運(yùn)梁車液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)探討

郭 紅

（中鐵二十局集團(tuán)第二工程有限公司，北京 100142）

在工程車輛中液壓系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在一些重型工程車輛以及專用工程車輛中。但是與其他機(jī)械結(jié)構(gòu)相比較，液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的頻率相對(duì)較高，由于整個(gè)系統(tǒng)較為復(fù)雜，在液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，不好第一時(shí)間做出判斷，因此，有必要針對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行更為深入的研究，這樣才能提升液壓系統(tǒng)故障判斷的效率，為后期維修打下牢固的基礎(chǔ)，并保障設(shè)備的正常行駛，較大程度地減少故障的發(fā)生頻率。

1 液壓系統(tǒng)故障排除的5種基本方法

在工程生產(chǎn)實(shí)際中針對(duì)液壓系統(tǒng)故障診斷的基本方法有望、聞、摸、切、嗅等幾種。

（1）望。主要是指對(duì)液壓系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行觀察，查看液壓系統(tǒng)的液壓各構(gòu)件配置是否正確，其中包括了系統(tǒng)中的液壓油、液壓泵站、液壓閥、液壓執(zhí)行元件、液壓油、過(guò)濾器、散熱器等。

（2）聞。首先要通過(guò)對(duì)系統(tǒng)發(fā)出的聲音進(jìn)行判斷，聽(tīng)聲音是否是正常的噪聲，以及噪聲的來(lái)源，噪聲是來(lái)自液壓馬達(dá)、液壓泵、液壓閥等液壓元件還是來(lái)自系統(tǒng)的執(zhí)行元件[1]；其次查看系統(tǒng)發(fā)出的沖擊聲音是否正常，還要查看沖擊聲音是在閥件換向的時(shí)候發(fā)出，還是會(huì)發(fā)出莫名的沖擊聲；然后查看沖擊聲音是否呈現(xiàn)出規(guī)律性。

（3）摸。首先要用手來(lái)摸運(yùn)動(dòng)元件的表面，看看是否出現(xiàn)發(fā)熱的現(xiàn)象。其次要感覺(jué)系統(tǒng)元件在運(yùn)行過(guò)程中是否出現(xiàn)了振動(dòng)的現(xiàn)象；第三，查看系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)元件是否出現(xiàn)了“爬行”現(xiàn)象；第四，對(duì)螺栓等結(jié)構(gòu)是否緊固等進(jìn)行檢驗(yàn)；最后要對(duì)密封元件進(jìn)行檢查，查看是否會(huì)出現(xiàn)密封不嚴(yán)實(shí)的現(xiàn)象。

（4）切。主要是通過(guò)觀察壓力表來(lái)進(jìn)行判斷。查看液壓泵的浸出油口壓力，液壓馬達(dá)的浸出油口壓力，液壓油缸腔體的壓力，液壓閥件的工作壓力以及控制元件的壓力等是否正常，以及壓力的波動(dòng)是否處在該設(shè)備規(guī)定工作區(qū)間的范圍內(nèi)。

（5）嗅，聞液壓系統(tǒng)中的油液氣味是否正常，是否出現(xiàn)了油液變質(zhì)的情況；如果車輛是舊車，在長(zhǎng)期的使用后，由于在工作時(shí)受溫度的影響或者由水分等其他雜質(zhì)的摻入，液壓油就會(huì)發(fā)生變質(zhì)的情況，導(dǎo)致油液發(fā)臭，氣味比較怪異。

2 液壓系統(tǒng)故障診斷規(guī)則庫(kù)系統(tǒng)

液壓故障診斷系統(tǒng)主要由知識(shí)庫(kù)、規(guī)則庫(kù)、推理機(jī)組成。知識(shí)庫(kù)用于存放有關(guān)故障征兆、故障原因、檢修措施等事實(shí)，規(guī)則庫(kù)則存放用于故障診斷用的推理規(guī)則集。該系統(tǒng)采用產(chǎn)生式規(guī)則表示法來(lái)建立規(guī)則庫(kù)，將故障樹(shù)用一組規(guī)則來(lái)表示，完整地表達(dá)診斷知識(shí)的結(jié)構(gòu)層次和因果關(guān)系。其中每個(gè)規(guī)則的表示形式為：

IF〈條件〉THEN〈結(jié)論〉，〈措施〉WITH〈CF〉，〈RCF〉

規(guī)則的條件部分是多個(gè)前提的邏輯組合。CF表示前提的可信度，RCF表示規(guī)則強(qiáng)度。采用產(chǎn)生式規(guī)則表示法來(lái)建立規(guī)則庫(kù)，如:

規(guī)則1：如果裝填壓力pzt=0,電機(jī)泵無(wú)法裝填，則電機(jī)泵不工作，

建議檢查電機(jī)泵的電機(jī)或泵是否損壞。

規(guī)則2：如果裝填壓力0＜pzt＜6.5 MPa，系統(tǒng)無(wú)外漏, 油量符合標(biāo)準(zhǔn)，而裝填不到位。

則裝填壓力偏低。

建議調(diào)整溢流閥，使系統(tǒng)壓力Psy=6.5-7.0 MPa，無(wú)法調(diào)整時(shí)修理溢流閥。

3 運(yùn)梁車液壓系統(tǒng)故障的常用診斷技術(shù)

在針對(duì)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的運(yùn)梁車進(jìn)行液壓系統(tǒng)故障診斷時(shí)，故障出現(xiàn)不確定性，通常都會(huì)受到場(chǎng)地的限制，因此，都會(huì)使用以下常用的一些診斷方法來(lái)進(jìn)行運(yùn)梁車液壓系統(tǒng)的故障診斷。

3.1 直觀檢查法

針對(duì)一些常見(jiàn)的液壓系統(tǒng)故障，可以通過(guò)液壓系統(tǒng)的基本診斷方法來(lái)進(jìn)行判斷。比如，通過(guò)眼睛來(lái)觀察液壓系統(tǒng)的連接管路是否存在有裂縫、漏油等現(xiàn)象，系統(tǒng)連接不穩(wěn)是否存在連接松脫或者管路變形導(dǎo)致流量供給不充足的現(xiàn)象，這樣就能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)故障并進(jìn)行及時(shí)的處理；另外，還可以通過(guò)將手放在液壓的管路上，尤其是液壓膠管，可以感覺(jué)出在系統(tǒng)中有換向或者油液流過(guò)的時(shí)候會(huì)有比較明顯的振動(dòng)，而在不工作的狀態(tài)下則不會(huì)出現(xiàn)這一現(xiàn)象，通過(guò)手摸還可以用來(lái)判斷系統(tǒng)中的一些機(jī)械傳動(dòng)部件的潤(rùn)滑情況是否良好，相關(guān)液壓運(yùn)動(dòng)元件的客體表面是否出現(xiàn)發(fā)熱的現(xiàn)象，如果出現(xiàn)這一現(xiàn)象，則該機(jī)械傳動(dòng)部件或者液壓運(yùn)動(dòng)元件出現(xiàn)了潤(rùn)滑不良的現(xiàn)象或者堵塞；而通過(guò)耳朵聽(tīng)可以判斷系統(tǒng)中的一些機(jī)械結(jié)構(gòu)件出現(xiàn)損壞后造成系統(tǒng)的故障點(diǎn)以及損壞程度，例如，液壓系統(tǒng)中的一液壓泵吸空現(xiàn)象、溢流閥的開(kāi)啟、液壓元件發(fā)卡等故障，系統(tǒng)都會(huì)發(fā)出跟水沖擊相似等異響；液壓系統(tǒng)中的一些液壓元件如果出現(xiàn)過(guò)熱或者潤(rùn)滑不良和氣蝕等現(xiàn)象就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)一些異味[2]。

3.2 對(duì)換診斷法

如果運(yùn)梁車在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)了液壓系統(tǒng)故障后，如果在生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有配備相關(guān)的故障診斷儀器或者要診斷的元件比較精密時(shí)不宜拆開(kāi)，就應(yīng)該使用對(duì)換診斷法。首先經(jīng)過(guò)判斷確定出一些可能出現(xiàn)故障的液壓元件，然后將可能出現(xiàn)故障的液壓元件拆卸下來(lái)，更換新的液壓元件查看故障是否能夠排除，如果故障排除則可以確定是元件故障問(wèn)題。雖然該方法在實(shí)際使用過(guò)程中會(huì)受到液壓元件庫(kù)存儲(chǔ)備以及場(chǎng)地等因素的限制，但是對(duì)于一些液壓閥件等體積較小，拆卸方便等故障的排除卻非常有效。在運(yùn)梁車的液壓系統(tǒng)故障診斷中使用該方法，可以避免在故障排除時(shí)出現(xiàn)盲目拆卸液壓元件的現(xiàn)象，而導(dǎo)致元件的性能出現(xiàn)問(wèn)題。因此，無(wú)故障的液壓元件在拆裝構(gòu)成中可能會(huì)導(dǎo)致精度降低，性能受到影響。

3.3 儀表測(cè)量檢查法

針對(duì)運(yùn)梁車的液壓系統(tǒng)中各個(gè)部分的液壓油的油壓、流量以及油溫等使用儀表測(cè)量監(jiān)測(cè)法就可以判斷出現(xiàn)故障的故障點(diǎn)以及故障形式。通常情況下，在工程作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用儀表測(cè)量檢查法主要是針對(duì)液壓系統(tǒng)的壓力進(jìn)行檢測(cè)。

3.4 工作原理推理法

專家系統(tǒng)推理方法主要有正向推理、反向推理和混合推理3種。根據(jù)液壓系統(tǒng)故障特點(diǎn)以及正向推理的特點(diǎn)，采用正向推理為控制策略。其推理流程圖如圖1所示。

圖1 正向推理流程圖

運(yùn)梁車液壓系統(tǒng)基本運(yùn)行原理就是通過(guò)不同的液壓元件組合來(lái)按照系統(tǒng)的回路設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行配合使用，如果運(yùn)梁車的液壓系統(tǒng)在出現(xiàn)故障后，首先應(yīng)該針對(duì)故障的外在表現(xiàn)來(lái)對(duì)其故障的原因以及部位進(jìn)行推理。而推理的構(gòu)成中主要的依據(jù)就是運(yùn)梁車液壓系統(tǒng)運(yùn)行的基本原理。這樣就能初步地判斷出發(fā)生故障的部位以及發(fā)生故障的原因，這樣就能有針對(duì)性地采取相關(guān)的措施來(lái)進(jìn)行液壓系統(tǒng)的故障處理。系統(tǒng)中的液壓泵的輸出壓力與流量之間是一種雙曲線的關(guān)系。通過(guò)液壓泵基本組成結(jié)構(gòu)的分析后可知，對(duì)該雙曲線的起點(diǎn)位置有決定性作用的是電機(jī)的功率以及液壓缸調(diào)節(jié)彈簧的剛度。如果液壓缸的調(diào)節(jié)彈簧剛度出現(xiàn)了變化，雙曲線的起調(diào)點(diǎn)位置也就相應(yīng)發(fā)生變化。如果在運(yùn)梁車液壓系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中液壓泵的輸出壓力達(dá)到了設(shè)定值，而流量卻沒(méi)有進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)處在超負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)下。

根據(jù)運(yùn)梁車液壓系統(tǒng)的基本工作原理對(duì)液壓系統(tǒng)故障進(jìn)行推斷時(shí)通常是按照液壓動(dòng)力元件—控制元件—執(zhí)行元件的順序來(lái)進(jìn)行推理。如果系統(tǒng)出現(xiàn)輸出壓力以及流量減小的現(xiàn)象，那么可能是因?yàn)橛拖涑霈F(xiàn)缺油、濾油器堵塞、通氣孔不通暢的情況；其次液壓泵出現(xiàn)了內(nèi)漏現(xiàn)象也可能導(dǎo)致上述故障發(fā)生，液壓泵柱塞運(yùn)動(dòng)副間隙過(guò)大會(huì)導(dǎo)致液壓泵的內(nèi)漏；再次，安全閥的壓力設(shè)定過(guò)低或者出現(xiàn)了閥件的內(nèi)泄現(xiàn)象也會(huì)導(dǎo)致上述現(xiàn)象。然后，在液壓缸中安裝的過(guò)載閥設(shè)定的流量過(guò)低，或者閥件的內(nèi)泄也能導(dǎo)致上述故障；最后，如果液壓系統(tǒng)的油液回路不通暢也會(huì)導(dǎo)致壓力跟流量低的現(xiàn)象。

4 結(jié)語(yǔ)

由于運(yùn)梁車是一種特殊的大型工程設(shè)備，而液壓系統(tǒng)是運(yùn)梁車中非常關(guān)鍵的一個(gè)系統(tǒng)，因在操作上、維修保養(yǎng)方面管理不到位以及運(yùn)行環(huán)境等方面因素影響，導(dǎo)致其在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中非常容易出現(xiàn)故障，只有熟悉液壓系統(tǒng)的各個(gè)工作原理，并掌握了液壓系統(tǒng)故障的診斷方法才能有效地排除運(yùn)梁車液壓系統(tǒng)故障。