液压系统的发热现象是挖掘机较为普遍的一种故障现象，也是分析处理较为复杂的一种软故障。例如小松PC220-5型挖掘机，在正常工况下，其液压系统油温应在60℃以下（液压泵的温度较之高5～10℃），如果超出较多，则称之为液压系统发热。其故障特征为挖掘机冷车工作后，各种动作较正常，当机器工作约1h后，随着液压油温度的升高，挖掘机便出现各执行机构无力及动作迟缓，特别是挖掘力不够，行走转向困难等现象。
如果液压系统出现发热现象不能及时处理，就会对系统产生极为不利的影响。
1）油液粘度下降，泄漏增加，又发生系统发热，则形成恶性循环。
2）加速油液氧化，形成胶状物质，阻塞元件小孔，使液压元件失灵或卡死而无法工作。
3）使橡胶密封件、软管老化失效。
4）使液压泵及液压阀件磨损加剧，甚至报废。
2.挖掘机液压系统发热的原因
一般来说，对于此类故障应从液压系统的外因和内因分析着手。
（1）内部原因
内部原因主要是由于系统设计不合理，如元件间匹配不合理，管路通道过细、弯头多、弯曲半径小、油箱容积不够等。这类问题应在设计阶段予以充分考虑，否则将造成挖掘机液压系统先天不足，制成产品后就更难以克服。
（2）外部原因
1）油量不当引起的液压系统发热。
如小松PC220-5型挖掘机的液压泵与发动机是通过减震箱内的减震阻尼器来连接的。在处理一台这一型号挖掘机液压系统发热故障时，发现其减震箱内的油位远远超过观察油平面螺钉处（一般约为1.5L），而这些过多的油液在伴随减震阻尼器的转动过程中，产生大量的热量并传递到液压泵，从而导致系统发热。
这时将减震箱油液泄放至标准油位后，故障便可消除。造成减震箱油位过高的原因有两个：①操作人员盲目加油；②液压泵轴端油封老化，使液压油由此泄漏。后者应拆检液压泵，并更换油封。
2）散热器散热性能不良引起油温过高。
散热器散热性能不良的主要形式有外部散热翘片变形或堵塞，冷却作用差；冷却风扇风量不足；液压油散热器内部管道阻塞。前两者除可直观判断外，还可从散热器上下管的温差变化得知。此时应清理散热片、紧固风扇传送带等。对液压油散热器内部管道阻塞的判断，可通过在散热器进出口油道安装压力表，检查两者之间的压差进行；油温约为45℃时的压差在0.12MPa以下属于正常情况，如果高于0.12MPa，则表明油管阻塞严重，应拆卸散热器上下盖，疏通管道。
3）液压系统回油滤芯单向阀失灵引起液压油过热。
液压系统回油滤芯单向阀与液压油散热器并联在回油滤芯的出口上。其功用是在回油散热器阻塞或冬天机械冷车发动初期，如散热器压差在0.185MPa以上时自动开启，短接散热器而构成回油通路。实际工作中，因该阀安装在回油滤芯底部，难以检查保养，而且因个别操作者对液压油油质选用不当、长期不换油及年久失修等原因，使油液污染严重，导致该阀卡死在常开位置上（还有人擅自将此阀拆除），造成回油散热器不起散热作用，这势必引起油温过高，因此在每次更换液压油时应检查此阀是否出现卡滞现象。
4）液压油牌号选用不当或油质差引起油温过高。
近年来，因选用性能不符合规定的油液或伪劣油引起的换油后液压系统油温升高的故障时有发生。例如，误用粘度过高的油液，引起液流压力损失过大，转化为热能，从而引起温升过高；误用粘度过低的液压油，也会引起工作液压泵及液压元件内泄漏大而产生热量；此外，一些劣质油液，因粘温性能差，易乳化和产生汽蚀，析出气泡等问题，会在液压油高压区产生局部高温，并加剧元件的磨损。
5）泵及液压系统压力阀调节不当引起的系统发热。
液压泵作为液压系统的动力源，其工况好坏影响着系统发热程度。如PC220-5型挖掘机的主泵为柱塞泵，如果泵内配流盘与缸体、滑靴、斜盘及柱塞缸体间配合部位的磨损较大，则往往造成液压泵较快发热。这时可通过观察泵升温快，并有噪声的特点加以判断。其修复方法是研磨修整有关密封配合面或更换无法修复的零件。
PC220-5型挖掘机先导控制泵为齿轮泵，其功用是为系统提供操作控制压力油和根据负载要求调节主泵排量的大小。如果该泵内齿轮端面磨损较大或齿顶间隙较大，则内泄增加，这都会使泵发热并影响主泵的正常工作。
溢流阀压力调节过高或过低也会引起液压系统发热。如系统压力调节过高，就会使液压泵在超过额定压力下运行，使泵过载，从而导致油温升高；反之，如果系统压力调节过低，则会使工作机构在正常负载下，频繁出现溢流阀开启卸荷的现象，从而造成液压系统溢流发热。
小松PC220-5型挖掘机液压系统中各压力阀设定值见表1-1。(www.daowen.com)
表1-1 小松PC220-5型挖掘机液压系统各压力阀设定值
3.H55液压挖掘机液压系统发热问题改进实例
（1）H55液压挖掘机及故障
H55液压挖掘机使用了德国西马克技术，采用了全液压传动及控制。整机运行快捷、灵活、挖掘效率高（每铲挖掘2.5m3）。该车配置220马力（1马力=735.499W）柴油发动机一台，油源配置两台A7VTO200型恒功率变量液压泵。最高工作压力30MPa，最大流量564L/min（可双泵合流，给斗杆缸、动臂缸和最大速度回转提供油源）。
某H55液压挖掘机实际工作近半年，其故障率逐渐增高，甚至整车有时不能运行，经常工作0.5h后，就需停下检修。其主要故障：①挖掘机液压系统温度和设计温度不符。在运行1500h后，工作30min。环境温度为35℃时，经远红外线测温仪测量的整机主要部件温度见表1-2。②挖掘机不能正常工作。整机速度减缓（如行走、回转、动臂、斗杆、挖掘等），甚至有些部件有时无动作，基本不能工作。③密封不好。液压缸及管接头油封、密封损坏严重。④油管和接头经常爆裂。⑤液压泵损坏严重。
表1-2 主要部件温度
（2）挖掘机发热故障原因
1）在环境恶劣及高温情况下的工作状态差。挖掘机工作现场环境恶劣，如当夏季环境温度为35℃时，工作现场温度高。
2）工作环境不能和设计条件相符合。H55液压挖掘机采用德国西马克技术，设计中考虑的挖掘机工作环境温度较低（25℃左右），适用于挖掘碎石及软质土石，且属间断工作制度，进行基础拆除时，混凝土体积大、硬度高，与设计条件不同，故原设计的液压系统散热设置较简单，如油箱容量较小（400L）；散热冷却器容量小，散热面积小（26m3）；使用的散热器为板翅式风冷型，这种散热器通道易受油中胶状物阻塞，且效果较差。另外，散热器安装于发动机顶部（发动机本身温度较高，当环境温度为35℃时，发动机温度为92℃），故液压系统几乎不能通过冷却器散热。冷却效果极差，这是液压系统发热的主要原因。
3）H55液压挖掘机油源使用的是两台A7VTO200恒功率变量柱塞泵。该泵具有功率大、使用压力高、抗污染能力强、结构紧凑、变量方式灵活等特点。为了了解液压泵的损坏情况，首先对液压泵作容积效率试验，当液压泵压力加载至20MPa（油液温度在50℃）时，经测量计算，其容积效率为0.78。将液压泵解体检测，发现液压泵旋转刚体配流面、缸体柱塞孔均已磨损，个别缸体柱塞孔与柱塞配合的最大间隙达0.08mm（应不大于0.02mm），泵内零部件有明显的发黑，这是液压系统油温过高所致，是液压泵磨损的主要原因。
根据现场的实际情况分析可知，H55挖掘机故障产生的主要原因是液压系统过热，因此引起了挖掘机液压元件损坏，而使挖掘机不能正常工作。
（3）对挖掘机液压系统的改进
1）增加散热面积。将油箱容积由原来的400L扩大至1200L，增大了油箱的储油量及散热面积。
2）重新设计散热器。改变原散热器安装位置（原散热器安装在发动机顶部），重新设计冷却器通风道，以确保足够的冷却风量。
3）增加两台散热器，使散热面积由26m2扩大至52m2。
4）改变液压系统的散热回油油路连接形式。原散热器与一单向阀并联安装于回油油路上（见图1-4）。当散热器油路液阻增大，且液阻稍大于单向阀开启压力时，回油则未经散热器就通过单向阀直接回油箱了。改变液压系统的散热回油油路，将新增加的两台散热器与原散热器串联安装（见图1-5），则液压系统回油全部通过并联两级散热后回油箱，这样保证了液压系统回油的散热效果。
图1-4 原散热器与一单向阀并联安装示意图
1—阀块 2、3—散热器 4—单向阀 5—油箱
图1-5 新增两台散热器与原散热器串联安装示意图
1—阀块 2、3、4、5—散热器 6—油箱
H55液压挖掘机经过改造后，在原现场使用工况良好，液压系统油温控制在80℃以内，克服了液压系统发热引起的液压元件及管道的损坏，提高了挖掘机的工作效率，降低了故障率，效果理想。
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