挖掘机心电图丨马明东

这是国内一家挖掘机生产厂的技术人员测试自家所生产的挖掘机液压性能检测，从所测试的曲线图来分析，测试的人还不是专业的测试人员，没能把液压系统连锁关系充分体现，但能进行液压测试，已经是很大的进步，作者本人借助此曲线图讲解，推广液压测试技术。如能像张海平博士所说：测试是液压灵魂！对于挖掘机液压维修人员，如能借助测试仪器对将要进行维修的挖掘机液压系统做下检测，对查找液压故障，制定维修方案，提供依据。

从曲线图上可以看到测试人员使用了2个便携式液压测试仪，便携式液压测试仪有流量与压力检测与显示功能，并能连接到计算机上存储压力与流量特性曲线，可后续反复回放、分析。便携式液压测试仪安装在前泵、后泵流体排口上，时时检测柱塞泵的排油口的流量与压力变化，并在显示屏上显示瞬间变化中的压力与瞬间变化中的流量曲线。另外又使用了2个压力传感器，安装在大臂无杆腔油口1只，大臂有杆腔1只。

如果测试人员再加上3个压力传感器，这个曲线图就完美了，就可以说明挖掘机整机的液压性能，液压系统的鲁棒性。这需要再加用2个低压传感器，安装在多路阀与主泵变量调节器反馈管上，用于检测多路阀反馈到泵变量调节器Pi1及Pi2压力变化，泵变量方式为负流量压力控制方式的，Pi1及Pi2压力变化特别重要，在挖掘机无论做任何动作时 ，Pi1及Pi2压力如果不能霎时掉到5bar以下时，泵变量机构就不会产生最大排量。

再用1只压力传感器检测先导齿轮泵的输出压力是否在挖掘机做同时多项动作时，压力平稳恒流？这可能是没用做好测试方案或是缺乏测试经验。

国外（德国）测试一台挖掘机的性能，在一台挖掘机上同时布点使用了27只压力传感器来检测柱塞泵出口压力到达各执行器的之间的压力损失量。

此曲线图左侧竖直线左边数字是流量数值，是计量单台柱塞泵每分钟所排出油液多少升（0-240L），右边竖直线是压力bar数值（0-350）.曲线图下边横向从左到右数值是时间轴，从0秒到10秒。曲线图面上作者为了讲解，标注了从A-L画分了11段。

一，从曲线图上的A点到B点为挖掘机待命阶段，此阶段为发动机在约在1500转数（是从曲线图上泵最大流量160L/min，按照112柱塞泵（以下简称为泵）排量反算出来的），挖掘机上的所有操作手柄在中位，挖掘机无任何动作，静止时刻，泵变量伺服活塞带动斜盘是停止在最小角度，前泵、后泵的流量输出22L/min左右（因从网上荡下来的图，看不清楚准确数值），柱塞泵前泵输出压力为48L/min，后泵输出压力为50bar。点评：此段泵在待命状态时的输出压力值太大，正常值应小于伺服齿轮泵压力25 bar以上，因泵调节器与比例减压阀在泵待命状态下是齿轮泵的压力从外部进入到泵壳体内来控制泵变量机构，如果超出齿轮泵的压力，就会产生控制泵变量机构油压混乱，待命状态下的柱塞泵正常输出值为18-22 bar之间，如果小于18 bar时，柱塞滑靴与斜盘间的静压油模薄弱，可能会发生滑靴与斜盘间二金属发生接触摩擦，负控变量泵在待命状态下压力大于22 bar时，发生浪费发动机功率。泵的排油量也偏大，说明泵在测试台上没有调整好或泵的变量机构精度有质量问题。

二，B点为大臂抬升起启阶段，到E点为大臂抬升到达顶点，从B点到E为大臂上升运动全程所用时间为：3.1秒，从1.2秒起大臂启始上升到4.3秒到达油缸上止点。B点的起始点是操纵抬升大臂的手柄急速拉满程，泵变量机构得到变量指令信号，前泵、后泵斜盘从最小待命角度，只用时0.1秒变化到最大角度，泵输出流量与压力，见曲线图1秒上方的第一个流量红色尖角，从曲线图上观看C点，前、后泵排油量是一致的，所以在曲线图上原是前泵流量曲线与后泵流量曲线、这二条线重合变成图面上的一条线了，如果双泵的排油量有差另，就会形成两条线。从B点到E点，泵的排量与压力产生3个起伏（3个波动）C点为泵流量最大波峰，C点波峰排量到160L/min，压力：320 bar。这三处波峰是大有玄机的，就不在此解译。D点处泵排量为150L/min，压力：268 bar，D点左面曲线为泵的流量平均输出阶段，从D点右面曲线是泵进入变量的起始点，是泵开始减少排量。泵的压力到E点时，泵排口处压力为：160 bar，压力油液到达大臂油缸无杆腔进口压力是120 bar，油缸有杆腔内油液被挤出压力约为15 bar，压力损失高达40 bar左右。从E点泵压力上升，D点泵流量下降，压力与流量呈反比。

作者本人的

疑问一：挖掘机大臂油缸为左右两只，为什么只测试一只油缸，如果同时测试两只大臂油缸，会知道压力到达左右两只油缸是否有时间差或是压力差。

疑问二：B点到D点，大臂有杆腔的回油压力为什么高达15 bar？为什么产生节流现象？

三，从E点到G点为大臂油缸腔内压力速升阶段，G点为大臂行程终点。因为抬升大臂全部重量所需要油缸无杆腔内压力到达120 bar时，就能驱动大臂油缸活塞运动伸展到达顶点，大臂到达顶点时，油缸无杆腔的压力是120 bar，因操纵手柄还在拉满程，泵的输出压力还在速升从160 bar升值到320 bar，把大臂油缸有杆腔内的压力从120 bar升值到G点的320 bar。泵排出油液从D点的150L/min下降到J点的68L/min。流量与压力交叉曲线说明恒功率泵的特点-压力上升、流量下降。

四，从G点到H点为泵压力输出进入到溢流阶段，从泵输出压力达到G点时的320 bar以上时，泵的压力可能还在升值，液压系统中的主溢流阀的最高设定压力为320 bar，泵压达到320 bar以上时，溢流阀开启压力进入到溢流状态。造成能量浪费与油温急速升高。从G点到H点为泵压力输出溢流阶段也是泵输出流量最低阶段，泵的流量从J点到i点为泵小流量稳流阶段，是泵斜盘从最大角度回摆到一个小角度上，流量值约为：68L/min左右，最小流量保证挖掘机在最高压力时的动作速度需要。

五，从H点到K点为泵压力下降阶段，H点即是挖掘机操纵手柄从抬升大臂拉满程回到中位，泵的压力从320 bar掉到原待命状态的50bar，前、后泵的流量从68L/min下降到待命状态的22L/min左右，但此刻大臂油缸的有杆腔压力没有下降，还在320 bar。延时了1秒后油缸无杆腔压力掉到10 bar左右。曲线图9秒以后不在解译范围，9秒以后都是挖掘机做单动作的曲线。