電控型挖掘機(jī)行走異常故障分析與排查

王茄任 李文新 劉建 畢金敏

【摘 要】針對某電控型挖掘機(jī)在工作一定時(shí)間后出現(xiàn)行走異常的故障，結(jié)合液壓及電控系統(tǒng)原理進(jìn)行綜合分析與排查，最終確認(rèn)故障原因?yàn)橐簤合到y(tǒng)污染物干擾致使泵斜盤角度傳感器輸出信號異常，進(jìn)而影響控制程序運(yùn)算結(jié)果，導(dǎo)致左右泵輸出流量差異較大，出現(xiàn)行走跑偏。拆檢泵角度傳感器進(jìn)行清潔后，故障排除。

【Abstract】In view of the abnormal walking fault of an electronically controlled excavator after working for a certain period of time， and combined with the hydraulic and electric control system principle， a comprehensive analysis and investigation are carried out. Finally， it is confirmed that the fault is caused by the disturbance of contaminants in the hydraulic system， which causes the abnormal output signal of the pump swashplate angle sensor， and then affects the calculation results of the control program， resulting in a large difference between the output flow of the left and right pumps and a running deviation. After cleaning the angle sensor of the disassembly inspection pump， the fault is solved.

【關(guān)鍵詞】挖掘機(jī)；電控；行走異常

【Keywords】excavator； electronic control； abnormal walking

【中圖分類號】TH11 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2019）04-0195-02

1 故障表現(xiàn)

某20t級電控型挖掘機(jī)在工作200小時(shí)后出現(xiàn)行走跑偏故障，表現(xiàn)為左邊履帶快，右邊履帶慢，其他動(dòng)作無明顯異常，可正常進(jìn)行挖掘，整機(jī)也無任何報(bào)警信息。行走跑偏雖然對挖掘機(jī)正常作業(yè)影響較小，但在挖掘機(jī)移動(dòng)過程中尤其是上下拖車時(shí)存在較大的安全隱患，極易造成翻車事故，客戶抱怨較大，需要盡快進(jìn)行修復(fù)。

2 故障原因分析

挖掘機(jī)由左右2個(gè)馬達(dá)分別驅(qū)動(dòng)兩側(cè)履帶實(shí)現(xiàn)直線行走，如果2個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)速差異較大則會出現(xiàn)行走跑偏現(xiàn)象，而馬達(dá)轉(zhuǎn)速差異一般由以下三大系統(tǒng)原因造成：①液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)2個(gè)馬達(dá)輸入的流量有差異，導(dǎo)致馬達(dá)轉(zhuǎn)速不一致；②結(jié)構(gòu)件系統(tǒng)，由于結(jié)構(gòu)件機(jī)械故障使2個(gè)馬達(dá)外載荷有差異，導(dǎo)致馬達(dá)轉(zhuǎn)速不一致；③電氣系統(tǒng)，由于該挖掘機(jī)采用電控排量主泵，電氣故障或控制程序BUG也有可能會引起左右泵輸出流量有差異，導(dǎo)致馬達(dá)轉(zhuǎn)速不一致[1]。

采用魚骨圖對三大系統(tǒng)進(jìn)行分解，找出所有可能導(dǎo)致行走跑偏的子部件（見圖1）。

其中，液壓系統(tǒng)故障點(diǎn)可能為主泵、主閥、行走馬達(dá)、中心回轉(zhuǎn)接頭和行走先導(dǎo)閥；結(jié)構(gòu)件故障點(diǎn)可能為履帶、張緊輪、托鏈輪、引導(dǎo)輪或者車架；電氣系統(tǒng)故障點(diǎn)可能為控制器、整車線束、傳感器和控制程序。

3 故障原因排查

由于涉及多個(gè)系統(tǒng)，可能的故障點(diǎn)較多，按照先易后難，以及優(yōu)先排查行走跑偏高頻故障點(diǎn)的原則對各系統(tǒng)進(jìn)行分析。

3.1 結(jié)構(gòu)件系統(tǒng)排查

①檢查兩側(cè)履帶張緊度，用鋼尺檢測托鏈輪與驅(qū)動(dòng)輪之間履帶的最大下垂量，符合技術(shù)要求；②操作挖掘機(jī)用工作裝置將整機(jī)單邊撐起，操作行走馬達(dá)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查托鏈輪和引導(dǎo)輪，運(yùn)轉(zhuǎn)正常無卡滯；③對車架進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)磕碰、損壞等異常情況。經(jīng)上述排查后基本可確認(rèn)結(jié)構(gòu)件系統(tǒng)正常。

3.2 液壓系統(tǒng)排查

①用壓力表檢測行走先導(dǎo)閥二次壓力，在3.5～4MPa的范圍內(nèi)，符合技術(shù)要求，行走先導(dǎo)閥正常；②操作整機(jī)進(jìn)行雙邊直線行走，同時(shí)操縱上部機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)作，因?yàn)閳?zhí)行此復(fù)合動(dòng)作，液壓系統(tǒng)會自動(dòng)切換至分泵供油模式，即左泵給2個(gè)行走馬達(dá)供油，右泵給上部機(jī)構(gòu)供油，此時(shí)2個(gè)馬達(dá)進(jìn)油量相同，整機(jī)行走無跑偏，由此可判斷行走馬達(dá)正常；③對調(diào)中心回轉(zhuǎn)接頭至2個(gè)回轉(zhuǎn)馬達(dá)的管路，故障轉(zhuǎn)移，變成右邊履帶快，左邊履帶慢，判定為往2個(gè)行走馬達(dá)的流量不一致，但檢查中心回轉(zhuǎn)接頭未發(fā)現(xiàn)有漏油，損壞等異常，需要繼續(xù)往上一級部件排查；④將中心回轉(zhuǎn)接頭管路恢復(fù)后，再對調(diào)主閥至中心回轉(zhuǎn)接頭的管路，故障同樣出現(xiàn)轉(zhuǎn)移，對2根行走馬達(dá)閥芯進(jìn)行拆檢，閥芯表面無較大磨損，活動(dòng)順暢，將2根閥芯互換安裝試車，故障未轉(zhuǎn)移，可確認(rèn)主閥工作正常，恢復(fù)主閥閥芯與管路，繼續(xù)往上一級部件排查；⑤將主泵至主閥2根管路進(jìn)行互換，同時(shí)將左右泵比例電磁閥、壓力傳感器和斜盤角度傳感器的插頭進(jìn)行互換后試車，故障轉(zhuǎn)移，由此可判定左右泵輸出的流量不一致，互換比例電磁閥后故障依舊，由于該機(jī)工作時(shí)長較短，泵內(nèi)元件磨損過大可能性較低，且拆檢泵體較為復(fù)雜和困難，決定暫不進(jìn)行拆檢，繼續(xù)排查其他故障點(diǎn)。

3.3 電氣系統(tǒng)排查

①檢查泵比例電磁閥、壓力傳感器和角度傳感器的線束及插頭，未發(fā)現(xiàn)異常；②將壓力傳感器與角度傳感器進(jìn)行拆檢，輸入輸出信號正常；③用斷路盒串接控制器與整車線束進(jìn)行檢測，控制器輸出信號正常；④重新刷寫控制程序，故障依舊。

至此，根據(jù)魚骨圖列出的所有故障點(diǎn)均已排查完畢，未發(fā)現(xiàn)異常，只能對主泵進(jìn)行拆檢。將泵拆開后檢查缸體、柱塞、配油盤等部件，均為正常磨損，未發(fā)現(xiàn)異常；檢查各個(gè)傳感器安裝孔，在右泵角度傳感器安裝孔中發(fā)現(xiàn)存在較大顆粒鐵屑，清理干凈后將泵復(fù)原進(jìn)行試車，故障排除[2]。

4 原理分析

該型號挖掘機(jī)控制原理如圖2所示?？刂破鞑杉幂敵鰤毫?、泵斜盤角度、先導(dǎo)壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號等進(jìn)行運(yùn)算，并輸出控制電流至泵比例電磁閥，對泵的排量進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。先導(dǎo)壓力與泵輸出流量成正比例關(guān)系，雙邊直線行走時(shí)控制器根據(jù)腳先導(dǎo)壓力計(jì)算出系統(tǒng)所需流量，并輸出左右泵比例電磁閥控制電流，控制泵的斜盤擺角，同時(shí)控制器還監(jiān)測泵斜盤擺角、泵輸出壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號，對泵進(jìn)行恒功率控制，確保發(fā)動(dòng)機(jī)不出現(xiàn)掉速、熄火。

右泵角度傳感器為霍爾傳感器，當(dāng)右泵角度傳感器安裝孔處混入鐵屑后，對傳感器磁場信號造成了干擾，使傳感器輸出的斜盤角度值較實(shí)際值偏大，此時(shí)根據(jù)控制算法，右泵的計(jì)算功率也變大，進(jìn)入恒功率調(diào)節(jié)，控制器減小右泵比例電磁閥控制電流，使右泵的流量降低，造成左右泵輸出流量不一致，出現(xiàn)行走跑偏。

5 結(jié)語

隨著行業(yè)技術(shù)水平的發(fā)展，為了獲得更優(yōu)的操控性和燃油經(jīng)濟(jì)性，挖掘機(jī)產(chǎn)品也越來越多地采用各種傳感器、電液控制等技術(shù)手段對整機(jī)進(jìn)行更加精確的監(jiān)測和控制，需要對挖掘機(jī)電氣、液壓和控制等多系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析排查，大大增加了故障處理的難度，對維修人員提出了更高的要求。

【參考文獻(xiàn)】

【1】湯和榮.挖掘機(jī)行走跑偏故障排查[J].工程機(jī)械與維修，2019（02）：99-100.

【2】張杰，張軍勝，呂明.挖掘機(jī)行走液壓系統(tǒng)工作原理及行走跑偏檢修方法[J].工程機(jī)械與維修，2016（05）：86-88.