工程机械液压系统的现场故障诊断与维修技术研究

洪方

（中国水利水电第十二工程局有限公司，浙江 杭州 321027）

0 引言

随着社会和经济的快速发展，我国的工程建设也在飞速发展，并取得了一些突破性的进展。2008年奥运会、上海世博会、新农村建设等一系列重大工程，对促进我国工程建设的可持续发展发回来重要作用。随着我国工程建设的迅速发展，对工程机械的需求量越来越大，工程机械液化系统现场故障诊断与维修已成为建设与发展的一个不可或缺的环节。在工程机械中，使用最多的是液压系统械，其将直接影响着工程机械的工作效率和质量。因此，为了保证工程机械的正常运行，应加强对液压系统的维修，并运用先进的故障诊断技术，进一步强化延长工程机械的使用寿命。

1 国内工程机械液压系统的维护及故障诊断技术发展状况

在现阶段，我国对工程机械液压系统的维修和故障诊断技术进行了深入的探讨，并得到了良好的发展。液压系统在工程机械中起着举足轻重的作用，对保证工程机械工作的质量起着关键作用。由于液压系统械的结构复杂，其故障诊断也具有较大的繁杂性，由此将使其检修出现较大的困难。通过对工程机械的调研和分析，可以发现大部分的故障都是由液压系统引起的。20世纪以来，我国一直致力于工程机械液压系统的维修与故障诊断技术。在故障诊断中，最常用的方法就是人工智能和转移函数。在这项技术的研发上，得到了北京大学、燕山大学等高校的大力支持。最初的技术研发工作还停留在基本的研究阶段，主要是对故障的分析和诊断技术进行了创新。21世纪是一个科技时代，科学技术日新月异，不断创新，在引进了计算机技术以后，运用故障树方法进行故障诊断，其也已经成为工程机械液压系统维修的一种主要方法。随着数据库技术的不断发展，网络技术的不断发展，使国内工程机械液压系统的维修与故障诊断技术得到了极大的发展。该智能故障诊断方法操作简便，且具有一定的概率性，可以提高液压系统械维修的工作效率，由此将值得广泛推广运用。期间运用推理原理与模糊数学相结合，可以对液压系统械系统的故障进行更加精确的诊断，进而有效地对其进行优化管理。

2 工程机械液压系统的工作特征和故障类型

2.1 工程机械液压系统的工作特征

由于工程机械经常在户外作业，受到暴晒和雨淋的可能性较大，对工程机械的腐蚀也比较严重。并且由于施工过程中的工作内容千变万化，导致工程机械的负荷变化较大，对设备的磨损和对液压系统的破坏尤其明显[1]。目前，工程机械的工作具有以下3个特点：①工程机械的液压系统具有较大的封闭性，可以在不同的环境中进行作业，具有较好的可操作性。②该工程机械的液压系统具有工作稳定、可承受多种压力、可适应多种机械运行的特点。③工程机械的液压控制系统具有灵活性，能在施工过程中进行多种作业，并能适应多种恶劣的工作条件。

2.2 工程机械液压系统的故障类型

工程机械在使用过程中，经常会出现部件的磨损、系统失效等问题，从而对液压系统的工作造成严重的影响，造成机械的工作能力下降、动作无法恢复等，具体如下：①由于液压系统本身就是密闭的，如果被损坏，液压油将会泄漏，同时也将会对周围的环境产生较大的污染，而泄漏故障会使设备的磨损增大，对设备的性能和质量产生较大的影响，从而使建筑单位的造价也随之提高。②由于油温过高，会使液压油的性能发生故障，使部件在高温下发生变形，从而使设备的工作精度和效率降低，并且也将对工程设备的使用造成极大的危害。③由于工程机械的液压系统工作不稳定，导致液压系统无法正常工作，同时也将使其出现动力损失现象，从而影响施工进度。④在使用过程中，工程机械液化系统如果出现了一些异常声响，这些声响会导致振动加剧，并且对工程设备的工作环境造成严重的损害，从而对工程的正常运转产生不利的影响。⑤工程机械的发动机出现了问题，其也会造成工程机械的动力源受到影响，从而影响到整个液压系统的工作，进而导致整个工程机械出现瘫痪问题，同时也将对工程建设产生不利影响[2]。

3 工程机械液压系统的故障诊断步骤

3.1 了解设备运行状态

技术人员应掌握工程设备的工作状况，对其操作状况有一定的认识，以便对其进行正确的诊断。

3.2 熟悉机械液压系统的原理

工程机械的液压系统是不同的，需要熟练掌握其工作原理，熟悉其工作过程中的操作参数，以便对其进行故障诊断和处理。

3.3 分析诊断故障

通过对液压系统的压力等因素的分析，找出故障原因，提高故障处理的效率。

3.4 故障处理

在查明故障原因后，根据故障原因提出相应的处理措施，确保施工过程简单、有效，以此更好地达到节约维护时间和费用的目标，进而使得设备能够正常运转，确保施工进度。

4 工程机械液压系统运行中存在的问题

4.1 在液压系统运行中空气和水侵入

在液压系统工作时，由于油液中的气体较容易从液力中脱离，流入液力机械系统中，从而导致液力在工作时产生“气蚀”现象。由于空气进入液压系统，较容易使液压系统产生氧化反应，从而影响到液压系统的质量。在给液压系统上更换液压油时，不能充分地将油腔内的气体排出；油泵的油嘴没有进行密封，由此也将使得油面出现暴露问题。此外，由于液压系统中的水分含量太高，导致液压系统部件生锈，进而严重影响液压系统的工作效率[3]。

4.2 液压油的选择不合理，液压系统清洗不干净

在工程机械液压系统的工作中，液压油是液压系统的主要能源，对液压系统的工作起着举足轻重的作用。如果不能合理地选用液压油，会导致液压系统失效，从而降低其使用寿命。目前在使用液压油的时候，由于没有严格的选择合适的液压油，导致液压油在液压系统中的应用并不理想，反而会给液压系统的使用带来危险，进而将直接影响到液压系统的使用。而且，在清理液压系统的过程中，由于没有清洗干净，也将导致液压系统中出现大量的间隙和小孔，进而使得大量的固体颗粒进入，导致油路出现堵塞现象。

5 工程机械液压系统的故障诊断技术

5.1 现场常规诊断技术

在工程机械液压系统发生故障时，一般都是由技术人员进行现场故障诊断，这是目前最有效的解决办法。在现场的常规诊断中会有以下5个步骤：①检查液压系统的油压、油温、液压油的劣化、液压系统的密封部位有没有渗漏、机械零部件有没有破损、零部件有没有松动、变形等。②通过对液压系统噪声的分析，从各种声响特点中找出相应的故障。例如，尖锐的呼啸声是因为空气进入了液压系统，而发出的哒哒声则是因为过载阀门的压力太大。期间根据液压系统的噪声判断其对应的故障种类和程度，将能够更好地为故障的诊断提供依据。③对工程机械液压系统进行故障诊断时，采用的方法也比较简便、快速。通过触摸液压系统，可以感知到系统的振动和油温，从而实现对故障类型的判定[4]。一般情况下工程机械液化系统油温度高是因为空气进入了液压系统中，而产生振动的原因是因为紧固件的松动以及系统的进气。④根据现场操作，判断出液压系统是否存在一种或多种故障，从而判断出故障的范围，并明确诊断的方向。在液压系统的故障诊断中，也可以通过更换部件，观察更换前后的工作情况，判断出故障点。⑤由于工程机械的内燃发动机是液压系统的动力源。在液压系统出现故障时，应先对其进行检查，比如，在引擎旁边听听有没有异常的响声，也要注意引擎有没有漏油，排气口有没有蓝色的烟雾。通过对发动机的观测，可以准确地判断发动机的失效原因，从而确保发动机的工作和对液压系统的供电。

5.2 对换诊断技术

在工程机械液压系统的故障诊断中，由于缺乏专业的诊断仪器，导致液压系统的故障无法排除，而液压系统中的许多设备和零部件都比较复杂，难以拆解，所以可以通过更换可能存在问题的部分，通过对液压系统的操作，观察其工作状况从而判断出问题的根源。而在实际的交换作业中，由于技术人员的要求比较高，且仅限于小型零件，因此存在一些限制。该技术能较好地保护原有的零件，确保液压系统的工作。

5.3 仪表测量技术

随着科技水平的提高，各类测试设备的性能也越来越完备，在工程机械液压系统的故障诊断中，采用仪表测试技术将能够使得故障诊断和检修更加方便高效。期间借助仪表测量技术也能够实现对液压系统各个操作参数进行检测，并参考正常的数值范围来判断哪个部件发生了故障。仪表测量技术通常用于检测液压系统的温度、压力，并对其进行故障诊断，而无法对工程机械液压系统的全方位检测。因此，在使用上依然存在一定的局限性[5]。

5.4 铁谱分析和智能技术的结合

在工程机械的液压系统维护中，由于造价高昂，导致施工单位的造价上涨。而铁谱技术则可以通过检测油液中的金属粒子判断机器的工作状况，通过对其进行分析和研究，从而找出其失效的原因。该技术在不影响设备正常运转的情况下，能达到零拆装故障的目的，提高工程机械的工作效率。

6 工程机械液压系统的现场故障诊断

6.1 液压故障诊断系统

加强对工程机械液压系统的日常故障诊断与维护，并总结出各种故障的表现及处理办法，从而形成一套较为完备的液压诊断体系。由于这些故障的诊断与维护都是一线技术人员和专业人士的工作成果，在实践中有较高的参考价值和处理基础，而随着技术人员的不断改进，其诊断和维护工作也越来越熟练，从而为技术人员的诊断与维护工作提供了有力的支撑，同时也能够更好地提高工程机械的维护周期，并且减少建设单位的建设费用。

6.2 防止空气混入

在工程机械的正常工作中，液压系统中存在着一定的气体。由于液压系统压力的改变，会对装置产生一定的影响，当气压变小时，液压系统就会把气体排放出去。该气体对液压系统部件的冲击较大，使其发出刺耳的响声。液压系统中的空气量越大，产生的气流冲击就越大，从而导致设备的工作稳定性降低。而当机械运转不顺畅时，也将直接影响到工程机械的正常生产。同时，液压系统中的气体也会对装置进行氧化，加速老化。

6.3 保持液压油温

工程机械的液压系统在工作时会产生一定的温度，但不能太高，否则会对液压油的品质造成较大的影响，甚至会导致液压油的泄漏，导致液压油和管道发生氧化，对设备的安全造成较大的威胁。所以，在工程机械的工作中要注意适当的加料，加强对液压系统的防护，防止由于高温而损坏，在实际工作中要根据户外的情况，尽量避免在炎热的气候条件下进行作业，在低温条件下，要对设备进行长期的热机作业，以科学、合理的方式进行作业。

6.4 防止水混入

工程机械的液压系统中，大量的水分会导致液压系统的损伤，从而影响到液压系统的润滑，从而影响到工程机械的工作。因此，在日常维护中应尽量避免水流入油缸、油液系统，一旦发现油水过多，应及时采取过滤措施，以减少油液中的含水率。在实践中，采用蒸发法检测含水量比较简单快捷，如果在汽化时不会产生水汽，说明液压油的水分含量较低，能够正常工作。

6.5 防止内燃机故障

工程机械内燃机的工作性能对液压系统的工作有较大的影响。所以，对发动机进行保养时，应经常对发动机的润滑油和质量进行检查，以避免在施工过程中由于摩擦造成的机油渗漏。或者由于没有及时的更换而使机油的效率下降，从而引起引擎的磨损。另外，还需要检查发动机的冷却系统，看看冷却水有没有充足的冷却水，这是一种非常复杂的工作环境，较可能会导致冷却水的腐蚀和渗漏，从而导致发动机“开锅”，从而导致发动机的损坏。

7 结语

综上，工程机械液压系统的失效特征是多种多样，强化对故障问题的检测和检修工作将能够更好地确保系统的稳定性，进而延长工程机械使用的整体寿命。在工程机械液压系统的现场故障诊断与维修技术运用中，相关检修人员需要切实强化自身的专业知识，持续改进故障诊断的程序与方法，对检修技术进行持续的创新与优化，以保证设备的工作稳定，进而更大限度上提高设备的工作质量与效率。