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工業(yè)泵閥的特點(diǎn)及檢測(cè)
點(diǎn)擊次數(shù)：1060 發(fā)布時(shí)間：2016-11-14
液壓挖掘機(jī)上主泵控制器（俗稱泵控電腦板）的作用是：向電液比例閥輸出電流信號(hào)，再由比例閥對(duì)先導(dǎo)油進(jìn)行減壓后輸出二次油壓，調(diào)節(jié)主泵伺服活塞的作用力，從而改變主泵的流量?？梢?jiàn)，主泵比例閥是挖掘機(jī)的一個(gè)重要元件。
利用三合一電子/電氣測(cè)試儀，可以很方便地檢測(cè)和診斷出比例閥的故障。
(1)比例閥的特點(diǎn)
比例閥（見(jiàn)圖F）在結(jié)構(gòu)和性能上是介于普通電磁開(kāi)關(guān)閥與之間的一種電控液壓閥。它對(duì)液壓油清潔度的要求不像電液伺服閥那樣苛刻，而且價(jià)格要低得多；與變氣隙的開(kāi)關(guān)型直流電磁鐵不同，比例閥中電磁鐵的氣隙是恒定的，因此比例閥輸出的壓力可隨輸入電流成正比地變化。
由于比例閥相對(duì)伺服閥在性價(jià)比上有優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)外液壓挖掘機(jī)上大多采用比例閥作為主泵的控制元件，例如小松挖掘機(jī)上的EPC-PC閥和DEPC-LS閥，卡特機(jī)的EPR閥、日立機(jī)的SD閥，現(xiàn)代機(jī)的EPPR閥等。當(dāng)比例閥的輸入電流過(guò)大或過(guò)小時(shí)，或者比例閥磨損或卡滯時(shí)，都可能引起挖掘機(jī)動(dòng)作遲緩或發(fā)動(dòng)機(jī)失速甚至熄火等現(xiàn)象。
(2)檢測(cè)方法
比例閥在出廠前已經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，包括靜態(tài)特性測(cè)試（輸入電流一壓力特性試驗(yàn)、內(nèi)泄漏試驗(yàn)、負(fù)載特性試驗(yàn)）和動(dòng)態(tài)特性測(cè)試（頻率響應(yīng)試驗(yàn)、瞬間響應(yīng)試驗(yàn)）。現(xiàn)場(chǎng)作故障診斷時(shí)則是在機(jī)器上做在線檢測(cè)，包括比例閥電磁線圈電阻的測(cè)定、輸入電流的測(cè)試及輸出的二次油壓的測(cè)試。
①電磁線圈電阻的測(cè)定 關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，脫開(kāi)主泵比例閥與泵控制器輸出接口之間的插頭CN（見(jiàn)圖G），測(cè)定兩線之間電阻值和地線與機(jī)體之間的電阻值，判斷比例閥電磁線圈有無(wú)短路、斷路或搭鐵。
②比例閥輸入電流的測(cè)定 斷開(kāi)比例閥的一根導(dǎo)線，串入萬(wàn)用電表，按不同機(jī)型各自的測(cè)試條件測(cè)定輸入電流，如圖H所示。用直流鉗形表進(jìn)行測(cè)試時(shí)相當(dāng)簡(jiǎn)便，無(wú)需拔開(kāi)插頭CN，也不需斷開(kāi)導(dǎo)線（見(jiàn)圖I）。在不同的動(dòng)力模式或不同的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，根據(jù)泵控制器輸出至比例閥的直流電流信號(hào)的正確與否，就能判斷出比例閥之前的電子控制部分是否有故障。
③比例閥輸出壓力的測(cè)試 如圖J所示，在二次油壓的測(cè)點(diǎn)上接好量程為6MPa的壓力表，對(duì)不同機(jī)型按各自的測(cè)試條件檢查比例閥輸出的壓力，如果壓力不正確，可進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)于不可調(diào)的比例閥，在確認(rèn)輸入的先導(dǎo)油壓與比例閥的電流正常之后，應(yīng)拆檢閥芯進(jìn)行清洗或更換。
大字挖掘機(jī)(DH220、280等型號(hào))所用液壓泵為K3V系列斜盤(pán)式軸向柱塞泵，其結(jié)構(gòu)為通軸型的雙聯(lián)柱塞泵，后接齒輪泵用作輔助泵，為遠(yuǎn)程控制等提供動(dòng)力。主泵由可變量柱塞泵和控制排量的調(diào)節(jié)器組成。前、后主泵各配置一個(gè)調(diào)節(jié)器，分別控制前、后泵排量的變化。通過(guò)調(diào)節(jié)器可實(shí)現(xiàn)恒功率控制、改變功率設(shè)定值和流量的控制。
液壓泵控制原理
如圖C所示為主（前）液壓泵排量調(diào)節(jié)原理圖，后泵控制原理與前泵相同。差動(dòng)缸1用于推動(dòng)泵斜盤(pán)傾角變化，伺服閥2用于控制變量活塞的運(yùn)動(dòng)方向，而伺服閥的換向則受流量控制活塞和功率控制活塞的控制。p1為泵本身輸出的液壓油的壓力，p2為另一泵的輸出壓力，pf為輔助泵輸出的油液壓力，pf1為經(jīng)電磁比例減壓閥輸出的二次壓力，pi為多路換向操縱閥中央回油通道的背壓。主液壓泵排量調(diào)節(jié)過(guò)程如下。
①流量控制 差動(dòng)缸小腔始終通過(guò)輔助泵或主泵（二者中壓力較高的）輸出壓力油，差動(dòng)缸大腔通過(guò)伺服閥可與主泵輸出的壓力油接通或與油箱接通。在非作業(yè)狀態(tài)，多路換向閥處于中位，主泵輸出的油由中央回油通道經(jīng)背壓閥回油箱，背壓閥前產(chǎn)生一定的背壓p1，具有戶，壓力的油液產(chǎn)生的壓力克服流量控制活塞右端的彈簧力，流量控制活塞向右移動(dòng)的同時(shí)推動(dòng)伺服閥換向，伺服閥處于左位工作，主泵輸出的油（壓力約為p1）進(jìn)入差動(dòng)缸大腔，差動(dòng)缸向右移動(dòng)，斜盤(pán)傾角減至zui?。ǖ粸榱?，由限位螺釘調(diào)定），反饋機(jī)構(gòu)也同時(shí)將伺服閥撥回中位，此時(shí)主泵輸出壓力較低（為p1）、排量較小，泵處于卸荷狀態(tài)，而發(fā)動(dòng)機(jī)又可進(jìn)入自動(dòng)怠速狀態(tài)，節(jié)約了燃油消耗；當(dāng)多路換向閥換向時(shí)（發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)自動(dòng)由怠速變?yōu)樵O(shè)定運(yùn)轉(zhuǎn)速度），多路閥中央回油通道被切斷，沒(méi)有油液通過(guò)背壓閥，背壓閥前壓力pi變?yōu)榱?，流量控制活塞又?huì)在彈簧力的作用下向左移動(dòng)，帶動(dòng)伺服閥處在右位工作，差動(dòng)缸大腔油液通油箱，差動(dòng)缸向右運(yùn)動(dòng)，斜盤(pán)傾角變大，當(dāng)斜盤(pán)角zui大時(shí)通過(guò)反饋機(jī)構(gòu)使伺服閥回到中位，而后便可根據(jù)負(fù)載情況由功率控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行功率調(diào)節(jié)。
②恒功率控制 功率控制活塞所受向右的液壓力是作用于面積A1、A2、A3液壓力的和，而向左的力為彈簧力和功率設(shè)定活塞（面積為A4）的液壓力之和。則功率控制活塞的受力平衡方程為：
pf1 A1 +p2A2 +p1A3 =kx0 +pf1A4 (7-1)
式中k——彈簧的壓縮系數(shù)；
x0——彈簧的預(yù)壓縮量。
液壓力的作用面積和彈簧壓縮系數(shù)為常量，功率設(shè)定后，pf1和x0亦為定值。當(dāng)泵自身的排油壓力p1或另一個(gè)泵排油壓力p2上升時(shí)，功率控制活塞所受向右的力增加，平衡被打破，功率控制活塞向右移動(dòng)，彈簧的壓縮量加大后建立新的平衡，主液壓泵的壓力越高則控制活塞的位移量越大?？刂苹钊蛴乙苿?dòng)會(huì)帶動(dòng)伺服閥芯向右移動(dòng)，差動(dòng)缸大腔通主泵輸出的壓力油，差動(dòng)缸向右移動(dòng)，使泵的斜盤(pán)傾角自動(dòng)減小，泵的排量也隨之減小。把泵的輸入扭矩控制在規(guī)定值以下，使泵在該壓力狀態(tài)下所需功率與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率相匹配不使發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)載，差動(dòng)缸移動(dòng)時(shí)反饋機(jī)構(gòu)使伺服閥回到中位。這樣不同的p1、p2壓力值便對(duì)應(yīng)著不同的排量。同理，當(dāng)p1、p2減小時(shí)泵的排量向大的方向調(diào)節(jié)，增加作業(yè)速度。總之通過(guò)恒功率控制可實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)的輕載高速、重載低速的控制，充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，提高作業(yè)效率。
③功率設(shè)定 調(diào)節(jié)器上設(shè)置了電磁比例減壓閥5，改變比例減壓閥輸入電流值指令，可改變功率的設(shè)定值。電磁比例減壓閥的二次壓力油被引至調(diào)節(jié)器的功率控制機(jī)構(gòu)，由于A4>A1，如果改變比例減壓閥的二次壓力值pf1，就可改變平衡方程的平衡點(diǎn)，使功率控制活塞開(kāi)始移動(dòng)時(shí)的主泵壓力p1和p2發(fā)生變化，即泵的功率設(shè)定值發(fā)生改變，以根據(jù)作業(yè)條件、操作指令使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得*運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)（設(shè)定了發(fā)動(dòng)機(jī)在不同作業(yè)條件下的功率輸出值），工作機(jī)構(gòu)獲得*作業(yè)速度。
通過(guò)上述分析可知，挖掘機(jī)雙聯(lián)液壓泵的液壓功率之和應(yīng)與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率相匹配，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)兩個(gè)泵的排量應(yīng)同時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，否則，挖掘機(jī)將不能正常工作。
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