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第5章 挖掘机故障的诊断与排除
小松 PC220-5 型发动机机油压力不正常故障的诊断与排除
．故障现象
一台小松 PC220—5 型挖掘机，其发动机为 SA6D95L1 型，在使用过程中出现过几次发动
机烧曲轴的故障，都是因机油泵失效后没有机油压力、报警系统低压时不报野所引起的。一
般情况下，通过修复低压报警电路、更奂机油泵总成和磨曲轴重新配轴瓦的方法进行修复。
有—次，在按上述方法修复后，发动机启动运行约 0．5h 后扰出现机油低压报警。停机、打
开发动机机头盖检查发见，摇臂室内有机油，报警线路一切正常。拆检机油泵，定现机油泵
从动齿轮与机油泵壳体有摩擦的痕迹，发动几机体上机油泵从动齿轮轴装配孔有磨痕。
故障诊断与排除
机油泵的装配见图 5—1，各装配面的配合尺寸见表 5—l。
根据表 5-1 所示的配合关系知，驱动轴 2 随驱动齿轮 3 转动，所以在驱动轴与发动机机体
7 间装有铜套 6 作轴承，而从动轴 8 是通过过盈配合固定在机体上不动的，从动齿轮 9 则在
从动轴上转动，因此在从动齿轮上有润滑；油孔。
拆检旧机油泵并经分析后认为，由于从动齿轮上的润滑油孔被杂物堵塞，因而润滑油不 足，致使从动齿轮与从动轴烧结在一起；由于从动轴与发动机机体间配合不是很紧，当从动 齿轮与从动轴烧结在一起后，从动轴随从动齿轮转动，机体上的孔很快被磨损变大，机油泵
主、从动齿轮间失去应有的配合间隙，导致了机油压力消失、发动机烧曲轴。
一般的修理工并不十分清楚机油泵的上述配合与运动关系， 在更换机油泵时没有检查从
动轴与机体孑 L 的配合尺寸就将机油泵装上，所以在更换机油泵后发动机机油压力仍然很
低。
这次修理时，没有更换发动机机体，仅采用将发动机机体的从动轴轴孔镗大至 5s 哦" "
一并镶铜套的办法进行修复。铜套结构见图 5-2。修复时，必须注意：镗孑 L 时保证新孔与
原孔同心；加工时保证新孔与原孔同心；加工时应精确定位；装配机油泵时应注意要先灌注
机油，机油泵壳固定螺栓应均衡紧固，边紧边转动机油泵齿轮，齿轮应转动灵活，没有卡滞
现象。按上述方法处理后，该机使用了两个多月，机油压力一直正常。
5．2 小松 PC220-5 型发动机机油泵故障的诊断与排除到
某公司现有多台小松 PC220-5 挖掘机，发动机型号为 SA6D95L-1 型，其机油泵的泵体 设计在发动机缸体的前下部，是与缸体一次性铸造加工而成的，其结构如图 5-3 所示。因此，
泵腔内磨损或损坏， 理起来非常困难。而且这种机油泵在长期使用后，容易出现卡死现象。 修
若在施工中不能及时判断，会造成重大机械事故。
故障现象 1
正常使用一年多的一台挖掘机，在施工时突然出现机油报警，驾驶员立刻关闭发动机。
修理人员分别检查了高压油泵和增压器等几处机油油管，均没有机油泄露，据此可以断定，
是机油泵出现了问题。
故障诊断与排除
拆下发动机前端的主动齿轮室盖， 发现机油泵外驱动齿轮在机油泵主动齿轮轴上非常松 旷，用手轻轻一拔机油泵外驱动齿轮就可以取下。但机油泵主动齿轮轴却无法转动，拆下机 油泵外端盖，发现故障原因是机油泵被动齿轮上的机油润滑孔被积炭堵塞，使机油泵被动齿 轮在被动齿轮轴上旋转时无法润滑而产生高温卡死，使机油泵不能向发动机润滑系统供油，
导致机油报警器报警，找到故障后，更换了一套机油泵的齿轮，故障排除。
故障现象 2
发动机大修后在磨合期内出现机油泵内腔、被动齿轮轴孔严重损坏，曲轴抱死的事故。
第 5 章 挖掘机故障的诊断与排除 149： 故障诊断与排除

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是修理时蛮干造成的。安装机油泵时应注意：①仔细检查机油泵泵腔内是否有毛刺、磨损 的凸台和积炭杂物，并要认真清洗油道；②在确定机油泵主、被动齿轮在泵腔内转动自如的 情况下，安装机油泵外端盖时要特别注意，机油泵外端盖是铝合金铸造成型的，非常薄，如
果外端盖四周的紧固螺栓拧得过紧，机油泵外端盖就会变 ，' ' '形，使机
油泵主、被动齿轮的轴向间隙变小，严重时会使齿轮转动困难。安装机油泵主、被动齿轮前，
各部位都要用机油润滑， 机油泵外端盖四周的螺栓紧固后， 用手转动一下机油泵主动齿轮轴，
看是否转动自如；③安装机油泵外驱动齿轮，机油泵外驱动齿轮与机油泵主动齿轮轴的配合
过盈量是 0．025-0．061mm，既没有半圆键、也没有与轴固定，外驱动齿轮用开水加热后，
用手锤轻轻敲人，厂家这样设计的主要意图是机油泵主、被动齿轮被卡死时，发动机还会有
一个继续运转的过程，这样外驱动齿轮在主动齿轮的带动下，还可以继续旋转。如果外驱动 齿轮与机油泵主动齿轮轴是刚性连接，机油泵主、被动齿轮就会在卡死的情况下被强行驱动 旋转，导致机油泵内腔损坏。因此，把机油泵外驱动齿轮与机油泵主动齿轮轴设计成这种连 接方式，就可避免油泵内腔的损坏。可是一些维修人员感觉这种连接方式不可靠，用电焊将
外驱动齿轮与机油泵主动齿轮轴焊接在一起， 这次事故严重地损坏了机油泵内腔和被动齿 使
轮轴基孔，更严重的是驾驶员没能及时关闭发动机，使曲轴抱死，经济损失严重。
分析这次故障的原因，主要是机油泵外端盖四周螺栓拧得过紧，在挖掘机工作时，发动机 的温度随着负荷的增加而很快升高。这时机油泵外端盖的变形也会加剧，使机油泵主、被动 齿轮的轴向间隙变小，在转动时刮下了大量的金属末、堵塞了润滑油孔，使机油泵主、被动
齿轮卡死。
因此应注意：第一是挖掘机的机油报警装置应完好、驾驶员对机油报警的处理要果断，
在没有弄清原因的情况下，应先关闭发动机，再查找原因；第二是维修人员在维修前，应掌
握系统的工作原理，装配时要认真仔细，以避免故障的发生。
5．3 小松 PC300--3 型挖掘机回转装置故障的诊断与排除
日本小松公司在我国售出大量的 PC 系列挖掘机，其中 PC200、PC300、PC400 系列挖
掘机所占比重较大。这类挖掘机的回转装置结构基本相同。使用中发现由于回转装置工作频
繁，受冲击力大，故障发生率相对较高。现以 PC300-3 机型为例，将回转结构及故障排除
办法介绍如下。
PC300-3 机的回转结构是由斜盘柱塞定量马达、行星齿轮减速器、大回转齿圈、回转轴承
构成的。
在回转马达壳体内装有摩擦片式的停车制动机构，和作业时高压溢流阀的制动机构，这
两种制动机构的作用不同。
如图 5-4 所示，回转先导操纵阀 1 动作时，先导油经过先导操作阀 1 流向压力开关 8 和
回转主换向阀 2，流向压力开关 8 的先导油，达到 1．4MPa 时，压力开关动作停车制动电
磁阀 5 通电换向，先导油进入停车制动器 4，解除刹车。
流向回转主换向阀的先导压力油，推动主换向阀向相应方向换向，从主液压泵来的高压
油进入回转马达，经行星减速器减速增扭，推动回转盘回转。
当需要停车时，先导操纵阀 1 回中位，这时主换向阀 2 阀芯的两端在回位弹簧作用下，
也回到中位。由于挖掘机的惯性作用，回转盘通过行星减速器带动回转马达 3 回转，这时液
压马达变成液压泵，向原来的回油一侧排油，但因主换向阀的封闭作用，油管内压力不断上
升，上升至设定压力 28Mh 时，溢流阀 6 开启泄压，油经单向阀 7 回油箱。同时，回转马达
也给行星减速器施加相应的制动力矩，迫使回转盘减速制动。这个过程时间约为 1—2s，由 于回转盘的惯性继续带动回转马达旋转，迫使原回油一侧的油压交替上升、下降，溢流阀 6
在这段时间内频繁地开启关闭，通过回转马达持续对回转盘制动直到停止。设定溢流阀对马
达有保护作用，为避免因回油侧压力过高损坏回转马达，原进油口的单向阀向马达的另一侧

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补油，以免马达吸空而导致气蚀损坏马达。
先导操作阀 1 回中位时，停留如超过 5s，这时压力开关 8 延时回路断电，停车制动电
磁阀回位，停车制动器在强大的碟型弹簧作用下，压紧摩擦片，使马达刹车，也就是挖掘机
不连续回转作业时，停车制动器才动作。一般停车制动器，只是在挖掘机暂时停车，或长时 间停车时才动作。作业时，频繁的回转制动，则是由高压溢流阀起制动作用，这点尤其要分
清楚。
故障现象
有时挖掘机在作业时，会发生某一侧刹不住车。
故障诊断与排除
从以上液压回路可以看出， 这种故障一般发生在相应溢流阀没有关紧或相应的换向阀阀 芯拉伤严重。但从实践上看，大部分故障是由于溢流阀设定压力不足而引起的。这可能是溢
流阀阀芯因油脏卡住在半开通状态或弹簧折断。
有时挖掘作业时发现左右回转速度很慢，液压马达异常发热，这是由于停车制动器没有 解除刹车而引起摩擦片间强烈摩擦发热。由于在现场维修困难，特别对维修力量不强的单位 或应急维修时可采取在停车制动电磁阀上装上一个螺丝，直接将电磁阀顶开，让停车制动器 处于打开状态，这样挖掘机就可以很快恢复使用。停车时间长时，由于制动器的内漏作用， 靠弹簧力又可以使摩擦片锁住马达输出轴。这种办法虽然是应急的，但由于对挖掘机性能基
本没有大的影响，可以得到推广使用。 5．4 小松 PC200-5 型挖掘机斗杆油缸活塞杆不能缩
回故障的诊断与排除故障现象
某单位一台 PC200-5 型挖掘机在操纵斗杆阀时，出现斗杆缸活塞杆伸出后不能缩回的
故障现象，但若联合操纵动臂 PPC 阀，加之挖掘机本身的重力，斗杆缸活塞杆可以被动压
回。该机的其余各机构动作和性能均未见异常。
故障诊断与排除
根据斗杆缸的液压系统原理(见图 5-5)，该斗杆缸活塞杆只伸不缩的故障原因有以下几个
方面：
(1)缸筒及活塞杆损坏，或因活塞密封环磨损超限造成内泄严重。拆下斗杆缸(见图 5—
6)解体后发现，活塞环 5 完好，说明内泄并不严重。而后，又检查了活塞杆 1 及缸筒 2，发 现活塞底部缓冲柱塞 10 已松脱，并在活塞杆的运动作用力下撞伤液压缸底部。从解剖后的 斗杆缸知，底部缓冲柱塞松脱是由于锁紧螺母 6 未能使胶粒在液压油中受浸泡、冲蚀，在油 压、油温的长时间作用下日久失效，并从活塞杆小孔中脱出，导致其上的 12 粒钢球 7 部分
脱落，缓冲柱塞也因无锁紧而脱出，最终造成缸筒损坏和液压回路出故障，从而出现斗杆缸
活塞杆只伸不缩的现象。
(2)液压回路堵塞。清洗了液压回路，除去了回路中的油垢、泥沙和铁屑等污物，从清
洗后的液压油中还找到了已破损的钢球，连续冲洗液压回路 5—6 次后，当装好回路试机时，
故障却仍未被排除。
(3)控制油路故障。为判断故障是否由控制油路引起的，将控制斗杆油路的控制油管与
铲斗或动臂缸的控制油管对调，从对调后的状况就可判断故障是否在控制油路的回路上。经
对调试验证实，故障与控制油路无关。
(4)主控阀故障。从图 5-5 知，主控阀 10 是受控制油路控制的，通过以上分析可以肯
定，故障出现在主控阀内。解体主控阀后发现，主控阀内滑阀的阀芯中有一控制斗杆慢动作
的滑阀 12 的阀芯被卡死，需用手锤木柄轻轻敲击或用手掌用力拍击才能抽出，而且此阀芯
存在有极轻微的拉伤，从主控阀内还清洗出一部分铁屑。于是，可用 0 号研磨膏将卡死的阀
芯和阀座孔加以对研，并对主控阀进行彻底的清洗。重新装配后，机器故障已彻底排除。
5．5 小松 PC200。5 型挖掘机回转故障的诊断与排除

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