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摘要：文章通过建立故障树模型，针对W2-100型挖掘机液压系统出现发热现象的相关问题进行了探讨，研究了消除故障的具体措施和处理方法，以确保挖掘机能够依靠液压系统的稳定性实现高效运行。
关键词：故障树；挖掘液壓系统；故障诊断；压力阀
在土石方工程机械化施工的众多使用机械中，液压挖掘机是其中重要的机械，为工作人员的施工带来便捷，实现了大型工程的推广普及，比较突出表现在建筑工程、水利水电工程等行业的应用中。由于挖掘机液压系统的构造较为复杂，若系统发生故障很难检修，因此在生产实践中通过对液压系统的运行状况进行分析，找出发生故障的根本原因，制定有针对性的解决方式是保证设备运行平稳高效的关键。
1 W2-100型挖掘机液压系统组成
W2-100 型挖掘机液压传动系统构成，见图1：
图1 W2-100 挖掘机液压传动系统
1、2代表换向阀，这两个换向阀都是二位六通手动式装置，换向阀1的两个位置分别与左行走马达14以及动臂油缸13相关联，当启动换向阀1时即可使动臂油缸13与马达14进行相应地动作；换向阀2的两个位置分别对应的是右行走马达16与斗杆油缸17，当启动换向阀2可使斗杆油缸17与右行走马达16进行相应的动作。
3、4代表三位八通阀，阀3主要对左行走马达14或者对动臂油缸13进行有效控制，使其处于恰当的位置；而阀3则控制右行走马达16以及斗杆油缸17的运动方向。
5、6代表三位七通阀，属于手动控制。阀5主要是对回转马达20的旋转方向进行有效控制；而阀6则是对转斗油缸19的运动方向进行控制。
控制阀7、导阀8一方面可看控制分支系统的合流，另一方面还能对各个分支系统中的部件进行控制，促使各部件行使不同的功能，进行相关作业操作。
一般而言，背压阀9的压力改变为1MPa，以此实现防止空气由回油路再次流入系统，避免了其给系统原油带来一定的污染影响，与此同时，还可以促进回油路维持有效的压力。根据分析，过载阀10作为了溢流阀，本研究中的各换向阀的线路中都配置了过载阀，通过并联形式使其达到了与工作油路的良好连接。如果油路压力出现超过了过载阀调压压力，会导致过载阀被迫打开，压力油就能够经过过载阀进入到回油路中，使得工作装置实施卸载。通过观察发现，每一个工作腔中都安装了过载阀设备，所以相应的过载能力取决于工作装置的实际受力状况，这样挖掘机装置在工作中能够获取到最大的挖掘力，为施工提供一定的帮助。
11代表速度限制阀，速度限制阀的主要作用是可避免挖掘机下坡行驶过程中发生溜坡现象；12代表单向阻尼阀，它的主要作用是避免72动臂油缸产生振动与冲击，降低其对系统整体稳定性的影响。
18属于缓冲阀，其功能是实现在马达启动、制动力矩过程中发挥一些缓冲力，从而达到避免设备遭受的影响过大的目的。
2 W2-100 型挖掘机液压系统发热分析及故障分析的建立
2.1 分析发热特点及影响
在挖掘机正常工作的情况下。油温在液压系统运行中不应当超过65℃，否则会发生液压系统发热故障。实践中的具体现象是，挖掘机初期工作性能表现十分正常，然而1小时后指令执行会相对迟缓，进而挖掘力不足，最为明显的是行走过程中转向变得非常困难[1]。一旦发生此种状况，应当即刻采取有效措施进行处置，不然这一影响会蔓延到机器设备，对设备产生的影响具体表现在如下几点：
（1）液压油的氧化速度加快会形成胶状物质影响各个部件之间的配合。
（2）长时间发热会让液压油的黏性降低，这又会导致系统发热，不断的恶性循环下去。
（3）促使部分零件发生严重磨损，寿命周期大大缩短。
（4）发热会让橡胶密封套老化，造成不必要的损失。
2.2 构建W2-100型挖掘机液压系统发热故障树
液压系统出现发热现状在W2-100 型挖掘机运行中比较普遍，这一问题的发生过程相对复杂，处理过程也比较繁琐，以此应当通过构建故障树，来更深入的分析相应的原因，故障树具有直观的特点，出错率较低，然而在建立故障树时一定要注意不能有人为因素在其中、最底部的事件相互独立，互不影响。W2-100 型挖掘机液压系统发热故障树（图 2）。
图2 W2-100 挖掘机液压系统发热故障树
3故障机理分析及排除
3.1外观检查
故障排除过程中，第一步需要针对外观情况实施详细的检验，如查看油缸或油管连接处的泄露问题、油箱液面是否不稳定或者有无变形现象等，发现堵塞现象时应及时加以清理。
3.2油箱冷却装置运行失稳造成油温升高
由于W2-100 型挖掘机的液压系统冷却设备构成为风力冷却以及水冷却，所以故障排查中，需要先针对风扇运行情况进行检查，风扇工作出现异常通常是由于皮带变松或老化，涨紧轮异响，风扇电机工作异常等，这就会造成风扇的转速不够，不能有效的带来冷空气，冷却效果降低，应该及时维修或更换。如果风扇的工作运行正常，冷却水箱内水量充足，就需要检查冷却器周围通冷水的管道是否有堵塞，具体检查中通过设置压力表在散热器进出口部位，对相应的压力差值进行观测，油温平稳状态下的差值需要保持不大于0.10MPa，超出0.10MPa则说明油管发生了堵塞，解决这一问题需要拆除散热器，进行疏通操作。
3.3液压泵部件摩擦造成油温过高
发热程度的大小也会受到液压泵的影响，W2-100 型挖掘机的两个主泵都是采用了轴向变量柱塞泵，长时间工作会让传动轴弯曲变形，这样就会使多组部件在工作时候产生摩擦，摩擦就会产生热量，这些热量会传递到周围，造成油温升高[2]。判断是否是由这一因素引起的只需要观察液压泵升温的速度，速度过快的情况下就很有可能是这个造成的，还有就是液压泵传动轴弯曲工作时，会有非常大的噪音，以此为根据也可判断。 3.4液压油质量不佳造成油温增加
实际施工中也出现过因为油液不合格或者是假冒偽劣油液而产生升温，选用油液时如果油液的粘度过高，就会加大油液与管道之间的摩擦，损失动能而转化为热能，造成了油温升高。还有一个方面是如果选用的油液性能不符合要求，那么在工作过程中就有可能出现化学反应，引起局部区域温度升高，加剧了零件的磨损，由于有不可预知性，产生的化学反应有可能产生危险，造成经济损失。
3.5准确调整压力阀的工作压力
溢流阀 23是控制变量泵A、B的工作压力，压力的控制一定要在范围内，过高或者过低都会引起温度升高。比如过高会使泵过载运行，产生额外的热量，导致温度升高；反之，系统压力过低会引起溢流阀开启卸荷现象，造成液压系统溢流发热，所以在实际工作中要严格调整压力的大小，避免因为压力的不合适而产生温度升高的情况。同样的道理也可应用于过载阀10，虽然和溢流阀23有差别，但是压力掌控不好也会引起液压系统的温度上升。
3.6回油单向阀 26 失效造成油温过大
回油单向阀 26的作用非常重要，当出现状况可自动开启，保护整个液压装置。然而从图1的分析中能够得知，这一装置由于配置在回油滤芯的底端，不容易实现检测，另外油箱存在许多杂物，造成此阀在使用的关键时刻出现卡死，回油散热器不能发挥相应的功能，高温油立刻就进入了油箱中，最终导致油温显著升高，因此在任何的液压油更换过程中都应当严格的检验周边杂物情况，避免对装置产生危害，有杂物时要及时清理，避免出现故障[3]。
结束语
综上所述，针对挖掘机液压系统出现故障后原因排除及断定工作，可以利用故障树分析法实施诊断，这一故障解决过程用时较短，尤其是一些构造比较复杂的系统，采取此种方式能够大大提高诊断地效率，而且诊断地准确度高，能够便于检修技术人员的后期工作。不仅如此，在技术更新的推动下，故障树分析过程能够充分融合传统方法与先进的计算机技术，其优势显著，在各领域的应用前景也一片光明。
参考文献：
[1]万之凯，万雨菲.浅议工程机械液压系统的质量通病与防护对策[J].商场现代化，2010（04）：115-115.
[2]侯兴明，孙严.如何处理工程机械液压系统中的污染[J].建材与装饰（下旬刊），2008（04）：348-349.
[3]唐宏宾，吴运新.基于T-S模糊故障树的混凝土泵车泵送液压系统故障诊断[J].计算机应用研究，2012（02）：561-564+568.
关键词：故障树；挖掘液壓系统；故障诊断；压力阀
在土石方工程机械化施工的众多使用机械中，液压挖掘机是其中重要的机械，为工作人员的施工带来便捷，实现了大型工程的推广普及，比较突出表现在建筑工程、水利水电工程等行业的应用中。由于挖掘机液压系统的构造较为复杂，若系统发生故障很难检修，因此在生产实践中通过对液压系统的运行状况进行分析，找出发生故障的根本原因，制定有针对性的解决方式是保证设备运行平稳高效的关键。
1 W2-100型挖掘机液压系统组成
W2-100 型挖掘机液压传动系统构成，见图1：
图1 W2-100 挖掘机液压传动系统
1、2代表换向阀，这两个换向阀都是二位六通手动式装置，换向阀1的两个位置分别与左行走马达14以及动臂油缸13相关联，当启动换向阀1时即可使动臂油缸13与马达14进行相应地动作；换向阀2的两个位置分别对应的是右行走马达16与斗杆油缸17，当启动换向阀2可使斗杆油缸17与右行走马达16进行相应的动作。
3、4代表三位八通阀，阀3主要对左行走马达14或者对动臂油缸13进行有效控制，使其处于恰当的位置；而阀3则控制右行走马达16以及斗杆油缸17的运动方向。
5、6代表三位七通阀，属于手动控制。阀5主要是对回转马达20的旋转方向进行有效控制；而阀6则是对转斗油缸19的运动方向进行控制。
控制阀7、导阀8一方面可看控制分支系统的合流，另一方面还能对各个分支系统中的部件进行控制，促使各部件行使不同的功能，进行相关作业操作。
一般而言，背压阀9的压力改变为1MPa，以此实现防止空气由回油路再次流入系统，避免了其给系统原油带来一定的污染影响，与此同时，还可以促进回油路维持有效的压力。根据分析，过载阀10作为了溢流阀，本研究中的各换向阀的线路中都配置了过载阀，通过并联形式使其达到了与工作油路的良好连接。如果油路压力出现超过了过载阀调压压力，会导致过载阀被迫打开，压力油就能够经过过载阀进入到回油路中，使得工作装置实施卸载。通过观察发现，每一个工作腔中都安装了过载阀设备，所以相应的过载能力取决于工作装置的实际受力状况，这样挖掘机装置在工作中能够获取到最大的挖掘力，为施工提供一定的帮助。
11代表速度限制阀，速度限制阀的主要作用是可避免挖掘机下坡行驶过程中发生溜坡现象；12代表单向阻尼阀，它的主要作用是避免72动臂油缸产生振动与冲击，降低其对系统整体稳定性的影响。
18属于缓冲阀，其功能是实现在马达启动、制动力矩过程中发挥一些缓冲力，从而达到避免设备遭受的影响过大的目的。
2 W2-100 型挖掘机液压系统发热分析及故障分析的建立
2.1 分析发热特点及影响
在挖掘机正常工作的情况下。油温在液压系统运行中不应当超过65℃，否则会发生液压系统发热故障。实践中的具体现象是，挖掘机初期工作性能表现十分正常，然而1小时后指令执行会相对迟缓，进而挖掘力不足，最为明显的是行走过程中转向变得非常困难[1]。一旦发生此种状况，应当即刻采取有效措施进行处置，不然这一影响会蔓延到机器设备，对设备产生的影响具体表现在如下几点：
（1）液压油的氧化速度加快会形成胶状物质影响各个部件之间的配合。
（2）长时间发热会让液压油的黏性降低，这又会导致系统发热，不断的恶性循环下去。
（3）促使部分零件发生严重磨损，寿命周期大大缩短。
（4）发热会让橡胶密封套老化，造成不必要的损失。
2.2 构建W2-100型挖掘机液压系统发热故障树
液压系统出现发热现状在W2-100 型挖掘机运行中比较普遍，这一问题的发生过程相对复杂，处理过程也比较繁琐，以此应当通过构建故障树，来更深入的分析相应的原因，故障树具有直观的特点，出错率较低，然而在建立故障树时一定要注意不能有人为因素在其中、最底部的事件相互独立，互不影响。W2-100 型挖掘机液压系统发热故障树（图 2）。
图2 W2-100 挖掘机液压系统发热故障树
3故障机理分析及排除
3.1外观检查
故障排除过程中，第一步需要针对外观情况实施详细的检验，如查看油缸或油管连接处的泄露问题、油箱液面是否不稳定或者有无变形现象等，发现堵塞现象时应及时加以清理。
3.2油箱冷却装置运行失稳造成油温升高
由于W2-100 型挖掘机的液压系统冷却设备构成为风力冷却以及水冷却，所以故障排查中，需要先针对风扇运行情况进行检查，风扇工作出现异常通常是由于皮带变松或老化，涨紧轮异响，风扇电机工作异常等，这就会造成风扇的转速不够，不能有效的带来冷空气，冷却效果降低，应该及时维修或更换。如果风扇的工作运行正常，冷却水箱内水量充足，就需要检查冷却器周围通冷水的管道是否有堵塞，具体检查中通过设置压力表在散热器进出口部位，对相应的压力差值进行观测，油温平稳状态下的差值需要保持不大于0.10MPa，超出0.10MPa则说明油管发生了堵塞，解决这一问题需要拆除散热器，进行疏通操作。
3.3液压泵部件摩擦造成油温过高
发热程度的大小也会受到液压泵的影响，W2-100 型挖掘机的两个主泵都是采用了轴向变量柱塞泵，长时间工作会让传动轴弯曲变形，这样就会使多组部件在工作时候产生摩擦，摩擦就会产生热量，这些热量会传递到周围，造成油温升高[2]。判断是否是由这一因素引起的只需要观察液压泵升温的速度，速度过快的情况下就很有可能是这个造成的，还有就是液压泵传动轴弯曲工作时，会有非常大的噪音，以此为根据也可判断。 3.4液压油质量不佳造成油温增加
实际施工中也出现过因为油液不合格或者是假冒偽劣油液而产生升温，选用油液时如果油液的粘度过高，就会加大油液与管道之间的摩擦，损失动能而转化为热能，造成了油温升高。还有一个方面是如果选用的油液性能不符合要求，那么在工作过程中就有可能出现化学反应，引起局部区域温度升高，加剧了零件的磨损，由于有不可预知性，产生的化学反应有可能产生危险，造成经济损失。
3.5准确调整压力阀的工作压力
溢流阀 23是控制变量泵A、B的工作压力，压力的控制一定要在范围内，过高或者过低都会引起温度升高。比如过高会使泵过载运行，产生额外的热量，导致温度升高；反之，系统压力过低会引起溢流阀开启卸荷现象，造成液压系统溢流发热，所以在实际工作中要严格调整压力的大小，避免因为压力的不合适而产生温度升高的情况。同样的道理也可应用于过载阀10，虽然和溢流阀23有差别，但是压力掌控不好也会引起液压系统的温度上升。
3.6回油单向阀 26 失效造成油温过大
回油单向阀 26的作用非常重要，当出现状况可自动开启，保护整个液压装置。然而从图1的分析中能够得知，这一装置由于配置在回油滤芯的底端，不容易实现检测，另外油箱存在许多杂物，造成此阀在使用的关键时刻出现卡死，回油散热器不能发挥相应的功能，高温油立刻就进入了油箱中，最终导致油温显著升高，因此在任何的液压油更换过程中都应当严格的检验周边杂物情况，避免对装置产生危害，有杂物时要及时清理，避免出现故障[3]。
结束语
综上所述，针对挖掘机液压系统出现故障后原因排除及断定工作，可以利用故障树分析法实施诊断，这一故障解决过程用时较短，尤其是一些构造比较复杂的系统，采取此种方式能够大大提高诊断地效率，而且诊断地准确度高，能够便于检修技术人员的后期工作。不仅如此，在技术更新的推动下，故障树分析过程能够充分融合传统方法与先进的计算机技术，其优势显著，在各领域的应用前景也一片光明。
参考文献：
[1]万之凯，万雨菲.浅议工程机械液压系统的质量通病与防护对策[J].商场现代化，2010（04）：115-115.
[2]侯兴明，孙严.如何处理工程机械液压系统中的污染[J].建材与装饰（下旬刊），2008（04）：348-349.
[3]唐宏宾，吴运新.基于T-S模糊故障树的混凝土泵车泵送液压系统故障诊断[J].计算机应用研究，2012（02）：561-564+568.