JY200G型轮式挖掘机的液控操纵阀组是进口日本东芝的产品，该阀组中所有换向阀以及大部分单向阀、溢流阀等二十多个液压阀均密封在阀体内部，互相连接与控制的关系异常复杂。液压系统的故障症状与故障原因通常不是一一对应的，故障的症状与原因之间存在着重叠与交叉，因果关系复杂，使液压系统的故障具有隐蔽性和复杂性。检查液压系统的运行状态如何，确定液压系统故障的性质，寻找故障部位和原因，进而提出相应的排除故障的措施，对液压系统维修人员来说是一个现实的挑战。本例介绍一种采用逻辑表达式的诊断方法，借助于表达式，可以大大简化故障诊断过程，而且可以使故障症状和原因的关系变得简单明了，有助于维修人员掌握。

1.复杂液压系统原理图的简化

轮式挖掘机的液压系统相当复杂，包含有高压、低压和伺服控制油路，有动臂液压缸、铲斗液压缸、斗杆液压缸、调整液压缸、支腿液压缸、回转机构、行走马达等执行机构，这些执行机构的油路有公共的串联部分，也有各不相干的并联部分，其中动臂（举升）、斗杆、行走的油路还实现了双泵合流，以提高效率。要建立逻辑表达式（比如动臂），就必须找出与动臂动作相关的元件、辅件和油路。所以在建立表达式之前，将每一路执行机构对应的油路图从原理图中简化出来，使得在建立逻辑表达式时，各元件、辅件和执行机构之间的关系明朗化，不容易出错。

图12-28是动臂支路的油路图，图12-29是铲斗支路的油路图。图中每一个元件都有一个代号，比如，Dd3中的大写D表示单向阀，小写d表示动臂支路，整体意思就是动臂支路油路上的第三个单向阀，Hdo指动臂换向阀中位，Hdr指换向阀右动。下面是对图例中符号的说明：

G——液压缸；

P——泵；

I——流量阀；

J——节流阀；

Y——溢流阀；

H——换向阀；

S——伺服换向阀；

K——开关；

LQ——过滤器；

d——动臂支路；

c——铲斗支路；

z——支腿支路；

t——调整支路；

r——换向阀右动；

l——换向阀左动；

o——换向阀中位。

2.逻辑表达式的建立

在逻辑代数中，通常用1和0来表示逻辑真和假，最常用的关系有“与”、“或”、“非”、“包含”和“同一”关系等，下面是几种逻辑关系的运算（其中1表示某条件成立，0表示某条件不成立或不存在）：

0·0=0 1·0=0

1·1=1 0+0=0

1+0=1 1+1=1

0=1 1=0

图12-28 动臂支路油路图

把这种思想移植到故障检测中，就可以用“1”和“0”来表示元件的工作状态，工作正常则用“1”表示，工作不正常则用“0”表示。

首先分析动臂支路的油路图，从图12-28中可以看出动臂主油路实现了P1、P2双泵合流，换向阀Hd是由一路伺服油路控制的，伺服油路由小泵P3供油，动臂伺服阀Sd1、Sd2控制着换向阀Hd的换向，同时也控制着P1、P2在动臂举升时的合流，由此下面给出了动臂动作的逻辑表达式，其中Gdr表示动臂举升。

动臂举升的表达式：(www.daowen.com)

Gdr=P2Y2Dd5HdrHdDd3HcoHzoHtoGd1Gd2D+P1Y1L1HdrHdDd4EdlEdLdHdrHdDd3Gd1Gd2D （12-1）

式中，Hdr表示伺服控制油路控制换向阀往右Hd动作条件满足，Edl表示二位阀Ed向左动作条件满足，从图12-28中可知Hd右动和Ed左动的控制油路相同，其逻辑表达式为：

Hdr=Edl=P3Y3LQDp3Kp3Sd2 （12-2）

将（12-2）代入（12-1）式，得：

Gdr=P2Y2Dd5HcoHzoHto（P3Y3LQDp3Kp3Sd2）HdDd3Gd1Gd2D+P1Y1L1Dd4EdLd（P3Y3LQDp3Kp3Sd2）HdDd3Gd1Gd2D （12-3）

从式（12-3）右侧由两项逻辑加的构成中，可以清楚地了解到动臂液压缸的运动状态是由两条油路决定，任何一条油路无故障都能使动臂液压缸正常工作。

以P2油路为例，主要涉及泵P2、溢流阀Y2、动臂单向阀Dd5、铲斗液压缸换向阀中位Hco、支腿液压缸换向阀中位Hzo、调整液压缸换向阀中位Hto、动臂换向阀Hd、动臂单向阀Dd3、动臂液压缸Gd、单向阀D以及控制油路的泵P3、溢流阀Y3、过滤器LQ、泵P3的单向阀DP3和开关KP3、伺服换向阀Sd2，上述所有元件必须完好，动臂液压缸才能正常工作，任何一个出现故障都将导致液压缸不能工作。当然这个表达式还是相对比较复杂，单从这个表达式上进行诊断不太理想，还需要在诊断过程中对表达式进行一些简化。

3.表达式的简化以及检测方案确定

每一个复杂油路的各个子油路之间都有一些共有的部分，如果其中一条油路正常就能够推出其中的共有部分没有故障。

例：挖掘机动臂液压缸不能伸缩，其他工作液压缸（比如铲斗缸等）工作正常。

从铲斗油路图12-29上可以得到铲斗外伸的逻辑表达式：

Gcr=P2Y2HdoHzoHto（Dc3+Dc4）（P3Y3LQDp3Kp3Sc2）HcD （12-4）

图12-29 铲斗支路油路图

如果铲斗外伸正常，即Gcr=1时，根据表达式（12-4）可以得到

P2、Y2、Hdo、Hzo、Hto、P3、Y3、LQ、Dp3、Kp3、Hc和D都必为“1”。

动臂液压缸油路与铲斗液压缸油路基本一致，同理，如果动臂液压缸工作正常，则可以得到铲斗液压缸中位无故障，即Hco为“1”。

将上述结论代入式（12-3）得：

Gdr=（Dd5+P1Y1L1Dd4EdLd）Sd2HdDd3Gd1Gd2 （12-5）

结合图12-28和式（12-5）进行分析，可以得到下面几个结论：

1）根据单向阀Dd5、Dd3的作用原理，它不会导致系统油压的下降，所以可以认为Dd5=1、Dd3=1。

2）分析式（12-5），由于Dd5=1，那么不管P1Y1L1Dd4EdLd状态如何，必有表达式：

Dd5+P1Y1L1Dd4EdLd=1

3）在该故障实例中可方便地检查图12-28中动臂伺服控制阀在工作状态下的油路油压状态，经检查为正常，可以判定式（12-2）中Hdr=1，并推导出Sd2=1。

由上述三个结论可以简化式（12-5）得到：

Gdr=HdGd1Gd2（12-6）

由式（12-6）可以看出，故障就锁定在换向阀Hd和液压缸Gd，根据经验，动臂液压缸因卡死而导致不能伸缩的可能性很小，常见故障只有内漏和外漏；外漏一般可见，若内漏不太严重且其他正常时，还能看到动臂液压缸缓慢举升，只是表现无力而已，所以根据式（12-6）可初步判定故障出现在动臂换向阀。经拆卸检查发现动臂换向阀阀芯卡死，修复后装上，系统工作良好。

4.小结

建立逻辑表达式可简明清晰地反映出影响执行机构（缸、马达等）工作状态的因素以及它们之间的逻辑关系，而不再需要分析原液压系统复杂、交叉的油路及控制关系。而且根据表达式可以看出哪些参量已知，哪些未知以及如何推断未知量，从而帮助维修人员提出合理的检测方案，快速有效地切中要害。表达式的推理过程简便，仅是逻辑“0”、“1”的加与乘，便于计算及计算机的自动实现。