液压系统故障诊断的常用方法
机械工程学会流体传动与控制分会 赵静一
1.直观检查法
直观检查法是液压系统故障诊断的一种最为简易、最为方便的方法。通常是用眼看、手摸、耳听、嗅闻等手段对零部件的外表进行检查，判断一些较为简单的故障，如破裂、漏油、松脱、变形等。直观检查法可在设备工作或不工作状态下进行。
(1)眼观
视觉检查首先应在设备不工作状态下进行。用眼观察有无破裂、漏油、松脱、变形、动作缓慢或不均、爬行等现象。必要时可辅以其他手段和方法。例如：当有油液渗漏又不严重却难以准确确定位置时，不要盲目拆卸或更换，可用洁净的擦布把渗漏部位擦干，然后，仔细观察渗漏点。必要时，还可以在该部位喷撒白色粉灰，以便更准确地找到渗漏点，有超声波泄漏检测仪的可用仪器检测漏点。当停机状态下不易观察到故障时，可以开机检查，进行故障复现，但开机检查要注意做好安全防护措施，防止由于故障复现引起的故障加重。
(2)手摸
手摸可以用来感觉漏油部位的涌油情况，特别是用于一些眼睛不能直接观察到的地方更加合适。手摸还可以判断油管油路的通断，由于液压系统油压较高且具有一定的脉动性，当油管内（特别是胶管）有压力油通过时，用手握住，会有振动或类似摸脉搏的感觉，而无油液流过或压力较低时则没有这种现象。据此，可以初步判断油压的高低及油路的通断。另外，手摸这一方法还可用于判断带有机械传动部件的液压元件润滑情况是否良好，当润滑不良时，通常会出现元件壳体过热现象，用手感觉一下壳体温度的变化，便可初步判断内部元件的润滑情况（有热像仪的单位，可借助热像仪检测）。特别是对于机械操作手来说，经常做这项工作的话，会从温度的变化中找出一些有益的规律来。
(3)耳听
耳听主要用于根据机械零部件损坏造成的异常响声判断故障点以及可能出现的故障形式、损坏程度，通常可以借助专用的专业听诊器来操作。液压故障不像机械故障那样响声明显，但有些故障还是可以通过耳听来判断的，如液压泵吸空、溢流阀开启、元件发卡等故障，都会发出不同的响声，如冲击声或水锤声等。当遇到金属元件破裂时，还可敲击可疑部位，倾听是否有嘶哑的破裂声。
(4)嗅闻
嗅闻可以根据有些部件由于过热、摩擦润滑不良、气蚀等原因而发出的异味来判断故障点。比如有＂焦化”油味，可能是液压泵或液压马达由于吸入空气而产生气蚀，气蚀后产生高温把周围的油液烤焦而出现的。此外，还要注意有无橡胶味及其他不正常的气味。
直观检查法虽然简单，却是较为可行的一种方法，特别是在施工工作现场，缺乏完备的仪器、工具的情况下更为有效。只要逐步积累经验，运用起来就会更加自如。因此，在简易条件下，更应多用这种方法。
2.操作调整检查法
操作调整检查法主要是在无负荷动作和有负荷动作两种条件下进行故障复现操作，而且最好由本机操作手实施，以便与平时的工作状况相比较，更快、更准地找出故障。检查时，首先应在无负荷条件下将与液压系统有关的各操作杆均操作一遍，将不正常的动作找出来，然后再实施有负荷动作检查。比如一台液压传动的履带推土机，空载行驶时一切正常，但一推土就跑偏，这样的故障不通过负荷动作就检查不出来。因此，在检查故障时，无负荷操作和有负荷操作都要进行，以便准确地查找故障，正确地分析故障原因。要注意进行故障复现操作与正常操作还是有区别的。正常工作时，要求动作轻柔、准确，一般不要过载工作。而在检查故障时，有时则要故意过载操作，使溢流阀开启或故障复现，从这些特殊状态中检查故障。
操作法检查故障时，有时要结合调整法进行。所谓调整，是指调整液压系统与故障可能相关的压力、流量、元件行程等可调部位，观察故障现象是否有变化、变化大还是小、变好还是变坏。如前所述的推土机跑偏问题，因其行驶动力源为一变量泵，调整液压泵排量并操作试验，看是否能纠正跑偏问题，如能解决，则是由于使用日久，出现偏差造成的，调整即可。否则，检查相应的泵、阀、马达等。
使用调整法时要注意变量的调整数量和幅度，一是每次调整的变量应仅有一个，以免其他变量的干扰使故障判断复杂化，如果惆整后故障无变化，应复位，然后再进行另一个变量的调整；二是整个调整幅度要控制在一定的范围内，防止过大、过小而造成新的故障；三是调整后的操作要谨慎小心，在没有确定调整是否得当前，不要长时间使用同一动作。
3．对比替换检查法
这是一种在缺乏测试仪器时检查液压系统故障的一种有效方法，有时应结合替换法进行。一种情况是用两台型号、性能参数相同的机械进行对比试验，从中查找故障。试验过程中可对机械的可疑元件用新件或完好机械的元件进行代换，再开机试验，如性能变好，则故障即知；否则，可继续用同样的方法或其他方法检查其余部件。另一种情况是目前许多大中型机械的液压系统采用了双泵或多泵双回路系统，对这样的系统，采用对比替换法更为方便，而且，现在许多系统的连接采用了高压软管，为替换法的实施提供了更为方便的条件。遇到可疑元件，要更换另一回路的完好元件时，不需拆卸元件，只要更换相应的软管接头即可。
比如在检查一台双回路系统挖掘机时，有一回路工作无力而怀疑液压泵工作不良，拆下来用手试验进油口吸力，与另一回路的液压泵相比感觉差距较大认为可能是磨损严重造成的，由于一时无法修理，换新泵试验，但故障依旧，结果是既浪费，又无功。因为用人工去转动泵轴的速度是远达不到实际要求的，从而用进油口吸力大小判断泵的好坏也就根据不足。当时如果交换两回路的液压泵软管接头，一次就可排除其存在故障的可能性。
由于结构配制、元件储备、拆卸不便等原因，从操作上来说，用对比替换法检查故障是比较复杂的。但对于如平衡阀、溢流阀、单向阀之类体积小、易拆装的元件，采用此法是较方便的。
具体实施替换法的过程中，一定要注意连接正确，不要损坏周围的其他元件，这样才能有助于正确判断故障，而又能避免出现人为故障。在没有摘除具体故障所在的部位时，应避免盲目拆卸液压元件总成，否则会造成其性能降低，甚至出现新的故障。所以，在检查过程中，要充分用好对比替换法。
4.仪表测量检查法
仪表测量检查法是检测液压系统故障最为准确的方法，主要是通过对系统各部分液压油的压力、流量、油温的测量来判断故障点。其中压力测量应用较为普通，而流量大小可通过执行元件动作的快慢做出粗略的判断（但元件内泄漏只能通过流量测量来判断）。液压系统压力测量一般是在整个液压系统中选择几个关键点来进行的，如在泵的出口、执行元件的入口、多回路系统中每个回路的入口、故障可疑元件的出入口等部位。将所测数据与液压系统原理图上标注的相应点的数据对照，可以判定所测点前后油路上的故障情况。在测量检查过程中，要灵活地运用液压传动的两个工作特性：即力（或力矩）是靠液体压力来传递的；负载运动速度仅与流量有关而与压力无关，且两者之间具有独立刚性。
仪器测量法虽然可以测知相关点的准确数据，但也存在一个操作繁琐的问题。主要是液压系统所设的测压接头很少，要测某个点的压力或流量，一般都要制作相应的测压接头；另外，液压系统原理图上给出的数据也较少。所以，要想顺利地利用测量法进行故障检查，必须做好以下几方面工作：
一是对所测系统各关键点的压力值要有明确的了解，一般在液压系统图上会给出几个关键点的数据，对于没有标出的点，在测量前也要通过计算或分析得出其大概的数值；
二是要准备几个不同量程的压力表，以提高测量的准确性，量程过大测量精度不够，量程过小则会损坏压力表；
三是平时多准备几种常用的测压接头，主要考虑与系统中元件、油管接口连接的需要；
四是要注意有些执行元件回油压力的检查，由于回油压力油路堵塞等原因造成回油压力升高，以致执行元件入口与出口的压差减小而使元件工作无力的现象时有发生。
5.逻辑分析法
随着液压技术的不断发展，液压系统越来越复杂，越来越精密。在这种情况下，不加分析地在机械上乱拆乱卸，不但解决不了问题，反而会使故障更加复杂化。因此，当遇到一时难以找到原因的故障时，一定不要盲目拆修，应根据前面几种方法的初步检查结果，结合机械的液压系统图进行逻辑分析。进行逻辑分析时可通过构建故障树的方法分析其故障原因。因为液压系统是以液压油为媒介（工作介质）联系而成的一个有机整体，不是相互独立的元件，相互之间的动作是有联系、有其内在规律的，所以，逻辑分析法会随着液压技术的发展而得到更为广泛的应用。逻辑分析法有时还要结合具体部件的结构原理图进行。例如：在修理一台混凝土拌和机液压系统时采用双泵双回路的行走系统有一侧履带无动作，在排除了管路堵塞、漏气等表面故障的可能性以后，采用对比替换检查法对两回路的泵、阀、马达均进行了交换，但不能解决问，无意间打开液压油箱的固定上盖板后，发现两回路的液压泵进油口不在同一水平面上，机器发动后由于液压系统吸收了油箱内的部分液压油，使故障侧回路进油口露出油面，造成吸空而无动作，最后加满油故障排除。
对较为简单的液压系统，可以根据故障现象，按照动力元件、控制元件、执行元件的顺序在液压系统原理图上正向推理分析故障原因（结合用前面几种方法检查的结果进行）。例如：在诊断某一挖掘机动臂工作无力故障时，从原理上分析，工作无力是由于油压下降或流量减小造成的；从液压系统图上看，造成压力下降或流量减小的可能因素有：油箱缺油、油箱吸油过滤器堵塞、油箱通气孔不畅通、液压泵内漏严重、操纵阀的主安全阀压力调节过低、操纵阀内漏严重、动臂液压缸过载阀调定压力过低、动臂液压缸内漏严重、回油路不畅。
考虑到这些因素后，再根据已有的检查结果，即可排除某些因素，将故障范围缩小，根据缩小后的范围再上机检查，然后对检查结果进行分析。
对于较为复杂的液压系统，通常可按控制油路和工作油路两大部分分别进行分析。每一部分的分析方法同上。特别是对于先导操纵式液压系统，由于控制油路较为复杂，出故障的可能性也较大，更应进行重点检查与分析。随着机电液一体化技术在液压设备上的广泛应用，对千这样的液压系统，在检查分析液压系统部分的故障前，一定要首先排除电控系统的故障，否则，会对液压系统故障的检查造成障碍。
► 如果本文对您有帮助，请分享给您的朋友！
【提示】：
1.不断更新的好资料和答疑在 www.hb-qg.com “找资料”栏目公布。
2.QQ群：群员优质、互动答疑，2000人群；Q群名：中国设备管理， Q群号： 283752911
主要交流：设备管理体系标准、ISO55001资产管理、设备完整性管理、5S6S管理、目视管理、安全管理、企业管理等，纯广告者禁入！
3.加"中国设备管理" Q群，总有一个人知道你问题的答案！
4.优秀留言有机会录入“找资料”栏目答疑集锦，并欢迎大家来稿分享
