挖掘機液壓系統發熱故障分析

趙德奇

摘 要：挖掘機正常工作時其液壓系統油溫一般不超過50 ℃， 當溫度超過80 ℃時，則屬于液壓系統發熱。其液壓系統過熱時容易引起控制響應不靈敏、功率輸出不平穩、輸出功率不足和工作壓力下降等現象。本篇文章針對挖掘機液壓系統發熱原因及其發熱對系統造成的影響以及預防措施進行分析。

關鍵詞：挖掘機；液壓系統；發熱

中圖分類號：TU621文獻標識碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.09.026

挖掘機正常工作時，造成液壓系統過熱主要有以下幾點因素。首先是系統結構設計不合理及零部件加工精度不達標、裝配不當等。例如零部件配合性質改變，本應間隙配合而實際工作過程中變成了過渡配合甚至是過盈配合；選取的液壓油管路過細；彎角小于90°；油箱容積過小及油箱散熱能力不足等。如果液壓元件質量不好或系統操作不當也會造成系統發熱。

挖掘機工作過程中如果系統溫度過高首先直接影響到的就是液壓油的黏性。因為液壓油具有黏溫特性，溫度升高后液壓油的黏性會降低，容易引起系統泄漏，進而降低挖掘機工作效率且對環境造成污染。因為液壓系統中液壓油同時還會起到潤滑的作用，油液黏度降低時其在摩擦表面形成的保護薄膜隨之變薄，加劇相對運動表面的磨損，進而縮短元件使用壽命。液壓油溫度過高時會出現氧化變質現象，析出瀝青質，堵塞阻尼孔及一些精密閥體，導致系統元件卡死。液壓油溫度過高時，油液中的空氣分離壓降低，油液內溶解的空氣會從油液內逸出造成氣穴現象，而氣穴現象是每一個液壓系統都需避免的危害。當液壓系統工作溫度過高時容易出現機械零件的變形。由于設備材質不同，熱膨脹系數不同，當溫度過高時相對運動部件容易因熱膨脹而卡死，進而降低挖掘機運動精度，嚴重者出現動作失靈、安全生產事故等。系統的密封件高溫下容易變質，密封性能降低甚至失效，其引起的內泄漏會降低挖掘機功率，外泄漏對環境造成污染。

避免挖掘機液壓系統溫度過高應主要從以下幾個方面著手：

1. 提高系統設計及制造、裝配精度，降低相對運動表面的摩擦，減少因摩擦而提升的熱量。

2. 作業環境溫度過高時，應盡量減少連續工作時間，改善散熱環境。

3. 液壓系統的油箱本身起到散熱的作用，油箱內應有散熱隔板，防止經過一個工作循環后的油液馬上又再次進入系統。經常觀察油箱內液面高度，使之保持在正常高度范圍內。可將挖掘機小臂與地面保持垂直，鏟斗背面著地，通過油箱液位觀察管確定油液量。冷卻時液位應處于下線和中線之間，熱油時液位不應高于上線。當低于液位下線時應補充液壓油。

4. 冷卻器是挖掘機中重要的散熱裝置，作業一段時間后，冷卻器如果被雜質堵塞會造成過流量降低，減少散熱量。冷卻器的通風效果不良會造成散熱效果降低。同時冷卻器風扇皮帶過松、散熱管路堵塞等都會降低冷卻器散熱效果。挖掘機使用過程中應定期檢查冷卻器，保證散熱通道無堵塞、風扇皮帶張緊度良好并對冷卻器進行清洗，以保證散熱效果。

5. 液壓油牌號的選取會直接影響到液壓系統的工作狀況。油液黏度過高時，系統需要克服液體分子間年黏性力的功率就越大，且所轉換的熱能會引起溫升。油液黏度過低，容易引起系統泄漏。對于一些劣質的液壓油，其黏溫特性較差，容易乳化及引起氣蝕、氣穴。選取液壓油應結合系統工況、工作環境來確定所需液壓油的黏度，合理選擇液壓油。在允許的情況下盡量選取低粘度液壓油以減少摩擦產生的熱量。

6. 維修保養挖掘機時應注意零部件間的裝配精度，注意配合件間的配合間隙，盡量保證裝配后有相對運動的表面間有油液存在，所選取的密封件摩擦系數要小，降低因機械摩擦而產生的熱量。

7. 避免挖掘機長時間超負荷作業，挖掘機的操作不當及長時間行走。

8. 控制液壓油污染。油液中的雜質會加劇摩擦表面的磨損進而引起溫升。油液溫度過高易造成液壓油變質，引起安全閥密封不嚴，造成溢流損失。如果發現液壓油黏度下降，油液失效，應及時更換。結合作業環境、所用油品的換油周期定期更換液壓油。換油的同時更換濾芯。換油之前應對所選油質進行檢測，更換過程中應防止油液污染。換油時，油液加至標線后應啟動液壓泵，使油液充分潤滑至系統。

9. 挖掘機系統的工作壓力應調整在規定范圍內，超出允許壓力范圍會導致系統油溫升高。液壓系統工作壓力取決于外負載，當壓力較高時系統內泄漏增加，油溫升高。壓力調節過低時，起卸荷作用的溢流閥開啟壓力設定值低，造成閥體頻繁開啟，系統容易因頻繁溢流而發熱。因此液壓系統應合理設置各閥體工作壓力，如溢流閥、順序閥、減壓閥等。

10. 液壓元件使用過程中有磨損的情況，當磨損加劇時系統泄漏增加，亦引起油溫升高，進而系統發熱。液壓系統泄漏分為內泄漏和外泄漏，主要引起溫升的是系統的內泄漏。如液壓泵、液壓缸、液壓馬達和一些閥體等的內泄漏。隨著液壓油的泄漏，系統壓力下降，溫度隨之升高。泄漏嚴重時，泵體輸出壓力不足，輸出功率不夠。對易磨損液壓元件應定期檢查更換，減少系統泄漏。

11. 對于一些作業環境極端，發熱現象嚴重的液壓系統，可加裝強制冷卻裝置。如風冷裝置、水冷裝置和加裝油冷卻機。