挖掘機液壓系統設計對液壓油高溫故障的影響探索

周雷生

摘 要：挖掘機在建筑工程等領域得到了日漸廣泛的應用。挖掘機在使用過程中，受諸多因素影響，極易導致液壓系統高溫故障。挖掘機液壓系統若出現高溫故障，將影響挖掘機的正常使用。因此，有必要深入了解和全面掌握挖掘機液壓系統存在的設計缺陷對高溫故障的影響，在此基礎上對挖掘機液壓系統進行科學設計。本文淺析了液壓油高溫故障的危害，探究了挖掘機液壓系統設計對液壓油高溫故障的影響，以期為挖掘機液壓系統設計提供借鑒。

關鍵詞：挖掘機；液壓系統；高溫故障

對挖掘機進行使用，要嚴格控制挖掘機液壓系統的實際運行溫度，才能有效保障挖掘機運行的安全性和穩定性。通常，要將挖掘機液壓系統實際運行溫度控制在30℃到60℃之間。然而，在挖掘機實際運行過程中，難免出現液壓系統實際運行溫度過高的現象，這就會對挖掘機工況造成不良影響，并影響挖掘機液壓油的實際使用壽命。因此，有必要基于對挖掘機液壓系統設計對液壓油高溫故障的影響探索，對挖掘機液壓系統設計進行改進。

一、液壓油高溫故障的危害

（一）造成液壓油粘度出現降低

若液壓油出現高溫故障，將降低液壓油粘度，進而對挖掘機造成如下不良影響：（1）將增加液壓系統以及各類元件所含油液的實際泄露量，并導致液壓泵的實際容積效率出現大幅度降低。（2）油液對隙縫式閥口或者節流小孔進行流經時，其實際流量將出現增大，將導致原有工作速度出現變化，進而對工作穩定性造成不良影響，并導致工作精度出現大幅度降低。（3）將削薄相對運動零件表面存在的潤滑油膜，導致機械磨損程度出現增加。

（二）導致液壓油實際氧化速度出現加快

當挖掘機液壓油溫度在55℃以上時，通常情況下，液壓油每出現10℃的升溫，將縮短液壓油一半的實際使用壽命。同時，將導致液壓油實際氧化速度出現加快，將導致各類膠狀物質，諸如瀝青等產生，進而對液壓元件相應的小孔造成阻塞，對挖掘機的正常使用造成不良影響。

（三）導致各類液壓元件出現熱變形

若液壓油出現升溫，將造成液壓系統相應的各類元件出現受熱膨脹，進而導致各類液壓元件出現熱變形，對相對運動零件固有的配合間隙造成破壞，并增加相對運動零件間的摩擦阻力，甚至會導致液壓閥出現卡死。同時，液壓元件若出現熱膨脹，將削薄相對運動元器件相應的接觸面存在的潤滑油膜，導致接觸面相應的機械磨損程度進一步增加，進而造成挖掘機液壓系統內部各類精密配合面出現磨損過度，引發各類精密配合面失效，甚至報廢。

（四）將導致部分元件出現加速老化

多數挖掘機液壓系統相應的高壓軟管以及各類密封件均采用非金屬材質的產品或者橡膠材質的產品，若液壓油具有過高的實際溫度，將導致部分元件出現加速老化，對部分元件的實際使用壽命造成嚴重的不良影響。

二、挖掘機液壓系統設計對液壓油高溫故障的影響

挖掘機液壓系統設計缺陷將導致液壓油高溫故障，常見的液壓系統設計缺陷主要包括以下情況：

（一）缺乏合理的油箱設計

若挖掘機液壓系統缺乏合理的油箱設計，極易導致液壓油實際溫度出現升高。液壓系統相應的油箱主要負責對液壓油進行儲存，并具有其他功能作用，諸如散熱、對水分進行分離、對各類雜質進行沉淀等。油箱缺乏合理設計，通常有如下兩種情況：（1）油箱過小。若液壓系統油箱過小，則難以存儲較多的液壓油，將造成液壓系統缺乏充足流量，難以將液壓系統所產生的熱量有效帶走，進而導致液壓油出現過高的升溫。（2）缺乏合理的油箱結構設計，其吸油管口與回油管口二者間距過小，且未在二者中間對隔板進行設置，這將導致大量回油在尚未冷卻降溫的情況下，即對吸油管進行直接進入，將導致回路中存在的液壓油實際溫度過高，對正常溫度范圍超出。對此，要對液壓系統油箱的實際體積進行適當增加，并盡量對吸油管口與回油管口二者的間距進行加大，同時，在二者中間對隔板進行設置，增強液壓系統油箱設計的合理性，有效避免液壓油實際溫度出現過大升高。

（二）缺乏合理的散熱系統設計

挖掘機液壓系統缺乏合理的散熱設計，極易導致液壓油高溫故障。液壓系統缺乏合理的散熱系統設計，主要體現在如下兩個方面：（1）冷卻回路呈現出過小的實際流量。冷卻回路相應的循環流量應與液壓系統散熱量要求保持良好的匹配。若冷卻回路實際流量過小，將導致冷卻系統的實際換熱能力出現大幅度降低，將逐步升高液壓系統的實際油溫。液壓泵自身的動力特性以及冷卻回路自身的阻力特性二者共同確定了冷卻回路相應的循環流量。因此，若冷卻回路呈現出過小的實際流量，可對冷卻回路自身的阻力特性，諸如閥門開度以及管徑等進行合理調整，或者更換具有更大輸送能力的液壓泵，實現冷卻回路實際循環流量的大幅度提高。（2）空冷器實際散熱能力與系統產熱缺乏良好的匹配。主要體現在如下兩方面，一是空冷器具有過小的散熱面積，二是其空氣側缺乏充足的對流換熱能力。空冷器具有過小的散熱面積，通常是因為空冷器缺乏合理的熱工設計參數，或者未能實現正確的設計計算。對此，可重新進行熱工計算，增強熱工計算的準確性，在此基礎上，對散熱面積較大的空冷器進行更換，促進空冷器實際散熱能力的有效增強。若空冷器空氣側缺乏充足的對流換熱能力，說明其空氣側缺乏充足的空氣流量。

三、結語

綜上所述，液壓油高溫故障將造成液壓油粘度出現降低、導致液壓油實際氧化速度出現加快、導致各類液壓元件出現熱變形、將導致部分元件出現加速老化，最終嚴重影響挖掘機的正常使用。若挖掘機液壓系統存在設計缺陷，諸如液壓系統缺乏合理的油箱設計或者缺乏合理的散熱系統設計，極易導致液壓油出現高溫故障，嚴重影響液壓系統的正常運行，進而影響挖掘機的正常使用。對此，要深入考察挖掘機液壓系統存在設計缺陷的具體原因，并采取有效措施對液壓系統設計進行改進，有效保障液壓系統的正常使用功能，有效避免液壓油高溫故障。

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