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清障車液壓系統、元件理論基礎及相關故障的檢修
閱讀：1100 發布時間：2012-9-29清障車液壓系統、元件理論基礎及相關故障的檢修
一.液壓傳動概述。
1.液壓傳動的工作原理是以油液作為工作介質,依靠密封容積的變化來傳遞運動,依靠油液內部的壓力來傳遞動力。
2.液壓傳動裝置實質上是一種能量的轉換裝置,它先將機械能轉化成便于輸送的液壓能,然后又將液壓能轉換成機械能,以驅動工作機構完成所要求的各種動作。
二.液壓系統的組成。
液壓系統由液壓元件液壓泵、液壓缸、液壓馬達，液壓控制閥及液壓輔件等組成。這些元件被歸納為動力部分、執行部分、控制部分、輔助部分四大部分。
1.油泵作為通過接合取力器獲得機械能后,將機械能轉化成液壓能的能量輸出動力源,為液壓傳動的動力部分。
2.油缸和液壓馬達為將液壓能轉換成機械能并分別輸出直線運動和旋轉運動的執行部分。
3.多路閥、溢流閥、（雙,單向）液控單向閥、（雙,單向）節流閥、（雙,單向）平衡閥、單向閥、梭閥、截止閥，電磁換向閥等。控制油液的壓力、方向、流量，為液壓系統中的控制部分。
4.管道、管接頭、濾油器、空氣濾清器、液壓油箱，冷卻器等為液壓系統的輔助部分。
三.液壓動力部分、執行部分，控制部分的基本原理概述，故障檢修。
1.動力部分：油泵和取力器。
1.1齒輪油泵：
1.1.1齒輪油泵的基本原理
⑴.泵體內裝有一對嚙合齒輪，齒輪兩端靠端蓋密封。泵體，端蓋和齒輪的各齒間組成密封容積，兩齒輪頂和嚙合線把密封容積分為兩部分，即吸油腔和壓油腔。當齒輪旋轉時，泵的吸油腔由于齒輪脫開嚙合，齒輪退出齒間，使密封容積逐漸增大，形成局部真空。油液在大氣壓的作用下，由油箱徑油管被吸入腔內，充滿齒間，完成吸油。
⑵.隨著齒輪的旋轉，吸入齒間的油液被帶到泵的壓油腔，而壓油腔由于齒輪逐漸進入嚙合，使密封容積不斷減小，齒間的油液被壓出泵外，完成壓油。
⑶.油泵不斷的旋轉使得這一工作狀態周而復始的循環，從而使得液壓系統獲得穩定的不間斷的液壓能。
1.1.2.齒輪油泵的檢修：
⑴.油泵的標準檢測需要專門的設備以及相關的儀器、儀表。以檢測油泵在高壓（油泵出廠時的zui高額定壓力）和零壓狀態下的流量以及其比值。也稱為油泵的容積效率。
容積效率的計算公式為：容積效率=Q高壓÷Q零壓×100%
⑵.在現場修理清障車時，是不具備上述條件的。所以在現場油泵的檢測方法如下:
①連接上壓力表,觀察系統壓力值。采取檢測取力器、溢流閥、多路閥是否有故障，檢測油箱內油量、油箱與油泵連接進油管路是否通暢、進油管路截止閥是否開啟等去判斷油泵是否有故障。簡單的說，當排除所有與此故障相關聯的其他部件都*時，就能判定沒有檢測的油泵存在故障。
②.可以松開多路閥與絞盤油馬達相連接的油管，再操作多路閥，將壓力油P換向至松開的那條油管，通過觀測油管的油液是否呈噴射狀還是滴，流或者無油狀態，如果是滴，流或者無油狀態，基本就可以斷定油泵故障。可是當觀測到的油液呈現噴射狀態時，憑肉眼和經驗都很難準確判斷油泵是否就已經損壞，還得返回去采用排除法。
③.手動閥處于中位時的檢測：
確定油泵旋轉的情況下，直接打開多路閥的總回油（手動閥此時處于中位，系統的壓力油通道和多路閥的回油通道處于貫通。），觀測回油口油液流量。流量很小或沒有流量，就可斷定油泵損壞。如果流量較大或者有流量、單憑目測判斷不了流量的數值是否能滿足溢流閥工作的額定流量時，需做進一步的檢測。
④.手動閥處于換向時的檢測：
連接壓力表，將手動閥換向至頂缸，此時的系統壓力值因系統故障而低于溢流閥zui高調定值，那么就意味著油泵輸出的壓力、流量已經不夠，或者溢流閥在沒有到達其調定值時就處于溢流（開啟卸載）狀態。這時將手動閥換向至頂缸，在監測到系統壓力始終無法調高時，擰緊鎖死溢流閥調壓彈簧，打開總回油管，檢測到的情況有兩種。
A.手動閥的回油循環通道因手動閥的換向而隔斷，溢流閥的溢流通道因系統的故障，壓力達不到溢流閥溢流的開啟值，此時觀測到的總回油管應是無油或少油，為油泵故障。
B.手動閥的回油通道因手動閥的換向而隔斷，如溢流閥在系統因故障達不到其溢流開啟值時，溢流閥就已經開始開啟溢流，此時觀測到的總回油管應是有大量油液，為溢流閥故障。
C.當油泵和溢流閥同時出現故障，油泵的故障并不嚴重時，總回油管也會有油液涌出，這個時候必須在修復、更換溢流閥后，再按A項敘述對油泵進行檢查。
1.1.3.現場更換新油泵時發生油泵炸裂的原因分析以及注意事項：
A.現場油泵炸裂原因分析：在沒有做出系統無壓或壓力很低故障是由油泵引起還是溢流閥引起前，首先檢查液壓系統，這時常規的檢查手法是調節溢流閥調壓螺桿,當擰緊調壓彈簧系統壓力并沒有發生變化后,回頭去檢查油泵,這時卻因為疏忽,沒有去松開擰緊的調壓彈簧。等確定油泵故障，公司將新油泵發到，裝配到清障車上，接合取力器，卻在沒有松開調壓彈簧時直接換向手動閥，系統因溢流閥的調定壓力超高閥芯鎖閉，系統內壓力油沒有回油通道而無限升高，直至回流的高壓造成油泵的炸裂！
B.注意事項：現場檢測液壓系統時，只要擰緊了溢流閥調壓彈簧。不管是否檢測到故障，都要隨手將彈簧擰松，直到因再次檢測的需要時再去擰緊，然后再行擰松。在更換新的油泵時，一般都要進行系統壓力的重新調校，小噸位的車要連接上壓力表，在手動閥換向前將調壓彈簧略微松開，嚴密目測換向時系統壓力值，有異常立即將換向閥復中位。在小噸位車出現系統故障，在現場不具備連接壓力表條件時，嚴禁隨意擰緊調壓彈簧！在沒有連接壓力表的情況更換新油泵，首先略微松開調壓彈時，但要牢記松開的圈數，以便在油泵試運行后將系統壓力在沒有壓力表的情況下恢復到其初始值。
1.2.取力器的檢修：
1.2.1.清障車取力器故障的判斷:
⑴.大噸位的清障車取力器故障的判斷:
與油泵的連接采用的是萬向連軸器，從車底觀測連軸器是否旋轉就能很容易的判斷取力器是否可靠接接合。
⑵.小噸位的清障車取力器故障的判斷：
首先檢查氣路電磁閥，拆除電磁閥與取力器相連氣管，電磁閥得電換向，檢查拆除的管路是否有氣通出。如果沒氣，故障就是電磁氣閥故障。如果有氣，就表示電磁氣閥工作正常，再檢測整車氣路氣壓壓力，也正常的話就只能拆除油泵，憑肉眼觀測與油泵相連的取力器接合狀態下軸是否正常旋轉，檢測油泵花鍵是否拉花，平鍵是否磨平。如檢測到取力器旋轉不正常，就要拆除取力器，檢查內部軸上平鍵是否有拉花、磨平、脫落，離合撥叉是否斷裂。
1.2.2.底盤齒輪箱與取力器串氣的檢修：
⑴.一種是因為氣動活塞上“凹”槽內“O”型圈破損。更換新的密封圈就可以。
⑵.要引起注意的是第二種，那是因為氣動活塞“凹”槽槽底加工尺寸超差，導致“O”型圈壓縮余量不夠而無法密封，如果只是更換密封件并不能解決取力器于齒輪箱串氣，而因為這個故障而將此件發回公司三包的話，不但耽誤了維修的時間，也增加了運輸的成本。
具體而有效的解決辦法是：
按照“凹”槽槽底周長和寬度，剪一環形薄紙片填充“凹”槽內，以墊高密封圈增加壓縮量。再按正常方式更換密封圈。紙片應當選擇不易被油液泡爛的表面帶塑或者牛皮紙等。
1.2.3.取力器的安裝：
⑴.生產車間在清障車出廠時，對齒輪箱內與取力器相嚙合的齒輪間的間距已經做過測量和計算，齒輪箱與取力器之間的石棉墊的厚度也經過了測算。所以我們在現場更換取力器時，要注意原石棉墊的厚度，同一廠家的取力器可以依照原石棉墊的厚度，如現場能使用的石棉墊較薄，可以采取兩片或者幾片疊加。石棉墊和石棉墊之間，石棉墊與齒輪箱之間，石棉墊與取力器端面之間涂抹密封膠。
⑵.如新的取力器與損壞的取力器不是同一廠家，那么新的取力器和齒輪箱之間石棉墊的厚度就需要重新測算才能安裝。
2.執行部分：油缸和液壓馬達。
2.1.油缸：
油缸分為有桿腔和無桿腔，油缸的推力分為有桿腔推力和無桿腔推力。
2.1.1.油缸推力計算公式：
⑴.油缸推力=系統壓力×活塞有效工作面積
⑵.無桿腔推力計算公式:無桿腔推力=系統壓力×無桿腔有效工作面積
有桿腔推力計算公式:有桿腔推力=系統壓力×有桿腔有效工作面積
⑶.無桿腔有效工作面積=3.14×活塞頭半徑的平方
⑷.有桿腔有效工作面積=3.14×活塞頭半徑的平方3.14×活塞桿半徑的平方
⑸.計算單位：
油缸推力單位：公斤力（kgf）
系統壓力（壓力表所表現的數值）單位：兆帕（MPa）,
公斤力/平方厘米（kgf/cm2），1MPa≈10kgf/cm2。
活塞面積單位：平方厘米（cm2）。
⑹.清障車托臂zui大托舉能力計算公式:
①.結合油缸在清障車上的工作狀況，公司把清障車上托臂高低油缸的無桿腔的zui大推力稱為托臂的zui大額定托舉能力。
②.托臂zui大托舉能力=系統調定zui高壓力×無桿腔有效工作面積（活塞頭的底部橫切面積）
③.簡明的說,因為公司出廠時清障車液壓系統的zui高額定壓力值調定為160kgf/cm2.計算出清障車上各油缸的活塞頭的底面積。就能推算出各個油缸zui大推力。計算出活塞桿的橫切面積,套用公式就能計算出各油缸各腔的推力.
2.1.2.油缸的檢修：
主要檢查油缸內，外漏。活塞桿，缸筒內部的光潔度。有無刮花，劃痕，凸起，凹陷。以及注意密封套件的裝配手法，密封套件裝配時的方向性。
下面主要闡述油缸內漏的現場檢測方法。
在清障車上的系統中，有的油缸直接連接多路閥，有的需要保壓，連接的是液控單向閥或平衡閥。
⑴.油缸內漏的檢測：
A.無（有）桿腔頂壓至頂缸，松開有（無）桿腔回油管，觀測有泄漏，則為油缸內泄.
B.油缸連接平衡閥或液控單向閥的則操作多路閥相應手柄將壓力油輸送至油缸直至頂缸，松開平衡閥或液控單向閥與多路閥相連接的另外一端回油管路，觀測平衡閥與液控單向閥閥口有泄漏則為油缸內泄。因考慮到回油背壓，回油反竄污染清障車，有條件的話應將與回油箱一端的管路用堵頭堵住，無條件的用手指堵住也行。
⑵.用此方法還可以間接以排除法的方式去判別平衡閥或液控單向閥是否有故障。
當油缸出現不保壓，只要檢測了油缸沒有內泄，排除掉油缸*，從而確定油缸不保壓的故障是由平衡閥或液控單向閥引起。
2.2.油馬達的現場檢測：
2.2.1.油馬達的標準檢測方法和油泵一樣。需要檢測容積效率。
油馬達的故障一般是當旋轉機構、絞盤馬達在起吊重物時不能旋轉、收繩時滾筒不收繩或者速度很慢。
2.2.2.現場的檢測：
A.將壓力油始終輸送至馬達，在旋轉機構起吊重物后不能旋轉、絞盤馬達收繩時滾筒不能旋轉狀態下進行以下檢測。
在此狀態下拆除油馬達的外泄油口，觀測泄漏量。
在此狀態下打開馬達通往回油箱的油口，觀測泄漏量。
B.當旋轉機構、絞盤馬達在起吊重物時、收繩時速度很慢時：
在此狀態下拆除油馬達的外泄油口，觀測泄漏量。
C.當以上兩種方法都無法確定馬達故障時:
采取排除其他相關零部件、液壓元件有*的排除法。
3.控制部分:
控制部分的控制閥主要分三大類:
方向控制筏--單向閥，換向閥等。
壓力控制閥--溢流閥，減壓閥，平衡閥，順序閥等。
流量控制閥--節流閥，調速閥等。
3.1.方向控制閥：
控制油液流動方向的閥稱方向控制閥，簡稱方向閥。它分為單向閥和換向閥兩大類。
3.1.1.單向閥：
⑴.單向閥概述:
A.單向閥的作用是只許油液按一個方向流動，不能反向流動。它又分為單向閥和（雙向）液控單向閥。
B.清障車上主要采用的是（雙向）液控單向閥。用于前，后支腿的地撐，前支腿內、外擺動，摩托車升降平臺，高空作業車等，作用是在液壓系統不工作或無動力狀態下，利用油夜不能反向流動進行所控制機構的保壓。
⑵.液控單向閥的現場檢測:
液控單向閥的故障主要體現為所控制的油缸不保壓,現場一般采用排除油缸*去判定液控單向閥有故障的排除法.
較為直觀的檢測方法是:以清障車吊臂高低油缸為例,在吊臂有負載的情況下。拆除多路閥與掖控單向閥的正向進油口,觀測此油口從反向保壓油口內是否有泄漏,只要等待管內、閥內余油滴盡，此油口仍然有油液滴出，就可視為閥已經損壞。
⑶.結合清障車上液控單向閥與平衡閥功用,概述其性能差異、特性。
a.液控單向閥的保壓能力理論上是從零壓至無限，是沒有限定的,直至無限上升的負載導致鑄造或鍛造的閥體、錐閥和錐閥座碎裂等其他結構件損壞。
b.而平衡閥的保壓能力只能在零公斤力至它的調定力。當負載超過它的調定力時，平衡閥將自動開啟卸載。
c.單向閥的保壓是依靠反向回流的油液壓力施于閥芯自鎖（保壓），所以回流壓力越高，自鎖（保壓）性能越好。
d.平衡閥的保壓是依靠彈簧的調定力鎖閉（保壓），所以當回流的壓力克服彈簧的調定力時，平衡閥開啟卸載。
e.所以單向閥的性能在低壓（負載較輕）保壓狀態下不如平衡閥穩定。但是負載不象平衡閥有調定的范圍。
f.因為平衡閥遇到過載能自動卸載，所以對所控結構件具有一定的保護性和安全性。
g.平衡閥和液控單向閥在油缸運動時，都是依靠控制油推動閥芯內部的控制活塞，頂開閥芯回油。控制油的控制形式分內控、外控。
清障車上的平衡閥和液控單向閥采用的都是內控。
公司出廠時平衡閥的控制活塞開啟閥芯的壓力值調定在6.3MPa（≈63kgf/cm2）,液控單向閥的控制活塞開啟閥芯的壓力值一般為系統zui高調定壓力值的30%到40%。
h.在清障車上，兩閥都是在為其所控件實施鎖閉保壓，但正因為平衡閥和單向閥的功用，原理，性能等的差異，液壓上把平衡閥歸納在壓力閥、單向閥歸納在方向閥的范疇。
⑷.液控單向閥的現場維修:
影響液控單向閥保壓性能的主要是液壓油的清潔度，錐閥和錐閥座之間的密合部位夾雜的污物、銹跡，以及錐閥和錐閥座之間的密合部的磨損等。觀測錐閥和錐閥座之間的密合線是否完整，錐閥芯和錐閥座調質硬度不夠錐閥芯出現凹痕、錐閥座出現倒角。維修主要是去除閥內污物，讓控制活塞、錐閥芯等靈活自如，取出錐閥芯上彈簧，利用工具敲打錐閥芯，使錐閥芯和錐閥座之間形成新的密合線。
3.1.2.多路換向閥：
⑴.多路換向閥概述:
A.換向閥的作用是利用閥芯和閥體間相對位置的改變，來控制油夜的流動方向，接通或關閉油路，從而改變液壓系統的工作狀態。
①.按閥芯運動方式被分為滑閥，轉閥（按滑閥機能分P、M、N、O、Y型等。閥在中位時各油口的連接關系稱為滑閥機能）。清障車上主要采用O、Y型。
②.按閥的位置數和通路數被分為幾位幾通。如三位四通，兩位三通，兩位兩通等。清障車上的多路閥一般為三位六通。
③.按操縱方式被分為手動（手動換向閥又分為鋼球定位和彈簧復位，清障車上兩種方式的閥都有）、機動、電磁、液動、電液動等。清障車上主要采用手動、電磁鐵電控、以氣缸的往復運動帶動換向閥操縱桿聯動。
④.按安裝和連接方式分為管式、板式、法蘭式或者是三種方式中的任意兩種方式的組合。
B.多路閥其實是由一個溢流閥和若干個手動閥組合而成的組合閥.組合形式有分片（聯）式和整體式.
整體式是指在鑄造、鍛造時就將一個溢流閥和數量固定的若干個手動閥鑄造、鍛造成一個整體，手動閥的數量固定不能增減。
分片（聯）式是指一個溢流閥和若干個單片（聯）手動閥的組合，根據工作需要可以任意增減手動閥的片（聯）數。
⑵.多路手動換向閥的故障:
A.鑄件、鍛件缺陷造成的內、外泄漏。
B.閥體端蓋密封件的破損、老化，分片（聯）式多路閥片和片結合部密封件的破損、老化造成的外漏。
C.加裝氣缸之聯動機構的不靈活，油液的不清潔使閥芯、閥體形成刮花、毛刺，閥體端蓋安裝螺釘的松動、松脫造成閥芯相對運動不對中等，使得閥芯卡死或行程不到位。
D.閥芯、閥體因異物、污物形成嚴重拉花、劃痕造成密封間隙過大而引起的內泄。
E.溢流閥故障。
⑶.多路手動換向閥的故障現場維修:
⑴.閥芯卡死和行程不到位:
A.清潔閥芯、閥體。檢查閥芯、閥體表面光潔度。
B.檢查聯動機構。
C.檢查閥體端蓋螺釘是否松脫、對中。
D.實際中還可能遇到閥體因熱脹冷縮產生的變形，造成閥芯和閥體配合間隙變化。
①.將閥芯或閥體內涂抹研磨砂直接配研至靈活。
②.利用車床低速轉動用細砂紙或水砂紙對閥芯進行磨削，磨削量控制在原閥芯尺寸的-4至-8個秒。注意磨削時的量具必須是千分尺而非游標卡尺。
③.閥芯與閥體間隙配合的尺寸:
小通徑為6至10秒,大通徑為8至16秒。1毫米=100絲=1000秒。
E.閥芯與操縱桿相連接的連接桿變形、連接桿與閥芯連接處球頭嚴重磨損造成間隙，
使閥芯行程不夠。
3.2.壓力控制閥:
控制工作液體的壓力的筏稱壓力控制閥,簡稱壓力閥.
常用的壓力閥有溢流閥、減壓閥、順序閥、平衡閥等。
3.2.1.溢流閥:在系統中主要是起溢流和穩壓、限壓保護的作用。
現場檢修：
⑴.在系統上接上壓力表，手動閥換向至頂缸，在零壓和160kgf/cm2之間調節調壓螺桿，觀測壓力表指針是否有爬行、顫動。發現異常做以下檢測：
①.檢查錐閥芯和錐閥座的密合線、主閥芯和閥座的密合面是否完整無明顯缺陷。
②.檢查錐閥芯和錐閥座的密合線、主閥芯和閥座的密合面是否有污物、異物。
③.檢查錐閥芯和主閥芯是否靈活自如。
④.檢查主閥芯阻力小孔是否通暢無阻塞。
⑤.檢查調壓螺桿等有無外漏。
⑵.以上方法都確定不了溢流閥有故障時，采取排除油泵，多路閥中手動閥等*去確定溢流閥有故障的排除法。
3.2.2.闡述多個多路閥串聯方法、手動閥P、0通道置換關系，溢流閥的調節。
公司的大噸位的清障車一般裝有三個不同通徑的多路閥，連接雙聯泵不同的壓力油輸出口，以滿足各個油缸的不同運動速度。
A.手動閥和溢流閥有各自的獨立的回油通道，兩回油通道之間有個油堵（油堵可以加裝和拆卸）,根據工作狀態的需要,可以通過加裝和拆卸油堵實現兩通道的貫穿和阻隔。
①.手動閥的回油通道在手動閥沒有換向以前處于暢通狀態，作用是在手動閥沒有換向前，油泵的壓力油通過這個回油通道直接到達油箱，形成油液的循環。液壓系統處于無負荷狀態。也是為了讓油泵在無負荷狀態下啟動旋轉，保護和延長油泵的使用壽命。
②.手動閥的回油通道在手動閥換向后關閉,系統的回油只能依靠系統壓力沖開溢流閥主閥芯,
借助溢流閥的回油通道回油，實現油液的循環。
③.溢流閥的回油通道在壓力沒有達到它的調定值時，處于相對關閉狀態。
B.系統中只有一個多路閥時，一般將此油堵拆除，兩回油通過一條回油總管回油。如不拆除，就必須在兩回油口都連接上各自的回油管。否則在系統上的體現就是在結合取力的時，系統在瞬間升至溢流閥調定zui高壓力，油泵在帶負荷狀態下損壞。
C.系統中有兩個多路閥時，*個多路閥的溢流閥和手動閥回油通道之間的油堵必須擰裝，實施兩通道的*阻隔。將第二個多路閥的油堵拆除（若系統上串聯有多個多路閥，則將zui后一個多路閥中的油堵拆除，其他多路閥中加裝油堵。）。
此狀態下*個多路閥的手動閥的回油通道，因為加裝了油堵，所以根據使用*個多路閥中的手動閥和使用第二個多路閥中的手動閥，*個多路閥中的手動閥回油通道發生置換。.當啟動油泵，兩個多路閥的手動閥都沒有換向以前，*個多路閥中的手動閥的回油通道與第二個多路閥的回油總管相通，此時和液壓系統的關系仍為回油通道（液壓上稱O口）。
D.當啟動油泵，當第二個多路閥的手動閥換向時，*個多路閥的手動閥的回油通道因與溢流閥的回油通道隔斷，此時置換成第二個多路閥的壓力油供給通道（液壓上稱P口）。此狀態下,兩多路閥中的溢流閥就相互產生影響.
①.*個多路閥的手動閥換向時，第二個多路閥的溢流閥對其不產生關聯和影響。
②.第二個多路閥的手動閥換向時，第二個多路閥的系統壓力≤*個多路閥中溢流閥的調定值。
③.所以要想調高第二個多路閥中的系統壓力,必須先調高*個多路閥中溢流閥的壓力.
E.系統中有三個多路閥時,系統壓力的調節:
①.調節第三個多路閥的系統壓力時,三個多路閥的溢流閥要一起進行調節。
②.調節第二個多路閥的系統壓力時，只需調節*個和第二個多路閥中的溢流閥，但需要考慮對第三個多路閥的工作壓力是否造成影響。
③.調節*個多路閥的系統壓力時，單獨調節這個多路閥中的溢流閥，但需要考慮對第二個和第三個多路閥的工作壓力是否造成影響。
3.3.流量控制閥:
靠改變工作開口（節流口）的大小來調節通過閥口的流量,以改變執行機構（油缸或油馬達）運動速度的液壓元件,簡稱流量閥。
常用的有節流閥、調速閥、以及這些閥和單向閥、行程閥相組合的組合閥。
3.3.1單向節流閥:單向閥和節流閥的組合。
清障車上的吊臂回旋機構、摩托車升降平臺、高空作業平臺上都有選用。
節流形式分進油節流、回油節流、旁路分流節流等。清障車上采用的都是進油節流。