摘 要：一個液壓系統的好壞取決于系統設計的合理性、系統元件性能的的優劣、系統的污染防護和處理、故障的診斷與排除。而最后一點正逐漸變的越來越重要。
關鍵詞：液壓系統 故障 診斷與排除
一個完整的液壓系統由以下四部分組成 ：
(1)動力裝置——最常見的形式就是液壓泵，是將電動機輸出的機械能轉換成油液液壓能的裝置。其作用是向液壓系統提供壓力油。
(2)執行裝置——包括液壓缸和液壓馬達，是將油液的液壓能轉換成驅動負載運動的機械能的裝置。
(3)控制調節裝置——包括壓力、流量、方向等控制閥，是對系統中油液壓力、流量或流動方向進行控制或調節的裝置。
(4)輔助裝置——包括上述三部分以外的其他裝置，例如油箱、過濾器、油管等。它們對保證液壓系統正常工作起著重要的作用。
一、 液壓故障的診斷
(一)液壓故障的分類
液壓工程機械的故障最終主要表現在液壓系統或其回路中的元件損壞,伴隨漏油、發熱、振動、噪聲等現象，導致系統不能發揮正常功能。
故障按性質，可以分為突發性(急性)及緩發性(慢性)兩種。突發性的特點是偶然性。它與使用時間無關，如管路破裂、液壓元件卡死、油泵壓力失調、速度突然下降、液壓震動、噪聲、油溫集聚上升等，故障難以預測與預防;緩發性的特點是與使用時間有關，尤其是在使用壽命的后期表現明顯，主要是與磨損、腐蝕、疲勞、老化、污染等裂化因素有關，故障通常可以預防。
按故障發生的原因，可以分為人為和自然的兩種。由于設計、制造、安裝、使用、及維護不當造成的故障稱為認為故障;由于不可抗拒的自然因素(如磨損、腐蝕、老化、以及環境等因素)產生的故障屬于自然故障范圍。
(二) 液壓系統的故障診斷步驟
1、排除前的準備工作 閱讀設備的使用說明書，掌握以下情況：系統的結構、工作原理、性能及設備對液壓系統的要求;液壓系統中所采用的各種元件的結構，工作原理和性能;閱讀設備使用有關的檔案資料。由于一故障可能是由多種不同的原因引起的，而這種不同的原因所引起的同一故障有一定的區別，因此在處理故障時首先要察清故障現象，認真仔細的觀察，充分的掌握其特點，了解故障產生的前后設備的運轉狀況，察清故障是在什么條件下產生的，弄清與故障有關的其他因素。
2、分析判斷：在現場檢查的基礎上，對可能引起故障的原因做初步的分析判斷，初步列出可能引起故障的原因。
3、調整實驗：調整試驗就是對仍然運轉的設備經過上訴分析判斷后所列出的故障原因進行壓力、流量、和動作的循環試驗，進一步的證實并找出哪些更可能是引起故障的原因。調整試驗可以按照已經列出的故障原因，依照先易后難的順序一一進行;如果把握不大，也可以首先對懷疑叫大的部位直接進行試驗。
4、拆卸檢查：拆卸檢查就是對經過調整試驗后，進一步認定的故障部位進行打開檢查。拆卸時，要注意保持該部位的原始狀態，仔細檢查有關部位，不可用臟手亂摸有關部位，以防手上的污物粘到該部位上。
5、處理：對檢查出的故障部位修復或更換，勿草率處理。
6、重試與效果測試：按照技術規程的要求，仔細認真的處理。在故障處理完畢后，，重新進行試驗與測試。注意觀察其效果，并與原來的故障現象對比。如果故障已經消除，就證實了故障的分析與處理是正確的;如果故障還未消除，就要繼續處理，直到消除故障。
(一)液壓泵的故障與排除
液壓泵分為齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。齒輪泵的工作壓力低，葉片泵與柱塞泵的工作壓力較大，柱塞泵一般用在工程機械上壓力高的場合。
1、齒輪泵故障與排除
(1)齒輪泵密封性差產生漏氣
1)減小內漏氣方法：適當調整泵的運動間隙，如泵體的運動間隙，如泵體與前后端蓋因裝配時有毛刺或平面度不良造成時，用油時修整毛刺;在平板上用金剛砂石研磨或在平面磨床上修磨，使平面度不大于0.0005mm。
2)現有泵蓋有采用塑料壓蓋的，但是因塑料冷縮，造成密封不良。這時的解決辦法：可用丙酮或無水酒精將前后端孔和壓蓋清洗干凈，再用環氧樹脂涂敷密封，待膠干后才能啟動泵。
(2)噪聲大、壓力波動大
1)首先，從外部檢查。檢查油管、安裝架、機架是否松動。若有松動，要緊固，否則將產生共振。
2)齒行精度不高或接觸不良
調換齒輪精度高的齒輪。也可以采用對研修整。
3)泵進入空氣
從進油口泵軸密封處進或從泵體泵蓋滲入空氣。
4)齒輪與端蓋之間的軸向間隙過小。
將齒輪拆下放在平面磨床上磨去少許，使齒厚比泵體薄0.02-0.04mm。
5)泵與電動機連接的連軸器碰察。
泵與電動機應采用柔性連接，并適當調整其位置，使其不在發生磨察。若連軸器中的圓柱、橡膠圈損壞，應進行更換，且安裝時應保證兩者同軸度在0.1mm范圍內。
(3)容積效率低，流量不足，壓力提不高。
1)齒輪磨損或齒面較毛，齒輪嚙合間隙太大，產生內泄，更換新泵。
2)軸向、徑向間隙過大，內泄嚴重。
重新選擇泵體，保證軸向間隙在0.02-0.04mm之間，徑向間隙在0.03-0.1mm之間。
3)各管道連接處產生泄漏，緊固各連接處螺母。若發現管路破裂，界面套損壞等情況，更換新的。
4)因溢流閥故障使壓力有些如油池。
檢查溢流閥：滑閥內阻尼孔堵塞或滑閥有毛刺被卡死需清洗。并用金相砂紙將滑閥修光。彈簧斷裂或品質不好，更換彈簧。滑閥與閥體孔磨損嚴重，更換溢流閥。
(4).機械效率
1)軸向徑向間隙較小，嚙合齒輪旋轉時，與泵體孔或前后端蓋碰察，重新配合間隙使之在規定的范圍之內，
2)裝配時前后端蓋孔與軸的同軸度欠佳，滾針軸承質量較差或損壞，影響軸的旋轉，兩軸上的彈性擋圈因擋圈腳太長，軸旋轉時碰察端蓋。
重新裝配調整。手動旋轉主動軸感覺無碰察感覺。滾針軸承有問題應更換。
3)泵與原動件的聯軸器同軸度未調整好，要求同軸度不大于0.1mm。
(5)密封圈被沖出
1)密封圈與泵前蓋配合太松，應稍有過盈的配合。
2)泵體方向反裝，使出油口接通卸荷槽而產生壓力，將密封圈沖出，應糾正配合方向。
3)泄露通道被污物堵塞，清除污物。
(6)壓蓋在運轉時活塞被沖出
1)壓蓋堵塞了前后蓋板上的回油管路，造成回油不暢而產生很大壓力。將壓蓋重出。
將壓蓋傾角增大一些，使壓蓋壓入端蓋后不回堵塞回油通道。
2)泄露通道被污物阻塞，產生了壓力，疏通污物。
(7)泵的壓力低或者完全沒有壓力
泵空載時無壓力是自然現象，但有載荷時，無壓力就應該檢查。
1)進油管是否漏氣，堵塞。
2)泵內漏是否過大。
3)溢流閥壓力調的是否過低，工作是否正常。
4)泵中齒輪，軸承是否損壞，零件是否松動。
2、葉片泵和葉片馬達的故障
葉片泵和葉片馬達具有運動平穩、噪聲小、容積效率高等優點;缺點是對油液的污染較敏感、結構較齒輪泵齒輪馬達復雜，中高壓葉片泵適用于工程機械。液壓馬達適用于磨床、自動線以及隨動裝置系統中。
3、柱塞泵和柱塞馬達常見故障
柱塞泵和柱塞馬達分為軸向柱塞泵和柱塞馬達和徑向柱塞泵和柱塞馬達，柱塞泵和柱塞馬達具有結構緊湊、單位功率體積小、重量輕、容積效率高、工作壓力大、易變量等優點;缺點是結構復雜、造價高、對油的污染敏感、使用和維修要求嚴格。徑向柱塞泵和柱塞馬達輸出轉矩低、驅動轉矩大，多稱為低速大轉矩馬達適用于大功率場合，常用的有曲軸連桿式、靜力平衡式、和內曲線式。
(二)液壓缸的故障排除
液壓缸是液壓系統的執行元件之一，它與液壓馬達統稱為液動機。液壓缸用來執行直線往復運動，其特點是結構簡單、維修方便、質量小、傳力大、運動慣性小、可以頻繁換向，易實現遠控和自控。為了滿足各種機械的不同用途的需要，按壓力的方式分為單作用液壓缸和雙作用液壓缸;按其結構特點可分為柱塞式液壓缸和活塞式液壓缸 伸縮式液壓缸和擺動式液壓缸。
(三)液壓控制閥故障診斷
液壓控制閥的故障是引起液壓系統的故障的主要原因之一，因而對液壓控制故障的診斷，就能極大的提高液壓系統的工作穩定性、可靠性、控制精度及壽命。液壓控制閥分方向控制閥(換向閥、多路換向閥、單向閥等)、壓力控制閥(溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等)、流量控制閥(節流閥、調速閥)3類
1、單向閥及控制單向閥液壓故障診斷
單向閥的主要作用就是控制油液的單方向流動。單向閥包括單向閥和液控單向閥。單向閥常見的故障有：單向閥控制失靈;液控單向閥的液控不靈;泄露和噪聲等。
2、溢流閥常見故障與排除
溢流閥的作用有兩個：一是在系統中起安全保護作用，在液壓系統正常工作時溢流閥處于關閉狀態，只有在系統壓力超過規定的值時溢流閥才打開溢流，使系統壓力不在增加，防止系統過載;二是維持系統壓力基本恒定，溢流閥用來保持液壓泵出口壓力恒定，并將多余的油液流回油箱，即溢流穩定。
溢流閥主要性能要求是：調壓范圍大，條壓偏差小、壓力擺動小、動作靈敏，壓力損失小，噪聲小、泄露量小。按結構類型及工作原理，溢流閥分為直動式溢流閥和先導式溢流閥。溢流閥名牌上所標注的額定壓力、額定流量，是閥允許的使用的最高的的工作壓力和允許通過的最大流量。美一種型號的溢流閥有一定壓力調節范圍，調節調壓彈簧的欲緊度即可選擇溢流閥的調壓能力。此外，還可以用更換調壓彈簧的方法來擴大其調壓范圍。
3、順序閥常見故障與排除
順序閥是以壓力為控制信號，在一定的控制壓力作用下能自動的接通或切斷某一油路的壓力控制閥。起基本的功用是控制多個執行元件的順序動作。按其結構原理可分為直動式和先導式兩類。
順序閥的常見故障有：
(1)出油腔始終出油不能關閉
1)由于制造精度差或配合間隙過小，使滑閥在打開位置卡死。
研磨滑閥與閥體孔，使配合間隙符合要求。
2)油液太臟，滑閥在打開位置被卡死
檢查油質，過濾或更換，清洗滑閥與閥體，使滑閥能夠靈活移動。
3)錐閥與錐閥座孔接觸不良或磨損嚴重。
修磨錐閥并研磨座孔，使密封良好。
4)調壓彈簧斷裂。
更換彈簧。
5)滑閥彈簧太軟，使滑閥不能復位。
更換軟硬合適的彈簧，使滑閥在彈簧力下能復位。
(2)出油腔不出油始終關閉
1)滑閥與閥體孔配合間隙太大，使滑閥兩端竄油，滑閥在關閉位置上卡死。
重配滑閥，保證配合間隙在規定的范圍內。
2)滑閥與閥體孔制造精度差或配合間隙過小，使滑閥在關閉位置卡死。
修磨滑閥并研磨閥體孔，使配合間隙符合要求。
3)油液太臟，阻尼孔被堵塞或使滑閥在關閉位置上卡死。
檢查油液質量，若不符和要求，應進行過濾或更換。清洗滑閥與閥體，使阻尼孔暢通無阻。
4)控制管路被壓扁或堵塞
更換或清洗疏通液控管道。
5)液控油壓力不足或液控管路接頭螺母未擰緊，使液控油泄漏
提高液控壓力，擰緊液控管路螺母。
6)調節彈簧太硬或壓力調的太高
更換軟硬適當的彈簧，適當的調整壓力。
(3)調定壓力不符和要求
1)滑閥拉毛或彎曲變形，使滑閥在閥體內不能靈活移動。
用金相砂紙拋光滑閥外圓，若彎曲變形嚴重校正困難時，需要調換滑閥。
2)調壓彈簧調整不當
重新調整所需要的壓力。
3)調壓彈簧變形，最高壓力調不上去
更換調壓彈簧。
(4)、泄漏嚴重
1)滑閥磨損后與閥體孔配合間隙太大。
重換滑閥，與閥體孔配合間隙使達到規定值。
2)錐閥與閥座接觸不良
修磨錐閥，研磨錐閥孔，使其結合。
3)密封件老化或損壞
更換密封件。
4)個連接螺釘松動或擰緊力不均
緊固個連接螺釘。
4、減壓閥常見的故障與排除方法
減壓閥是利用液流通過縫產生壓降的原理，使出油口壓力低于進油口壓力的壓力控制的閥。減壓閥的作用是降低液壓系統中某一油路的壓力。按其工作性質不同分為定壓減壓閥、定差減壓閥和定比減壓閥。其中定壓減壓閥應用廣泛。它可以控制閥的出口壓力為定植。減壓閥分為直動式和先導式兩中類型。減壓閥常見的故障有：不起減壓作用，壓力波動，減出壓力較低，升不高，震動與噪聲。
5、節流閥常見的故障與排除方法
在液壓系統中，用來控制流量的閥稱為流量控制閥。流量控制閥都是靠改變節流口的面積大小來改變通過的流量。包括節流閥、調速閥和溢流節流閥和分流節流閥等。節流閥的結構形式很多，節流閥口采用軸向三角槽式結構，轉動調節手輪使閥芯軸向移動，便可以調節節流口的通流面積，從而實現對流量的控制。
6、調速閥常見故障與排除
調速閥是由定差減壓閥與節流閥串聯組合成的。調速閥的特點是通過閥的流量不受外載變化影響而基本不變，能夠保證執行元件工作速度穩定。
7、壓力繼電器的故障與排除方法
壓力繼電器是利用液體的壓力來啟閉電器觸電的液電信號轉換器。他的作用是當液壓系統達到某一調定的值時壓力繼電器發出電信號使電器元件(如電磁閥的電磁鐵、繼電器、電機等)動作，實現自動程序控制和安全保護。
柱塞式壓力繼電器工作可靠，壽命長，成本低，由于容積變化較大，不易受壓力波沖擊，它的缺點是液壓力直接與彈簧平衡，使彈簧剛度交大，因此重復精度和靈敏度較低。
表2-9 壓力繼電器的故障與排除方法
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故障現象 |
產生原因 |
排除方法 |
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靈敏度差 |
微動開關行程太大 |
調整或更換行程開關 |
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杠桿柱銷處摩擦力太大 |
拆出杠桿清洗，保證轉動自如 |
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柱塞與杠桿間頂桿不正 |
使杠桿銜入頂座窩，減少摩擦力 |
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安裝不當（如水平或傾斜） |
該為垂直安置，減少杠桿與殼體的摩擦力 |
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不發信號 |
指示燈壞 |
更換 |
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線路不通 |
檢修線路 |
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微動開關壞 |
修理或更換 |
8、換向閥的常見故障與排除方法
換向閥的主要作用是控制油液的流動方向和通斷油路。根據閥芯的運動方式可分為滑閥式和轉閥式兩種。轉閥是靠轉動閥芯改變閥芯與閥體的相對位置來改變液流的方向的，轉閥徑向力不平衡，密封性較差，一般用于低壓小流量場合。滑閥是依靠閥芯的軸向位置改變閥體與閥芯的位置來控制油液的流動方向。換向閥主要有，閥體，閥芯以及控制機構組成。根據閥芯控制方式的不同分為手動、機動、氣動、液動、電液動等幾種形式。
表2-10 換向閥的常見故障與排除方法
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故障現象 |
產生原因 |
排除方法 |
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不換向 |
滑閥卡住 |
滑閥（閥芯）與閥體配合間隙過小，閥芯在孔中容易被卡住不能動作或動作不靈 |
檢修滑閥 |
檢查間隙情況，研修或更換閥芯 |
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閥芯或閥體碰傷，油液被污染，顆粒污物卡住產生軸向液壓卡緊現象 |
檢查、修磨或重配閥芯。必要時更換新油 |
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閥芯幾何形狀超差閥芯與閥孔裝配不同心，產生軸向液壓卡緊現象 |
檢查、修復幾何偏心差以及幾何同心度 |
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閥體安裝變形及閥芯彎曲變形，使閥芯卡住不動 |
重新安裝緊固，檢修閥體以及閥芯， |
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電磁鐵故障 |
電源電壓太低造成電磁鐵推力不足，推不動閥芯 |
檢查并修復 |
檢測電源電壓，使符合要求 |
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交流電磁鐵，因滑閥卡住，鐵芯吸不到底而燒毀 |
排除滑閥卡住故障后，更換電磁鐵 |
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漏磁、吸力不足，推不動閥芯 |
檢查漏磁原因，更換電磁鐵 |
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液動電磁閥控制油路 |
液動控制油壓太小，推不動滑閥 |
排除控制油路故障 |
提高控制壓力，檢查彈簧是否過硬，更換 |
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液動換向閥上的節流閥關閉或堵塞 |
檢查調節、清洗節流口 |
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液動滑閥兩端瀉油口沒有接回油箱或泄油管路堵塞 |
檢查并接通回油箱清洗使回油箱暢通 |
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彈簧折斷、漏裝、太軟都不能使滑閥換向回位 |
檢查、更換或補裝。 |
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電磁換向閥專用油口沒回油箱或泄油管路背壓太高造成閥芯“悶死”不能正常 |
檢查，并接通回油箱，清洗回油管 |
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執行機構慢 |
換向閥推桿長期撞擊而磨損變短，或銜鐵接觸點磨損，閥芯形成不足，開口以及流量變小 |
更換推桿或電磁鐵 |
續表 2-10
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故障現象 |
產生原因 |
排除方法 |
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干式電磁換向閥推桿處漏油 |
推桿出密封圈磨損過大而漏油 |
更換密封圈 |
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電磁滑閥兩端油腔背壓過大而推桿處漏油 |
檢查 若背壓過高則分別單獨回油箱 |
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板式連接的結合面漏油 |
安裝螺釘擰的太松 |
更換密封圈 |
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安裝底版表面加工精度差 |
安裝底反表面應該磨削加工，保證其精度 |
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底面密封圈老化或不起作用 |
更換密封圈 |
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螺釘材料不符，拉伸變形 |
按要求更換緊固螺釘 |
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電磁鐵過熱或燒毀 |
電源電壓比規定的電壓高使線圈燒毀 |
檢查電源電壓使符合要求 |
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電磁線圈絕緣不良 |
更換電磁鐵 |
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換向頻繁造成線圈過熱 |
改用濕式直流電磁鐵 |
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電磁鐵芯與滑閥軸線不同心 |
拆卸并重新焊接 |
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電線焊接不好接觸不良 |
檢查并重新焊接 |
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推桿過長與電磁鐵行程不配合，電磁鐵鐵芯不能吸和使電流過大燒毀 |
修整推桿 |
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干式電磁鐵進油液而燒毀線圈 |
檢查排除推桿處漏油故障或更換密封圈 |
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換向不靈 |
油液混入污物，卡住滑閥 |
清洗滑閥，換油 |
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彈簧力太小或太大 |
更換合適的彈簧 |
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滑閥與閥體間隙太大或太小 |
配研滑閥或更換滑閥 |
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電磁換向閥的推桿磨損后長度不夠或行程不對 |
檢查并修復必要時更換 |
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電磁鐵鐵芯接觸部位有污物 |
清除污物 |
續表 2-10
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故障 |
產生原因 |
排除方法 |
換向有沖擊和噪聲
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液動換向閥移動速度太快，產生沖擊 |
調小液動閥上的單向節流閥節流口，減慢閥 |
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液動換向閥上的單向節流閥芯與孔配合間隙過大單向閥彈簧漏裝，阻力失效，產生沖擊聲 |
檢查、休整到合理的間隙，補償彈簧 |
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電磁鐵的鐵心接觸面不平或接觸不良 |
清楚異物并修整電磁鐵鐵心 |
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液壓沖擊聲使配管以及其他元件震動而形成的噪聲 |
控制兩回路的壓力差，嚴重時可用濕式交流或帶緩沖的換向閥 |
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滑閥時卡時動或局部摩擦力過大 |
研修或更換滑閥 |
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固定電磁鐵的螺栓動而產生震動 |
緊固螺栓，并加防松墊圈 |
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電磁鐵換向閥推桿過長或過短 |
修整或更換推桿 |
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電磁鐵吸力過大或不能吸和 |
檢修或更換 |
9、多路換向閥的故障診斷
多路換向閥是一種以換向閥位主體，包括有溢流閥、單向閥、補流閥、過載閥、緩沖閥等組合在一起的組合閥。
表2-11 多路換向閥的故障診斷
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故障現象 |
產生原因 |
排除方法 |
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壓力 波動與噪聲 |
溢流閥彈簧彎曲或太軟 |
更換彈簧 |
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溢流閥阻尼孔堵塞 |
清洗使通道暢通 |
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單向閥關閉不嚴 |
休整或更換 |
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錐閥與閥座處接觸不良 |
修正或更換 |
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閥桿動作不靈活 |
復位彈簧損壞 |
更換彈簧 |
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軸向彈簧擋圈損壞 |
更換彈簧擋圈 |
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防塵密封圈過緊 |
更換防塵密封圈 |
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手動操作費力 |
通過多路換向閥的流量過大，壓力較高 |
調小流量和壓力 |
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閥體緊固彎曲變形 |
修正或更換 |
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閥桿脫離中間位置 |
復位彈簧損壞或卡住 |
更換或修正彈簧 |
參考文獻
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[2]劉杰 . 現代柴油機使用與檢測 . 北京：人民交通出版社，1999
[3]黃志堅,袁周. 液壓設備故障診斷與監測實用技術. 北京：機械工業出版社, 2005
[4]焦福全，劉紅兵，工程機械故障剖析與處理. 北京：人民交通出版社，2001.
