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卡特彼勒CAT320B型挖掘機(jī)動(dòng)作緩慢故障的排除
2020/6/30
CAT320B型挖掘機(jī)用于青藏鐵路第16標(biāo)段，該標(biāo)段位于西藏唐古拉山區(qū)，海拔高度4850m，氣候高寒、低氧，且變化異常。該機(jī)在施工過(guò)程中突然出現(xiàn)整機(jī)各人動(dòng)作均異常緩慢（如空載回轉(zhuǎn)一圈需13s）的現(xiàn)象，而滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速正常，煙色也正常。針對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析后，基本上可以排除來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的原因，斷定故障出自液壓系統(tǒng)，可能是因液壓泵自身的機(jī)械故障造內(nèi)泄嚴(yán)重，也可能是系統(tǒng)壓力不夠。別外，也可能是功率模式設(shè)定不正確。320B型液壓挖掘機(jī)設(shè)計(jì)有3種不同的功率模式：重載模式、普通模式，以及精細(xì)模式。液村系統(tǒng)所吸收的發(fā)動(dòng)機(jī)功率分別是100%、90%和75%，如果將功率模式設(shè)置在精細(xì)模式，就有可能造成機(jī)器的動(dòng)作緩慢挖掘機(jī)維修,挖掘機(jī)修理,維修挖掘機(jī),修理挖掘機(jī)。
先導(dǎo)泵是為先導(dǎo)系統(tǒng)提供壓力油的，先導(dǎo)系統(tǒng)的作用之一就是控制主油路，使之完成相應(yīng)的動(dòng)作。如果該系統(tǒng)出現(xiàn)故障，先導(dǎo)系統(tǒng)統(tǒng)壓力過(guò)低，使先導(dǎo)油無(wú)法對(duì)主控閥進(jìn)行相應(yīng)的控制或主控閥閥芯行程過(guò)小，從而使主油路流量不足，也可能導(dǎo)致機(jī)器動(dòng)作過(guò)緩。主泵電子控制系統(tǒng)如果出現(xiàn)故障，也可引起上述整機(jī)的故障現(xiàn)象，對(duì)此，可按附圖排查。電子控制系統(tǒng)通過(guò)主控制器來(lái)控制主液壓泵從發(fā)動(dòng)機(jī)吸收的功率，使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率與液壓泵吸收的功率相匹配，以適應(yīng)不同的工作環(huán)境。電子控制系統(tǒng)的主要功能是：當(dāng)機(jī)器負(fù)載很大時(shí)，系統(tǒng)使液壓泵有較大的排量，使之輸出與發(fā)動(dòng)機(jī)相匹配的最大功率；根據(jù)負(fù)載情況，系統(tǒng)有3種不同的功率模式，將液壓泵的輸出功率控制在最佳狀態(tài)。
減少燃油消耗；空載或負(fù)荷很小時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速并使主泵排量減至最小，可達(dá)到節(jié)能、降耗且降低噪聲。電子控制系統(tǒng)的工作過(guò)程：電子控制系統(tǒng)的主要部件——主控制器接收來(lái)自各方面的輸入信號(hào)（如，油門旋鈕的位置、監(jiān)控器設(shè)置功率模式、主泵壓力傳感器傳回的壓力信號(hào)、油門馬達(dá)的位置傳回的壓力信號(hào)、油門馬達(dá)的位置傳感器信號(hào)，以及發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器信號(hào)等）。主控制器處理這些輸入信號(hào)后，輸出指令給發(fā)動(dòng)機(jī)的油門馬達(dá)和主液壓泵的主要控制部件——比例減壓閥。油門馬達(dá)的相應(yīng)動(dòng)作可以改變發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，而比例減壓閥的動(dòng)作則可調(diào)節(jié)泵的排量，二者在主控制器的控制下，使發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓系統(tǒng)達(dá)到最佳匹配。因此，只要電子控制系統(tǒng)任何部位出現(xiàn)問(wèn)題。
都可能使機(jī)器無(wú)常工作。液壓泵自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)有故障，可能是液壓泵調(diào)節(jié)器或者控制信號(hào)油壓出現(xiàn)故障所致。排除故障的方法是，根據(jù)上述分析，依次進(jìn)行了相應(yīng)的檢查。大家知道，如果液壓系統(tǒng)有故障，不能再輕易在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)槟菢泳陀锌赡茉斐赡承┮簤翰考M(jìn)一步地?fù)p壞，從而污染整個(gè)液壓系統(tǒng)。故首先檢查了液壓油箱的油位，發(fā)現(xiàn)油位正常；進(jìn)而取出液壓油箱中的主回油濾芯以及殼體泄油濾芯和先導(dǎo)油濾芯，并逐一剖開檢查，看是否有銅屑等異物，檢查結(jié)果是3個(gè)濾清器均正常。于是，裝上新的濾芯，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并以怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，傾聽液壓泵的聲音，結(jié)果液壓泵并無(wú)異響；再測(cè)量系統(tǒng)壓力，得到主安全閥的溢流壓力為34.3MPa，即系統(tǒng)壓力正常。因此，可排除液壓泵出現(xiàn)機(jī)械損壞的結(jié)論。
重新設(shè)置功率模式于重載模式，試機(jī)，動(dòng)作依然緩慢，以此可以排除因功率模式設(shè)置不正確而出現(xiàn)故障的可能原因。測(cè)試先導(dǎo)壓力，其值為4.1MPa，屬正常。因此，可以排除先導(dǎo)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的可能性。于是，驗(yàn)證電子控制系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障。此故障的判斷方法比較簡(jiǎn)單，因?yàn)橄到y(tǒng)上設(shè)置有手動(dòng)備用開關(guān)，當(dāng)主控制器或監(jiān)控器出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，將備用開關(guān)扳至手動(dòng)位置，可使機(jī)器繼續(xù)工作。按上述方法操作機(jī)器，結(jié)果動(dòng)作依然緩慢。故可初步認(rèn)為主控制器正常；后又將開關(guān)反扳回自動(dòng)位置，再檢驗(yàn)主控制器上的3個(gè)發(fā)光二極管，見3個(gè)二極管均為綠光，再次證明主控制器以及主控制器與監(jiān)控器之間的通信線路正常?？ㄌ乇死展镜耐诰驒C(jī)上監(jiān)控系統(tǒng)有很強(qiáng)的自檢及數(shù)據(jù)記憶功能。
因此，我們可以通過(guò)監(jiān)控器了解其他電子元件的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，從而判斷它們工作是否正常。從監(jiān)控器上輸入密碼后，進(jìn)入卡特彼勒的維修模式，先檢查稆種開關(guān)的狀態(tài)，結(jié)果表明各種開關(guān)均處于正常狀態(tài)位置；然后檢查發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速以及泵在主安全閥泄流時(shí)的壓力，監(jiān)控器顯示這項(xiàng)數(shù)據(jù)為1800r/min和34.3MPa，均為正常值；檢查比例減速壓閥的壓力變化范圍，在正常的操作過(guò)程中，監(jiān)控器顯示比便減壓閥的壓力變化范圍為3.2~0.76MPa，即比例減壓閥的壓力變化正常。再查盾現(xiàn)實(shí)故障代碼和以前記錄的故障代碼，監(jiān)控器均未顯示何故障代碼，至此可以肯定，問(wèn)題不是出在電子控制系統(tǒng)。最后，檢查液壓泵自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)。其上、下泵的調(diào)節(jié)器是分開的。
通過(guò)對(duì)左、右單邊行走的測(cè)試表時(shí)均存在問(wèn)題，由于兩泵調(diào)節(jié)器均出現(xiàn)故障的可能性較小，我們先將其放在一邊，從外部著看查起。液壓泵調(diào)節(jié)器的外部控制信號(hào)有兩個(gè)：一個(gè)取自主控閥中心油道的壓力PN，上、下泵各一；另一個(gè)是來(lái)自同時(shí)控制上、下泵的比例減壓閥的壓力PS。先分別測(cè)量上、下泵的壓力PN值，得到當(dāng)主控閥中位時(shí)壓力為4.07MPa，無(wú)論有任何一下動(dòng)作，PN即下降為0.35MPa，PN值正常。再測(cè)量PS值，雖然已經(jīng)通過(guò)監(jiān)控器已查看到了PS值的變化范圍，且其壓力變化值正常，但這并不一定準(zhǔn)確，因?yàn)楸壤郎p壓閥上并沒有壓力傳感器直接給主控制器經(jīng)信號(hào)輸入，監(jiān)控器顯示的壓力值是主控制器通過(guò)對(duì)比例減壓閥的輸出電流信號(hào)經(jīng)分析轉(zhuǎn)換而成的、也就是說(shuō)。
此壓力值對(duì)應(yīng)主控制器對(duì)比例減壓閥輸出電流的強(qiáng)弱。為此，在泵體上的PS壓力側(cè)點(diǎn)接上壓力表，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并作正常操作，壓力表的指針始終是1.2MPa左右。這表明比例減壓閥的閥芯已被卡住，不能根據(jù)主控制器的輸出信號(hào)大小而移動(dòng)，因而說(shuō)明故障就在比例減壓閥上。更換新的比例減壓閥，并在監(jiān)控器上對(duì)新閥進(jìn)行校正，重新對(duì)機(jī)器進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果狀態(tài)正常。檢查被卡住的比例減壓閥。發(fā)現(xiàn)液油中已有膠質(zhì)析出，證明液壓油已變質(zhì)，不能繼續(xù)使用。導(dǎo)致液壓油過(guò)早變質(zhì)的原因是，機(jī)器的工作環(huán)境惡劣，高寒缺氧和溫升快等。由排查這一故障可以得到一點(diǎn)啟示：挖掘機(jī)電子控制系統(tǒng)也有局限性，在利用機(jī)械自身的給修模式進(jìn)行故障診斷時(shí)，一定要多方面、多角度的綜合分析。綜合利用各種檢測(cè)手段，前后相互印證，切忌以點(diǎn)代面。
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