淺談礦用重型卡車液壓轉向系統探索與應用

趙鳳偉

摘要：礦用卡車的液壓系統是一個比較復雜的系統，其中采用了大量的閥件、電磁閥等，出現故障不易診斷。工作介質在卡車液壓系統中流動情況非常復雜，在系統外部的維修人員是很難了解其運行狀況，這給分析診斷液壓系統的故障帶來較大的困難。盲目亂拆、亂換液壓元件不僅效率低、成本高，還會污染工作介質，造成新的故障。因此科學、準確的排除卡車液壓故障是非常必要的。

關鍵詞：液壓系統；轉向回路；故障分析

1、液壓系統組成及作用

一個完整的液壓系統由五個部分組成，即動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。

動力元件的作用是將原動機的機械能轉換成液體的壓力能，指液壓系統中的油泵，它向整個液壓系統提供動力。液壓泵的結構形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。

執行元件（如液壓缸和液壓馬達）的作用是將液體的壓力能轉換為機械能，驅動負載作直線往復運動或回轉運動。

控制元件（即各種液壓閥）在液壓系統中控制和調節液體的壓力、流量和方向。根據控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為溢流閥（安全閥）、減壓閥、順序閥等；流量控制閥包括節流閥、調整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據控制方式不同，液壓閥可分為開關式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。

輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測壓接頭、壓力表、油位油溫計等。

液壓油是液壓系統中傳遞能量的工作介質，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。

2、轉向回路各部件的作用

2.1液壓油箱：卡車的油箱是封閉式油箱，它是靠氣壓推動油而供給液壓泵的，它的容量是964升。作用是儲存油量，散發熱量。

2.2液壓泵：在液壓系統一般采用齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。齒輪泵的流量大，對油的要求比較低；葉片泵噪音低，葉片磨損時有自我補償能力、柱塞泵可產生大流量、高壓，而對油質要求較高。泵所需工作壓力是隨系統造成的負載大小而決定的。液壓泵由發動機經過主電機軸連接萬向傳動軸而驅動，該泵為雙聯式齒輪泵。泵的作用是從油箱經吸油濾芯、吸取液壓油，將發動機的機械能轉化為壓力能供給系統。

2.3歧管閥：作用就是多通管，在上面加一些閥件，歧管閥內所連接的閥件有單向閥、4000PSI安全閥，90s回油電磁閥。

2.4蓄能器：顧名思義就是能量的儲存，蓄能器在卡車的轉向系統中非常重要，其好壞將直接影響卡車的正常工作，并導致其它閥件的過早損壞，只有了解蓄能器在系統中的作用，才能更好的重視維護蓄能器。其作用有儲存能量、延長循環時間、吸收脈沖、散熱、幫助泵提供流量，緊急轉向時的停靠等。

2.5轉向機：也稱轉向控制閥又稱計量泵。其作用是分配油的流向及油量而實現轉向。

2.6助力缸，也可稱轉向缸。它的原理是通過油缸內活塞連桿在雙向來回油壓力的作用下往復運動，而實現推拉的作用。其作用是利用液體壓力能轉變成機械能，而實現轉動方向的元件。

3、轉向系統故障分析方法

3.1液壓系統原理圖分析法

液壓系統原理圖分析法要求維修人員對液壓知識具有一定基礎并能看懂液壓系統圖，掌握各圖形符號所代表元件的名稱、功能，并熟悉元件的原理、結構、性能及安裝位置，還要求維修人員具備較強的分析、判斷能力。

液壓系統圖分析法就是根據故障現象結合液壓系統原理圖進行分析、判斷的方法，針對多種因素引起的故障原因需逐一分析。先分析故障報產生的原因及故障發生的具體位置，然后在這個位置范圍內確定液壓故障所涉及的控制元件，根據這些元件的工作原理逐一進行排除，最后確定引起該故障的液壓元件，這樣就能迅速找到故障根源所在。此方法具有方便、快捷的優點。

3.2感官診斷法

中醫看病講究的是“望、聞、問切”。我們對液壓系統故障診斷中采用的感官診斷法就是借鑒了這個道理。這種方法也是目前行業普遍采用的方法，它是維修人員憑個人的經驗，根據液壓系統出現的故障，客觀的采用問、看、聽、摸等方法了解系統的工作情況，然后進行分析、診斷、確定產生故障的原因和部位，具體做法如下：

3.2.1問：詢問卡車操作者及相關維修人員，了解卡車的運行狀況。其中包括：故障現象、故障發生頻率、濾芯清洗及更換情況、。發生故障前是否對液壓元件進行了調整、故障前后液壓系統出現過哪些不正常現象、過去該系統出現過什么故障，是如何排除的等，需逐一進行詳細了解。

3.2.2看：看液壓系統工作的實際狀況、接壓力表測壓、觀察系統壓力是否正常、看執行元件的速度是否正常、看液壓管路有無泄漏、看管路連接是否正常、看軟管在加壓及泄壓時是否抖動等。

3.2.3聽：就是聽液壓系統的異音來判斷液壓系統的故障。這要求維修人員要有一定的經驗。卡車液壓元件的主要異音有泵吸空時或內泄嚴重時會產生的刺耳的噪音。卸荷閥循環時間低或者根本沒有卸荷的聲音，說明轉向系統或制動系統有內泄，循環時間越短，內泄越嚴重，如不及時找出內泄點排除故障，液壓泵很快就會損壞。另外還可以聽閥的動作來判斷故障，如卡車舉不起斗時，操作舉升控制閥，先聽舉升分配閥是否動作，可以減少查找故障范圍。

3.2.4摸：正常工作一段時間的液壓元件都是熱的，當油液在其內部流動時，因為摩擦等現象會產生輕微的振動，可通過接觸液壓元件的升溫、振動判斷液壓元件工作狀態是否正常。

感官診斷法只是一種簡易的定性分析，對快速判斷和排除故障，具有較廣泛的實用性。要求維修人員有一定的經驗，并熟知系統的基本原理。

4、轉向系統故障案例

4.1液壓泵故障

4.1.1泵外部漏油：一般是密封壞或泵殼裂而造成。

4.1.2排量不足：即系統壓力上升慢或壓力上升達不到規定值。

原因：齒輪或柱塞斜盤磨損而造成內泄，此內泄可產生油溫高。

檢查方法：在其它閥件正常的情況下，接上壓力表怠速時，看壓力上升的速度是否正常，升的慢或達不到3550PSI，此時提高一下發動機的轉速，讓泵的排量增加而使壓力升到3550PSI卸載，如能達到和循環時間一樣的速度下降，說明系統內沒有內泄，即是泵內泄嚴重而造成，并且手感泵出油口處發熱。

4.2.3工作時油溫高，而停下車，檢查比較正常。

原因：也是泵輕微內泄而造成，在工作中，由于泵的工作頻率高，使內泄而產生的油溫在系統中無法完全散發掉，從而油溫逐步上升，油的粘度隨油溫的上升而降低，處使泵的內泄量增大，從而油溫上升的更快，而停車檢查比較正常，油溫也不上升，原因是油溫高的車停下后無法檢查，待油溫降下后，才能接表檢查，而停下的車在怠速運轉，不打轉向，使泵的工作頻率低，所因輕微的內泄而產生的油溫，經油管和油箱即可完全散發掉，所以停下車后檢查一切正常，如遇到此故障時的檢查方法是：怠速打轉向，讓泵頻繁工作，手感泵的出油口處發熱快，并燙手即是泵內泄而造成。

4.2.4泵有異音或打轉向時泵響

原因：油位低；液壓油箱無氣；吸油濾芯堵；吸油管吸扁；吸油管節門沒打開。

4.3蓄能器故障

4.3.1蓄能器內活塞卡死：

其故障現象是循環時間短，而測兩蓄能器內的氮氣壓力正常，轉向系統又沒有內泄，此故障的檢查方法是，手感兩蓄能器，其溫度不一樣，涼的是活塞卡住的蓄能器。因為卡住的活塞下部的油，因沒有活塞的推動是無法流回油箱《因為油箱內有8-12PSI的氣壓頂住》此油沒有流動，油溫是靠油的傳遞而上升，而另一個好的蓄能器內的油溫是隨著系統油溫的變化而改變，所以兩蓄能器外表溫度不一樣。另一種方法是，將系統壓力和氮氣壓力全部釋放后，拆下充氣咀用鐵絲伸入探測，即可知哪個活塞卡住。

4.3.2轉向機故障

（1）內泄，將造成循環時間短及油溫高。

原因：控制閥桿與控制套及外殼體之間的嚴重磨損，造成配合間隙過大而內泄。

檢查方法：測壓、手感。如轉向機上回油管比來油管熱，即內泄而造成。或拆開轉向機的回油管，看其回油量是多少，正常內泄回油量在（400毫升/分鐘）以內，即一茶杯。

（2）方向失控：方向盤不動，而輪卻自動偏移。

原因：控制閥桿與控制套及外殼體之間的嚴重磨損，造成配合間隙過大。

（3）沒方向：控制閥桿及控制套之間卡住或粘合，使其不能錯位，而打不開油道。

檢查方法：在系統壓力正常的情況下，來回打動方向，如沒有自由行程，說明卡住或粘合而造成。如方向盤空轉，其下部傳動桿不動，說明內部驅動銷段。

處理：因轉向機內部大部分都是偶合件，無法修復，出現故障時，一般都是整體更換。只要能判斷出是轉向機的問題即可。

4.3.3轉向助力缸故障

（1）方向失控或自動跑偏。

現象：兩面打方向，都是盤轉而輪不轉，行走時跑偏是兩面亂跑，方向盤控制不住。

原因：油缸內活塞密封壞，使缸內兩腔油互竄。

檢查方法：向一面一直打動方向盤，用手感兩助力缸回油管的溫度，哪個發熱即是哪個缸竄油。或耳聽，缸內有回油的聲音。另一種方法是：堵住一面助力缸油管，而檢查另一個缸，如方向盤空轉，說明此缸竄油，如不空轉即是堵住的助力缸壞。

五、結語

此次論文僅是針對礦用重型卡車轉向液壓系統的講解，從元件的作用到判斷故障的方法及常見故障的消除分析。而礦用重型卡車液壓系統是一個比較復雜的系統，任何一種液壓系統診斷方法都不是萬能的，在實際工作中要將上述故障診斷方法進行融匯貫通，才能更快捷、更準確的診斷出礦用卡車液壓系統的故障點，消除故障保證設備高效運行。對于礦用卡車的維護，我們應該重視的是“護”，而不在與“修”。它強調的是對卡車故障根源性的防護，從而減少卡車的事故率保證卡車的完好性。

參考文獻

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（作者單位：國家能源投資集團勝利能源有限公司）