許清芳
（金鷹重型工程機械有限公司）

　　摘　要：本文通過對某型物料運輸車地板皮帶“自轉”故障現象的分析，得出了該故障是由液壓系統油泵零偏引起的結論；并且在對油泵變量原理進行進一步分析的基礎上，提出了依靠歸零閥直接溝通油泵變量缸，解決油泵液壓零偏故障的方案；經過在某型物料運輸車上試驗，該方案較好地解決了該車地板皮帶液壓油泵零偏故障，增強了設備使用的安全性。

　　關鍵詞：物料運輸車；地板輸送帶；液壓系統；液壓油泵；液壓零偏
　　1　問題的提出

　　物料運輸車的道砟輸送功能主要依靠地板皮帶輸送裝置完成，地板皮帶輸送裝置采用閉式液壓傳動，個別用戶反映地板皮帶有“自轉”的故障現象：在發動機發動，且未給地板皮帶輸送裝置任何控制信號情況下，地板皮帶輸送裝置自行運轉，該故障給設備正常使用造成了極大的不便。
　　2　故障原因分析

　　2.1　液壓原理介紹

　　圖1為地板皮帶輸送裝置液壓系統原理圖。該液壓系統主要特點如下：

　　（1）地板皮帶輸送裝置由四個液壓馬達驅動，兩個液壓馬達驅動地板皮帶輸送裝置的前軸，另外兩個液壓馬達驅動地板皮帶輸送裝置的后軸；

　　（2）四個地板皮帶驅動液壓馬達分別由兩個液壓油泵提供壓力油源，一個油泵為地板皮帶前驅動軸兩個液壓馬達提供壓力油源，另一個油泵為地板皮帶后驅動軸的兩個液壓馬達提供壓力油源；

　　（3）地板皮帶油泵與地板皮帶馬達采用閉式回路連接；

　　（4）地板皮帶油泵為電比例變量控制油泵，通過調節地板皮帶油泵比例電磁閥控制電流的大小及方向，可以實現油泵排量從0ml/r(中位)至±Vgmax(雙向Z大排量)之間的無級調節，從而實現地板皮帶馬達轉速從0r/min至±nmax（雙向Z高轉速）之間的無級調節，即實現了地板皮帶速度從0至Z大的無級調節及地板皮帶輸送方向的調節。

　　2.2　原因分析

　　由圖1分析，可能產生該故障現象的原因有兩個：

　　（1）電控系統故障，誤輸出地板皮帶工作信號；

　　（2）油泵排量無法穩定至0ml/r，導致油泵在沒有控制信號輸入的情況下，實際有油液輸出，從而驅動地板皮帶運轉。

　　2.3　控制系統排查

　　現場故障排查過程中，拔掉液壓油泵的比例電磁閥插頭，切斷電控系統與油泵的聯系后，不能使地板皮帶輸送裝置的“自轉”故障現象消除，說明該故障現象不是由電控系統誤給控制信號造成的。

　　2.4　油泵零偏排查

　　在發動機發動、油泵無控制信號情況下，測試地板輸送油泵出口壓力達到7MPa(如圖2（a）所示)，補油壓力2.4MPa(如圖2（b）所示)，說明油泵在無控制信號情況下，補油壓力正常，但主油泵仍處于非正常建壓工作狀態。

　　在發動機發動、油泵無控制信號情況下，測試地板輸送油泵變量缸兩側油口X1\X2口壓力，如圖3所示，說明油泵在無控制信號情況下，油泵變量缸兩端實際產生了壓差，從而導致油泵變量缸驅動油泵變量。

　　通過以上分析，可知地板皮帶輸送裝置在無電控信號的情況下，自行運轉的故障是油泵液壓零偏造成的。

　　3　解決方案

　　多種原因可以導致油泵液壓零偏，如液壓油潔度不達標、油泵比例控制閥損壞及油泵制造精度不高等。無論液壓油泵零偏是由什么原因造成，該故障可能導致作業機構產生不可控的動作，故該類故障的安全隱患極大，可能導致設備損壞，嚴重的甚至影響操作、檢修人員的人身安全。因此，有必要對油泵的變量原理進行深入分析，解決油泵液壓零偏的問題。

　　3.1　軸向柱塞油泵變量原理

　　圖4為軸向柱塞油泵的結構圖，（b）為油泵內部主要元件的剖視圖，油泵旋轉組件（主要包含1、2、7、8）在原動機的驅動下，高速旋轉。斜盤不隨驅動軸旋轉，但其可繞驅動軸在傾斜角的范圍內傾斜擺動。柱塞可以在缸體內上下運動，其行程、截面積以及柱塞的數量，決定了油泵的排量，對于同一個油泵來說，柱塞截面積及柱塞數量均為固定值，因此，柱塞的行程決定了油泵的排量大小。對于變量泵來說柱塞的行程取決于斜盤的傾角，斜傾角為0時，油泵柱塞行程為0，油泵輸出排量為0；當斜盤傾角處于Z大擺角時，油泵柱塞行程Z大，此時油泵以Z大排量輸出；一般情況下，變量油泵的排量可在0至其Z大排量之間無級調節。斜盤繞驅動軸的擺動是由油泵的變量缸驅動的，變量缸的動作則受排量控制閥控制。當排量控制閥無電信號時，油泵變量缸應處于中位，當排量控制閥接收到Z大控制信號時，油泵變量缸處于Z大偏置位，從而驅動油泵斜盤擺至Z大傾角處，實現油泵排量調節。

　　3.2　油泵液壓零偏故障形成原因及解決方法

　　油泵液壓零偏的直接原因是油泵排量控制閥卡滯，導致排量控制閥在無電信號情況下，將控制油液引入油泵的變量缸，導致變量缸不能穩定于中位，驅動油泵斜盤擺動偏離中位，使油泵產生了排量輸出。

　　為了避免由于油泵排量控制閥微小零偏導致的變量泵誤動作，結合變量油泵工作原理，我們給油泵設置了一個歸零閥組，工作原理如圖5所示。在油泵排量控制閥未得電情況下，歸零閥始終處于失電狀態，直接溝通油泵變量缸兩側控制油路，使變量缸兩端壓力一致，即便油泵排量控制閥有零偏情況，誤向變量缸輸出了控制油液，但由于油泵歸零閥未得電，變量缸兩端仍處于溝通狀態，變量缸不會產生誤動作。給油泵控制閥的同時，油泵歸零閥得電，保證油泵的正常工作。

　　4　結語

　　經過在某型物料運輸車上現場試驗，通過采用油泵歸零閥直接溝通油泵變量缸兩端的方式，有效的解決了該車地板皮帶“自轉”故障，即液壓油泵零偏故障，同時不影響油泵的正常使用，提高了設備運用的安全性。

（來源：大型養路機械）