體積可以做得很小；整個系統(tǒng)中除少量的殼體泄漏外，液壓油循環(huán)工作，機械效率高。其常用在重載的機械行走機構(gòu)或大噸位的起重設備上。

2 閉式液壓系統(tǒng)的原理分析

以某國產(chǎn)100 t自行液壓平板運輸車(以下簡稱平板車)為例，行走機構(gòu)的液壓原理圖如圖1所示。

1-變量控制閥；2-補油泵； 3-變量控制閥。圖1 某國產(chǎn)平板車行走機構(gòu)液壓原理簡圖

該平板車液壓行走機構(gòu)由Rexroth A4VG125雙向變量軸向柱塞泵和Sauer-Danfoss Lamp;K系列2位變量軸向柱塞馬達組成。液壓泵中，變量控制閥1控制變量活塞的位置，從而控制柱塞泵斜盤的角度，達到調(diào)節(jié)液壓油流向及流量的目的，液壓泵和馬達的殼體泄漏油通過與柱塞泵同軸的補油泵2向系統(tǒng)低壓側(cè)進行補充，同時通過溢流閥保證柱塞泵和補油泵處于工作壓力內(nèi)；液壓馬達中，通過變量控制閥3調(diào)節(jié)柱塞泵斜盤在2個工作位置間切換，從而實現(xiàn)高低速2個檔位。

整個系統(tǒng)中沒有單獨的控制閥件，換向及變速都是通過集成在柱塞泵上的伺服閥進行控制。柱塞泵斜盤的角度變化引起輸出流量的變化，從而實現(xiàn)變速，整個過程沒有節(jié)流損失；當斜盤角度從大變小，經(jīng)過中位，向相反方向變化時，換向過程就實現(xiàn)了，這個過程比較平穩(wěn)，沒有一般滑閥換向時產(chǎn)生的液壓沖擊。

3 閉式液壓系統(tǒng)故障維修案例

3.1故障描述

1臺吉尼S-100高空作業(yè)車發(fā)生故障，高空作業(yè)車左前輪液壓油管爆裂，在對這2根油管進行更換后，車輛行走動作時好時壞，后來發(fā)展到車輛無法行走，其余動作均正常。

3.2故障排除

該高空作業(yè)車的行走機構(gòu)與其他機構(gòu)相互獨立，液壓原理圖如圖2。

1-變量控制閥；2-補油泵；3、4-平衡閥；5-溢流閥； 6-行走二速控制閥；7-行走剎車閥。圖2 吉尼S-100高空車行走機構(gòu)液壓原理簡圖

整個行走機構(gòu)中只有液壓泵變量控制閥、行走二速控制閥、行走剎車閥3只電磁閥。經(jīng)測量，該3處電磁閥線圈阻值、控制信號線輸入電壓均正常。由此可以判定此次故障不是由電控系統(tǒng)引起。

我公司高空作業(yè)車使用環(huán)境惡劣，以往因在噴砂除銹作業(yè)環(huán)境下應急維修造成液壓油液污染，導致液壓閥件卡死的現(xiàn)象時有發(fā)生。所以維修人員依照以往的經(jīng)驗，對行走控制閥塊進行清洗，回裝后故障依舊。

因此次故障發(fā)生在更換左前輪液壓油管之后，所以維修人員拆下左前輪行走馬達A、B主油管，用壓力表測壓，發(fā)現(xiàn)此時車輛行走正常，A、B油管壓力顯示正常，據(jù)此可以判斷液壓泵正常。

連接上左前輪馬達A、B油管，車輛不能行走；斷開左前輪馬達殼體泄油管C管，用螺堵封住液壓馬達C口，車輛可以行走。

恢復左前輪A、B、C管，對其他車輪行走馬達A、B油管進行測壓時，車輛均不能行走，不論讓操作手柄處于前進、后退還是中位，A、B油管均檢測不到壓力。

至此可以初步判定此次故障由左前輪液壓馬達故障引起。

在初步判斷出左前輪液壓馬達故障后，維修工人對該馬達進行了拆解檢查，發(fā)現(xiàn)該馬達柱塞滑靴、配流盤嚴重磨損，回程盤碎裂，進油可以直接通過殼體泄油管C流入油箱。

故障點雖然找到，但仍有一個問題解釋不了，如圖2所示，如果A管進油，壓力油直接進入液壓馬達，如果其中1臺馬達泄露，車輛無法行走；但若B管進油，壓力油經(jīng)過分流集流閥進入各馬達，即便其中1臺馬達泄露，整個系統(tǒng)不會失壓。也就是說車輛可以前進，不能后退。但實際上該車前進后退均不能動作。

3.3原因分析

左前輪馬達損壞，B管供油時有1/4的壓力油損失，為何在其它3臺馬達的供油管中測不到油壓；檢查過程中能判斷出液壓泵是完好的，那么壓力油到哪去了，還是液壓泵根本就沒有提供壓力。

行走控制閥塊結(jié)構(gòu)很簡單，主要由分流集流閥、雙速控制閥、行走制動閥和溢流閥組成。左前輪馬達泄露除分流集流閥外，并不會引起行走控制閥塊的閥件動作，也不會引起系統(tǒng)的失壓。

整體地看行走機構(gòu)液壓系統(tǒng)，它是由變量泵、控制閥塊和馬達組成的閉式系統(tǒng)。當發(fā)動機啟動，操作手柄處于中位時，變量泵處于中位，不對外輸出壓力，集成于變量泵內(nèi)部的補油泵輸出的液壓油通過溢流閥使A、B管同時保持壓力；當扳動操作手柄時，變量控制閥動作，操縱變量油缸來調(diào)節(jié)液壓泵的流量及流向，同時通過平衡閥對閉式系統(tǒng)進行補油。

當發(fā)動機啟動時，操作手柄位于中位，此時如果任1臺馬達損壞，擺線泵輸出的液壓油都會從該馬達A管通過殼體卸油管C流回油箱，A、B管內(nèi)不能建立壓力，當扳動操作手柄時，雖然液壓泵的變量控制閥有電信號輸入，但由于沒有壓力油流入，所以變量泵仍然處于中位，整個系統(tǒng)沒有壓力。

至此，故障排查中的種種現(xiàn)象都能得到解釋。

4 使用維修中的注意事項

閉式液壓系統(tǒng)沒有固定的高壓側(cè)，所以沒有高壓過濾裝置，大多在殼體泄露油接回油箱時安裝過濾器，因此在安裝維修過程中，應非常小心，防止雜質(zhì)混入系統(tǒng)，同時應定期檢查、更換液壓油及濾器。

閉式液壓系統(tǒng)中液壓元件數(shù)量少，但是每個元件(特別是液壓泵)的集成程度高。通常排除液壓系統(tǒng)故障時，會根據(jù)系統(tǒng)中每個元件可能發(fā)生故障的可能性，逐個元件進行排查。但通過上述案例會發(fā)現(xiàn)，閉式液壓系統(tǒng)常出現(xiàn)“牽一發(fā)而動全身、病在頭痛在腳”的現(xiàn)象，實際維修過程中應根據(jù)閉式液壓系統(tǒng)的特點，系統(tǒng)地分析查找原因。

Compared with open circuit hydraulic system,closed circuit hydraulic system has its own characteristics.This paper presents the principle of closed circuit hydra ulic system briefly.It describes a typical case of closed circuit hydraulic system and attention in the process of use and maintenance.

closed circuit hydraulic system;maintenance;aerial work platform;self-propelled transporters

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2015.01.010

許志向(1986-)，男，江蘇徐州人，工程師，大學本科，主要從事船廠設備管理與維修工作。

2014-09-05