装载机液压系统回油背压故障排查三例

液压系统回油路通常连接液压油散热器和回油过滤器，回油背压可提高液压油散热、过滤效果，防止吸空，还可提高液压系统工作的稳定性。但液压系统背压值必须合理，有些元件或系统不需要设置背压，背压越小越好，以使液压元件或系统动作灵活、减少能量损失。

今天修哥针对装载机液压系统回油背压引发的3例故障进行分析和排查。

1.装载机牵引力不足

（1）故障现象

1台准备出口到澳大利亚的600K型装载机装配完成后进行调试，在测试牵引力时测试人员发现，大油门牵引力比同等机型装载机小约40kN，且液压油温度急剧上升。初步排查结果表明，发动机、变速器、驱动桥、电气控制系统均正常，工作装置和转向液压系统动作均正常。根据液压油温度急剧上升的特点，初步判定液压系统存在较大的能量损失。

（2）工作原理

该装载机工作装置液压系统采用先导控制，先导阀5通过a₁、b₁、a₂、b₂油口输出压力油至D32型多路阀3，驱动多路阀3相应阀芯移动，对动臂缸4、铲斗缸9进行控制，从而使装载机动臂升降、铲斗转动。

为了使该装载机能够安装各种属具，其D32型多路阀3上设有第3联多路阀。第3联多路阀可由先导阀5的a₃、b₃油口输出的压力油进行控制（也可由电磁阀8进行控制）。该机调试时未装其他属具，故将第3联多路阀出口连接钢管封堵。

液压油散热器10、回油过滤器11设置在主油路的回油油路上，对主油路流回的液压油进行冷却和过滤，先导油路回油直接流回液压油箱。该装载机工作装置液压系统原理如图1所示。

（3）故障排查

将先导阀置于中位，在发动机怠速状态下对工作泵出口、多路阀入口和转向泵出口的压力进行测试，压力均较低。但是当发动机转速逐渐上升时，工作泵出口、转向泵出口、多路阀入口的压力迅速上升。多路阀具有节流作用，中位大油门时压力损失在1.5MPa左右，而实测中位大油门时多路阀入口压力升高至10MPa，而此时动臂和铲斗均未动作，于是我们将排查重点放在第3联多路阀。第3联多路阀出口钢管处于封堵状态，于是先拆开第3联多路阀出口钢管堵头。将先导阀置于中位，启动发动机，怠速时第3联多路阀出口钢管无油液流出，但当发动机转速升至1500r/min时，第3联多路阀出口钢管开始猛烈喷油，这说明第3联多路阀在发动机高转速时发生了误动作。

拆开第3联多路阀两侧先导管路，启动发动机，怠速时其中1根先导油管少许喷油，加大油门时喷油猛烈。沿此先导油管连接位置检查，发现此先导油管连接电磁阀B油口和多路阀b₃油口。电磁阀不得电时，该先导油管应通过电磁阀B油口与液压油箱泄露油口相通，压力应为零，不会出现喷油现象。进一步沿电磁阀管路查看，电磁阀T油口本应接到液压油箱泄露油口，误接到了液压油散热器与回油过滤器之间的钢管上。

分析认为，由于回油过滤器的过滤精度很高，回油钢管处会形成一定的背压，发动机怠速时，系统回油流量较小，产生的背压较小，不足以推动第3联多路阀阀芯换向。但是当发动机高速运转时，系统回油流量猛增，在回油钢管处产生0.3〜0.4MPa背压。此背压通过b₃油口推动第3联多路阀阀芯移动，将其回油油路关闭，最终使工作泵和转向泵出口形成10MPa压力。在大油门测试牵引力时，该油压消耗了发动机约50kW的功率，导致整机的牵引力不足。

将电磁阀T油口回油管连接到液压油箱泄漏油口后，故障消除。

2.动臂浮动功能异常

（1）故障现象

1台某型装载机在调试过程中，当操纵先导阀至浮动状态时，其动臂上、下摆动，动臂缸有杆腔胶管也随之抖动。

将压力传感器分别接入动臂缸的无杆腔和有杆腔，测得浮动工况下动臂缸压力曲线如图2所示。从该曲线可以看出，动臂缸有杆腔压力波动明显。在浮动功能正常的情况下，动臂缸有杆腔、无杆腔的压力应趋于相等，且压力极低。有杆腔出现压力尖峰，说明浮动阀芯开启不稳定，在下降位和浮动位置频繁切换，导致动臂摆动。

（2）工作原理

该装载机工作装置液压系统原理与图1基本相同，先导阀5将D32型多路阀动臂联推至浮动位置时，先导阀5内置顺序阀12换向。该先导压力油推动浮动阀13阀芯移动，将动臂缸4有杆腔与液压油箱接通，有杆腔内油液流经浮动阀13阀芯内部节流孔时产生一定压降，从而打开浮动阀13，将动臂缸4有杆腔和无杆腔连通，实现浮动功能。

（3）故障排查

多路阀浮动油口到先导阀之间管路长度为3.5m，对该装载机进行产品升级时，技术人员将此胶管从内径8mm更改为6mm。由此初步判断可能是此胶管有问题。在此胶管两端安装压力传感器，测试流量变化时胶管总成产生的压力损失，测试结果如图3所示。从测试结果可以看出，流量为0〜5.5L/min（图中前半部分）的压力损失平均值为1.05MPa，流量为5.9〜7.5L/min（图中后半部分）的压力损失平均值为1.56 MPa。

由此可见，管路压力损失对浮动阀影响很大。动臂缸有杆腔的压力需克服浮动阀芯弹簧及管路压力损失的共同作用才能开启。浮动阀芯开启后，动臂缸有杆腔压力迅速降低，降低到一定值后，不足以克服弹簧力和管路背压，于是浮动阀阀芯关闭，多路阀切换到下降位，动臂缸有杆腔出现高压。此高压又打开浮动阀，如此浮动阀芯反复启、闭，导致动臂上、下跳动，动臂缸胶管也随之抖动。将浮动阀油口管路改成内径为8mm胶管后，装载机浮动功能恢复正常。

3.装载机行驶速度偏低

（1）故障现象

1台某型装载机在路试过程中，测试人员发现其最高车速始终比同类型装载机低约5km/h。路试完毕后，其前、后驱动桥靠近轮辋处温度异常升高，用红外线测温表测得轮辋处桥壳温度高达110℃，远高于正常运行温度（70℃），据此推断驱动桥端部存在异常摩擦。

（2）工作原理

该装载机制动器安装在驱动桥桥壳内部，采用全液压湿式制动器。制动泵1输出的压力油通过主溢流阀7调压后进入充液阀2，再进入蓄能器3和脚制动阀4。驾驶员踏下制动板踏时脚制动阀4打开，压力油进入驱动桥制动器，驱动桥制动器内的摩擦片接合，装载机处于制动状态。装载机行驶时，脚制动踏板处于松弛状态，驱动桥制动器内的油液通过脚制动阀4流回液压油箱，驱动桥制动器内的摩擦片分离，制动处于解除状态。该装载机制动系统工作原理如图4所示。

（3）故障排查

拆开驱动桥制动器的进油管，启动发动机，进油管喷出大量油液。检查脚制动阀上的油管，发现脚制动阀回油口T并未直接接到液压油箱，而是接到液压油箱主回油管上。分析认为，主回油管上设有液压油散热器和回油过滤器，液压油散热器和回油过滤器存在背压。该背压驱动驱动桥制动器内的摩擦片贴紧，对装载机行驶产生阻力，造成其行驶速度偏低，并导致驱动桥发热。

将脚制动阀回油口T油管直接接液压油箱，消除了制动油路回油背压，装载机行驶速度便恢复正常。

在液压系统设计或进行技术改进时，要通过设计规范和工艺流程来确保系统的可靠性，还要进行全面的测试，防止细节疏忽造成故障。液压系统回油背压引发的故障比较隐蔽，排查难度较大。装载机装配、调试之前，要加强培训，明确各元件的背压要求，提高装配人员对于液压系统背压的认识。

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