固体污染物对D475推土机液压系统影响及防范措施

任东杰

（神华准能集团有限公司检修维修中心，内蒙古 鄂尔多斯 010300）

固体污染物对D475推土机液压系统影响及防范措施

任东杰

（神华准能集团有限公司检修维修中心，内蒙古 鄂尔多斯 010300）

由于小松D475推土机制造精密并且工作环境恶劣，7%～8%液压系统的故障是由于液压油固体污染物导致，所以判断和解决故障非常困难，介绍了固体污染物对设备造成的故障及防范措施。

D475液压系统；液压污染；固体颗粒；防范措施

1 工作机具系统

工作机具液压系统由工作装置泵、PPC阀（先到控制阀）、主控制阀、LS慢速复位阀等组成。工作装置采用PPC控制装置，通过PPC滑阀控制先导油对主控制阀进行控制，从而控制机具执行机构工作。

1）工作装置泵是由2台斜盘式柱塞泵和CO阀、LS阀、EPC阀组成，液压泵是发动机传递的旋转和扭矩将机械能转化成液压能，根据负荷排出液压油通过改变液压泵的斜盘角度改变排量。

①LS阀:它是负荷感应阀，它感应负载并控制泵流量，此阀根据主泵压力PP和控制阀出口压力PLS之间的压力差控制主泵排量，主泵压力以及来自控制阀出口压力和来自比例电磁阀的压力进入此阀，主泵压力与LS压力之差与排量的关系如图1所示。

根据LS－－EPS阀的LS选择器电流，ISIG变化由于电流ISIG从0～0.9 A变化，弹簧的设定压力改变不了，结果泵排量的标准变化点中值从2.5～0.98 MP变化。

图1 主泵压力与LS压力之差与排量的关系

②EPC阀:是由电磁线圈部分和液压阀部分组成，当它接受泵控制信号电流i时。会产生与信号大小成比例的EPC输出压力，并将其输送给LS阀。

③CO阀：当液压油路的压力变得最大时，CO截止阀使解盘角度达到最小，以限制压力保护油路。由于泵的斜盘角度减到最小值减少了泵的吸收扭矩并降低了燃油消耗如图2所示。

图2 泵排量与泵排放压力的关系

2）主控制阀：由6个连阀，1个合流分流阀，主溢流阀、压力补偿阀、卸荷阀组成，由于6个联阀和合流分流阀是用链接螺栓组装在一起的，所并且各个油道在内部连通，所以整个装置紧凑并易于保养，联阀中的每个阀体是由压力补偿阀和滑阀组成。

①主溢流阀：控制系统主阀的最大泵压力。

②合流分流阀：此阀合流或分流两个泵泵出的液压油，也合流或分流去LS油路压力。

③压力补偿阀：在组合操作时，当一个执行机构产生最大负荷压力并且负荷压力高于其他执行机构压力时，压力补偿阀起到负荷单向阀的作用，以防止油路中的油倒流。

组合操作时当当一个执行机构产生的压力低于其他执行机构压力时并且油流量开始增加，压力补偿阀进行流量补偿，此时他尽量使其他执行机构的负荷压力更高，以减少油的流量。

④卸荷阀：当泵流量被合流并且在一侧的控制阀组工作并且控制阀组保持在中位时，卸荷阀把泵流量排到处在中位的那一组。在这种操作时，泵排放压力大于泵LS控制压力，此时发送一个信号，将泵的斜盘角度调到最小的角度。

3）自减压阀：降低主泵的排放压力，并将压力油作为控制压力提供至电磁阀和PPC控制阀。

4）快放阀：安装在左右侧2个提升油缸的上端，在下降过程中，它提高推土铲的下降速度，并防止油缸底部一侧出现真空并在工作时缩短时滞，推土铲的下降速度不但由泵的排量决定，也通过速降阀可以提高推土铲的下降速度。

5）PPC阀:主泵的压力油通过自减压控制阀减压后进入PPC阀，通过PPC阀对主控制阀中的铲刀举升，下降及倾斜滑阀进行精准控制，从而使执行机构准确工作。

2 静液压风扇系统

静液压风扇系统由变量柱塞泵、液压马达、安全吸油阀、液压油散热器，散热器节温开关等组成。

2.1 液压风扇泵

液压风扇泵是2个斜盘式柱塞式变量泵组成，液压泵将发动机传递的旋转和扭矩将机械能转化成液压能，根据负荷排出液压油，通过改变液压泵的斜盘角度改变排量，液压泵由泵本身EP阀、EPC阀、伺服活塞组成。

泵斜盘的角度与泵排量成正比，泵斜盘的角度由伺服阀活塞改变，伺服活塞根据EP阀的信号压力直线往复运动，伺服阀工作致使EPC阀的电流输入与泵斜盘角度的关系如图3所示。

图3 电流输入与泵斜盘角度的关系

由于EPC阀输入的压力升高，泵斜盘角度减小，泵输出的流量也减小，由于EPC阀输入的压力降低，泵斜盘角度增大，泵输出的流量也增大如图4所示。

图4 EPC阀的输入电流与EPC阀输入压力F之间的关系

2.2 冷却风扇马达

此马达是斜盘式阻塞马达，将液压泵输出的液压压力转换成机械能，带动风扇转动。液压泵供油量大时风扇转速高，风扇泵供油量小时，风扇转速低。

2.3 安全吸油阀

当马达油口内的压力在发动机启动时上升，此阀可以保护风扇系统油路，当风扇泵停止时，液压油不能流入马达，而马达因为惯性继续转动，马达出口处的压力上升。而进口没有油，导致系统出现真空现象，安全吸油阀可以从马达排放口吸入液压油供入进油孔，防止气穴现象的发生。

2.4 散热器节温开关

液压油温度低于30℃时散热器节温开关关闭，此时液压油不经过液压油散热器，当液压油温度高于30℃时，散热开关开启，液压油强制进入散热器，通过风伞冷却散热器对液压油进行散热。

2.5 液压油散热器

液压油散热器安装在水箱后端，液压油驱动风扇马达后流经散热器，风扇对散热器内的液压油进行风冷，被降低温度的液压油流回液压油油箱。

3 液压油固体污染物的来源

3.1 残留固体污染物

主要指液压元件以及管道、油箱在制造、储存、运输、安装、维修过程中,带入的砂粒、铁屑、磨料、焊渣、锈片、油垢、棉纱和灰尘等,虽然经过清洗,但未清洗干净而残留下来的残留物所造成的液压油污染。

3.2 生成固体污染物

液压油中混入水分和空气，液压油氧化变质析出物，元件磨损、损坏生成污染物。

3.3 侵入污染物

主要指周围环境中的污染物,例如空气、尘埃、水滴等通过一切可能的侵入点,如外露的往复运动活塞杆、油箱的通气孔和注油孔等侵入系统所造成的液压油液污染;还如维修过程中不注意清洁,将环境周围的污染物带入,以粗代细,甚至不用过滤器,过滤器常年不清洗、滤网不经常清洗、换油或补油时不注意油的过滤、脏的油桶未经过严格的清洗就拿来用，从而把污染物带入。

4 固体污染物对D475推土机液压系统的危害

1）固体污染物进入主泵，马达及油缸会导致泵、马达及油缸加速磨损，过早损坏。

2）固体污染物进入LS阀或 EPC阀，会堵塞LS阀或 EPC阀内的阻尼孔或卡滞LS阀或 EPC阀芯正常移动，使液压泵得不到正常的负荷参数，导致液压泵不能输出正常流量及压力的液压油，使系统不能正常运动，系统产生高温现象。

3）固体污染物进入LS慢速复位阀，将堵塞LS阀内的阻尼孔，导致LS送给主泵的负载信号后不能及时将信号压力降低，使泵在高压高流量下工作，导致液压油油温急剧升高。

4）固体污染物进入主溢流阀，由于主溢流阀是先导式溢流阀，如果卡滞阀芯使阀芯不能开启，系统将不能溢流多余的压力，使系统因受到高压而损坏，也会导致液压油温度急剧增高。如果使阀芯卡滞不能正常关闭，会导致系统压力降低，达不到要求，使执行机构不能工作。

5）固体污染物进入合流分流阀.会堵塞阀内的阻尼孔或卡滞阀芯。导致2个泵输出的液压油不能按要求合流或分流，使执行机构运动缓慢。

6）固体污染物进入压力补偿阀，将卡滞压力补偿阀阀芯，当2个执行机构同时工作时，高压执行机构得不到压力补偿或执行机构泄压导致执行机构不能工作。

7）固体污染物进入卸荷阀后会堵塞卸荷阀内的阻尼孔，使系统不能卸荷，甚至在空载时泵也在全负荷状态下工作需，液压油会急剧升高甚至由于系统压力过高导致发动机不能启动。如果卡滞阀芯不能关闭，会使系统始终处于卸荷状态，系统不能够建立压力有，执行机构不能工作。

8）固体污染物进入自减压阀会导致减压阀阀芯卡死，使PPC控制阀不能得到正确先到压力，操作PPC阀时不能控制主控阀内的阀芯正常移动导致执行机构不能正常工作。

9）固体污染物进入快放阀后会卡滞快放阀阀芯，当推土铲举升使系统泄压，推土铲不能够提升或提升后自动滑落，当固体污染物把快放阀内的阻尼孔堵塞后，会导致推土铲不能起到快速回落的目的，降低工作效率。

10）固体污染物进入PPC后会堵塞PPC阀内的阻尼孔，当操纵PPC阀时没有先导压力油进入主控制阀，使执行机构不能运行。

11）固体污染物进入安全吸油口后，将卡滞阀芯正常工，当设备停机时由于得不到补油，风扇系统进油口处造成真空，使马达损坏并产生很大的噪音。

12）固体污染物散热器节温开关，将使散热器节温开关关闭不严，液压油升温或降温缓慢，有时会因为进入液压油散热器的液压油流量不足导致液压油产生高温现象。

13）固体污染物进入液压风扇泵EP阀、EPC阀内，会堵塞阀体内的阻尼孔或卡滞阀芯，导致由各温度传感器提供给EPC阀的电流信号不能准确控制泵的流量输出，使风扇转速达不到要求，造成液压油温、水温、传动油温高等现象发生。

5 防范措施

针对各类污染物的来源采取相应的措施是很有必要的，对系统残留的污染物主要以预防为主，生成的污染物主要靠过滤加以清除。

5.1 对残留污染物控制

①液压元件制造过程中要加强各工序之间的清洗、去毛刺，装配液压元件前要认真清洗零件。②装配液压系统之前对油箱、管路、接头等彻底清洗，未能及时装配的管子要加护盖密封。③在清洁的环境中要用清洁的方法装配系统。④在试车之前要冲洗系统，暂时拆掉的精密元件及伺服阀用冲洗板代替。与系统链接之前要保证管路及执行元件内部清洁。

5.2 对侵入污染物的控制措施

从油桶向油箱注油时要经过过滤装置过滤，保证油桶或油箱的有效密封，从油桶取油之前要清除桶盖周围的污染物。与大气相通的油箱必须装有空气过滤器，通气量要与机器的工作环境和系统流量相适应，要保证过滤器安装正确和固定紧密。

5.3 对生成污染物的控制

在系统的适当部位设置具有一定过滤精度和一定纳污容量的过滤器，并在使用中经常检查与维护，及时清洗或更换滤芯。防止液压系统高温，定期清洗油箱，要彻底清理掉油箱中所有残留的污染物。定期取油样进行分析，以确定污染物的种类，针对污染物确定需要对哪些因素加以控制。

6 结论

通过控制D475T推土机液压系统中固体污染物，可以确保设备液压系统性能可靠，工作稳定，延长设备的使用寿命，降低液压系统故障率，提高设备的出动率，节约维修成本。

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［3］王晓伟，何芹.工程机械故障诊断与维修［M］.北京：化学工业出版社，2013.

［4］王存堂.工程机械液压系统及故障维修［M］．北京：化学工业出版社，2007．

［5］杨士敏，吴国进，张铁．高等级公路机械养护［M］.北京：机械工业出版社，2003．

［6］盖军衔.装载机液压系统故障分析［J］.建筑机械，2005（10）：99-100．

［7］小松.D475推土机维护与保养手册［Z］.2004：35-40．

［8］小松.D475推土机装修手册［Z］.2004：115-190.

Effect and preventive measures of solid pollutants on D475 bulldozer hydraulic system

REN Dongjie

(Equipment Repair Center,Shenhua Zhunge'er Energy Co.,Ltd.,Ordos 010300,China)

Due to komatsu D475 bulldozers manufacture precision and poor working conditions,70%～80%of the hydraulic system failure is caused by the hydraulic fluid solid pollutants,so judging and solving fault is very difficult.This article introduces the fault caused by the solid contaminants on the equipment and the preventive measures.

D475 hydraulic system;hydraulic pollution;solid particle;preventive measure

TD422.4+1

B

1671－9816（2017）11－0052－04

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.11.015

任东杰.固体污染物对D475推土机液压系统影响及防范措施［J］.露天采矿技术，2017，32（11）：52－55.

2017－05－26

任东杰（1970—）男，内蒙古准格尔旗人，工程机械维修技师，本科，1990年毕业于伊敏河技工学校，现在神华准能集团有限公司维修中心工程机械车间负责技术培训工作。

【责任编辑：张 夙】