大宇挖掘机（DH220、280等型号）所用液压泵为K3V系列斜盘式轴向柱塞泵，其结构为通轴型的双联柱塞泵，后接齿轮泵用作辅助泵，为远程控制等提供动力。主泵由可变量柱塞泵和控制排量的调节器组成。前、后主泵各配置一个调节器，分别控制前、后泵排量的变化。通过调节器可实现恒功率控制、改变功率设定值和流量的控制。

图1-34 输出功率的调整

1.液压泵控制原理

如图1-35所示为主液压泵排量调节原理图，前、后泵控制原理相同。差动缸1用于推动泵斜盘倾角变化，伺服阀2用于控制变量活塞的运动方向，而伺服阀的换向则受流量控制活塞和功率控制活塞的控制。p₁为泵本身输出的液压油的压力，p₂为另一泵的输出压力，p_f为辅助泵输出的油液压力，p_f1为经电磁比例减压阀输出的二次压力，p_i为多路换向操纵阀中央回油通道的背压。主液压泵排量调节过程如下：

（1）流量控制 差动缸小腔始终通过辅助泵或主泵（二者中压力较高的）输出压力油，差动缸大腔通过伺服阀可与主泵输出压力油接通或与油箱接通。在非作业状态，多路换向阀处于中位，主泵输出的油由中央回油通道经背压阀回油箱，背压阀前产生一定的背压p₁，具有p₁压力的油液产生的压力克服流量控制活塞右端的弹簧力，流量控制活塞向右移动的同时推动伺服阀换向，伺服阀处于左位工作，主泵输出的油（压力约为p₁）进入差动缸大腔，差动缸向右移动，斜盘倾角减至最小（但不为零，由限位螺钉调定），反馈机构也同时将伺服阀拨回中位，此时主泵输出压力较低（为p₁）、排量较小，泵处于卸荷状态，而发动机又可进入自动怠速状态，节约了燃油消耗；当多路换向阀换向时（发动机会自动由怠速变为设定运转速度），多路阀中央回油通道被切断，没有油液通过背压阀，背压阀前压力p₁变为零，流量控制活塞又会在弹簧力的作用下向左移动，带动伺服阀处在右位工作，差动缸大腔油液通油箱，差动缸向右运动，斜盘倾角变大，当斜盘角最大时，通过反馈机构使伺服阀回到中位，而后便可根据负载情况由功率控制机构进行功率调节。

图1-35 主液压泵排量调节原理

1—差动缸 2—伺服阀 3—流量控制活塞 4—功率控制活塞 5—电磁比例减压阀 6—功率设定活塞

（2）恒功率控制 功率控制活塞所受向右的液压力是作用于面积A₁、A₂、A₃液压力的和，而向左的力为弹簧力和功率设定活塞（面积为A₄）的液压力之和。则功率控制活塞的受力平衡方程为

式中，k为弹簧的压缩系数（N/m）；x₀为弹簧的预压缩量（m）。(www.daowen.com)

液压力的作用面积和弹簧压缩系数为常量，功率设定后，p_f1和x₀亦为定值。当泵自身的排油压力p₁或另一个泵排油压力p₂上升时，功率控制活塞所受向右的力增加，平衡被打破，功率控制活塞向右移动，弹簧的压缩量加大后建立新的平衡，主液压泵的压力越高，则控制活塞的位移量越大。控制活塞向右移动会带动伺服阀芯向右移动，差动缸大腔通主泵输出压力油，差动缸向右移动，使泵的斜盘倾角自动减小，泵的排量也随之减小。把泵的输入转矩控制在规定值以下，使泵在该压力状态下所需功率与发动机的输出功率相匹配，不使发动机过载，差动缸移动时反馈机构使伺服回到中位。这样不同的p₁、p₂压力值便对应着不同排量。同理当p₁、p₂减小时，泵的排量向大的方向调节增加作业速度。总之通过恒功率控制，可实现工作机构的轻载高速、重载低速的控制，充分利用发动机输出功率，提高作业效率。

（3）功率设定 调节器上设置了电磁比例减压阀5，改变比例减压阀输入电流值指令，可改变功率的设定值。电磁比例减压阀的二次压力油被引至调节器的功率控制机构。由于A4＞A1，如果改变比例减压阀的二次压力值p_f1，就可改变平衡方程的平衡点，使功率控制活塞开始移动时的主泵压力p₁和p₂发生变化，即泵的功率设定值发生改变；根据作业条件、操作指令使发动机获得最佳运转状态（设定了发动机在不同作业条件下的功率输出值），工作机构获得最佳作业速度。

通过上述分析可知，挖掘机双联液压泵的液压功率之和应与发动机输出功率相匹配，当负载变化时两个泵的排量应同时进行调节，否则挖掘机将不能正常工作。

2.典型故障分析

（1）故障1 挖掘机回转与左侧行走动作缓慢，而右侧行走与铲斗运动速度正常，大臂与小臂的速度变化不太明显，发动机无异常现象。

检测结果：辅助泵工作压力在正常范围；多路换向阀处于中位时，前、后泵输出压力正常；在作业状态，加载后，前、后泵均可达到调定压力；将左侧履带支起，使左侧行走马达处于空载时，驱动轮速度很低，与重载时速度基本相同。

故障分析：在挖掘机液压系统中，回转与左侧行走马达由前泵供油，右侧行走与铲斗的动作由后泵单独完成，而大臂与小臂液压缸可实现双泵合流工作，因此，首先判定前泵工作正常。在非作业状态（多路换向阀处于中位），前、后泵压力和辅助泵供油压力正常，说明泵在流量控制时能实现泵的卸荷，即控制变量的差动缸已经推动斜盘使其倾角变为最小，差动缸活塞处于最右端，与控制原理相符。当只操纵左侧行走手柄时，前泵斜盘倾角应立即被调至最大，实现轻载高速和重载低速的功率调节，而速度测试结果表明，前泵没有完成流量控制中排量变大的控制，泵始终处于小排量状态，液压功率小于发动机输出功率，发动机转速和声音无异常，泵无需进行功率调节。加载后压力可达到调定值，执行元件速度与轻载时变化不明显，可证明由于泵内泄漏造成速度缓慢的可能性很小。因此，判定为流量控制活塞或差动缸活塞卡死。

故障处理：根据从易到难的检查原则，首先拆下调节器内流量控制活塞，发现流量控制活塞运动自如，无卡紧现象，所以故障点不在此处；再检查差动缸活塞，发现该活塞卡死，证明故障是由于该活塞卡死引起。拆下差动缸活塞进行清洗等处理后，涂抹清洁液压油装配，经检查活塞能自由运动，再将调节器按规定装配，然后起动发动机试车，故障现象消失。

（2）故障2轻载时（如挖掘机回转）工作基本正常，重载时（如操作大臂或复合动作）发动机过载甚至熄火。

检测结果：发动机供油、进气及功率输出基本正常，辅助泵工作压力在正常范围；多路换向阀处于中位时，前泵输出压力正常，后泵输出压力较高且超过正常值。

故障分析与处理：由挖掘机液压泵的控制原理可知，挖掘机正常工作时液压泵的吸收功率应接近发动机的输出功率，因此泵要根据负载情况及时调节泵的排量，否则会造成发动机过载。检测结果中，后泵在操纵阀中位时压力超过正常值，而此压力是由后泵输出液压油经过背压阀产生。造成这种现象的原因有两个：一是背压阀本身，但从系统组成上，背压阀由一个节流阀和一个溢流阀并联，正常时油液通过节流阀而产生背压，节流阀堵塞后溢流阀打开产生背压，从概率角度讲两个阀同时出现故障的可能性较小；二是后泵输出流量过大。通过分析断定后泵输出流量过大，当挖掘机工作遇到大的负载时流量仍不能通过调节器调小，造成发动机过载，因此判定控制后泵排量的差动缸活塞被卡死在左端位置。通过拆检与处理（同故障l）挖掘机恢复正常。