闭式液压系统的特点及维修

许志向，王宝国

(舟山万邦永跃船舶修造有限公司，浙江 舟山 316100)

闭式液压系统的特点及维修

许志向，王宝国

(舟山万邦永跃船舶修造有限公司，浙江 舟山 316100)

区别于常见的开式液压系统，闭式液压系统有其自身的特点，文章对闭式液压系统原理做了简单的介绍，并分析了一个很典型的闭式液压系统故障，并指出闭式液压系统在使用和维修过程中需要注意的事项。

液压闭式系统；维修；高空作业车；自行平板运输车

1 闭式液压系统简介

液压系统按工作介质的循环方式可分为开式系统和闭式系统。开式系统中液压油被泵从油箱中吸出，经控制元件从不同的管路到达执行元件，回油也经过控制元件返回油箱。闭式系统中，泵的进、出油口则和执行元件的出、进油口直接相连，液压油在泵与执行元件之间循环。

一般常见的液压机、起重机、工程机械的执行机构都采用开式液压系统，这种结构设计和实现都比较简单，有较大的油箱利于系统散热，整个系统的造价也相对较低，通常选用定量泵或单向变量泵，换向及变速则通过换向阀和节流阀来实现，执行元件多为油缸或轻载的马达。

闭式系统中液压油在泵与执行元件之间循环，只需要通过补油泵少量地对系统泄漏油进行补偿，只需要很小的油箱，换向和变速控制机构通常都是集成在泵和马达内，不需要额外的控制阀件，因此整个系统体积可以做得很小；整个系统中除少量的壳体泄漏外，液压油循环工作，机械效率高。其常用在重载的机械行走机构或大吨位的起重设备上。

2 闭式液压系统的原理分析

以某国产100 t自行液压平板运输车(以下简称平板车)为例，行走机构的液压原理图如图1所示。

1-变量控制阀；2-补油泵； 3-变量控制阀。图1 某国产平板车行走机构液压原理简图

该平板车液压行走机构由Rexroth A4VG125双向变量轴向柱塞泵和Sauer-Danfoss Lamp;K系列2位变量轴向柱塞马达组成。液压泵中，变量控制阀1控制变量活塞的位置，从而控制柱塞泵斜盘的角度，达到调节液压油流向及流量的目的，液压泵和马达的壳体泄漏油通过与柱塞泵同轴的补油泵2向系统低压侧进行补充，同时通过溢流阀保证柱塞泵和补油泵处于工作压力内；液压马达中，通过变量控制阀3调节柱塞泵斜盘在2个工作位置间切换，从而实现高低速2个档位。

整个系统中没有单独的控制阀件，换向及变速都是通过集成在柱塞泵上的伺服阀进行控制。柱塞泵斜盘的角度变化引起输出流量的变化，从而实现变速，整个过程没有节流损失；当斜盘角度从大变小，经过中位，向相反方向变化时，换向过程就实现了，这个过程比较平稳，没有一般滑阀换向时产生的液压冲击。

3 闭式液压系统故障维修案例

3.1故障描述

1台吉尼S-100高空作业车发生故障，高空作业车左前轮液压油管爆裂，在对这2根油管进行更换后，车辆行走动作时好时坏，后来发展到车辆无法行走，其余动作均正常。

3.2故障排除

该高空作业车的行走机构与其他机构相互独立，液压原理图如图2。

1-变量控制阀；2-补油泵；3、4-平衡阀；5-溢流阀； 6-行走二速控制阀；7-行走刹车阀。图2 吉尼S-100高空车行走机构液压原理简图

整个行走机构中只有液压泵变量控制阀、行走二速控制阀、行走刹车阀3只电磁阀。经测量，该3处电磁阀线圈阻值、控制信号线输入电压均正常。由此可以判定此次故障不是由电控系统引起。

我公司高空作业车使用环境恶劣，以往因在喷砂除锈作业环境下应急维修造成液压油液污染，导致液压阀件卡死的现象时有发生。所以维修人员依照以往的经验，对行走控制阀块进行清洗，回装后故障依旧。

因此次故障发生在更换左前轮液压油管之后，所以维修人员拆下左前轮行走马达A、B主油管，用压力表测压，发现此时车辆行走正常，A、B油管压力显示正常，据此可以判断液压泵正常。

连接上左前轮马达A、B油管，车辆不能行走；断开左前轮马达壳体泄油管C管，用螺堵封住液压马达C口，车辆可以行走。

恢复左前轮A、B、C管，对其他车轮行走马达A、B油管进行测压时，车辆均不能行走，不论让操作手柄处于前进、后退还是中位，A、B油管均检测不到压力。

至此可以初步判定此次故障由左前轮液压马达故障引起。

在初步判断出左前轮液压马达故障后，维修工人对该马达进行了拆解检查，发现该马达柱塞滑靴、配流盘严重磨损，回程盘碎裂，进油可以直接通过壳体泄油管C流入油箱。

故障点虽然找到，但仍有一个问题解释不了，如图2所示，如果A管进油，压力油直接进入液压马达，如果其中1台马达泄露，车辆无法行走；但若B管进油，压力油经过分流集流阀进入各马达，即便其中1台马达泄露，整个系统不会失压。也就是说车辆可以前进，不能后退。但实际上该车前进后退均不能动作。

3.3原因分析

左前轮马达损坏，B管供油时有1/4的压力油损失，为何在其它3台马达的供油管中测不到油压；检查过程中能判断出液压泵是完好的，那么压力油到哪去了，还是液压泵根本就没有提供压力。

行走控制阀块结构很简单，主要由分流集流阀、双速控制阀、行走制动阀和溢流阀组成。左前轮马达泄露除分流集流阀外，并不会引起行走控制阀块的阀件动作，也不会引起系统的失压。

整体地看行走机构液压系统，它是由变量泵、控制阀块和马达组成的闭式系统。当发动机启动，操作手柄处于中位时，变量泵处于中位，不对外输出压力，集成于变量泵内部的补油泵输出的液压油通过溢流阀使A、B管同时保持压力；当扳动操作手柄时，变量控制阀动作，操纵变量油缸来调节液压泵的流量及流向，同时通过平衡阀对闭式系统进行补油。

当发动机启动时，操作手柄位于中位，此时如果任1台马达损坏，摆线泵输出的液压油都会从该马达A管通过壳体卸油管C流回油箱，A、B管内不能建立压力，当扳动操作手柄时，虽然液压泵的变量控制阀有电信号输入，但由于没有压力油流入，所以变量泵仍然处于中位，整个系统没有压力。

至此，故障排查中的种种现象都能得到解释。

4 使用维修中的注意事项

闭式液压系统没有固定的高压侧，所以没有高压过滤装置，大多在壳体泄露油接回油箱时安装过滤器，因此在安装维修过程中，应非常小心，防止杂质混入系统，同时应定期检查、更换液压油及滤器。

闭式液压系统中液压元件数量少，但是每个元件(特别是液压泵)的集成程度高。通常排除液压系统故障时，会根据系统中每个元件可能发生故障的可能性，逐个元件进行排查。但通过上述案例会发现，闭式液压系统常出现“牵一发而动全身、病在头痛在脚”的现象，实际维修过程中应根据闭式液压系统的特点，系统地分析查找原因。

Compared with open circuit hydraulic system,closed circuit hydraulic system has its own characteristics.This paper presents the principle of closed circuit hydra ulic system briefly.It describes a typical case of closed circuit hydraulic system and attention in the process of use and maintenance.

closed circuit hydraulic system;maintenance;aerial work platform;self-propelled transporters

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2015.01.010

许志向(1986-)，男，江苏徐州人，工程师，大学本科，主要从事船厂设备管理与维修工作。

2014-09-05