农业机械设备故障诊断及修复措施分析

舒华云

（辰溪县田湾镇农业综合服务中心，湖南 怀化 419500）

在农业机械设备的使用过程中，故障诊断与修复较为关键。随着我国农业现代化的推进、农业机械化程度的提升，对设备的依赖性得到了增强，但同时也产生了更复杂的维护要求。因此，研究和探讨农业机械设备故障的快速诊断方法及有效的修复措施，对于保障农业生产的顺利进行具有重要意义。

1 农业机械设备常见故障类型

1.1 发动机性能故障

农业机械的发动机故障通常涉及几个关键方面。首先，启动问题，这可能是由电池电量不足、起动机故障或点火系统问题造成的。例如，燃油供应不足会导致发动机无法达到最佳工作状态。再者，发动机过热问题，这可能是由冷却系统故障（如冷却液不足或散热器堵塞）、机油不足或者发动机过载引起的。例如，冷却系统故障会导致发动机温度过高，从而导致发动机出现损坏的现象。

1.2 传动系统问题

传动系统作为农业机械的核心部分，其性能直接影响机械的工作效率和稳定性。其中，换挡困难是常见的故障之一，其主要是由变速箱内部零件所出现的磨损、损坏而引发。例如，齿轮在长期使用或缺乏适当的维护时可能出现磨损，这会导致换挡时阻力增大，进而影响整个传动系统的正常运作。除此之外，轴承的损坏也是导致换挡困难的常见原因，因为损坏的轴承会增加内部摩擦，使得齿轮转动不顺畅。此外，异响通常是因为齿轮间隙过大或润滑不足，而机械无法移动可能是由传动链条断裂或离合器故障所引起。

1.3 液压系统故障

1.3.1 油液污染与系统阻塞

油液污染是导致液压系统故障的主要原因之一。污染物质如灰尘、金属碎片或水分等混入其中，会严重影响液压油的性能。这些污染物不仅可能导致关键部件如液压泵和阀门的磨损，还可能引起管道和过滤器的阻塞，而阻塞会降低液压系统的效率，导致力量输出不足和响应迟缓。例如，过滤器的堵塞可能会限制油液流动，造成操作上的不稳定和失效。

1.3.2 密封件磨损与油液泄漏

随着时间的推移，密封件可能因为物理磨损、油液腐蚀或温度变化而失效。若出现损坏情况，则会导致油液泄漏，而这种情况的发生严重减少了系统内的液压油量，且降低了系统的压力，进而影响整个机械的性能。例如，液压缸的泄漏可能导致起重或推动力度不足，影响作业效率[1]。

2 农业机械设备故障诊断技术

2.1 视觉和声音检查

2.1.1 外观异常检测

在视觉检查中，重点是寻找机械外观上的不寻常迹象。例如，发动机和液压系统的外部检查可以揭示油渍或泄漏，这可能表明泄漏点的大小在1 mm～2 mm 直径范围内，是由于密封件磨损或损坏造成的。另外，检查轮胎磨损模式，不均匀的磨损可能表明轮胎压力不正常，通常轮胎压力应维持在标准范围内，比如30 PSI～35 PSI。涂装褪色或锈蚀通常出现在机器使用超过5 年的部件上，表示可能存在潜在的结构问题。此外，观察液压管路和接头，若发现任何不寻常的弯曲或磨损迹象，通常是长期使用（超过1 000 h）的结果，均有可能导致性能下降。

2.1.2 声音异常分析

声音检查侧重于识别异常的噪音，这些通常是内部故障的早期警告信号。例如，发动机运行时的敲击声可能表明活塞或连杆轴承出现问题，此外，该敲击声在发动机转速达到1 500 r/min～2 000 r/min 时最为明显。需注意的是，若变速箱发出嘎吱声，则有可能是因为齿轮磨损或润滑不足，在切换到第2 或第3 挡时最为明显。液压泵发出尖叫声可能是因为油液污染或空气混入系统，这种声音在系统压力达到2 000 PSI～3 000 PSI时尤为明显。通过对这些声音的仔细分析，可以对潜在的故障有一个初步的判断[2]。

2.2 电子诊断工具

2.2.1 故障代码读取与分析

现代农业机械通常配备有先进的电子控制系统，这些系统能够通过自诊断功能生成故障代码。使用专业的诊断工具，如OBD-II 扫描器，技术人员可以接入机械的电子系统，读取存储的故障代码。这些代码通常由字母和数字组成，如“P0301”，表明特定的故障区域和问题类型。例如，“P”代表动力系统问题，“0301”可能指示某个特定气缸的点火问题。通过解读这些代码，维修人员可以快速地识别问题源头，例如传感器失效、电路断路或电子控制单元（ECU）故障。这种方法比传统的试错方法更高效，可以节省大量的诊断时间。

2.2.2 高级实时数据监控与分析

在农业机械的电子诊断中，实时数据监控是一种高级且精确的技术。这不仅涉及基础数据如发动机转速和温度，还包括更复杂的参数，如燃油压力、空气流量、ECU 数据、排放控制系统状态等。通过专业的诊断软件，技术人员能够获取这些数据的实时读数，并进行深入分析。例如，通过监测燃油系统的压力，可以在压力异常时及时识别出可能的燃油泵故障或燃油滤清器堵塞。类似地，空气流量传感器的数据可以帮助检测进气系统的问题，如气流阻塞或传感器故障等。

2.3 压力和温度测量

2.3.1 液压系统压力测试

在农业机械的维护和故障诊断中，可应用专用的压力测试仪器，如数字式压力计或传统的压力表，技术人员测量液压系统的工作压力，并与制造商提供的标准压力值进行比较。例如，一个典型的液压系统可能需要维持在2 000 PSI～3 000 PSI 的压力范围内以保证正常运行。如果测量结果显著低于或高于这个范围，这可能代表泵存在效率问题、泄漏或是控制阀的故障。

2.3.2 发动机和冷却系统温度监测

对于农业机械而言，发动机的温度监测是检测过热问题和冷却系统故障的关键。使用温度计或红外热像仪，技术人员可以测量发动机各部件的表面温度以及冷却液的温度。正常工作的农业机械发动机通常维持在80 ℃～90 ℃的温度范围内。如果温度超过这个范围，特别是在高负荷工作条件下，这可能表明冷却系统的散热效率不足或冷却液量不足。通过精确测量并分析温度数据，技术人员能够及时发现潜在的过热问题，并采取相应的维护措施，可延长发动机使用寿命。

3 农业机械设备故障修复措施

3.1 解决发动机性能故障

3.1.1 启动问题的处理

当发动机出现启动困难时，首先检查电池电压是否充足，电压应至少达到12.6 V。若电压不足，需充电或更换电池。接着检查起动机和点火系统是否正常。对于点火系统问题，应更换损坏的火花塞或检查点火线圈。若起动机有故障，可能需要更换或修理。此外，还应确保燃油系统无堵塞，清洁或更换燃油滤清器，检查燃油泵是否正常工作。

3.1.2 功率下降的解决方案

发动机功率下降可能由多种因素引起。首先，检查空气滤清器是否堵塞，一般建议每250 h更换一次，或者在可见的污垢和积聚物出现时立即更换。接着检查燃油系统，包括燃油滤清器（建议每500 h 更换一次）和喷油嘴，确保没有堵塞或磨损。喷油嘴的正确喷射压力通常为1 400 PSI～2 200 PSI。其次，发动机内部磨损如活塞环和气缸壁也需要检查，这些部件的磨损会直接影响压缩率和发动机效率。定期检查和调整发动机，确保点火时机符合制造商的规定。此外，确保涡轮增压器（如果有的话）正常工作，涡轮增压器的不良性能会显著影响功率输出。

3.1.3 过热问题的处理

发动机过热属于严重的问题，需要立即处理。首先检查冷却液水平，应在散热器的“最大”和“最小”标记之间。如有必要，应添加或更换冷却液；建议使用制造商推荐的类型，以保持最佳性能。检查散热器是否有堵塞或泄漏，清洁散热器翅片以保持空气流畅，每500 h 进行一次彻底清洁是理想状态。水泵的正常运行至关重要，应确保其有效地循环冷却液；如果发现水泵有任何异常声音或泄漏问题，应立即更换。检查冷却风扇和热传感器，确保它们在适当温度下正常工作，通常为90 ℃～100 ℃。定期清理发动机周围区域的灰尘和杂物，以优化散热效果[3]。

3.2 解决传动系统问题

3.2.1 换挡困难与噪音的处理

面对换挡困难和传动系统噪音等问题，首先应检查变速箱油的水平和状态。变速箱油应在检查窗的“最低”和“最高”标记之间，且应每2 000 h 或至少每两年更换一次[4]。若油液颜色变黑或有燃烧味，应立即更换。接下来，检查齿轮和轴承的磨损情况，齿轮间隙应控制在0.1 mm～0.5 mm。对于齿轮的噪音问题，可能需要调整或更换齿轮。检查并调整离合器的游隙，通常离合器踏板的自由行程应在2.5 cm～3.5 cm。如果存在噪音问题，还需检查轴承和联轴器的磨损情况，如有必要则进行更换[5]。

3.2.2 驱动轴和离合器的维修

驱动轴和离合器的故障会严重影响农业机械的传动效率。检查驱动轴是否有弯曲或断裂，常规检查周期为500 h。万向节和轴承的磨损也是关键检查点，这些部件的润滑间隔通常为100 h～150 h。对于离合器，检查离合器盘片的磨损情况，正常的盘片厚度应在8 mm～12 mm。如果磨损严重，则需要更换新的离合器盘片。此外，检查压力板和释放轴承，确保它们的运动顺畅且无异常噪音[6]。

3.2.3 变速箱和传动链的保养

变速箱油应定期更换，建议每2 000 h 或两年更换一次，同时检查变速箱油过滤器。传动链的张紧度是关键，应保持在制造商推荐的范围内，通常为1.5 cm～2.5 cm 的自由挠度。过松或过紧的链条都可能导致磨损加速和效率降低。传动链的清洁和润滑也不容忽视，建议每100 h～150 h 进行一次清洁和润滑。对于变速箱内部的齿轮和轴承，建议每年进行一次检查，以及时发现磨损或损坏的迹象[7]。

3.3 解决液压系统故障

3.3.1 油液污染与系统阻塞的处理

液压系统中油液的污染和阻塞是常见的故障原因。首先，检查液压油的清洁度和水平。液压油应定期更换，通常建议每1 000 h更换一次，或根据油液样本分析的结果，使用高质量的液压油，其ISO 清洁度等级应达到ISO 4406:1999 标准中的18/16/13 级或更低[8]。如果发现油液有杂质或变质，应立即更换。同时，检查所有液压过滤器，并按推荐周期更换，通常是500 h～1 000 h。清理或更换堵塞的过滤器和阀门，确保液压流体畅通无阻[9]。此外，检查液压管路和接头，如有磨损或损坏应及时更换，以防止出现泄漏的问题。

3.3.2 密封件磨损与油液泄漏的处理

针对密封件磨损和油液泄漏问题，需进行定期检查，在此应检查所有密封件和软管，并关注高压和高温区域的部件。密封件的磨损或损坏通常会导致液压油泄漏，影响系统性能。对于可疑的泄漏区域，使用紫外线染料和黑光灯可以帮助快速定位泄漏源。更换任何损坏或磨损的密封件，确保使用与原厂规格相匹配的替换件[10]。此外，检查液压缸和活塞杆的磨损情况，如有必要，应进行研磨或更换。保持系统的清洁和密封完好，是预防泄漏和维持系统效率的关键。

4 结语

综上所述，农业机械的故障诊断和修复是确保农业生产顺利进行的关键。通过对故障类型的细致分析和相应维修措施的探讨，本文为农业机械的维护工作提供了重要的指导。实施这些诊断和修复策略，不仅能够提升机械的运行效率，还能延长设备的使用寿命，从而为现代农业生产提供可靠的技术支持。