装载机液压故障诊断与维修_装载机液压系统的高温故障
某ZL50型装载机，在使用中，每到炎热的夏天，液压系统的油温就会升高到80～100℃，工作一直不正常，作业逐渐无力，且不能连续作业，严重影响了生产效率。在分析故障原因的基础上，对ZL50型装载机液压系统进行了技术改造，取得了良好的效果。
(1)液压系统油温过高的原因分析
液压系统的油温过高，其原因很多，有设计方面的，也有加工制造和使用方面的，具体如下。
①液压系统设计不合理，造成先天性不足。ZL50型装载机液压系统中未安装液压油冷却装置，系统散热仅靠液压油箱和管路来完成，且油箱容积较小、散热面积不大，而管路散热又十分有限，如果环境温度较高，则很难降低系统温度。
②工作环境温度过高。工程机械液压系统最佳工作油温为35～55℃，允许最大工作温度是65～70℃。而在炎热的夏天，工程机械在停机状态，系统温度就已接近40℃，当开始工作时，油温很快超过设计指标。油温高，使系统油液黏度下降，破坏了液压元件运动副间的油膜，致使金属直接接触，机械运转噪声将不断增大，同时增加磨损，导致液压元件出现其他故障和增大泄漏，从而又进一步使系统升温，形成恶性循环。
(2)排除高温故障的措施
为了使ZL50型装载机适应于夏季高温环境条件下作业，在不影响主机系统性能的前提下，可在液压系统中增设一个冷却器，从而加大冷却系统的散热面积。冷却器一般安装在液压系统的总回油管或溢流阀的回油管路中，特别是后者，油液在这些地方发热量最大。对ZL50型装载机油路系统进行技术改进时，就将冷却器安装在溢流阀的回油管路中。新增冷却器的容量，通过系统热平衡计算确定。
①系统发热量计算 根据现场油液的温升量，采用测量法，可按下式求出系统的发热量。
P1=VCpΔt/(1000T) (8-1)
式中 P1——发热功率，kW；
T——原油箱的有效加热时间，现场测试取T=1h；
At——油液温升，取Δt=50℃；
V——油箱体积，L；
Cp——油液的比热容、密度之积，取Cp=0.47W·h/(L·℃)。
考虑到油箱和其他液压元件的散热作用，应将上述计算结果再减去23%的修正值，取液压系统总发熟量为P1=8.6kW。
②热平衡计算该液压系统工作油液的设计温度为60～70℃。若从增大冷却器散热能力、降低系统工作油温出发，使系统的发热量全部由冷却器进行散热，则冷却器的散热面积可按下式计算。
A=P2/(kΔtm) (8-2)
式中 P2——冷却器的散热功率，根据热平衡的原理，总散热量应等于总发热量，
故 P2=P1；
k——冷却器的热导率，取下限值k=35W/(m2·K)；
Δtm——油和空气之间的平均温度差，Δtm=(t2+t1)/2-(t′2+t′1)/2；
其中t1为冷却器液压油入口温度，取t1=(273+75)K；
t2为冷却器液压油出口温度，取t2=(273+55)K；
t´1为冷却介质入口温度，取t´1=(273+35)K；
t´2为冷却介质出口温度，取t´2=(273+45)K。故得Δtm=25K。
将P2、k、△tm值代入式(8-2)，则所需总散热面积A=9.8m2。根据实际测量，该机原油箱有效散热面积约为2.2m2，所以需新增加7.6m2的散热面积，就足以满足系统的工作要求。新增加冷却器选型为：FLQ0.65×0.46-2×(7.2/0.8)×16Ⅲβ。
③冷却器风扇驱动功率的计算 选用轴流式风扇。风扇的风量应根据新增冷却器械的散热量计算。风扇的风量为：
Qa=P3/(3600ρCp△t) (8-3)
式中Qa——风扇的风量，m3 /S；
P3——冷却器散热量，按散热面积等值分配，新增冷却器的散热量Pa =7kW；
Cp——空气的比热容，取Cp=0.28W·h/(kg·℃)；
ρ——空气密度，取ρ=1.29kg/m3；
△t——散热温差，取出△t=10℃，故Qa=0.54m3/S。
风扇驱动功率表达式为：
P4=△PaQa/(1000η) (8-4)
式中 P4——风扇的驱动功率，kW；
△Pa——自由排风时的风压，一般可取△Pa=100～1000Pa，此处选取△Pa=500Pa；
η——轴流式风扇的效率，取η=0.4。
故P4 =0.7kW。
按照上述排除高温故障的措施，先后对四台ZL50型装载机液压油路进行了技术改造，经施工中实际应用，均能保持系统的油温在70℃以内，能连续正常工作，故障处理效果较好。 |
