叉车液压助力转向系统故障分析

叉车液压助力转向系统故障分析在大型载重汽车、叉车、起重运输机械、工程机械等轮式行走机械中,为了减轻驾驶员操作方向盘的强度,提高车辆的转向灵活性,常采用液压助力式动力转向系统,在机械转向器上加装液压助力器，使其具有全液压转向系统的转向灵活轻便、性能稳定、故障率低、布置方便等优点。但是随之也经常产生转向失灵、转向沉重、车辆行驶时方向跑偏或发飘等故障问题。本文主要对叉车液压助力转向系统常见的故障原因进行了较为详细的分析,并提出了相应的排除措施,为叉车等工程机械的使用保养维修提供借鉴。工业搬运车辆叉车在企业的物流系统中扮演着非常重要的角色，被广泛地应用于车站、港口、机场、工厂、仓库等国民经济各部门，是机械化装卸、堆垛和短距离运输的高效设备。叉车工作场地的限制和自身工作性能决定了其在操作时转向极其频繁。因而,其转向操纵性能的好坏和叉车的安全行驶、工作效率及驾驶员的劳动强度有着密切的关系。叉车的转向操纵性能在很大程度上取决于转向系统的性能,研究和提高转向系统的性能对于改善转向操纵特性有着重要的意义。叉车的转向系统主要由转向器和转向传动机构组成。转向器又有球面蜗杆滚轮式、蜗杆曲柄销式、循环球式和蜗杆蜗轮式之分,转向传动机构也有机械和液压助力式之分。液压助力转向系统是叉车常用的一种转向系统[1]，但由于液压转向系统较机械转向系统故障率高，且故障不易判断，所以应加强学习这方面的知识，以便正确使用和维护液压转向系统，减少其故障发生率。我们知道，液压助力转向系统是在机械式转向系统上加了液压助力器。液压助力器主要由液压泵、溢流阀、分配阀、转向器、液压转向油缸、油管、液压油箱等组成(结构图如下图)。它是以液压油做动力传递介质，通过液压泵产生动力来推动机械转向器，从而实现转向的。由于它是靠液压油来传递动力的，因此，密封技术起着举足轻重的作用，是液压系统性能得以保证的关键。另外，液压泵工作好坏、液压油量的多少以及清洁与否，都对液压转向机构产生很大的影响，因此在使用与维护中，这些问题都不容忽视[4]。本文仅对液压式助力转向系统的故障进行分析判断,实际上就是对常见液压传动部分的泄漏、油路中有空气或油脏、液压泵工作不良转向器及油缸失效等引起转向沉重、跑偏、不走直线、蛇形行驶、方向盘滑移、转向不准确不稳定、方向盘震荡反弹或回转、转向原件损坏、转向时有异响噪声等故障进行分析判断。转向沉重(如叉车低速行驶时缓打转向，转向沉重或者卡住)故障现象：正常情况下，带液压助力器的车辆,转向是很轻便的。若操作时感到转向沉重或突然转不动方向,属于不正常现象。故障原因：1.液压油箱缺油或滤油器堵塞。2.油路中有空气。3.液压泵磨损,内部泄漏严重、吸油口有堵塞现象使液压泵效率低[6]，或驱动带打滑。4.溢流阀泄漏,弹簧太软或调整不当。5.液压转向油缸或分配阀橡胶密封件损坏。6.各油管接头泄漏或者密封圈破损堵塞油管。诊断与排除：1.检查液压泵驱动带是否打滑或其他驱动形式的齿轮传动装置有无损坏。2.检查液压油箱的油平面是否过低或过脏,若油箱缺油应加足,液压油脏污则应更换并清洗油箱。3.检查转向器、溢流阀、液压泵、液压缸、各油管接头等有无渗漏。若渗漏或损坏，应密封拧紧或者更换。4.若发现油路中有空气,可吊起或者架起转向桥或拆下直接杆,起动叉车使其在低速状态运转,反复将方向盘从一个尽头转到另一个尽头,使液压缸在全行程作往复运动,逐步排出油路中的空气。最后添加液压油至规定高度。5.检查液压泵、溢流阀(比例阀)、液压转向油缸是否良好,若损坏应检修或更换[5]。车辆直线行驶时，方向盘发飘(摆)或车辆跑偏故障现象：车辆直线行驶时(如左图，左右转向油路无油流动，转向油缸位于正中),方向盘会发生飘摆，或者车子难以保持正前方向,总是向某一边跑偏。叉车直线行驶时各部件工作示意简图故障原因：1.转向器内转向阀的阀芯与阀套间的定位弹簧片损坏或太软,难以克服转向器逆传动时的阻力,使阀套不能自动回到中立位置。2.因液压油脏污使滑阀运动受到阻滞。3.由于叉车中位没有调节好而使转向桥油缸不在中间位置，或者是由于滑阀与阀体台阶位置偏移使滑阀不在中间位置。4.流量控制阀卡住使液压泵流量过大、油压管道布置不合理或者双向过载阀或双向补油阀有一侧泄漏,而造成油压系统节流损失过大,使液压缸左腔或右腔压力过大。5.其他引起此故障的原因则可能为转向连接机构松旷、油液中有空气、前轮定位不当、轮胎间的差异[2]或者是由两前轮的刹车调整不均匀等。诊断与排除：首先应当检查液压油是否脏污。新车或大修后的车辆若不认真执行保养的换油规定,往往使油液过脏。而对于使用较久的车辆,则可能是流量控制阀或溢流阀反作用弹簧失效所致,可在不起动发动机的情况下,转动方向盘,凭手的感觉来判断滑阀是否开启自如。若滑阀开启不自如应拆检。若转向油缸的滑阀不在中间位子，则需要重新设定叉车的中位，使叉车轮胎保持正前。若为连接松动或者轮胎的定位和型号气压等差异引起的，则需要紧固转向连接机构，并使检查各轮胎类型或者重新安装定位前后轮胎。若为刹车不均匀引起的跑偏，则应矫正调节刹车。车辆蛇形故障现象：车辆方向盘打正时或者不动时候，车辆沿蛇形(S形)前行。故障原因：1.油液中有空气，泵吸油管及接头处泄露而产生气穴现象;2.吸油管局部收缩或者折弯产生通油不畅;3.油箱液面低;4.油缸销子松动或者杆弯曲;5.油缸内泄露或者双向过载阀双向补油阀泄露。诊断与排除：此现象多为油路系统泄露进入空气所致。参考上面的故障现象进行诊断，若各接头或液压设备泄露，则应密封补救或者更换设备。若为油箱缺油则应加油至合理高度。若油管局部收缩或折弯造成的，则应重新规划油管走势或者更换。若是液压元件松动或者损坏造成的，则应紧固或者更换以排除故障，使车辆保持直行。左右转向轻重不同故障现象：车辆行驶中左右转弯时阻力的轻重程度不同。故障原因：1.分配阀的滑阀偏离中间位置,或虽在中间位置但与阀体台肩的缝隙大小不一致。2.转向桥或分配阀滑阀内脏污阻滞,使左、右移动阻力不一样。3.可调式分配阀的调整螺母调整不当。4.转向油管泄露或者接头处密封圈破损。5.大而且硬的污染颗粒进入定转子幅中间或者严重研伤、拨销断裂、热冲击而造成的转向器原件损坏。诊断与排除：这种故障多系液压油脏污所致,应更换新油[8]。如果油不脏,对可调式分配阀应重新调整,或拆开分配阀检查滑阀位置是否居中。若是油管泄露或者密封圈损坏，则应检修或者更换。若转向元器件损坏，则应更换相应损坏的元器件。同理，产生车辆转向不准确故障时，也可参考上述故障分析解决。只能单侧转向故障现象：转向时只有一个方向好用，另一个方向不行。故障原因：只能单方向转向，说明叉车的转向控制阀运动时有卡滞现象[6]。分析与诊断：针对这中故障应拆下液压转向油缸(缸和阀为一体)进行清洗，使阀可以无卡滞运动。快转方向时感到沉重故障现象：车辆在转弯时,慢转方向情况良好,急转方向时感到转向沉重。故障原因：1.液压泵驱动皮带打滑。2.流量控制阀弹簧过软。3.安全阀、流量控制阀或转向油管泄漏严重。4.液压泵磨损过度。诊断与排除：这种故障多数是供油量不足所造成[5]。应首先检查液压泵驱动皮带是否打滑或过松,如过松应调整皮带松紧度,如不松应检查液压助力转向器液压油箱是否缺油,缺油应加足。经检查若上述均良好,应检查安全阀、流量控制阀和转向油管泄漏情况以及液压泵磨损是否过度,根据具体情况做出判断排除。一、方向盘滑移故障现象：方向盘慢转不能使转向轮同步动作。故障原因：1.油液中有空气。2.双向过载阀或双向补油阀有一侧泄漏。3.油缸内泄漏。4.油缸连接杆松动。诊断与排除：油液中有空气可参考上述故障排除方法进行检查和排除;元器件泄露则找到泄露处并进行密封紧固或者更换(注意检查O型圈等密封原件);油缸内泄露则主要为塞密封件的损坏所致，应及时更换损坏的密封件并定期检查保养;检查油缸连接杆是否松动，若松动必须紧固。二、方向盘可自由转动,没有压力感觉或转向轮不动故障现象：转动方向盘时感觉不到任何阻力，并可能伴随着转向轮的没动作现象。故障原因：1.转向柱与方向盘螺母脱落。2.转向柱芯轴与转向器阀芯联结脱落。3.油箱油面过低。诊断与排除：结合分析的故障原理分别进行紧固和加油的操作，使故障得以排除。三、方向盘轻松转动,转向轮不动或动作缓慢故障现象：方向盘可以基本无阻力的轻松转动，而转动方向盘时转向轮无动作，或转向轮有动作但动作缓慢。故障原因：1.双向过载阀或双向补油阀泄漏严重。2.油缸活塞泄漏严重。诊断与排除：此现象多为阀或活塞严重泄漏引起。首先应检查各处的泄露情况，并结合泄露原件的具体情况进行再密封或者更换，以排除故障。四、方向盘空行程故障现象：转动方向盘时，全车基本上无任何动作。故障原因：1.方向盘螺母松动，使方向盘与转向系统连接脱离。2.转向柱与转向器连接磨损或损坏，使转向系统不能正常行驶转向工作。3.油液中有空气，影响方向盘的正常工作。4.双向过载阀和双向补油阀泄漏。5.油缸与转向连杆处磨损间隙大或损坏。6.液压转向油缸泄露。诊断与排除：结合故障分析的原因，首先检查方向盘的螺母，若松动则应立刻紧固;再观察油箱中是否有气泡来判断油液中空气的存在，若存在空气则应采取相应的措施来排除;接着检查转向系统中是否有元器件磨损损坏或者有泄露现象，若存在则应更换损坏的转向柱等器件，或对泄露的过载阀和补油阀进行再密封以及更换;最后检查后桥的油缸和转向连接杆，若两者连接处磨损严重或者已经损坏应立即更换，若为油缸泄露则应找出泄漏原因进行补救密封或者更换。五、方向盘回位不好或跟转故障现象：方向盘回转时候不在原来位子(中位)，或停止转动手离开方向盘后,方向盘仍继续转,或加油门时继续转。故障原因：1.转向柱与转向器连接紧或干涉。2.较大的回油备压可造成回位不好。3.大的污染颗粒进入阀芯阀套之间、转向柱上部轴承没装配好而使转向柱与阀芯不同心,造成不能回位。4.转向器弹簧片损坏或弹性较小。诊断与排除：针对这种故障首先检查转向柱与转向器的连接是否过紧甚至干涉，因为方向盘的跟转大部分是由此原因造成的。若过紧或干涉则应适当的调节安装或者更换。而方向盘不能回位的原因很多，逐步检查阀芯阀套间是否存在较大的颗粒，转向柱轴承是否装配安装好，转向器的弹簧片是否损坏或者发生形变使弹性变小，测量油路中的回油压力是否超过设计计算的规定值，若存在以上情况则针对性的进行调整、重装、清理或更换。六、方向盘震荡或自转故障现象：转动方向盘时方向盘会抖动震荡，或方向盘自己会转动。故障原因：1.装配关系错误。拆修重装时,联动轴拨销槽对应的花键齿与转子齿凹的内花键齿凹对应。2.将转向器的进油管接到R或L口上,则转向器会像马达一样发生自转。诊断与排除：检查花键齿的装配关系是否错误，若错误则及时拆卸再装配以更正。检查进油管的接头是否连接错误，有无接到左右(L/R)油管接头处，若存在则及时更换改正。七、方向盘反弹或者反向控制故障现象：转动方向盘时，会产生反弹的现象，或者方向盘的转向与转向轮的方向相反。故障原因：1.入口单向阀损坏。2.左右油管接头(R/L口)接反。入口单向阀在整个阀体系统中的位置简图诊断与排除：针对这种故障首先应检查入口单向阀是否损坏。入口单向阀的作用是防止油缸在外力作用下压力高于入口压力而使油液倒流,进而产生方向盘反弹现象.若损坏则及时更换阀体。再检查左右油管接头是否接反，若接反则应及时更正。操纵转向时液压泵出现异常噪声故障现象：车辆在转向时，液压齿轮泵会产生噪声。故障原因：1.液压泵中油面过低或者液压泵在工作时吸进空气。2.滤油器滤网阻塞或油管阻塞。3.各管路接头松动或油管破裂泄露。4.液压泵损坏或磨损严重。5.固定转向泵的螺栓松动。6.系统共振。诊断与排除：这种故障应首先检查油箱液面高度和液压泵传动带是否过松打滑。若尚好，即应查看油液中有