(修机)装载机液压油温度过高故障排查和改进.docx

（修机）装载机液压油温度过高故障排查和改进一、故障现象某客户反馈其装载机液压油温过高，用手触摸液压油箱、工作泵壳体比其他装载机相应部位温度都高，且装载机动臂举升无力。我们到现场检测，发现该装载机液压油散热器进油口温度达90°。该装载机液压系统设计温度应小于85°C,液压油温度过高，说明该机液压系统工作异常。该装载机工作状况恶劣，如果液压系统的产生大量热能无法散失，会对液压系统造成很大危害。二、原因分析该装载机采用并联组合式散热器，液压油散热器安装在最下方。分析认为，该装载机液压油温度过高可能有以下3方面原因。一是液压油散热器散热能力不足。如散热器面积过小、散热器布置的位置不合理，散热器内部堵塞，散热器外部尘土过多、通风不足。二是液压系统有故障。如液压油油量不足，液压油进入散热器流量不足，回油管径小、阻力大，液压系统工作效率过低，泵、阀内液压油流动阻力过大。三是散热器通风不畅。如机体覆盖件窗口与散热器不对应;发动机机罩内隔热板没有将发动机周围的热风与冷空气隔离。三、故障排查1 .排查散热器进风量按理论计算，该装载机液压油散热器风扇风速应为5.5mso我们在装载机液压油散热器上安装风速传感器，传感器安装方法如图1所示。991安装风速传感器迸行图试安装风速传感器后测试出的风扇风速数据如表1所示。测试结果表明，实际风扇风速大于理论风速，由此排除通风不畅，造成液压油过热故障的可能。表1散热88实测风速11vs测试点位点位1点位2点位3点位4平均风速第1组6.166.626.576.66.5第2怛5.786.046.246.656.2第3蛆6.316.016.787.026.52 .测试散热器液压油通流能力当环境温度为45°C时，如果液压油流经散热器后，进口温度为80°C,散热量应达到14kW,流量应达到80Lmin,压降应小于46.54kPa0在液压油散热器上安装流量传感器，测试其流通能力，如图2所示。实测结果表明，散热器流量为80Lmin时，压降为44.38kPa,与理论计算46.54kPa基本吻合，故排除液压油散热器通油能力不足得可能性。ES2散热赛通流能力焉试3 .测试液压系统压力损失当液压油油温达到50°Ctbh分别以80L/min、220Lmin的流量，测试液压系统工作泵压力、主阀进口压力、主阀出口压力，测试结果如表2所示。表2主商流与压力测试数据MPa测试点位流SS为OLmn流量为22OLmr工作泵出口压力0.471.940,331.8主词出口压力0.16024通常主阀的压力损失应小于0.8MPa,从测试结果可以看出，当系统在流量为220Lmin时，主阀中位时进、出口压力差达到1.56MPa,这说明进、出口压力损失过大。主阀压力损失过大，会消耗液压系统功率。这些消耗的功率最终会转换成热能传入液压油，造成液压油温度升高，故液压主阀压力损耗过大是该故障原因之一。4 .液压油进入散热器的流量该装载机液压系统液压油分2路流回液压油箱:一路直接通过单向阀回液压油箱，另一路通过散热器散热后流回液压油箱。单向阀使压力升高，限定了该油路的流量，使一部分液压油经过液压油散热器散热后流回液压油箱。理论设计时该路流量为80Lmin°实际测试，怠速状态时液压油散热器油路的流量为44Lmin,大油门时进入液压油散热器的流量为37.4Lmin,故进入液压油散热器的流量小于设计流量，特别是大油门时进入液压油散热器流量反而小于怠速时进入液压油散热器流量。由此可见，这是液压油温度过高的令一原因。四、改进方法及验证1.改进主阀主阀压力损失过大，属于主阀质量问题。更换了新主阀，重新测试新主阀中位进、出口压力，测试数据表明，流量为220Lmin时,主阀进口压力为1.06MPa、出口压力为0.28MPa,压力差为0.78MPa,小于行业标准的0.8MPa,满足该装载机要求。2.改进液压油散热器流量分析认为，怠速工况时系统回油流量小，单向阀前压力因接近开启压力，流量受开口面积影响，有小部分液压油从单向阀油路回油，大部分液压油经液压油散热器回油。大油门工况时，回油流量增加，单向阀处压力升高，单向阀全部开启，通过单向阀的流量增加，散热器油路端受散热器管接头截面较小的影响，流量减少，因而出现大油门时散热器油路流量减小现象。为了提高进入散热器的流量，我们采取以下3项改进。方法:一是增大单向阀弹簧弹力，提高单向阀开启压力。二是增加通往散热器管路截面积，减少散热管路的压力损失。三是更改散热器管接头型式，用法兰连接替换原有的螺纹连接，减少其压力损失，管接头替换方法如图3所示。图3法兰连接替换接头连接示意图五、改进效果实施以上改进后，我们又进行了验证，在液压油温度为50oC时的测试各部位压力损失，测试结果如表3所示。表3改善后经散热期流量刑试数据MPa测试点位0速时大油ilW单向现迸口压力0.160.28单向同出口压力OO散热器进口压力0.050.17散热器出口压力00.05我们又对散热器流量进行测试，怠速时散热器进口流量为75.7Lmin,大油门时流量为87.9Lmino测试结果表明，通过加大管路管径，可使进入散热器的流量增大。我们又对该机液压油散热器冷却能力进行了测试。操纵装载机进行装载作业，待液压系统热平衡时测试液压油箱进出口温度，测试结果如表4所示。表4改迸前后整机液压热平撕遇试数据液压油箱进口温度液有箱出口温度液压油箱28.656.346.556.54572762.972.9热平衡试验结果表明，无论环境温度是28.6°C还是45°C,液压油箱进、出口温度均小于85°Co该项改进有效解决了客户的反馈问题，还为后续其他机型排查故障原因、寻找解决方法提供了参考。液压油温度过高的七个原因1、散热不良散热器表面沉积污物过厚将造成散热、通风不良，致使油温过高；液压油箱中液面过低而使系统循环的油量不足，也会导致系统油温过高。2、液压油牌号选用不当液压油牌号特别是油液黏度指标选用不当，将直接威胁到液压系统的正常工作。所以只能选用特定的黏度范围且黏度变化尽量小的液压油。选择液压油时还应考虑具体的施工地域和季节，北方地区冬季施工应选用黏度较低的液压油；夏季则应选用黏度较高的液压油；对有明确规定用油标准的机器应严格按规定加注液压油。3、压力调整不当系统压力调整过高时，溢流阀就不能正常溢流降压，造成内泄漏增加，致使系统油温升高。对回油路上带背压阀的液压系统，如果背压阀调压过高，也会因回油阻力过大而造成油温过高。当回油滤芯堵塞或回油管路老化脱层时也将造成背压偏高，增加油液流动时的压力损失，造成油温过高。4、液压泵吸空液压泵吸空使油液中混入空气过多，在高压作用下产生气穴现象和液压冲击，并伴随强烈振动和噪声，致使系统油温快速升高。造成液压泵吸空的原因多数是由于进油滤芯或进油管阻塞所致。若油管连接处松动或先导泵、主液压泵传动轴油封破损，也会造成液压泵吸空。5、内泄漏在能量传递过程中若内泄漏严重，将增加系统的容积损失，损失的能量转化成热能而造成系统油温过高。若元件间隙过小，各相对运动件之间产生摩擦，也可使油温升高；而间隙过大则泄漏严重。6、元件磨损液压系统中的元件严重磨损可造成系统油温过高。系统中元件的很多部位都是靠间隙密封的，一旦这些液压元件磨损，则会引起内泄漏增加，导致油温升高,造成油液的黏度下降，继而引起内泄漏进一步增加，造成油温进一步升高，形成恶性循环。7、液压原件过紧液压原件过紧产生摩擦也会导致油温上升。改进方法及验证：1、改进主阀主阀压力损失过大，属于主阀质量问题。更换了新主阀，重新测试新主阀中位进、出口压力，测试数据表明，流量为220Lmin时,主阀进口压力为1.06MPa、出口压力为0.28MPa,压力差为0.78MPa,小于行业标准的0.8MPa,满足该装载机要求。2、改进液压油散热器流量分析认为，怠速工况时系统回油流量小，单向阀前压力因接近开启压力，流量受开口面积影响，有小部分液压油从单向阀油路回油，大部分液压油经液压油散热器回油。大油门工况时，回油流量增加，单向阀处压力升高，单向阀全部开启，通过单向阀的流量增加，散热器油路端受散热器管接头截面较小的影响，流量减少，因而出现大油门时散热器油路流量减小现象。为了提高进入散热器的流量，我们采取以下3项改进。方法：一是增大单向阀弹簧弹力，提高单向阀开启压力。二是增加通往散热器管路截面积，减少散热管路的压力损失。三是更改散热器管接头型式,用法兰连接替换原有的螺纹连接,减少其压力损失，管接头替换方法如图3所示。液压系统油温高会对液压系统的正常运行造成严重影响，油温高可能只是表象，背后隐藏着各种引起故障的根本原因Ol液压油油温过高的危害液压油黏度、容积效率和液压系统工作效率均下降，泄漏增加，甚至使机械设备无法正常工作液压系统的零件因过热而膨胀，破坏了相对运动零件原来正常的配合间隙，导致摩擦阻力增加、液压阀容易卡死，同时，使润滑油膜变薄、机械磨损增加，结果造成泵、阀、马达等的精密配合面因过早磨损而使其失效或报废。加速橡胶密封件老化变质，寿命缩短，甚至丧失其密封性能。02液压系统油温升高的一般性原因、后果及解决措施液压系统在工作中有能量损失,包括压力损失、容积损失和机械损失三方面,这些损失转化为热能，使液压系统的油温升高。一般液压系统的油温应控制在（30-60）°C范围内。油温升高会引起一系列不良后果：（1）使油液粘度下降，泄漏增加，降低了容积效率，甚至影响工作机构的正常运动；（2）使油液变质，产生氧化物杂质，堵塞液压元件中的小孔或缝隙，使之不能正常工作；（3）引起热膨胀系数不同的相对运动零件之间的间隙变小，甚至卡死，无法运动；（4）引起机床或机械的热变形，破坏原有的精度。保证液压系统正常工作温度的措施：1、当压力控制阀的调定值偏高时，应降低工作压力，以减少能量损耗；2、由于液压泵及其连接处的泄漏造成容积损失而发热时，应紧固各连接处,加强密封；3、当油箱容积小、散热条件差时，应适当加大油箱容积，必要时设置冷却器；4、由于油液粘度太高，使内磨擦增大而发热时，应选用粘度低的液压油；5、当油管过于细长并弯曲，使油液的沿程阻力损失增大、油温升高时，应加大管径，缩短管路，使油液通畅；6、由于周围环境温度过高使油温升高时，要利用隔热材料和反射板等，使系统和外界隔绝；7、高压油长时间不必要地从溢流阀回油箱，使油温升高时，应改进回路设计，采用变量泵或卸荷措施。03油箱引起的油温高的原因及解决对策油箱起着一个“热飞轮”的作用，可以在短期内吸收热量，也可以防止处于寒冷环境中的液压系统短其空转被过度冷却。油箱的主要矛盾还是温升。温升到某一范围平衡不再升高。严重的温升会导致液压系统多种故障。引起油箱温升严重的原因有：油箱设置在高温热辐射源附近，环境温度高；液压系统各种压力损失（如溢流、减压等）产生的能量转换大；油箱设计时散热面积不够；油液的粘度选择不当，过高或过低。（1）解决油箱温升严重的办法是：尽量避开热源；正确设计液压系统：如系统应有卸载回路、采用压力适应、功率适应、蓄能器等高效液压系统，减少高压溢流损失，减少系统发热；正确选择液压元件，努力提高液压元件的加工精度和装配精度，减少泄漏损失，容积损失和机械损失带来的发热现象；正确配管：减少过细过长、弯曲过多、分支与汇流不当带来的局部压力损失；正确选择油液粘度；油箱设计时应考虑有充分的散热面积和油箱容量。一般油箱容量应按泵流量（lmin）的26倍选取，流量大的系统取下限，反之取上限；低压系统取下限，反之取上限。在占地面积不容许加大油箱体积的情况下或在高温热源附近，可设油冷却器。（2）油箱内油液污染油箱内油液污染原因有：油箱内有油漆剥落、焊渣剥离片等；油箱防尘措施不好，由外界空气进入了尘埃及腐蚀性气体等；由于温差，凝结在油箱顶盖的水珠进入油冷却器破损而漏水等。解决办法：油箱内油漆应与液压油相容，注意油箱内油漆工艺，如应先严格去油去锈去污后，再涂油箱内表面。油箱箱盖要注意防尘密封，只允许装在箱盖上的空气滤清器（往往兼作注油口）和大气相通，避免空气中尘埃带入箱内，用于同箱上的空气滤清器，具有在加油过程中防止大颗粒杂质混入油箱及防止系统在工作时由空气带入油箱中的尘埃两个作用，已有标准件出售（EF型）；检查漏水部位，予以排除。（3）油箱内油液空气难以分离由于回油在油箱内的搅拌作用，易产生悬浮状气泡夹在油内，若被带入液压系统会产生许多故障（如泵噪声，气穴及液压缸爬行等）。为此，油箱内应设置消泡隔板，把油箱内系统回油区与泵吸油区隔开，回油流被隔板折流，流速减慢，利于气泡分离并溢出油面（图3J0a但这种方式分离细微气泡较难，分离效率不高。当箱盖上的空气滤清器被污物堵塞后，也难于与空气分离，此时还会导致液压系统工作过程中因油箱油面上下波动而在油箱内产生负压使泵吸入不良。此时应拆开清洗空气滤清器。（4）油箱振动和噪声的对策减少振动和隔离振动：主要是对液压泵电机装置采取此类措施。如使用减振垫弹性联轴节，并进行回转零件平衡和进行安装同轴度（泵轴电机轴）的检查,油箱盖板（底板）须有足够的刚度，在液压泵电机装置下部垫以吸音材料，振动和噪声值可明显降低，若液压泵电机装置与油箱分设，效果更好。实践证明，回油管端离箱壁的距离不应小于5cm,否则噪声振动可能大。据统计，液压装置的故障，70%与液压油有关，而且这70%中约90%是由于杂质所造成的。液压油的检查内容主要有以下几点：液压油的清洁度、颜色、粘度和稠度；此外还有气味。液压油从高压侧流向低压侧而没有作机械功时，液压系统内就会产生热。液压油温度过高,会使很贵的密封件变质和油液氧化至失效,会引起腐蚀和形成沉积物，以至堵塞阻尼孔和加速阀的磨损，过高的温度将使阀、泵卡死，高温还会带来安全问题。借助对油箱内油温的检查，有时可以在严重的危害未发生前使系统故障得以消除。在大多数系统里，溢流阀是主要的发热源，减压阀通过的流量太大也是引起发热的另一个主要原因。由于效率低与能量损失有关，因此，检查工作温度就可知道是否存在效率低的问题，对液压系统而言，油液中污染物的控制是一个主要工作，污染物的来源主要有以下几个方面：1、随新油进入的。2、在装配过程中系统内部的。3、随周围空气进入的。4、液压元件内部磨损产生的。5、通过泄漏或损坏的密封进入的。6、在检修时带入的。污染物的清除与控制需要使用过滤器，液压系统可能装有很好的过滤器，安装位置也很合适，但如果不精心保养和及时维护，过滤器不能起到应有的作用，浪费了所花的费用。所以应做好下列工作：1、制定一个过滤器的维护口程表并严格执行。2、检查从系统中更换下来的滤芯，找出系统失效及潜在问题的预兆。3、不要把泄漏出来的任何油液倒回系统中。04泵阀引起的油温高的原因及解决对策泵如果正确的安装使用，液压泵可连续使用多年而不需要维修。一但发现问题，应该及早找出原因并尽快排除。借助于液压图对系统进行故障诊断，工作就要简单的多。液压阀的制造精度高，只要合理装配并保持良好的工作状态，一般很少泄漏，并可精确地控制系统内的油液压力、方向和流量。油中的污染物是阀失效的主要原因，少量的纤维、脏物、氧化物或淤渣都会引起故障或阀的损坏。如果采用信得过的制造厂的产品，设计不当的可能性是很小的。引起泵、阀的故障的主要有以下几方面原因：1、外界条件1.1紧固螺栓的松动，由于紧固过度造成的变形与破损。1.2负荷的剧烈变化。1.3振动、冲击。1.4组装、拆卸、修补做业和顺序的错误，工具的好坏，零件的破损、变形以及产生伤痕和丢失。1. 5配管扭曲造成的变形与破损，或配管错误等。2、液压油条件2.1混入杂质、水、空气及劣化。2. 2粘度、温度是否合适。2. 3润滑性。2. 4吸入条件是否良好（防止气穴、过大的正压或负压）。2. 5异常的高压、压力波动。3、元件本身的好坏3. 1结构、强度。3. 2零部件（轴承、油封、螺栓、轴）的品质。3. 3滑动部分的磨损、划伤、粘滞。3. 4零部件的磨损、划伤、变形、劣化。3. 5漏油（内泄漏、外泄漏）。为使阀的维修工作安全可靠，应遵循下例原则：1、在拆卸液压阀之前要切断电源，以免系统意外启动或使工具飞出。2、在拆卸液压阀之前，要将阀的手柄向各个方向移动，以便将系统内的压力释放。3、在拆卸液压阀之前，要将液压传动的所有工作机构锁紧或将其置于较低位置05蓄能器引起的油温高的原因分析及解决对策蓄能器是贮存高压油的装置，当泵处于正常的无负荷状态或空转状态，就可给蓄能器充油。蓄能器贮存的高压油在需要时可以释放出来，补充泵的流量，或在停泵时给系统供油。我们现使用的蓄能器大多为隔膜式和气囊式；蓄能器靠压缩惰性气体来贮存能量，通常采用氮气，实际充气压力不能高于临界值，大多数场合，充气压力值应在系统最高压力值的1/3到1/2的范围内，这样效果最好，回路工作特性很少变化。特别强调的是，不要使用氧气或含氧气的混合气体。总之，通过对液压系统更加深入的了解和掌握，不断提高技术和工作能力，才能更好的解决好液压设备使用者面临的主要问题，管理好液压系统。当系统出现问题时能找出引起系统故障真正的原因，更多的工作是从平时的日常点检开始,注重设备检查和维修工作的细节，在故障早期就将引起故障的各种因素消除,通过对工作循环不断的改进与提高，从而使预知维修工作能在不断变化的工作环境中更进一步，确保设备发挥更大的效益，实现设备事故为零的目标。