BZZ系列全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的幾種常見故障分析

劉 剛

（安鋼集團汽車運輸有限責(zé)任公司，河南 安陽 455004）

目前，各類工程機械廣泛采用BZZ系列轉(zhuǎn)閥式全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝布置，轉(zhuǎn)向更加輕便。

1 全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理及BZZ轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)

圖1 BZZ型液壓轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)車輛直線行駛，轉(zhuǎn)閥處于中位時，油泵輸出的油液進不了轉(zhuǎn)向器，當(dāng)系統(tǒng)油壓達到14.5 Mpa時，卸荷閥開啟，油液經(jīng)卸荷閥回油箱，轉(zhuǎn)向油缸進出油口封閉，處于鎖緊狀態(tài)。

如圖1所示，當(dāng)轉(zhuǎn)向時，例如向右轉(zhuǎn)向，則方向盤順時針方向轉(zhuǎn)，帶動轉(zhuǎn)閥芯一起轉(zhuǎn)動，由于轉(zhuǎn)閥套與計量馬達是花鍵連接，轉(zhuǎn)閥芯與轉(zhuǎn)閥套之間通過定位片式彈簧相連，設(shè)計時保證了壓縮片式彈簧的力小于使計量馬達轉(zhuǎn)動的力，因此開始轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)閥套暫時不轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)閥芯轉(zhuǎn)過一個角度，油泵來油經(jīng)轉(zhuǎn)閥到計量馬達左腔，計量馬達的轉(zhuǎn)子在壓力油作用下向右旋轉(zhuǎn)，并迫使轉(zhuǎn)子另一側(cè)的壓力油經(jīng)轉(zhuǎn)閥進入轉(zhuǎn)向油缸相應(yīng)的一腔，從而推動轉(zhuǎn)向輪實現(xiàn)向右轉(zhuǎn)向，油缸的回油通過轉(zhuǎn)閥回油箱。與此同時，計量馬達轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)又通過連接軸帶動轉(zhuǎn)閥套與方向盤及轉(zhuǎn)閥芯同向轉(zhuǎn)動，于是消除了轉(zhuǎn)閥芯相對于轉(zhuǎn)閥套的轉(zhuǎn)動角度，使轉(zhuǎn)閥又回到中位，轉(zhuǎn)向即停止，這也是計量馬達的反饋作用。

另外，在上述過程中，由于油泵輸出的壓力油先經(jīng)過計量馬達之后才進入轉(zhuǎn)向油缸，計量馬達排除多少油，油缸就進入多少油，計量馬達起到控制流量的作用，所以轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角與方向盤的轉(zhuǎn)角之間有著嚴格的比例關(guān)系，故稱之為計量馬達。

2 全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)常見的故障

（1）轉(zhuǎn)向沉重。轉(zhuǎn)向沉重的主要原因是液壓系統(tǒng)油壓不足。如果系統(tǒng)油壓偏低，不足以克服轉(zhuǎn)向阻力，則計量馬達就不能及時轉(zhuǎn)動，這時作用在方向盤上的力，為了使閥芯轉(zhuǎn)動之外，還要通過銷子、連接軸帶動閥套及計量馬達轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動（手力與油壓力共同作用），因此駕駛員就會感到轉(zhuǎn)向沉重。

系統(tǒng)油壓不足的原因有：①油箱油量太少，油面過低，油泵的吸油管浸入量不夠，影響油泵正常吸油，此時，加足油量即可排除故障；②系統(tǒng)有泄漏，油路壓力難以提高。此時應(yīng)檢查整個管路系統(tǒng)有無外泄及液壓缸內(nèi)油封狀況，作相應(yīng)檢修后即可排除故障；③系統(tǒng)內(nèi)有空氣。液壓系統(tǒng)若內(nèi)混入空氣，由于空氣的可壓縮性，會顯著影響油壓。

空氣進入液壓系統(tǒng)有下面幾種路徑：①油箱油面過低，吸油管沒有完全浸沒油中，會吸入空氣；②回油管沒有浸入油中，回油沖擊液面，使空氣混入油中；③管路系統(tǒng)密封不好，空氣從管內(nèi)壓力低于大氣壓的地方被吸入系統(tǒng)。為防止空氣進入液壓系統(tǒng)，應(yīng)經(jīng)常檢查油箱中的油面高度，保持油箱中有足夠的液壓油，使吸、回油管浸入油中。密封件若失效，應(yīng)及時更換；管接頭及接合處有松動，應(yīng)及時擰緊。

（2）油泵內(nèi)泄漏增大，使油壓不足。成油泵內(nèi)泄漏的主要原因有：①轉(zhuǎn)子與配油盤之間的間隙因磨損加大，造成端面泄漏，可通過磨削定子端面修復(fù)；②對于葉片泵，葉片若被污物卡死，造成徑向間隙泄漏，應(yīng)對油泵進行清洗，清除雜質(zhì)；③油泵內(nèi)的密封件損壞，造成內(nèi)泄，及時更換密封件。

油泵是液壓系統(tǒng)的動力源，是影響系統(tǒng)壓力不足，轉(zhuǎn)向沉重的主要因素之一，所以在深度保養(yǎng)時，應(yīng)對油泵進行性能檢查，及時維修，保證其良好的工作狀態(tài)。另外，應(yīng)盡力維護油液的清潔度，防止污物雜質(zhì)進入油中，避免油泵零件的過度磨損。①安全閥發(fā)生故障，如內(nèi)部孔道堵塞，彈簧損壞等，使調(diào)壓失靈，閥的開啟壓力降低，使系統(tǒng)壓力不足，此時應(yīng)檢查清洗并修復(fù)；②轉(zhuǎn)向器閥芯和閥套之間的過分磨損以及計量馬達轉(zhuǎn)子與定子齒面間的過分磨損、造成內(nèi)泄、此時只能更換油泵，計量馬達轉(zhuǎn)子端面磨損造成的內(nèi)泄可以通過磨削定子端面的方法修復(fù)。

（3）油溫過高，油箱發(fā)熱。油溫過高，會使油液粘度大幅度降低，使泄漏增加，油壓降低；泄漏時的節(jié)流作用又使油溫再升高，造成惡性循環(huán)；過高油溫加速液壓油的氧化及密封件的損壞；泄漏損失及熱量的散失，使能量損失增加，系統(tǒng)的效率降低。

油溫升高的主要原因可以根據(jù)下式分析：

式中：T為油液溫度；T0為環(huán)境溫度；H為系統(tǒng)單位時間的發(fā)熱量；K為油箱的散熱系數(shù)；A為油箱的散熱面積；c為油液的比熱；m為油箱中油液的質(zhì)量；t為運轉(zhuǎn)時間。

從上式可見，由于非自然條件所造成的油箱油溫過高的原因如下：①系統(tǒng)單位時間的發(fā)熱量H偏大，造成原因有：油泵及各種閥的內(nèi)部泄露，局部節(jié)流損失；②油箱散熱條件差，散熱系數(shù)K??；③油箱內(nèi)油液質(zhì)量m偏小，使油液循環(huán)加快，油溫升高。

（4）轉(zhuǎn)向器維修后，方向盤反轉(zhuǎn)打手。某單位曾發(fā)生這樣一件事：一次在將轉(zhuǎn)向器維修安裝后試車，打方向盤時，方向盤突然猛力反轉(zhuǎn)，將駕駛員手部擊傷成骨折，后經(jīng)查明造成這次事故的原因是由于裝配轉(zhuǎn)向器時將計量馬達轉(zhuǎn)子的安裝方位搞錯了。其正確安裝方位如圖2所示。

圖2 轉(zhuǎn)向器正確安裝方位圖

轉(zhuǎn)向器正確的安裝應(yīng)滿足A、B、C、D四條直線相互平行，即A//B//C//D。若不按此規(guī)定安裝，就會發(fā)生上述事故，其原因分析如下：

圖3 轉(zhuǎn)向器配流圖

如圖3所示，當(dāng)正確安裝時，若方向盤左轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向閥的配流作用使壓力油進入計量馬達的1、2、3號齒間，壓力油迫使馬達轉(zhuǎn)子沿著使1、2、3號齒間密封容積增大的方向即逆時針方向旋轉(zhuǎn)，同時4、5、6號齒間的油液被擠出馬達進入轉(zhuǎn)向油缸，推動車輪向左轉(zhuǎn)向，馬達的反饋作用使轉(zhuǎn)向輪緊緊跟隨方向盤，轉(zhuǎn)向正常。

然而，如果轉(zhuǎn)子的安裝方位搞錯，這時，當(dāng)方向盤向左轉(zhuǎn)時，油液依然進入計量馬達的1、2、3號齒間，但這時壓力油使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方向卻是順時針方向（使密封容積增大的方向），并通過連接軸帶動軸套、閥芯及方向盤一起順時針方向旋轉(zhuǎn)，即向右轉(zhuǎn)，正是這種意外的強力反轉(zhuǎn)，使駕駛員手部受傷。

3 結(jié)語

因此，在裝配轉(zhuǎn)向器時，一定要滿足正確的裝配關(guān)系，否則就會發(fā)生事故。