CAT挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)發(fā)熱的故障分析

郭 慶 邵德君

（龍建路橋第六工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)發(fā)熱現(xiàn)象的危害：

液壓系統(tǒng)的發(fā)熱，直接影響挖掘機(jī)的正常工作，發(fā)熱現(xiàn)象所造成危害，主要有以下幾點(diǎn)：

（1）使機(jī)械產(chǎn)生熱變形，當(dāng)液壓閥件的閥芯、閥體材料不同、熱膨脹系數(shù)不同時(shí)，閥芯、閥體之間因熱膨脹而出現(xiàn)閥芯卡死現(xiàn)象，引起動作失靈、影響液壓系統(tǒng)的傳動精度，導(dǎo)致部件工作質(zhì)量變差。

（2）工作油液溫度升高后，使液壓油的粘度降低，泄漏增加，泵的容積效率和整個(gè)系統(tǒng)的效率會顯著降低，操作不靈活。

（3）由于油的粘度降低，使工作液體的潤滑性能降低，液壓元件的磨損加快，加速了元件的磨損失效，縮短了元件的使用壽命。

（4）液壓系統(tǒng)及元件的密封件在高溫下變質(zhì)，彈性變性能力降低，使密封性能降低，甚至密封失效，使泄漏增加；

（5）加劇油液氧化變質(zhì)，并析出瀝青物質(zhì)，析出物堵塞阻尼小孔和縫隙式閥口，導(dǎo)致液壓元件失靈或卡死而不能動作、金屬管路伸長而彎典，甚至破裂等。據(jù)資料介紹，當(dāng)油溫超過55攝氏度后溫度每升高9攝氏度，油的使用壽命縮短一半。

（6）使油的空氣分離壓降低，油中溶解空氣逸出，產(chǎn)生氣穴，致使液壓系統(tǒng)工作性能降低。

液壓系統(tǒng)的發(fā)熱按發(fā)熱原因可分為兩大類：一類是由于設(shè)計(jì)的原因造成的發(fā)熱；主要是系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理造成的，如元件間匹配不合理，管路通道過細(xì)，彎頭多，彎曲半徑小，油箱容積不夠等因素造成的?這類問題應(yīng)在設(shè)計(jì)階段予以充分考慮，否則將造成挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)先天不足，制成產(chǎn)品后就難以克服?另一類是由于液壓元件故障或使用不當(dāng)?shù)脑?，造成的發(fā)熱。因此液壓系統(tǒng)的發(fā)熱主要從液壓元件故障或使用不當(dāng)原因分析。

2 造成挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱的原因分析及其排除：

（1）改善挖掘機(jī)運(yùn)動件的潤滑條件，以減少摩擦損失，有利于降低工作負(fù)荷、減少發(fā)熱。

（2氣候及作業(yè)環(huán)境溫度高，致使油溫升高。如在炎熱夏季連續(xù)工作，加之冷卻效果差或散熱不良，造成機(jī)器發(fā)熱量大于散熱量，使油溫過高；發(fā)動機(jī)水溫散熱器溫度高，使油溫升高。

(3)應(yīng)經(jīng)常檢查液壓油油面：要隨時(shí)觀察油箱內(nèi)液壓油的油面高度，始終保持液壓油油面高度在正常油位范圍內(nèi)，從而保證油箱的散熱效果，卡特挖掘機(jī)液位的檢測方法：將小臂垂直于地面，鏟斗手背著地，觀察液壓油箱液位觀察玻璃管，冷油時(shí)液壓油面在下線和中線之間，熱油時(shí)油面應(yīng)在中線和上線之間。當(dāng)油箱內(nèi)液壓油油面低于最低液面時(shí)，要及時(shí)向油箱內(nèi)注油。

(5)及時(shí)清潔冷卻器，保證冷卻器的冷卻效果：a1冷卻器內(nèi)部堵塞或表面污物較多，造成冷卻器安全裝置開啟，冷卻器過流量降低，使散熱流量減少，或冷卻器通風(fēng)不良，使冷卻器的冷卻傳熱系數(shù)降低，冷卻效果降低，或因風(fēng)扇皮帶松，風(fēng)扇打滑或散熱器外部有阻擋物造成冷卻風(fēng)扇量不足;液壓油散熱器內(nèi)部管道阻塞等。因此，挖掘機(jī)在使用中一定要定期檢查，風(fēng)扇皮帶的漲緊度，疏通冷卻器，定期對冷卻器表面污物進(jìn)行清除，保證冷卻器的內(nèi)部暢通和外部清潔，以保證冷卻器的冷卻效果。

（6）液壓油牌號選用不當(dāng)或油質(zhì)差引起油溫過高：油液粘度過高，引起液流壓力損失過大，轉(zhuǎn)化為熱能，會引起溫升過高;油液粘度過低，也會引起工作液壓泵及液壓元件內(nèi)泄漏大，產(chǎn)生熱量;此外，一些劣質(zhì)油液，粘溫性能差，易乳化和生產(chǎn)氣蝕，折出氣泡等，會在液壓油高壓產(chǎn)生局部高溫并加劇元件的磨損?因此根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)載及正常工作溫度要求，選擇合適黏度的液壓油。合理選擇液壓油，特別是油液粘度，在條件允許的情況下，盡量采用低一點(diǎn)的粘度以減少粘度摩擦損失

（7）挖掘機(jī)長時(shí)間超負(fù)荷工作、操作不當(dāng)或長時(shí)間行走：連續(xù)長時(shí)間在高壓大功率下工作，主安全閥或二次過載溢流閥溢流閥頻繁開啟，液壓系統(tǒng)中油路和元件因長時(shí)間高壓卸荷而使油液升溫。應(yīng)根據(jù)挖掘機(jī)的技術(shù)性能和使用說明書中的規(guī)定合理使用挖掘機(jī)；避免長時(shí)間行走，卡特挖掘機(jī)說明書中規(guī)定連續(xù)高速行駛要限定在2小時(shí)以內(nèi)，如果需要連續(xù)高速行駛2小時(shí)，則應(yīng)將機(jī)器停止10分鐘，這樣在恢復(fù)行駛之間就可使系統(tǒng)油液冷卻下來。

（8）挖掘機(jī)在維修時(shí)，應(yīng)提高液壓元件和液壓系統(tǒng)的裝配質(zhì)量與自身精度，嚴(yán)格控制配合件的配合間隙和改善潤滑條件。采用摩擦系數(shù)小的密封材料和改進(jìn)密封結(jié)構(gòu)，盡可能降低液壓缸的啟動力，以降低機(jī)械摩擦損失所產(chǎn)生的熱量。

（9）液壓油中含有水和雜質(zhì)。液壓油污染使馬達(dá)、多路換向閥、液壓油缸等液壓元件內(nèi)部零件或密封件加速磨損導(dǎo)致內(nèi)泄，從而引起油溫升高，行走、回轉(zhuǎn)、工作裝置動作遲緩無力。溫度高還會使液壓油惡化、安全閥密封不嚴(yán)，造成溢流損失。液壓油長期使用后粘度下降，油液失效，若不及時(shí)更換，將會影響系統(tǒng)正常工作，并導(dǎo)致事故。因此應(yīng)定期換油。根據(jù)設(shè)備所在場地的環(huán)境條件、工作條件和所用油品的換油周期，到期就進(jìn)行更換，并同時(shí)更換液壓油濾芯。換油時(shí)，要注意清潔，防止贓物侵入液壓系統(tǒng)，不可混用和換錯(cuò)，主要有下列要求：更換的新油或補(bǔ)加的新油必須是本系統(tǒng)所規(guī)定使用的油，經(jīng)過化驗(yàn)確認(rèn)其油質(zhì)已達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo)，才能加入。換油時(shí)要將油箱內(nèi)部及主要管道內(nèi)舊油放盡，并把油箱、過濾網(wǎng)、軟管清洗干凈。加油時(shí)油液必須經(jīng)過過濾，對已疲勞損壞的濾網(wǎng)應(yīng)更換。加入的油量要達(dá)到油箱的油標(biāo)位置，加油方法是：先加油至油箱最高油標(biāo)線，啟動發(fā)動機(jī)，把油供至系統(tǒng)各管道，再加油至油箱油標(biāo)線，再開動發(fā)動機(jī)，這樣多次進(jìn)行，直至油液保持在油標(biāo)線內(nèi)為止。

(10)液壓系統(tǒng)工作壓力調(diào)整得過高或過低也會引起液壓系統(tǒng)發(fā)熱，如系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)過高，會是液壓泵在超過額定壓力下運(yùn)行，使泵過載，系統(tǒng)內(nèi)泄增加，導(dǎo)致油溫升高；反之，如果系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)過低，會使工作機(jī)構(gòu)在正常負(fù)載下，頻繁出現(xiàn)溢流閥開啟卸荷現(xiàn)象，造成系統(tǒng)溢流發(fā)熱。應(yīng)按液壓系統(tǒng)的負(fù)載要求，正確計(jì)算和調(diào)整安全閥和壓力值，從而保證系統(tǒng)在規(guī)定的壓力范圍內(nèi)工作，使之恰到好處。CAT320C挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)各壓力閥設(shè)定值如下表所列?

測試部位測試條件標(biāo)準(zhǔn)值(Mpa)備注

機(jī)具液壓回路（油溫45oC左右）34.3(+0.8-1.1)

行走液壓回路34.3(+0.8-1.1)

回轉(zhuǎn)液壓管路25(+0.8-1.1)

先導(dǎo)控制系統(tǒng)4.12(+0.8-1.1)

(11)液壓元件磨損，內(nèi)泄增加，可使油溫升高，系統(tǒng)發(fā)熱，挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的內(nèi)泄，包括液壓泵、液壓缸、液壓馬達(dá)和液壓閥的內(nèi)泄，壓力油在泄漏過程中，壓力下降，溫度升高。如果系統(tǒng)的內(nèi)泄增加，會引起油溫升高，系統(tǒng)過熱，嚴(yán)重時(shí)，會使系統(tǒng)壓力下降，泵送無力，泵送排量降低，工作無力，工作效率降低等。因此，要定期檢查這些元件，定期更換相應(yīng)的密封元件，及時(shí)對已損壞、拉傷的零件進(jìn)行更換或修理，甚至更換相應(yīng)的液壓元件，從而避免由于元件泄漏而造成的系統(tǒng)發(fā)熱。

[1]陳臘松，余運(yùn)清.挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)發(fā)熱的故障分析.[期刊]工程機(jī)械，2000-04-10.