1.概述

日立EX系列液压挖掘机采用微机控制，机电液一体化集成度较高，检查故障时要考虑机、电、液三方面的影响，因此故障的定位比较困难。

日立EX系列挖掘机液压系统工作原理如图11-10所示。判定挖掘机工作速度快慢的测试方法是：先预热机器，当油温达到50～55℃后，按生产作业方式操作机器，记录其循环时间，与参考标准对照：动臂、斗杆或铲斗每往复一次10s，回转速度3r/min。当超标较大时，可以判定挖掘机动作速度变慢。挖掘机挖掘力的大小由主泵输出压力决定，作业速度的快慢由流量决定。当挖掘机整机作业速度变慢时，应考虑系统流量不足，需重点检查以下三方面问题：发动机功率不足，变量泵变量失效，主泵容积效率降低；对此需要一一鉴别。

2.发动机功率不足

挖掘机工作时，发动机功率转化为液压功率，液压功率=流量×压力。因为液压力是克服负载、完成工作所必需的，所以当压力一定时，发动机功率增大，系统流量会增大，全车速度会变快。发动机功率减小，则系统流量会减小，全车速度会变慢。

（1）发动机功率的检查方法

图11-10 日立EX系列挖掘机液压系统示意图（中位状态）

由于无外载测功技术的发展，发动机功率的测量已经十分方便。但由于发动机任何一个构件、系统的故障都会影响功率输出，因此功率的测量具有很大的概括性，缺乏对故障部位、故障类型的定位。建议对发动机实行定期无外载测功，同时抽取机油油样做铁谱分析，间隔可设置为200～250h，这样可使测量结果更加实用、有效。如果功率下降超标，但铁谱分析正常，则说明发动机两大机构没有发生异常磨损，需重点检查燃油系、气门间隙等调整不当问题，以及气门、气缸垫等密封失效问题，此类故障可以很快修复，发动机可以正常使用。如果功率正常，铁谱分析超标，则说明发动机两大机构已经发生异常磨损，应该再取一个油样分析以排除误差。若再次确认存在异常磨损，发动机则应及时停机拆检。如果两项检测都正常，则说明发动机状况良好，继续工作至下一检测周期。

（2）检测设备

目前无外载测功仪的生产厂家很多，且价格便宜。而铁谱分析仪的研发成本高，研制单位少。国内比较著名的有中国矿业大学的旋转铁谱仪和与之配套的磨粒定量仪，杭州轴承试验研究中心有限公司的旋转铁谱仪和配套的光密度测量仪，西安交通大学的在线式铁谱仪，中国人民解放军装甲兵工程学院的铁量仪，中国农业机械化研究院的气动式铁谱仪等。

3.变量泵变量失效

（1）概述

EX挖掘机对泵的变量控制除了前述的速度传感系统外，还有负荷传感控制。两者功能不同，相互补充，以使挖掘机的性能更加完善。日立EX系列挖掘机应用压差传感器实现负荷传感控制：压差传感器识别执行元件的流量需求，然后发送信号给微机控制器（PVC），PVC对泵的输出流量进行控制，以使泵的输出流量与执行元件的流量需求相一致。现代挖掘机普遍采用负荷传感技术控制泵的流量输出，变阀控节流调速为容积调速，以减少流量损失。压差传感器与微机控制系统的关系如图11-11所示，与液压系统的关系如图11-10所示。在压差传感器上有两个液压力，一个来自液压泵的压力（A），一个来自梭阀检测出的最高负荷压力（B）。压差传感器测定油口A与油口B之间的压力差，并将此差值传送到PVC，与PVC存储的规定差值DP进行比较。当压差大于规定值时，泵的输出流量降低；当压差小于规定值时，泵的输出流量增加。PVC的控制目标是使泵的供油压力始终高出最高负载压力一个较小的差值（DP），泵的输出流量是维持此差值的流量，从而保证泵的输出功率与负载相适应。泵的输出流量与压差的对应关系如图11-12所示。

图11-11 EX挖掘机泵流量微机控制系统

图11-12 泵流量与压差的对应关系

如果液压泵变量系统失效，并且液压泵位移角保持在较小值不能变化，则泵的输出流量不再与执行元件的流量需求相一致，当操纵杆行程变大时，作业速度比正常情况下明显变慢。

（2）变量系统检查方法

依据容积调速的原理，缓慢改变动臂或斗柄操纵杆行程，则压差传感器、泵位移角传感器的输出电压应该变化；两个电磁阀的通、断电状态应该变化。泵位移角传感器、压差传感器的电压输出正常范围如图11-13、图11-14所示。

图11-13 泵位移角传感器的工作范围

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图11-14 压差传感器的工作范围

（3）测量结果

改变操纵杆行程时，如果两个电磁阀均无电压输入，或者两个传感器任意一个无电压输出或输出值不变，则变量系统失效，不再变量。如果泵位移角传感器电压输出为零或过小，则表明泵位移角保持在较小值不变，泵的输出流量过低，机器动作变慢。确认变量系统失效后，应重点检查压差传感器的输出电压是否正常，因为压差传感器对泵的输出流量有重要影响。同时进一步全面检查各传感器接线是否松动、虚接；电磁阀阀芯是否有断裂或卡死等机电故障。经过以上细致的检查与排除故障，变量泵可恢复变量，作业速度将恢复正常。

4.主泵容积效率降低

（1）概述

液压系统正常使用中的主要失效形式是因元件磨损或密封件老化而产生的内泄漏。泄漏产生的直接结果是容积效率降低，导致机器动作迟缓、无力。通过液压测试仪的流量试验，可以准确地为故障定位，大大减少人力、时间和资源的浪费。但是测试流量需要把测试仪接入系统，不但操作麻烦费力，而且有可能对液压系统造成新的污染，因此在诊断动作迟缓故障时，应先排除发动机功率不足和变量泵变量失效的可能，最后考虑容积效率降低的问题。如果结合液压油样铁谱分析，则可首先确定液压元件是否存在泄漏问题，可以避免不必要的液压测试。测试流量试验时，液压测试仪的连接方式如图11-15所示。在液压泵的出口处装上一个T型接头，使测试仪与液压泵并联在T型接头与油箱之间。

判断泄漏的定量指标为流量损失百分比，其表达式为：

式中，系统基准流量是按图11-15连接的测试仪在加载阀不加载时测得的流量；系统流量是调整加载阀，使油压上升到主溢流阀设定值1/2时，测试仪测得的流量。

（2）测量方法

1）使变量泵处于最大排量。对于日立EX系列挖掘机，断开压差传感器的外接线插接器，压差传感器对PVC的电压输出为零，PVC控制变量泵增大到最大泵位移角。

2）测量系统基准流量。

图11-15 测试仪的连接

3）依次缓慢地全行程操作动臂、斗柄和铲斗的操纵杆，使液压缸运动到极限位置时测量系统流量，计算流量损失百分比；依次缓慢地将回转与行走的操纵杆推向工作位置，并使铲斗顶着一个固定物，测量系统流量，并计算流量损失百分比。

（3）测量结果

1）如果各工作回路的流量损失百分比都很大并接近，则说明液压泵泄漏（正常情况下EX系列挖掘机柱塞泵的流量损失≤10%）。

2）如果各回路的流量损失百分比不同，且某一回路损失较大，则应进一步试验，以判定该回路的阀或工作元件是否泄漏。具体方法：在控制阀的下游、工作元件的进油管路中装上密封挡板，测试密封挡板安装前后，通过测试仪的流量差，该差值即为工作元件的泄漏量。

（4）测试设备

几种液压测试仪的性能参数见表11-8，可根据需要选用。

表11-8 液压测试仪性能参数