基于思维导图的推土机工作装置液压系统故障诊断与排除

陈 威，鲁冬林，于建坤，董家辉，胡嘉旭，

（1.陆军工程大学，江苏 南京 210000；2.94679 部队，江苏 南京 210000；3.95979 部队，山东 泰安 271000）

引言

推土机是一种多功能的工程机械，可以使用装备的金属铲刀铲削和搬运沙石、泥土和水泥等。推土机具有操作灵活、工作可靠等特点，在工程施工中扮演着不可或缺的角色[1]。推土机在施工过程中的工作环境通常较为复杂，因此容易出现各类故障和问题，从而影响工程进度。所以，有效地对系统进行故障诊断与维修，对提升工程机械设备的安全性，对推动各项工程施工快速完成有着重要意义。本文以TY160 型推土机为研究对象，针对液压系统故障难以定位和维修的实际情况，试用思维导图法对其工作装置液压系统故障进行诊断和排除，为维修人员提供一种快速定位和排除相关故障的解决方法[2]。

1 思维导图分析法

思维导图，是由英国研究者托尼·博赞通过对脑神经生理科学的深入探讨和研究而产生的关于放射性思想与图形表现方式的研究。其特点是以中央图形为主题，同时又将主题的主干所形成放射性为分枝，在各个分支之间形成了一种连贯的节点结构，将人们通过思维、逻辑推理而形成的图形、内容、知识点等成为分支的线索向四周拓展，最后构成了对主题全方位的、发散的认知表达，并由此系统反映出了知识形成的思维和演绎过程[3]。

2 推土机工作装置液压系统基本结构及常见故障

2.1 工作装置液压系统基本结构

推土机工作装置液压系统主要由液压操纵系统和液压控制系统组成。液压操纵系统主要由油箱、油泵、控制阀、液压缸、推土板升降液压管路、推土板倾斜液压管路、松土器管路与操纵杠杆装置等各类液压管路组成。液压控制系统主要控制铲刀和松土器的动作。铲刀升降具有提升、下降、保持、浮动4 个动作，铲刀倾斜具有左倾、右倾和保持3 个动作，松土器具有提升、下降、保持、浮动4 个动作[4]。液压控制系统组成及工作原理如图1 所示。

图1 TY160 型推土机工作装置液压系统

2.2 工作装置液压系统常见故障

工作装置液压系统故障主要有四类：一是推土板提升力小、速度慢，通常表现在推土板到最高位置后油压不上升或油泵有异响；二是推土板不能提升，通常表现在升降油缸时油压不上升；三是推土板自然下降量大，通常表现在推土板自然下降量与正常时相比较大；四是液压绞盘出现故障，通常表现为绞盘不转动或转动较慢、液压油泄露、出现异常声响等[5]。

3 基于思维导图的工作装置液压系统故障诊断与排除

3.1 推土板提升力小、速度慢故障的诊断与排除

3.1.1 发动机高速时推土板到最高位置油压不上升

根据思维导图分析（见下页图2），引起发动机高速时推土板到最高位置油压不上升的原因主要有6种[6]：泵磨损严重或管路漏油；泵吸入空气或滤清器堵塞；安全阀开启压力低，节流孔堵塞或密封失效；升降油缸头部密封不良；油缸活塞阀密合不良；下降补油阀密合不良。

图2 发动机高速时推土板到最高位置油压不上升故障分析思维导图

针对上述原因，排除方法如下[7]：检查管路是否存在漏油处，如果存在，及时堵漏或更换管路；检查液压油位，如果油量不够，加注液压油至指定高度；拆卸清洗滤清器；检查安全阀压力，对节流阀进行清洗；拆卸油缸，并进行清洗检查，如果密封件破损，对密封件进行更换；拆卸油缸活塞阀并进行清洗，必要时进行更换；拆卸下降补油阀，清洗多余污物，必要时进行更换；修理油泵，必要时更换油泵。

3.1.2 发动机低速时推土板到最高位置油压不上升

根据思维导图分析（见图3），引起发动机低速时推土板到最高位置油压不上升的原因主要有5 种[8]：提升补油阀密合不良；阀至油缸管路漏油；油缸头端密封不良；油缸活塞阀失效；下降补油阀密合不良。

图3 发动机低速时推土板到最高位置油压不上升故障分析思维导图

针对上述原因，排除方法如下[9]：检查阀至油缸管路是否存在漏油处，如果存在，及时堵漏或更换管路；拆卸油缸，并进行清洗检查，如果密封件破损，对密封件进行更换；拆卸油缸活塞阀并进行清洗，必要时进行更换；分别拆卸提升补油阀和下降补油阀，清洗多余污物，必要时进行更换。

3.1.3 油泵有异响，排油量小

根据思维导图分析（见图4），引起油泵有异响，排油量小的原因主要有4 种[10]：泵磨损严重；泵吸入空气；液压油量不足；滤清器堵塞。

图4 油泵有异响，排油量小故障分析思维导图

针对上述原因，排除方法如下[11]：检查液压油位，如果油量不够，加注液压油至指定高度；拆卸清洗滤清器；修理油泵，必要时更换油泵；查找油泵进空气源头并做好密封。

3.2 推土板不能提升故障的诊断与排除

根据思维导图分析（见图5），引起推土板不能提升的原因主要有8 种[12]：泵磨损；安全阀开启压力低，节流孔堵塞或密封失效；提升补油阀密合不良；油缸密封环失效；油缸活塞阀密合不良；下降补油阀密合不良；管路系统漏油；分动箱故障造成泵不转动。

图5 推土板不能提升故障分析思维导图

针对上述原因，排除方法如下[13]：修理油泵，必要时更换油泵；检查安全阀压力，对节流阀进行清洗或更换密封；分别拆卸提升补油阀和下降补油阀，清洗多余污物，必要时进行更换；拆卸油缸，并进行清洗检查，如果密封件破损，对密封件进行更换；拆卸油缸活塞阀并进行清洗，必要时进行更换；检查管路是否存在漏油处，如果存在，及时堵漏或更换管路；检查分动箱，及时更换分动箱油及零件。

3.3 推土板自然下降量大故障的诊断与排除

根据思维导图分析（见图6），引起推土板自然下降量大的原因主要有6 种[14]：缸盖密封不良；油缸活塞阀密合不良；下降补油阀密合不良；提升补油阀密合不良；管路漏油；阀杆磨合不良或零件磨损。

图6 推土板自然下降量大故障分析思维导图

针对上述原因，排除方法如下[15]：检查缸盖密闭性，必要时更换密封垫片；拆卸油缸活塞阀并进行清洗，必要时进行更换；分别拆卸提升补油阀和下降补油阀，清洗多余污物，必要时进行更换；检查管路是否存在漏油处，如果存在，及时堵漏或更换管路；检查磨损情况，必要时更换阀杆或零件。

3.4 液压绞盘故障的诊断与排除

根据思维导图分析（见下页图7），引起液压绞盘故障的原因主要有6 种[16]：马达不转动；马达回转无力速度缓慢；结合面和轴封处漏油；静止放置时，离合器把手处漏油；液压绞盘有异常声响；液压绞盘在斜坡上牵引时，不能制动或下滑。

图7 液压绞盘故障分析思维导图

针对上述原因，排除方法如下[17]：

1）检查供油系统压力，必要时及时添加液压油油量；检查配流盘和运动副，必要时进行拆卸检修。

2）检查油泵出口压力，必要时对溢流阀、油泵进行维修；检查液压油泵是否存在泄漏，必要时对马达进行拆修。

3）检查柱塞和配流密封件，必要时进行更换；检查摆缸，必要时对摆缸进行拆修。

4）检查减速器润滑油是否加得过多，如果润滑油过多，则打开加油孔放出多余润滑油；检查密封圈是否老化，必要时更换密封圈。

5）检查油泵进油口是否堵塞，必要时对滤芯进行清洗；检查空气是否进入内部，必要时更换密封和油液；检查零件是否损坏，必要时拆换零件。

6）检查进出油口是否接反，若接反则校正进出油管或将配油盘旋转180°；检查回油管背压，若过大则尽量降低背压。

4 结语

本文利用思维导图进行TY160 型推土机工作装置液压系统故障诊断分析，可以帮助维修人员快速分析故障并确定损伤原因，克服液压系统难以确定故障原因和进行维修的实际困难，提高维修效率和维修质量，提高工程机械的可靠性，为推土机工作装置液压系统故障的诊断和维修提供了现实可行方法。