TY220推土機的液壓元件穴蝕故障的診斷與排除

一、故障現象

有臺TY220型推土機，傳動系統多次發生液壓閥發卡故障。其中轉向溢流閥、制動分流閥各卡住兩次；變速液壓控制隨動閥卡住一次；轉向滑閥和速度滑閥因發卡而操縱沉重。當拆檢、清洗這些閥時，發現閥體、閥芯、閥芯內的小活塞和分流活塞等的配合表面全部變黑，并形成積炭層且有小坑與劃傷。經分析認為，這是一種穴蝕現象。

二、故障診斷與排除

1．液壓元件穴蝕的機理

穴蝕是一種特殊的腐蝕形式。它是因水分或空氣侵入液壓系統引起的。水分在油溫升高后蒸發，部分水分變成水蒸氣，水蒸氣或空氣隨液流進^各液壓元件，由于其相對運動件都存在著按一定規律變化的間隙。因而在機器頻繁地變速、轉向和液流壓力不斷變化的情況下會產生高頻振動；水蒸氣或空氣便在振動的表面上或附近壓力和溫度劇烈變化的部位形成小氣泡；當氣泡運動到油壓急劇升高的地方時，受到沖擊和壓縮后會突然破裂，此時將產生極強的沖擊波沖擊金屬表面。從而發生一種剝離金屬材料表面層的穴蝕現象。傳動系統各液壓閥因壓力變化大，穴蝕現象比較嚴重，因此在閥體與閥芯、閥芯與小活塞、閥體與分流活塞、閥體與滑閥等的配合表面出現坑穴和劃痕。同時，在空氣泡被急劇壓縮破裂的過程中放出很大的熱量，使局部溫度迅速升高，致使各閥零件的配合表面形成積炭層而發卡。

2．液壓元件發生穴蝕的危害

液壓元件精度高，其相對運動件的配合間隙小，一旦產生穴蝕，將導致液壓閥卡滯，壓力失調，造成液壓系統不能正常工作。此外，穴蝕與化學腐蝕（蒸汽也能造成化學腐蝕）后的沉積物會嚴重污染液壓系統，使油濾清器和閥內的小孔堵塞，拉傷液壓元件。

3．導致液壓元件穴蝕的因素

(1)油液質量不佳。

油液質量直接影響液壓系統的工作，如果油液抗泡沫性差，易于汽化和形成泡沫，就容易引起穴蝕。

(2)油位過高或過低。

油位過高，油液在機械攪拌作用下易產生泡沫；油位過低，液壓泵易吸入空氣。二者都易導致穴蝕，而且油位過低會造成溫升過快、過高，使穴蝕速率增加。

(3)空氣和水分的侵入。

侵入液壓系統的空氣和水分越多，產生穴蝕的范圍越廣。空氣侵入的渠道主要是液壓泵人口形成的低壓區密封不嚴，如液壓泵油封磨損、磁鐵粗濾器O形圈密封不良、軟管破損或管箍松動等，致使液壓泵吸人空氣；或是因裝配液壓元件后空氣未排凈或后橋箱通風孔堵塞所致。水分侵入的渠道主要是油冷卻器內漏，冷卻水滲入液壓系統，或是所加的液壓油中含水。上述那臺TY220型推土機液壓閥接二連三地發生穴蝕，就是因為油冷卻器內漏，冷卻水進入液壓系統引起的。當時雖然更換了冷卻器芯子，但由于液壓系統內的水未排除干凈，以致連續出現穴蝕現象。后來，一方面拆檢并清洗了傳動系統的全部油濾清器和閥，另一方面用煤油和壓縮空氣徹底沖洗了變矩器、變速器、后橋箱和系統管路，將傳動系統的水和腐蝕沉積物徹底清除干凈，該機再未出現過閥發卡的現象。

(4)油壓變化的頻率高。

油壓變化的頻率直接影響空氣泡的形成與破裂的速度，壓力變化頻率高的部位，穴蝕速度快。例如：推土機作業時需不斷地操縱變速手柄和轉向拉桿，因而轉向溢流閥、制動分流閥、變速控制閥和速度滑閥的I擋位置，尤其是閥芯與壓力油道相對應的位置，因其壓力變化頻率高，穴蝕現象也較重。

(5)循環油液流量不足。

油液中空氣的溶解量與油壓成正比。若是系統循環油液流量不足，油壓下降，當壓力低于當時溫度下的油氣分離壓時，油液中的空氣或水蒸氣就容易分離出來，形成空氣泡。例如，變矩器工作腔循環油液流量不足時，在泵輪進口處的壓力就會低于油氣分離壓力，液體便開始氣化或蒸發，從而析出空氣泡，這些空氣泡隨液流到達高壓區就會迅速破裂而產生穴蝕現象。

(6)壓力調節閥卡住。

壓力調節閥卡住，節流損失增大，油溫升高，壓力下降，油液中的泡沫增多。例如，轉向溢流閥卡住時，溫升很快，工作僅十幾分鐘，用手觸摸轉向濾清器的外殼就疼痛難忍，而且油液中泡沫很多（檢查后橋油位時發現油尺上有許多泡沫），拆檢轉向溢流閥，發現穴蝕現象比較嚴重。

(7)液壓閥配合間隙過大。

液壓閥的配合間隙越大，其振動強度越大，因而空氣泡增多，穴蝕速度加快。例如，制動分流閥卡住之后，修理時誤用了細砂紙清除積炭，導致配合間隙過大，結果修后僅使用了1.5h活塞又被卡住。拆檢發現，分流活塞外圓表面有許多坑穴，而且積炭更加嚴重。

(8)油液過熱。

油溫過高，油液氣化，水分蒸發，泡沫與空氣泡增多，穴蝕速率增加。

4．液壓元件穴蝕的預防

(1)正確選用油液。

選用油液要保證油品質量相適宜的黏度。加油時必須注意清潔，切勿帶進水分和雜質。

(2)防止空氣和水分侵入液壓系統。

注意檢查油位、油質和油色。如果發現油液變成乳白色或液壓系統有水珠（如油尺上有水珠或拆閥時發現水珠），或油液呈泡沫狀，應及時尋找水分和空氣的來源，仔細檢查油冷卻器和液壓泵進口低壓區的密封性。檢查油冷卻器是否有內漏，可就機進行，也可拆下來試驗。就機檢查時，先從冷卻器上拆下進、出油管接頭，再用一根連接管將兩個油管接頭連接起來，然后起動發動機或讓推土機短時間作業（防止油溫過高），當水溫升到80℃以上時，通過油冷卻器油孔處檢查有無滲水現象。拆下油冷卻器總成試驗時，灌滿熱水，堵住水道孔并將水加壓至0.35MPa，通過油孔檢視有無滲水現象。一旦發現油冷卻器有內漏，必須立即排除，并徹底清洗液壓系統。

(3)保持各液壓閥的正常間隙。

各閥的配合間隙應控制在允許范圍之內，如已發生穴蝕現象，只能用金相砂紙拋光除去積炭，切不可用一般細砂紙打磨。拋光除去積炭之后，還應測量閥內各零件的配合間隙，如間隙超過規定值或零件表面坑穴過多、過深，應更換新閥。

(4)保持液壓系統清潔。

定期清洗磁鐵粗濾器、變矩器回油泵濾網和更換濾清器芯子，保持油液清潔。

(5)防止油溫過高。

如果油液氧化變質過快或變成褐色，表示油液過熱；應查明油溫過高的原因，及時排除故障。

(6)減輕液壓沖擊，操縱各液壓操縱閥時不宜過快過猛，加大油門也不宜過于頻繁，以減輕液壓沖擊。