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共軌原創(chuàng) | 挖掘機憋車掉速知多少
共軌導(dǎo)讀
工程機械在今年4月1日也正式步入第三階段排放了,電控的工程機械維修需求逐漸攀升,越來越多的泵友在“在線問答”模塊中問及到工程機械維修方面的棘手問題。今天,小軌就和大家開聊挖掘機。
市面上的挖掘機種類有很多,外資品牌如卡特彼勒、小松、沃爾沃、日立、神鋼等等,國產(chǎn)品牌如三一、徐工、中聯(lián)重科等等。不管是什么品牌,只要能為客戶干好活,掙銀子,就是好挖掘機。但是挖掘機就像人一樣會生病,而且也像人一樣有大病、有小病。今天小軌先說說挖掘機掉速憋車這種癥狀。如果要把挖掘機憋車、掉速的故障比作人的病癥,那絕對可以說得上是重病,因為一旦出現(xiàn)這種病癥,挖掘機只能停工。
名詞解釋

1、油門旋鈕:

對于卡車,發(fā)動機轉(zhuǎn)速會根據(jù)路況不停的調(diào)整(通過油門踏板);挖掘機作業(yè)的時候,發(fā)動機轉(zhuǎn)速基本不變。1000轉(zhuǎn)每分鐘或2000轉(zhuǎn)每分鐘,是通過油門旋鈕來調(diào)節(jié)的,油門旋鈕的旋角固定后,發(fā)動機的目標(biāo)轉(zhuǎn)速就固定了。

2、能量轉(zhuǎn)換:

挖掘機是以發(fā)動機作為動力源,以液壓系統(tǒng)來做工的。發(fā)動機產(chǎn)生機械能,再由液壓泵將機械能轉(zhuǎn)換成液壓能,最后液壓能再經(jīng)過液壓油缸,液壓馬達做工。

3、挖掘機功率平衡:

發(fā)動機提供的動力與挖機需求動力應(yīng)該匹配,其中發(fā)動機在額定功率范圍內(nèi)輸出動力,并且可以通過調(diào)整噴油量,調(diào)整動力輸出大小,而液壓系統(tǒng)就是消耗這部分動力,這兩者最好的關(guān)系就是相等,否則,前者大于后者時會浪費燃料,增大柴油消耗,發(fā)動機噪音加大,后者大于前者時,發(fā)動機就會因為帶不動液壓泵而掉速或者熄火,換句話說挖掘機的發(fā)動機與液壓系統(tǒng)要時刻匹配才可以。


4、憋車、掉速:

憋車是指挖掘機裝置作業(yè)時,工作裝置遇到負載,發(fā)動機熄火的故障現(xiàn)象。

掉速是指挖掘機工作時,工作裝置遇到負載,發(fā)動機轉(zhuǎn)速異常的下降的故障現(xiàn)象。


5、轉(zhuǎn)速范圍:

挖掘機配備的發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍,一般是800-2400轉(zhuǎn)每分鐘,不同廠家,不同機型會有一點差別。


6、溢流:

以動臂為例,當(dāng)動臂提升到極限最高處時,此時依然抬起動臂,這種狀態(tài)就叫動臂提升溢流,所以溢流是指某個動作極限位置時,依然操作該動作的一種狀態(tài),此時液壓系統(tǒng)壓力最高。


7、挖掘機的組成:

可以分為上部回轉(zhuǎn)體,下部行走體、前端部件三大部分。

所謂動臂、斗桿、鏟斗、動臂油缸、鏟斗油缸及其他名詞所對應(yīng)的實物,請在下圖中查看。

故障案例1
一臺20噸、中型挖掘機配電噴發(fā)動機。

故障現(xiàn)象:動力不足工作時掉速。油門旋鈕最大位置時發(fā)動機轉(zhuǎn)速在1700rpm左右波動,正常時應(yīng)該2100rpm。

排查過程:

1、利用診斷儀檢查發(fā)現(xiàn)有故障碼,故障碼解釋為:

燃油供給不足或無壓力輸送(此處的燃油供給不足或無壓力輸送是共軌壓力低的意思,與P1012,P0087是同樣的意思)。


2、根據(jù)故障碼,初步判斷為燃油供給系統(tǒng)的問題。

首先檢查低壓油路,繞開燃油箱,濾清器,油水分離器等。利用燃油桶直接“打吊瓶”試車(即“打直通”),故障依舊,排除低壓油路。


3、排除低壓油路后,將注意力轉(zhuǎn)向燃油高壓系統(tǒng)的柴油泵、共軌、噴油器。

根據(jù)操作的難易程度,先用診斷儀做噴油器斷缸實驗(此處的斷缸是指通過診斷儀讓某缸噴油器不工作5秒鐘,此期間通過發(fā)動機的聲音抖動情況來判斷噴油器是否正常工作。此發(fā)動機噴油器為氣門室罩蓋內(nèi)置噴油器,不方便檢查噴油器回油量所以希望通過斷缸實驗來判斷噴油器的好壞)。進行斷缸實驗,發(fā)現(xiàn)2、3、4各缸在斷缸期間發(fā)動機的聲音有變化,但是不是很明顯。判斷噴油器有可能工作不良,更換所有噴油器,但是故障依舊。


4、接下來檢查柴油泵和共軌。

首先檢測共軌壓力限制閥,將共軌上壓力限制閥回油管接頭松開后,用螺栓堵住回油管上回油口,將壓力限制閥出口敞開后試車,壓力限制閥有泄油,機器正常工作時此處應(yīng)無回油(挖掘機上的共軌壓力限制閥的作用與卡車上的作用是相同的,而且正常工作時,都是沒有泄油的),更換共軌總成后故障解除。

注:根據(jù)各位泵友以往的經(jīng)驗,當(dāng)壓力限制閥打開時,閥體的溫度會比共軌管的溫度高很多,也可以根據(jù)這個特點,用手直接感覺來初步判斷。
知識延伸:
共軌壓力低,故障原因有很多例如油路堵塞、油路漏氣、油泵柱塞磨損、流量計量單元異常、回油漏損量加大等等,但是總結(jié)來看問題一般可以分為兩塊,一塊就是高壓系統(tǒng)的進油出現(xiàn)問題(例如低壓油路堵塞、進氣、流量計量單元卡滯等等)。另一塊就是系統(tǒng)密閉保壓有問題(例如壓力限制閥、噴油器、泵柱塞等)。利用打直通的方法來判斷低壓油路。啟動機器觀察柴油泵出口油柱高度(正常約為3-4cm),以及邊用手按住碰出油口邊盤車,看是否能封住出油口等手段來判斷油泵是否有問題,正常情況是封不住的,關(guān)于共軌限壓閥則可以用手感覺溫度來初步粗略判斷,噴油器則通過斷缸實驗,測量回油量等手段來判斷。
故障案例2
一臺30噸挖掘機配五十鈴6缸電噴發(fā)動機,配電裝燃油供給系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。
故障現(xiàn)象:機器工作時而正常,時而憋車、掉速,每天出現(xiàn)多次,此機器當(dāng)憋車掉速時,還伴有黑煙排出。

排查過程:

1、首先利用診斷儀檢測,無故障代碼,系統(tǒng)正常。

檢查數(shù)據(jù)流,發(fā)現(xiàn)增壓壓力只有42KPA,正常應(yīng)該100-200KPA左右。

 2、根據(jù)數(shù)據(jù)流和黑煙故障癥狀,判斷進氣有可能泄漏或者堵塞,于是檢查空濾及進氣連接管路是否堵塞或脫落,但未發(fā)現(xiàn)異常,脫開渦輪增壓進氣道管路,故障依舊。

3、檢查增壓進氣壓力傳感器相關(guān)。

將插頭拔下,各針腳電壓為5v、5v、0v數(shù)據(jù)正常,懷疑傳感器本身損壞,于是將此增壓壓力傳感器安裝到其他挖機上,增壓信號42kpa,機器工作也異常。鎖定為傳感器本身的問題,更換新傳感器之后故障解除。

知識延伸:
發(fā)動機的噴油量受ECU控制,而ECU又是根據(jù)各種信號來控制噴油量的。這些信號信號之中增壓壓力、共軌壓力、冷卻液溫度對噴油量會有較大影響,所以請重點關(guān)注。
故障案例3
一臺小型挖機,7T左右,配備機械式柴油泵,非共軌系統(tǒng)。
故障現(xiàn)象:挖掘機憋車,動臂、斗桿、鏟斗、行走溢流時,均會憋車熄火。
排查過程:

1、連接診斷儀,未發(fā)現(xiàn)故障碼,此機器未安裝液壓泵輸油壓力傳感器未能檢測到數(shù)據(jù),而且是配備老式直列機械式柴油泵,發(fā)動機數(shù)據(jù)也沒有。所以先做常規(guī)油路檢查。


2、首先檢查低壓油路,繞開燃油箱,濾清器,油水分離器等。

利用燃油桶直接“打吊瓶”試車,故障依舊,因此暫時排除低壓油路。


3、再檢查氣路。

空濾摘掉,進氣管上氣道直接打開,故障無變化(一般7噸以下挖掘機的發(fā)動機不配備渦輪增壓器)。


4、機器作業(yè)時泵聲音較大,而且輸送壓力油的油管有較大震動。

檢查液壓回油濾芯(液壓系統(tǒng)任何一個部件損壞時產(chǎn)生的異物都會隨著液壓油流動到回油濾芯上,濾芯上就會有過濾下來的異物),發(fā)現(xiàn)有銅屑(液壓系統(tǒng)正常工作時,必須系統(tǒng)保持清潔無污染,出現(xiàn)金黃色的銅屑一般是泵或馬達的配油盤損壞)。


5、拆開液壓泵下部的排油口和減震管,發(fā)現(xiàn)排查的液壓油中也有銅屑,(液壓泵損壞時,內(nèi)部肯定會有損壞的結(jié)構(gòu)件碎屑,一般會一部分留存在液壓泵中和液壓泵的減震管中)。拆檢主泵發(fā)現(xiàn)嚴重損壞。維修液壓泵后驗機,故障解除。

知識延伸:
對于挖掘機來說,液壓系統(tǒng)也是有可能導(dǎo)致這種憋車掉速的,這是因為液壓系統(tǒng)把發(fā)動機拖垮了,也就是發(fā)動機帶不動液壓系統(tǒng)了。
總結(jié)

前面的案例雖然故障現(xiàn)象都是憋車,但是故障原因卻不相同。有柴油油路問題,有發(fā)動機電控系統(tǒng)問題,也有液壓系統(tǒng)問題。前兩個案例,不管是挖掘機還是卡車,只要動力是發(fā)動機提供的,發(fā)動機動力不足時,機器動力肯定也不足,所以挖掘機表現(xiàn)出憋車、掉速,而卡車則表現(xiàn)出少檔、車速加不起來。
第三個
案例則是挖掘機液壓系統(tǒng)方面的問題,這方面就和卡車不太一樣了。為了保證挖掘機正常工作,發(fā)動機的功率必須要大于等于液壓系統(tǒng)的功率,否則就要憋車掉速。而液壓系統(tǒng)的功率由液壓系統(tǒng)的壓力和流量決定。挖掘機工作時液壓系統(tǒng)的壓力由外部負載決定,機器液壓系統(tǒng)自身無法控制,但是液壓系統(tǒng)可以控制系統(tǒng)的流量,那么通過控制液壓系統(tǒng)的流量就可以控制液壓系統(tǒng)的功率,進而控制與發(fā)動機的平衡。舉個例子,發(fā)動機最大能夠輸出100KW的功,液壓系統(tǒng)需要90KW,發(fā)動機就會減小噴油量輸出90KW的功給液壓系統(tǒng),兩者平衡,機器正常工作。當(dāng)液壓系統(tǒng)需要110KW的功時,而發(fā)動機最大只能提供100KW,還少了10KW怎么辦?液壓系統(tǒng)此時通過減小流量輸出從而使液壓系統(tǒng)的需求從110KW降低到100KW,使發(fā)動機和液壓系統(tǒng)依然平衡。所以對于挖掘機來說系統(tǒng)流量調(diào)節(jié)裝置就是來保持平衡的,此裝置一般按照在液壓泵上。如果它失效,機器極可能是要憋車掉速的。
問:
到底有哪些原因可能會造成挖機的掉速憋車呢?
1)低壓燃油系統(tǒng)故障 (如:油管受凍或者堵塞;濾芯結(jié)蠟或者安裝錯誤)。
2)進氣系統(tǒng)故障   (如:空氣進氣管脫落;空氣濾芯堵塞)。
3)高壓供油系統(tǒng)故障   (如:柴油泵損壞;共軌壓力限制器卡滯;噴油嘴磨損或者卡滯)。
4)電器系統(tǒng)故障   (如:ECM故障, 共軌壓力信號異常等)。
5)發(fā)動機機體故障  (如:氣門磨損;活塞問題;缸套問題等)。
6)液壓系統(tǒng)流量調(diào)節(jié)裝置失效 (調(diào)節(jié)裝置的閥芯卡滯、液壓油道堵塞等)。
7)排氣系統(tǒng)異常 (排氣管堵塞,EGR卡滯等等)。
問:
面對這樣的問題時,首先要分辨出是液壓系統(tǒng)的問題還是發(fā)動機的問題。怎么分辨?
1)有故障碼時,依據(jù)故障碼的解釋來判斷。

2)沒有故障碼時,看發(fā)動機排煙和聲音。

如果是液壓系統(tǒng)的故障,發(fā)動機全力工作時帶不動,此時發(fā)動機聲音發(fā)悶,可能會有一點點黑煙。

3)還可以利用挖機上某些裝置減小泵流量,觀察故障現(xiàn)象是否減輕。

如果減輕一般是發(fā)動機的問題,如果沒減輕一般為液壓系統(tǒng)問題。

問:
如果確定是發(fā)動機的問題,然后怎么辦?
觀察數(shù)據(jù)流,故障碼,找到異常點如共軌壓力、增壓壓力、有些機器還有低壓油路壓力、進氣壓力、燃油噴射量等等,來尋求突破點。利用打直通、斷缸、脫開增壓進氣前的管路等方法快速判斷。關(guān)于此類故障的診斷思路,小軌之前寫過相關(guān)的文章,這里大家再一起復(fù)習(xí)一下。
故障排查方法之:發(fā)動機動力不足
故障排查方法之:發(fā)動機偶爾無力

問:
如果是液壓系統(tǒng)那對這問題,該怎么處理?
那首先就要知道這種挖掘機的流量調(diào)整單元的工作原理,只有知道原理了,才能看得懂?dāng)?shù)據(jù)(比如液壓管路壓力只有2MPA,或者液控電磁閥始終出壓力油這些情況是正常還是不正常),利用不正常的點作為突破口,利用原理去推導(dǎo)和檢查。所以要求大家要懂挖掘機液壓系統(tǒng)的工作原理,這方面的內(nèi)容需要各位泵友今后多多積累。

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