1.2.21 加藤HD—900VⅡ型挖掘机液压故障的排除
1.工作原理
加藤挖掘机是通过四冲程柴油发动机提供动力，驱动液压泵产生高压液体，高压液体通过液压阀控制液压马达和液压缸，实现挖掘机挖掘、行走和回转动作。液压泵由两个相同功率的变量柱塞泵P1和P2，并附有导向齿轮泵P3，从两个可变量柱塞泵P1和P2出来的高压液压油通过液压阀，到达执行装置（如马达和液压缸），形成液压泵动力源回路、移动装置回路、超重装置回路、动臂回转装置回路、铲斗挖掘装置回路等七大部分，以实现各工况动作，导向齿轮泵P3出来的高压液压油，通过控制卸压阀保持整个液压系统调定的油压。
2.故障现象
某加藤HD—900VⅡ型挖掘机故障频繁，严重影响生产。主要故障为挖掘机回转缓慢，铲斗、动臂均无力，伸缩动作太慢，整机行走吃力，稍有坡度时驾驶员必须加大油门才能缓慢爬上去。从故障现象看，属于挖掘机动力输出不够而导致各工况动作缓慢。
3.故障原因分析
由于该机运行时各工况动作均无力，采取分段测试，根据工作原理逐步分析查找原因找到症状所在。
（1）检测液压系统
1）外观检查：油箱储油量是否达到规定油位、油质量好坏程度、液压管路有无外泄漏、接头密封性是否良好，从而确保液压系统无外泄漏。
2）检查各测压点的压力值：通过检查操纵动臂大臂液压缸、小臂液压缸的测压点的压力值，发现液压压力只有18MPa，远低于液压系统额定工作压力（28.5MPa）；再检测挖掘回转装置，检测结果工作压力为16MPa，远低于此装置额定工作压力（25MPa）；检测行走装置，检测结果工作压力25MPa，低于此装置额定工作压力（33.5MPa）；检测各控制阀，控制阀工作良好。
（2）检测柴油发动机动力输出
1）检测柴油机发动机输出功率：发动机功率是发动机动力输出的重要指标，发动机零件磨损及点火、供油、冷却、润滑等系统工作不良，必然引起功率下降，因此必须检查发动机各系统工作状况。加藤HD—900VⅡ型挖掘机，发动机型号为6D15—T柴油机，属六缸四冲程水冷直喷式，缸径为113mm行程为115mm，它在2200r/min下的额定功率为153马力（1马力=0.735kW）。
利用转矩计和转速计在转速为2200r/min时，测量相关数值，根据下式计算输出功率（kW），并判断其是否符合额定功率标准。
Pe=2πMen/（60×1000）
式中，Men为有效转矩（N·m/rad）；n为转速（r/min）。
2）检测柴油发动机技术参数：主要检测柴油机发动机燃油消耗量、气缸压力、机油压力等技术参数，测量值符合设计标准。通过对发动机功率及其他技术参数测定，说明发动机技术状况良好，能在各工况下输出足够动力。
（3）检测液压系统压力 液压泵压力公式：
式中，M为液压泵输入转矩（N·m/rad）；n为液压泵转速（r/min）；ηv为液压泵容积效率；ηm为液压泵机械效率；Q理为液压泵平均理论排量（L/min）。
由上式可知，输入转矩一定、转速一定、机械效率一定时，液压泵的压力和容积效率成正比例变化，而容积效率大小主要取决于内泄漏量，液压泵压力与内泄漏量成正比。加藤挖掘机液压系统由2个斜轴式变量轴塞泵P1和P2（型号为A8Vll5ER6.2）提供液压系统动力，和1个挖掘液压压力源的导向齿轮泵P3组成，从泵P1出来的高压油通过控制阀，到达摆动马达、动臂液压缸、起重杆液压缸和左移动马达，而泵P2出来的高压油通过控制阀，到达起重液压缸、铲斗液压缸、动臂液压缸和左移动马达，齿轮泵P3出来的高压油通过控制卸压阀保持液压系统规定的油压。从测压点测得压力值低于标准值，确定发动机线输出额定转矩，排除液压管路、液压阀泄漏外，说明2个斜轴式变量轴塞泵内漏严重。2个功率相同的斜轴式变量轴塞泵合成在一个阀体上，加上一根输入轴和一对直齿轮组成液压泵总成，可单独或同时作各种控制动作。把柱塞泵拆开，明显发现柱塞泵配流盘和阀体的接合面严重磨损起沟槽，不能起到很好的密封作用，引起卸压，导致压力下降，当柱塞在缸体的柱塞孔中作往复运动时，由柱塞与柱塞孔组成的密闭工作空腔发生容积变化，柱塞从缸体内外伸时，柱塞孔封闭容积增大，形成部分真空。油液便在压差的作用下经配流盘的吸入腔进入柱塞孔，完成吸油过程；柱塞被斜盘压入柱塞孔时，封闭容积减小，原来充满在柱塞孔中的油液便经配流盘上的压出腔强制压出，完成排油过程。改变斜盘倾角的大小和方向，可以调节流量大小和改变油流方向，如图1-36所示。斜轴式轴向柱塞泵是它的传动轴与缸体轴线倾斜一个角度，由于柱塞泵额定压力在14MPa以上，零件配合精度要求十分高，需进一步检测柱塞杆与缸体柱塞孔、缸体端面与配流盘、斜盘平面与滑靴3对摩擦副的配合间隙，结果这3对摩擦副配合间隙在允许极限范围以内。
4.解决措施
1）通过以上检查和测定，可确定液压系统压力低和挖掘机运行费力的原因是两个斜轴变量柱塞泵损坏。柱塞泵的配流盘和变量阀体接合面精度要求十分高，通过买新阀体配件装配好，经过一段时间的磨合后，操作动臂、大斗、小斗、行走动作，在各测压点进行检测，测量值基本能达到额定压力，故障彻底排除。
图1-36 配流盘结构
2）检查液压管路控制阀→检测各种工况动作及其各工作装置液压系统的压力→检测发动机的动力输出→把油箱液压油添加到指定油位→将柱塞泵与发动机机体连接部分拆除→从挖掘机发动机机体上吊下柱塞泵→解剖分散柱塞泵→检测柱塞泵零件问隙→换上新配件装配好一组装好的柱塞泵吊上挖掘机发动机机体→加入液压油到油箱标记处→低速磨合。
3）挖掘机在使用过程中液压油箱和滤网必须清洗干净，液压泵拆检组装时要保持干净，不能有杂物进入，液压泵组装时要注意安装顺序和方向，添加的抗磨液压油必须干净无污染
4）通过磨合使用后，进行液压系统测试，已全部符合标准，驾驶员实际操作后反映，已达到发生故障前的车况，性能良好。液压泵、液压马达等液压元件使用寿命的长短，与平时的维护保养、液压油的数量和质量、油液清洁度等关系重大。