液壓系統(tǒng)回油路通常連接液壓油散熱器和回油過(guò)濾器，回油背壓可提高液壓油散熱、過(guò)濾效果，防止吸空，還可提高液壓系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。但液壓系統(tǒng)背壓值必須合理，有些元件或系統(tǒng)不需要設(shè)置背壓，背壓越小越好，以使液壓元件或系統(tǒng)動(dòng)作靈活、減少能量損失。

今天修哥針對(duì)裝載機(jī)液壓系統(tǒng)回油背壓引發(fā)的3例故障進(jìn)行分析和排查。

1.裝載機(jī)牽引力不足

（1）故障現(xiàn)象

1臺(tái)準(zhǔn)備出口到澳大利亞的600K型裝載機(jī)裝配完成后進(jìn)行調(diào)試，在測(cè)試牽引力時(shí)測(cè)試人員發(fā)現(xiàn)，大油門(mén)牽引力比同等機(jī)型裝載機(jī)小約40kN，且液壓油溫度急劇上升。初步排查結(jié)果表明，發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、驅(qū)動(dòng)橋、電氣控制系統(tǒng)均正常，工作裝置和轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)動(dòng)作均正常。根據(jù)液壓油溫度急劇上升的特點(diǎn)，初步判定液壓系統(tǒng)存在較大的能量損失。

（2）工作原理

該裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)采用先導(dǎo)控制，先導(dǎo)閥5通過(guò)a₁、b₁、a₂、b₂油口輸出壓力油至D32型多路閥3，驅(qū)動(dòng)多路閥3相應(yīng)閥芯移動(dòng)，對(duì)動(dòng)臂缸4、鏟斗缸9進(jìn)行控制，從而使裝載機(jī)動(dòng)臂升降、鏟斗轉(zhuǎn)動(dòng)。

為了使該裝載機(jī)能夠安裝各種屬具，其D32型多路閥3上設(shè)有第3聯(lián)多路閥。第3聯(lián)多路閥可由先導(dǎo)閥5的a₃、b₃油口輸出的壓力油進(jìn)行控制（也可由電磁閥8進(jìn)行控制）。該機(jī)調(diào)試時(shí)未裝其他屬具，故將第3聯(lián)多路閥出口連接鋼管封堵。

液壓油散熱器10、回油過(guò)濾器11設(shè)置在主油路的回油油路上，對(duì)主油路流回的液壓油進(jìn)行冷卻和過(guò)濾，先導(dǎo)油路回油直接流回液壓油箱。該裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)原理如圖1所示。

（3）故障排查

將先導(dǎo)閥置于中位，在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速狀態(tài)下對(duì)工作泵出口、多路閥入口和轉(zhuǎn)向泵出口的壓力進(jìn)行測(cè)試，壓力均較低。但是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸上升時(shí)，工作泵出口、轉(zhuǎn)向泵出口、多路閥入口的壓力迅速上升。多路閥具有節(jié)流作用，中位大油門(mén)時(shí)壓力損失在1.5MPa左右，而實(shí)測(cè)中位大油門(mén)時(shí)多路閥入口壓力升高至10MPa，而此時(shí)動(dòng)臂和鏟斗均未動(dòng)作，于是我們將排查重點(diǎn)放在第3聯(lián)多路閥。第3聯(lián)多路閥出口鋼管處于封堵?tīng)顟B(tài)，于是先拆開(kāi)第3聯(lián)多路閥出口鋼管堵頭。將先導(dǎo)閥置于中位，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，怠速時(shí)第3聯(lián)多路閥出口鋼管無(wú)油液流出，但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升至1500r/min時(shí)，第3聯(lián)多路閥出口鋼管開(kāi)始猛烈噴油，這說(shuō)明第3聯(lián)多路閥在發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)發(fā)生了誤動(dòng)作。

拆開(kāi)第3聯(lián)多路閥兩側(cè)先導(dǎo)管路，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，怠速時(shí)其中1根先導(dǎo)油管少許噴油，加大油門(mén)時(shí)噴油猛烈。沿此先導(dǎo)油管連接位置檢查，發(fā)現(xiàn)此先導(dǎo)油管連接電磁閥B油口和多路閥b₃油口。電磁閥不得電時(shí)，該先導(dǎo)油管應(yīng)通過(guò)電磁閥B油口與液壓油箱泄露油口相通，壓力應(yīng)為零，不會(huì)出現(xiàn)噴油現(xiàn)象。進(jìn)一步沿電磁閥管路查看，電磁閥T油口本應(yīng)接到液壓油箱泄露油口，誤接到了液壓油散熱器與回油過(guò)濾器之間的鋼管上。

分析認(rèn)為，由于回油過(guò)濾器的過(guò)濾精度很高，回油鋼管處會(huì)形成一定的背壓，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，系統(tǒng)回油流量較小，產(chǎn)生的背壓較小，不足以推動(dòng)第3聯(lián)多路閥閥芯換向。但是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，系統(tǒng)回油流量猛增，在回油鋼管處產(chǎn)生0.3?0.4MPa背壓。此背壓通過(guò)b₃油口推動(dòng)第3聯(lián)多路閥閥芯移動(dòng)，將其回油油路關(guān)閉，最終使工作泵和轉(zhuǎn)向泵出口形成10MPa壓力。在大油門(mén)測(cè)試牽引力時(shí)，該油壓消耗了發(fā)動(dòng)機(jī)約50kW的功率，導(dǎo)致整機(jī)的牽引力不足。

將電磁閥T油口回油管連接到液壓油箱泄漏油口后，故障消除。

2.動(dòng)臂浮動(dòng)功能異常

（1）故障現(xiàn)象

1臺(tái)某型裝載機(jī)在調(diào)試過(guò)程中，當(dāng)操縱先導(dǎo)閥至浮動(dòng)狀態(tài)時(shí)，其動(dòng)臂上、下擺動(dòng)，動(dòng)臂缸有桿腔膠管也隨之抖動(dòng)。

將壓力傳感器分別接入動(dòng)臂缸的無(wú)桿腔和有桿腔，測(cè)得浮動(dòng)工況下動(dòng)臂缸壓力曲線如圖2所示。從該曲線可以看出，動(dòng)臂缸有桿腔壓力波動(dòng)明顯。在浮動(dòng)功能正常的情況下，動(dòng)臂缸有桿腔、無(wú)桿腔的壓力應(yīng)趨于相等，且壓力極低。有桿腔出現(xiàn)壓力尖峰，說(shuō)明浮動(dòng)閥芯開(kāi)啟不穩(wěn)定，在下降位和浮動(dòng)位置頻繁切換，導(dǎo)致動(dòng)臂擺動(dòng)。

（2）工作原理

該裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)原理與圖1基本相同，先導(dǎo)閥5將D32型多路閥動(dòng)臂聯(lián)推至浮動(dòng)位置時(shí)，先導(dǎo)閥5內(nèi)置順序閥12換向。該先導(dǎo)壓力油推動(dòng)浮動(dòng)閥13閥芯移動(dòng)，將動(dòng)臂缸4有桿腔與液壓油箱接通，有桿腔內(nèi)油液流經(jīng)浮動(dòng)閥13閥芯內(nèi)部節(jié)流孔時(shí)產(chǎn)生一定壓降，從而打開(kāi)浮動(dòng)閥13，將動(dòng)臂缸4有桿腔和無(wú)桿腔連通，實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)功能。

（3）故障排查

多路閥浮動(dòng)油口到先導(dǎo)閥之間管路長(zhǎng)度為3.5m，對(duì)該裝載機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)時(shí)，技術(shù)人員將此膠管從內(nèi)徑8mm更改為6mm。由此初步判斷可能是此膠管有問(wèn)題。在此膠管兩端安裝壓力傳感器，測(cè)試流量變化時(shí)膠管總成產(chǎn)生的壓力損失，測(cè)試結(jié)果如圖3所示。從測(cè)試結(jié)果可以看出，流量為0?5.5L/min（圖中前半部分）的壓力損失平均值為1.05MPa，流量為5.9?7.5L/min（圖中后半部分）的壓力損失平均值為1.56 MPa。

由此可見(jiàn)，管路壓力損失對(duì)浮動(dòng)閥影響很大。動(dòng)臂缸有桿腔的壓力需克服浮動(dòng)閥芯彈簧及管路壓力損失的共同作用才能開(kāi)啟。浮動(dòng)閥芯開(kāi)啟后，動(dòng)臂缸有桿腔壓力迅速降低，降低到一定值后，不足以克服彈簧力和管路背壓，于是浮動(dòng)閥閥芯關(guān)閉，多路閥切換到下降位，動(dòng)臂缸有桿腔出現(xiàn)高壓。此高壓又打開(kāi)浮動(dòng)閥，如此浮動(dòng)閥芯反復(fù)啟、閉，導(dǎo)致動(dòng)臂上、下跳動(dòng)，動(dòng)臂缸膠管也隨之抖動(dòng)。將浮動(dòng)閥油口管路改成內(nèi)徑為8mm膠管后，裝載機(jī)浮動(dòng)功能恢復(fù)正常。

3.裝載機(jī)行駛速度偏低

（1）故障現(xiàn)象

1臺(tái)某型裝載機(jī)在路試過(guò)程中，測(cè)試人員發(fā)現(xiàn)其最高車(chē)速始終比同類(lèi)型裝載機(jī)低約5km/h。路試完畢后，其前、后驅(qū)動(dòng)橋靠近輪輞處溫度異常升高，用紅外線測(cè)溫表測(cè)得輪輞處橋殼溫度高達(dá)110℃，遠(yuǎn)高于正常運(yùn)行溫度（70℃），據(jù)此推斷驅(qū)動(dòng)橋端部存在異常摩擦。

（2）工作原理

該裝載機(jī)制動(dòng)器安裝在驅(qū)動(dòng)橋橋殼內(nèi)部，采用全液壓濕式制動(dòng)器。制動(dòng)泵1輸出的壓力油通過(guò)主溢流閥7調(diào)壓后進(jìn)入充液閥2，再進(jìn)入蓄能器3和腳制動(dòng)閥4。駕駛員踏下制動(dòng)板踏時(shí)腳制動(dòng)閥4打開(kāi)，壓力油進(jìn)入驅(qū)動(dòng)橋制動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)橋制動(dòng)器內(nèi)的摩擦片接合，裝載機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)。裝載機(jī)行駛時(shí)，腳制動(dòng)踏板處于松弛狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)橋制動(dòng)器內(nèi)的油液通過(guò)腳制動(dòng)閥4流回液壓油箱，驅(qū)動(dòng)橋制動(dòng)器內(nèi)的摩擦片分離，制動(dòng)處于解除狀態(tài)。該裝載機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)工作原理如圖4所示。

（3）故障排查

拆開(kāi)驅(qū)動(dòng)橋制動(dòng)器的進(jìn)油管，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)油管?chē)姵龃罅坑鸵?。檢查腳制動(dòng)閥上的油管，發(fā)現(xiàn)腳制動(dòng)閥回油口T并未直接接到液壓油箱，而是接到液壓油箱主回油管上。分析認(rèn)為，主回油管上設(shè)有液壓油散熱器和回油過(guò)濾器，液壓油散熱器和回油過(guò)濾器存在背壓。該背壓驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋制動(dòng)器內(nèi)的摩擦片貼緊，對(duì)裝載機(jī)行駛產(chǎn)生阻力，造成其行駛速度偏低，并導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)橋發(fā)熱。

將腳制動(dòng)閥回油口T油管直接接液壓油箱，消除了制動(dòng)油路回油背壓，裝載機(jī)行駛速度便恢復(fù)正常。

在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)或進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)時(shí)，要通過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)范和工藝流程來(lái)確保系統(tǒng)的可靠性，還要進(jìn)行全面的測(cè)試，防止細(xì)節(jié)疏忽造成故障。液壓系統(tǒng)回油背壓引發(fā)的故障比較隱蔽，排查難度較大。裝載機(jī)裝配、調(diào)試之前，要加強(qiáng)培訓(xùn)，明確各元件的背壓要求，提高裝配人員對(duì)于液壓系統(tǒng)背壓的認(rèn)識(shí)。

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