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工程機械故障診斷系統研究:淺析工程機械故障診斷技術及維護

摘 要：近年來，隨著施工規模的逐步增大，現代機械設備也日趨大型化、連續化、機電一體化，其性能與復雜程度不斷提高，對設備故障的診斷也更為復雜。遠程故障診斷技術就是通過設備故障診斷技術與計算機網絡技術相結合，在施工機械設備上建立狀態監測點，采集設備狀態數據；而在技術力量較強的科研單位建立診斷中心，對設備運行進行分析診斷的一項新技術。它的診斷與維護的實現可使機械設備的故障診斷更加靈活方便，也能實現資源共享。

關鍵詞：工程機械故障診斷技術 維護技術

近年來，隨著施工規模的逐步增大，現代機械設備也日趨大型化、連續化、機電一體化，其性能與復雜程度不斷提高，對設備故障的診斷也更為復雜。靠傳統的填寫值班日志、靠參數越限報警等人工或半自動化的方法來維護機械設備既落后，又不客觀，雖然可以有類似黑匣子之類的自動數據記錄器，但也只能做事后分析。而且這種陳舊的設備維護模式，無論是數據的可靠性或實時性，還是設備的維護質量均無法滿足要求，導致施工機械在施工過程中停機多，檢修時間長，嚴重影響到工程的進度和質量。建立遠程故障診斷及維護系統是解決問題的很好的方法。

1 工程機械故障診斷及維護技術的行業特點

1.1 目的明確

診斷的目的就是要確定機械運行狀況、檢查故障部位、分析故障產生的原因和制定經濟有效的維修方案。

1.2 交叉性強

診斷及維修涉及摩擦學、材料學、力學、化學等多種學科；需采用焊接、鑄造、車、鉗、鍛、鍍等多種工藝手段；要掌握維修理論，機構學及經營管理等多方面知識。

1.3 工作環境惡劣，實踐性強一切診斷方法和維修技術都必須以機械的實際狀況為基礎，處理結果很快得到實踐驗證。

2 故障診斷技術

設備故障診斷技術包括故障檢測與故障診

斷，通常合在一體統稱為故障檢測和診斷（FDD）。

2.1 故障機理

通常我們說設備工作正常是指它具備應有的功能，沒有任何缺陷，或雖有缺陷但仍在容限范圍內。異常是缺陷有了進一步發展，使設備狀態發生變化，性能惡化，但仍能維持工作。故障則是缺陷發展到使設備性能和功能都有所喪失的程度。設備的異常或故障是在設備運行中通過其狀態信號（即二次效應）變化反映出的。由于監測與故障是在設備不停機的情況下進行的，因此必然以狀態信號為依據。二次效應就是設備在運行中出現的各種物理的、化學的現象，如振動、噪聲、溫升、油耗、變形、功耗、磨損、氣味等，這些都是一種設備運行所固有的。監測與診斷就是要快速、準確地提取設備運行時二次效應所反映的特征。

2.2 故障診斷過程

2.2.1 狀態監測主要是測取與設備運行有關的狀態信號。狀態信號的獲取主要是依靠傳感器或其它監測手段進行故障信號的檢測。檢測中主要有以下幾個過程：

2.2.1.1 信號測取主要是通過電量的或傳感器組成的探測頭直接感知被測對象參數的變化；

2.2.1.2 中間變換主要完成由探測頭取得的信號的變換和傳輸

2.2.1.3 數據采集就是把中間變換的連續信號進行離散化過程。數據是診斷的基礎，能否采集到足夠長的客觀反映設備運行狀態的信息，是診斷成敗的關鍵。

2.2.2 特征提取就是從狀態信號中提取與設備故障有關的特征信息。

2.2.3 故障診斷故障診斷就是根據所提取的特征判別狀態有無異常，并根據此信息和其它補充測試的輔助信息尋找故障源。

2.2.4 決策根據設備故障特征狀態，預測故障發展趨勢，并根據故障性質和趨勢，做出決策，干預其工作過程（包括控制、調整、維修等）。

2.3 診斷原理設備診斷是利用被診斷的對象（設備）提供的一切有用信息，經過分析處理以獲得最能識別設備狀態的特征參數，以便做出正確的診斷結論。機械設備運行時產生多種信息，當其功能逐漸劣化時，就出現相應的異常信息，如機器的狀態變化而產生的異常振動、噪聲、溫度等機械信號；機械劣化過程產生的磨損微粒、油液及氣體成分變化的化學信號等。利用檢測儀器對最敏感的故障特征信號進行狀態監測，做出正確的分析和診斷，及時預測機器設備可能發生的故障。傳感器安裝在診斷對象（設備）上，以傳遞溫度、壓力、振動、變形等信號，這些信號進一步轉化為電信號，輸入到信號處理裝置，在信號處理裝置中將輸入的診斷信號與預先儲存在系統內的標準信號進行比較，標準信號是根據事先積累的大量數據資料和實際經驗分析歸納而制定出來的判定標準，是設備各種參數的允許值。通過比較做出判斷，確定故障的部位和原因，預測可能發生的故障。

3 工程機械故障診斷及維護系統

由于工程機械故障的多樣性、突發性、成因復雜性和進行故障診斷所需要的知識對領域專家實踐經驗和診斷策略的依賴性；人工神經網絡能通過自身的學習機能建立故障征兆和故障模式之間的復雜映射關系，可以進行多因素預測。

3.1 系統簡介

系統通過一個基于神經計算算法的“看門狗”智能單元對機械運行狀態進行在線分析和推理，對機器的工況及相關信息做出相應評價；還可以通過電話線與遠程單元相連，以便在異地獲取機器工況及其性能信息，并以此做出評價。知識密集型智能工具“看門狗”可以隨時對機器工況進行跟蹤，獲取和組織機器及其周圍環境的數據。“看門狗”芯片作為機器的“黑匣子”，可以儲存主要部件的狀態“軌跡”。一旦發生失效，操作者可以讀取“黑匣子”，獲得最近幾分鐘的工況信息，迅速確定故障，并給予及時修復。當機械設備出現新的故障時，通過自學不斷調整權值、閥值，以提高故障的正確檢查率，減低漏報率和誤報率。這些基于知識的信息同樣可以為其他站點的用戶所共享。

3.2 系統優點

遠程故障診斷及維護系統的一個突出優點在于進行協作診斷和維護，及時排除故障。

3.2.1 故障工況數據收集通過遠程診斷系統，可以積累更多的機器/過程的故障工況，由此，從各遠程站點獲取的故障工況中可以開發更好的診斷算法。

3.2.2 故障診斷不同地點的專家可以訪問服務器中存放的有效信息，因此，分散在各站點的知識可以集成起來完成更復雜的協作診斷。

3.2.3 遠程服務系統提供了多種類型的信息例如在線的過程/機器傳感數據，故障/性能下降的歷史數據等。進行性能評價時，必須對這些信息加以整體考慮。

4 結語

遠程故障診斷技術目前還處于發展初期，還有很多問題尚待解決，這包括故障診斷技術本身要解決的問題及網絡技術的問題。但是，無論是從經濟觀點出發，還是從整個施工來考慮，借助Internet，準確、及時、有效地實現工程機械遠程故障診斷的方法都值得關注和研究。

工程機械故障診斷系統研究:探討工程機械故障診斷和應急處理方法

摘要：隨著現代大生產的發展和科學技術的進步，現代機械設備的結構越來越復雜，故障診斷技術的顯得尤為重要，其意義在于能有效地遏制故障損失和降低設備維修費用。掌握有效的故障診斷方法和處理技巧，縮短維修時間，利于提高機械設備的完好率和使用率。本文介紹工程機械故障的概念、產生原因和分類方法等，分析了故障診斷的基本工作方法和技巧，可供同行參考。

關鍵詞：工程機械；故障診斷；方法

1. 前言

工程機械在我國的公路橋梁、鐵路、城鎮設施、江河治理及軍事工程等現代化建設中發揮著巨大的作用，機械設備在施工現場使用的頻率極高。由于現代工程施工具有工期緊、任務重的特點，因而許多工程機械進人工地后，存在長時間連續作業的情況。繁重的作業任務和超負荷運轉，導致機械設備容易出現故障，因故障而停工的現象也就屢見不鮮，其結果必將嚴重影響工程進度，給企業造成工期和經濟損失。

現代工程建設中，大量的人力勞動已為各類機械所取代，工程機械已成為工程建設的重要力量。然而，多數工程機械必須在野外惡劣的環境中工作，有的更要經常受到沖擊載荷的作用，因而出現各種故障也是在所難免。液壓與液力傳動、電液控制和電子控制等先進技術的應用提高了工程機械的技術水平和工作能力，但也同時帶來了相應的故障，而且這些故障比傳統的機械性故障具有更強的隱蔽性。因此，如何合理、快速、準確地診斷和排除各類故障已成為施工企業設備管理和維修人員必須認真研究的課題。本文旨在向同行讀者提供一套通用的思路和工作方法。

2. 故障概述

2.1 故障及其產生的原因

工程機械故障是指工程機械或其某些部份喪失或降低了其規定功能，或者運行參數超出規定的許可范圍的事件或現象。具體可表現為動作、溫度、聲音、外觀和氣味以及其它理化指標的異常。

引發故障的根本原因可分為內因和外因兩個大類：內因主要有機件的磨損、腐蝕、氣蝕、氧化、老化、變形、松弛、疲勞和設計制造缺陷等方面的因素；而外因主要包括惡劣的工作環境、不正確的操作、不按規定進行維護保養、不按規定提供合格燃料和各種工作介質，以及事故性損壞等方面的因素。

2.2 故障分類

熟悉故障分類有利于掌握故障特征，明晰故障分析思路，減少診斷時的盲目性。與故障診斷關系密切的分類方法主要有如下幾種：

(1)根據是否可以直接觀察到故障部位可分為直觀性故障和隱蔽性故障；

(2)根據發展進程不同可分為漸進性故障和突發性故障；

(3)根據影響范圍不同可分為局部性故障和整體性故障；

(4)根據影響程度不同可分為功能性故障和參數性故障。

3. 故障診斷方法

3.1 故障診斷的概念和思想方法

故障診斷是從故障現象出發，分析和查找故障原因的過程。在實際工作中，故障診斷有常規診斷和深層診斷兩種明顯不同的形式。常規診斷以實體為目標，以找出故障部位，通過修理、更換有故障的零部件消除故障為目的，其診斷結果易于驗證。深層診斷以影響因素為目標，以找出引起系統發生故障或零部件損壞的根本原因，從而采取相應的預防措施為目的，具有較強的理論性，其診斷結論的確定性較差，驗證也比較困難。一般性故障只須進行常規診斷，而重大故障或反復出現的故障應進行深層次診斷。

一定的故障現象必然與一定的故障原因相聯系，分析現象與原因之間的內在聯系是故障診斷的中心工作。在復雜的故障中，現象和原因之間往往顯得錯綜復雜，這就要求診斷人員必須具備良好分析推理能力。因此，逆向分析、邏輯推理、逐步迫近是故障診斷最基本和最實用的思想武器。

當然，同樣的故障現象可能產生于不同的故障原因，相同的故障原因也可能產生不同的結果，例如，空氣濾清器堵塞，可導致發動機動力下降、溫度升高和油耗增加等故障現象，而上述故障現象也可能出自供油系統、冷卻系統、潤滑系統工作不良或配氣機構零部件磨損過大等原因。因此，診斷人員還須學會用辯證的方法去分析和解決問題，善于在復雜的系統中抓住主要矛盾，識別出主要因素。

3.2 故障診斷的分析工具

借助故障分析工具利于診斷人員把握全局，有條不紊。僅靠“跟著感覺走”，則容易誤入歧途。常用的分析工具有因果圖、故障樹和流程圖等。對同時有多種現象和多種可能因素的復雜故障，有經驗的診斷人員可根據每個故障現象和每個故障因素之間的親密程度進行賦值，建立數學模型進行概率分析。

3.3 診斷方法

3.3.1 準備階段

在準備階段，最重要的工作是掌握原理，弄清現象。熟練掌握診斷對象的構造特征和工作原理是進行具體診斷和分析的前提，否則只能是瞎摸。進行深層診斷時，診斷人員還必須掌握相關知識，具備綜合分析能力。而弄清現象是進行診斷的依據。對機手或其它人員反映的情況要進行仔細的核實，而最好的方法就是診斷人員親自操作試機。

在熟悉原理，抓準現象后應進行必要的推理分析，抓住重點，縮小查找范圍。同時，要善于利用因果分析圖等分析工具進行輔助推理分析，做到掌握全局，避免遺漏。

3.3.2 查找階段

(1)堅持“由表及里、先簡后繁”原則，少走彎路

在查找故障的過程中，必須堅持從簡到繁的基本原則。具體要求就是要做到由表及里，先易后難，先低壓后高壓，先控制后主流。即把容易查找或能夠準確判斷的因素先期進行排查，避免出現“小題大做”的情況。在使用測量和試驗手段上也要優先選擇簡單易行的方法。如液壓故障診斷時，優先進行壓力測量，最后才考慮使用流量試驗。對發動機負荷變化引起的明顯的轉速變化和排氣顏色變化也完全能夠通過操作人員的耳目直接感知。

(2)注意抓住重點，集中突破

要注意識別系統的串、并聯關系，善于分區域、分段落進行檢查。對能夠準確判斷或排除故障范圍的檢查項目，可安排重點檢查，這樣有利于盡快縮小查找范圍，做到集中力量，有的放矢。診斷過程中要不斷把已確定或排除的因素和最新的故障現象進行進一步的分析判斷，以便更好地選擇下一步行動。

(3)重視測量和比較所規定的條件，避免出現誤判

在查找故障的過程，進行必要的測量和試驗往往很有必要。但在實際工作中，測量和試驗的條件(如發動機水溫、油溫、轉速、液壓油粘度、溫度、操作狀態和環境溫度等)往往容易被忽視，這樣就有可能對測試結果產生重大影響，有時甚至會導致相反的結論。另外，測量和試驗過程中除要觀察和記錄特定操作狀態下的參數和狀況外，還特別要注意觀察不同操作動作及其轉換過程中被監測參數的變化趨勢。

3.3.3 “聽診器”原理的應用

在現場施工出現故障，因為客觀情況，往往不具備利用設備診斷的條件，需要維修人員憑借豐富的經驗或借助于簡單工具、儀器，應用“聽診器”原理來進行檢測。“聽診器”是憑人的感官及其長期積累起來的感性經驗對設備狀態進行定性判斷。即對任何一臺設備進行診斷，診斷人員到現場，通過問、看、嗅、聽、摸等方法了解設備的情況，通過感官獲取有關的信息，作出初步的評估。但感官判斷的最大缺陷是缺少“量”的評估，純粹憑感性經驗分析問題，主觀因素左右評判結果，可靠性差。

3.3.4幾種簡易的判斷方法

(1)部份停止法：即人為使設備的某一部份停止參與工作，觀察變化，來進行對比試驗的方法。如多缸發動機用“斷缸法”來判斷某缸工作的好壞，或異響來自那一缸。

(2)交叉對比法：對調相同性質的管路，或調換某兩個相同或同類零部件，或用正常的零部件替換有懷疑的零部件進行對比，從而判斷被試零部件是否存在問題。

(3)短接隔離法：即把有懷疑的元件的輸入端和輸出端直接連通起來進行對比試驗。這種方法適用于流程性系統，如懷疑濾芯堵塞時可以取掉濾芯進行試驗。

(4)截止隔離法：即用截止裝置在不同的流動節點處進行分段隔離，或代替執行元件進行制動，來進行對比試驗。這種方法適用于流程性系統，如懷疑液壓馬達內漏造成工作壓力不足時，可以用截止板堵塞馬達來油管模擬“零內漏”來進行對比試驗。

(5)強制狀態法：對某些自動調節元件，用人為的方法取消其自動功能，強制其處于某種特定的狀態，以減少可變因素來進行對比試驗的方法。

(6)試探調整法：在懷疑某個零部件調整不當時，可以進行試探性調整，但調整無效時應恢復原來狀態。

(7)同類機型對比法：當無法確定特性數值或狀況是否屬于正常時，用正常的同類機型相應的數值或狀況進行對比。

3.3.5智能電子監測系統

這種診斷方法主要是通過安裝在工程機械各部位的傳感器，自動監測機械運行的工作狀況，循環測量設定的參數，當機械工況出現異常情況時，監測系統根據預先設定的數據(報警值)分三級發出光或聲光報警。它的工作原理是通過安裝在各部位的傳感器把機械各部位(油路、氣路等部位)的工作參數――錳度、壓力等物理量，轉換成電量、電壓或電流，經過前置放大器轉換成電壓量，輸到主機相應的輸入口，主機采用單片計算機作微處理器，應用計算機技術對輸入信號進行實時數據處理，并輸出相應的信號，實施顯示和報警，提醒操作人員有可能會發生機械故障，需及時處理，防止事故的發生。

4. 幾種應急維修技巧

4.1 設備修理時，經常會遇到螺栓經過多次拆裝，六角頭出現磨損，扳手掛不住螺栓頭的現象，此時，如果操作空間允許，可以拿一把錘子，用力在螺栓頭上敲擊幾下，使螺栓六角頭呈現被墩粗現象，再使用梅花扳手套在六角頭上，慢慢擰下。這種方法如果仍不能奏效，可考慮找一把小管鉗，慢慢擰下螺絲。在安裝時，該螺栓必須考慮更換。

4.2 在設備修理工作中，常會遇到原本屬于過盈配合的部位，比如軸承內圈和軸之間或軸承外圈與孔之間，由于出現磨損而松曠，又不能對軸或孔進行加工，此時可以采取的辦法是，在配合部位的軸(或孔)上，用尖頭鏨子鑿出一些凹坑，整個接觸面布滿，然后進行裝配，能夠取得不錯的效果。

4.3 使用滾珠軸承的連桿軸承常易損壞，損壞后軸承外圈仍鑲在連桿孔內很難取下，而硬打硬敲又易使連桿損壞。這時，可將連桿夾于臺鉗上，選用重型套筒扳手中的套頭，一側使用比軸承外圈稍小的套頭頂住軸承外圈，另一側用比連桿軸承孔尺寸稍大的套頭頂住連桿孔側面，然后逐漸加力夾緊臺鉗，這樣軸承外圈就會慢慢被壓出來。沒有臺鉗時，也可采用這兩種套頭頂好后，放在堅實的地面上用錘子輕輕敲擊取下外圈。

4.4 裝載機、挖掘機等設備各銷軸處銷套因長時間使用或缺乏潤滑而損壞，更換時如不注重方法，常使銷套安裝不到位，造成端部損壞而無法使用，造成不必要的損失和時間浪費。對此，可將銷套套在對應的銷軸上，將銷座孔中涂抹適量潤滑脂，再將銷軸穿人銷套座孔對中定位，而后用手錘錘打銷軸端頭，使銷軸頭部將銷套壓入銷套座孔內。此法不損壞銷套、不產生歪斜，簡單可靠。

4.5 變速箱、差速器、各種泵等箱體的接合表面常用密封墊片密封，并在墊片上涂一層耐油密封膠以增加密封效果，但如果一時沒有密封膠，也可使用油漆代替;油漆的粘性較大并干后變硬，使密封可靠，效果較好。如輪式裝載機后橋差速器故障，修理后安裝時由于沒有密封膠而在后橋蓋密封墊上涂上一層油漆，經使用證實效果很好。

4.6 清洗發動機油底殼、機體內表面或者變速箱時，假如鐵屑和雜質太多難以洗凈，可以用適量的面團粘吸，可以較為徹底的清洗。家庭用的洗潔精，可以用來清洗機械零部件，尤其適合清洗橡膠零件，洗后不會發生溶脹和變形現象。用洗衣粉加鋸末清洗沾有潤滑油的零件，可以取得非常好的效果。

5. 幾種能夠在工程機械修理中應急代用的日常生活用品

5.1 當汽油機化油器的浮子破損時，可以用熱水瓶的軟木塞改制臨時代替。

5.2 假如機動車的制動液泄漏流失，而身邊沒有備品，可以用白酒或一定濃度的肥皂水臨時代替。

5.3 假如發現蓄電池電解液液面過低，為防止極板硫化，可以購買市場的純凈水、蒸餾倒入蓄電池內，注意在購買后一定要看一下包裝上的說明，如添加有其他輔料則不可使用，切記千萬不可使用礦泉水。

5.4 假如拆卸磁電機時不慎丟失高壓觸點炭棒，造成磁電機不能產生高壓電，可以用干電池的炭芯磨短一段代用。汽車分電器蓋中心電極碳棒損壞或丟失，可以用5號干電池中的碳棒稍磨后代用。

5.5 可以用洗凈的絲瓜絡或海綿代替空氣壓縮機或小功率柴油機空氣濾清器的鐵絲濾芯。

5.6 如果橡膠油封的自緊彈簧過松，可以用加添橡皮筋的方法予以彌補。

6. 結束語

科學合理的故障診斷方法和處理措施，能快捷、準確地判斷機械設備故障部位和處理故障，有效地縮短待修時間和維修周期，提高利用率，為加快工程施工進度、降低工程成本、提高企業經濟效益起著重要的作用。

工程機械故障診斷系統研究:關于工程機械故障診斷與處理的實例探討

摘要：機械設備現場出現故障分析、判斷，逐一檢查找出故障點，及時排除故障。

關鍵詞：故障、現象、診斷、排除故障

現代施工建設都是工期緊張，要求施工現場挖掘機、裝載機等機械設備使用循環連續性很強，但使用過程中經常出現故障，如果不及時處理就會影響現場正常使用，甚至出現停工現象。現就現場出現的幾例故障診斷與處理探討如下：

一、 日立zx230挖掘機：

1、故障現象：經常產生高溫，甚至發動機開鍋，繼而出現全車動作緩慢現象。

2、分析：經過檢查儀表顯示數據看出：先導油壓冷車時是2.2MPa，熱車時是1.2MPa，而標準壓力為3.5MPa。顯然先導油壓損失較大，控制壓力達不到要求，導致全車動作緩慢。

首先判斷是信息閥（鋁制）閥體內泄，壓力降低無法工作。水溫過高判斷把水箱換掉，把風扇護圈裝好。

處理過程：把液壓系統的信息閥更換為新閥，測試先導壓力可以達到3.5MPa左右，挖掘、回轉動作速度快，不緩慢了，但行走又出現沒有的現象，還是產生高溫。

檢測行走操作手柄下的先導閥壓力，發現不行走時就沒有壓力，或者壓力上來很慢，感覺是壓力油沒有過來？然后把行走先導閥拆下來檢查，發現行走先導閥閥桿磨損，肉眼觀察閥體孔磨損好像有點橢圓。清洗后安裝又試機，還是出現行走沒有，40多分鐘開鍋。

檢查液壓系統主壓力是41MPa，有點高。把液壓主溢流閥拆下檢查，發現閥體里面有好多鐵沫油泥，很臟，清洗，把系統壓力調整為35MPa。

繼續檢查，讓修理工把液壓泵排量又調下來一些。把液壓油溫度調出來繼續試機。發現液壓油溫度也是一直上升1小時左右就到90度以上，把機子停2-3分鐘，液壓油溫度就下來，水溫也同時降下來，這樣試了幾次后，下午一直干了2個多小時。

沒有行走時，把液壓鎖桿來回動幾下，行走就又可以行走，且速度也可以。又懷疑是否是液壓鎖桿閥有問題。

拆下液壓鎖檢查，沒有什么問題，它的的作用是把液壓操作先導油路斷開和打開，使液壓操作鎖主無法操作和打開油路液壓動作，沒有問題。那還是行走先導閥塊出現問題，磨損后或者閥桿發卡，不能打開油路，動幾下液壓鎖桿，使先導壓力油沖幾下把行走操作閥打開，行走就又正常，判斷還是行走先導閥有問題。行走先導閥閥體是鋁制的，遇到鐵沫就磨損很快，和信息閥一樣出現問題。

把液壓油溫度控制下來，就沒有再發生開鍋現象，看來是液壓油溫度太高引起的水溫過高。只有想辦法解決液壓系統的溫度才能徹底解決高溫問題，清洗水箱，加大散熱面積，把引擎蓋打開等。

讓司機繼續再試挖掘機，主要把液壓油溫度觀察好，高了就停下動作2分鐘左右，再把行走試一下。

經過2天的試驗，挖掘機可以工作，要把液壓油溫度降下來，就要徹底把液壓系統檢查一遍，檢查每個部件，很可能是液壓系統里局部產生了溢流或者內泄，摩擦產生高溫。

二、 柳工225挖掘機

1、 故障現象：在工作三四十分鐘后突然熄火，啟動后再工作一會后還是突然熄火。

2、故障分析：發動機突然熄火可能的原因有：柴油油路不暢；空濾芯堵塞；高壓油泵突然斷油。

3、故障檢查：首先檢查燃油箱是否有油，檢查有油；檢查燃油濾芯，換新濾芯。經過試車還出現此故障。第二：仔細觀察發動機在熄火瞬間高壓油泵的動作。經現場查看，發動機轉速、功率正常，突然熄火時，發動機轉速不下降，就直接熄火，應該不是負荷太大引起的，大負荷時不憋車，但是發動機突然熄火，判斷是油路突然斷油造成。

檢查熄火繼電器，線路沒有斷掉、破損情況，經過拔掉、重新插后，再試機子，在發動機溫度達到80度多以上時，歷時40-60分鐘左右，沒有出現突然熄火故障。問題基本排除，要在工作中繼續試機。

原因就是高壓油泵上的熄火開關電磁閥線路接觸不好，造成斷開后就把油路斷掉，發動機自動熄火。

三、WA320裝載機故障

1、故障現象：突然出現檔位失靈，只有前進擋，無論掛前進擋還是后退檔都是只能前進。

2、現象分析：首先檢查先導電路，然后檢查先導電磁閥是否正常，最后檢查檔位換向閥。

3、故障排查：首先電工排查電路繼電器都是好的，把其它正常動作的繼電器換到前進擋上還是那個問題；再檢查到換向閥的電磁閥互換后同樣問題，沒有變化，判斷電路、電磁閥等應該沒有問題，應該是檔位桿卡死在前進擋上。判斷是換向閥出現故障，要求維修人員把換向閥拆卸下來清洗，發現閥芯內部不干凈，清洗干凈后安裝試機，前進、后天檔位都有了，故障排除。

結束語：從以上機械設備故障處理過程來看，現場工程機械出現故障都不是單一的，也不是書本中羅列的故障，往往是機械設備各個部件、各個系統相關的連鎖反應，首先要仔細觀察故障現象，才能準確分析故障現象發生在哪些相關的系統、部件、部位上，再根據分析以及工作原理從簡單到復雜逐一檢查，最后找出故障點，排除故障。

作者簡介：吉小庫，男，1969年10月出生，1995年畢業于西安公路交通大學筑機系工程機械與起重運輸專業，工作單位是中鐵一局五公司，一直從事鐵路、公路施工機械現場管理。

工程機械故障診斷系統研究:工程機械故障診斷研究

摘要：

主要分析了工程機械曲柄連桿機構的故障以及產生故障的原因，診斷曲柄連桿機構的故障，最后著重探討了應對曲柄連桿機構故障的一些排除方法。為解決發動機故障提供參考意見。

關鍵詞：

曲柄連桿機構；工程機械；故障診斷；排除方法

1工程機械曲柄連桿機構故障現象及原因

1．1活塞敲缸現象及原因分析

（1）現象。當發動機在工作時，氣缸壁與活塞碰撞，從而發生出聲響，則稱之為活塞敲缸，主要現象表現為：當發動機在運轉時，發出“當、當、當”節奏聲音；隨著發動機溫度升高，異常的響聲會逐漸減少或者消失；發動機排出藍白色的煙色。

（2）分析原因。首先第一點，是因為氣缸壁與活塞之間的間隙原因。當發動機在工作時，活塞頂部會有氣體壓力存在，在作功和壓縮過程當中，排氣和進氣兩個行程要小于氣體對活塞的作用力，在作功過程當中，轉過共線位置時候的連桿會呈現出傾斜狀態，從而活塞會出現側壓力，這時候活塞一側就會被壓在氣缸壁的左邊。壓縮過程中，活塞頂部有壓縮氣體壓力存在，轉過共線位置一直到越過止點時，壓縮氣體會將活塞壓在氣缸的另一側。因此，引起氣缸壁與活塞之間的間隙原因主要在于氣體壓力作用導致的，將活塞壓在氣缸壁上，當活塞運動時就會發生響聲，會導致氣缸壁與活塞的磨損。連桿扭轉的原因，連桿承受著慣性力、氣體壓力、旋轉離心力等，主要是做擺動較高速的長桿，由于連桿受力原因多變，容易導致連桿出現扭曲現象，如果發動機在不正常的燃燒情況之下，會造成連桿彎曲，之后連桿兩端的軸線就會出現不平衡狀態，連桿回轉也不會在同一平面內，連桿活塞與活塞銷擺動時候，會與氣缸壁發生碰撞而發出異響。

1．2活塞銷響

（1）現象。活塞銷響的現象主要發出“咯兒”響聲，而且聲音比較尖銳，當怠速較高時候，這種聲響較為清晰。

（2）原因分析。活塞銷主要承受著沖擊負荷，壓緊活塞銷，從而在運轉時產生磨損。久而久之，由于修理不當導致增大配合間隙，當間隙增大到一定程度，活塞運動時，其方向、加速度大小也由于活塞位置而發生相應的改變，活塞銷與活塞的壓緊也會產生相應的變化，從而發出撞擊的響聲，如果沒有潤滑油的時候，活塞銷的異響就會更加的清晰明顯。

1．3連桿軸承

（1）現象，連桿軸承會因為軸徑與連桿軸承之間的碰撞，而發出聲響，當發動機工作時，會發出“當”節奏金屬敲擊聲音，單缸斷火之后會消失或者減少響聲，隨著負荷量逐漸的增大而響聲也會逐漸的增大，轉速提升會伴隨著機油壓力下降現象。

（2）原因分析。發動機工作時，由于連桿軸承與軸徑配合間隙過大，導致連桿軸承發出異響，主要原因是因為磨損、連桿螺栓松動、修理發動機時，配合間隙不當導致間隙過大，致使連桿軸承發出響聲。

1．4整體式曲軸主軸承響

（1）現象，發動機加速較為突然，敲擊聲會發出“剛”聲響，嚴重時還會發生機體振動現象，隨著負荷增大響聲也隨之而增強，較近的兩個缸位斷火時，聲響會消失或者是減弱，并會伴隨著機油壓力下降現象。

（2）原因分析。在正常工作當中，曲軸主軸頸與軸承發生磨損，導致過大配合間隙，磨損緩慢且平穩，大部分都發生在損耗期間。由于發動機潤滑系統故障、發動機溫度升高、潤滑油質量較差等原因，致使潤滑油不良，便會在磨損進程中導致增大配合間隙。此外，曲軸主軸承蓋螺栓松動也會導致增大間隙。

1．5曲軸軸向竄動聲響

（1）現象，比較于曲軸主軸承聲響，曲軸軸向竄動聲響與曲軸主軸承聲響有些類似。

（2）原因分析。軸承軸向間隙必須要有，但是有了間隙之后，由于受到軸向的影響，會導致曲軸前后竄動。為了限制竄動，一般會采用止推墊安裝在曲軸上，當發動機工作時，曲軸止推墊必然會產生磨損，如果止推墊磨損必將會增大軸向間隙，會因為前后竄動而發出聲響。

2工程機械曲柄連桿機構故障診斷與排除

2．1活塞敲缸故障診斷與排除

診斷活塞敲缸故障，要根據現象對活塞敲缸情況就進行確定，拆下噴油器，向氣缸注入機油，撬動飛輪，估計機油流入活塞周圍間隙后啟動發動機。如果活塞敲缸響聲消失，則說明是活塞敲缸故障。如果在早期就發生活塞敲缸故障時，主要原因是因為活塞銷、活塞銷襯套、連桿軸承過緊，從而導致活塞產生拉傷，這時應當進行單缸斷火實驗，如果斷火之后異響消失，則表明有活塞敲缸，應當深入檢查，采用針對性的措施來排除故障。如果在使用階段發生故障，大部分的主要原因在于連桿變形原因，進行單缸斷火實驗，斷火之后如果異響沒有消失，說明是由于連桿變形引起的活塞敲缸，應當進一步深入檢查和校正。如果在損耗期間發生活塞敲缸，隨著溫度變化而不斷變化響聲，排氣管有藍白色的煙，大部分是因為氣缸壁與活塞磨損造成過大配合間隙，應當立即檢修發動機。

2．2活塞銷響故障診斷與排除

活塞銷響故障發生，一般都是在損耗階段，如果具有較高怠速，或者是油門抖動時，產生的異響是非常明顯的。發動機溫度逐漸升高，活塞銷響的異響也隨之而不斷增大，單缸斷火時的異響有變化。如果出現以上現象，則可以診斷為活塞銷響。拆卸之后應當對其進行檢查，對其進行更換，使得活塞銷配合間隙符合要求。

2．3連桿軸承故障診斷與排除

如果在正常使用階段、早期故障期間發生連桿軸承響聲。大部分是因為連桿螺栓松動原因，堵塞了潤滑油路、連桿軸承裝配不恰當等原因。單缸斷火實驗之后，對缸位進行確定，如果單缸斷火之后響聲消失或者逐漸減小，則表明這個缸位有故障，否則表明故障在其他缸位當中，應當繼續檢查。如果在損耗期間發生連桿軸承異響，并且伴隨著機油壓力下降現象，表明每個缸位連桿軸承有過大的間隙，應當及時修理發動機。

2．4整體式曲軸主軸承響診斷與排除

如果發生在正常使用階段，或者是早期階段，曲軸主軸承響大部分是因為個別軸承蓋松動，或者是潤滑油路被堵塞，使得軸承磨損從而導致出現過大的間隙。這時候采用相鄰的兩個缸位進行斷火實驗，對缸位進行確定，如果斷火實驗時候響聲消失或是逐漸減小，則表明這兩個缸位軸承有響聲，如果在損耗期間發生整體式曲軸主軸承響，伴隨著機油壓力下降現象，則說明軸承之間的間隙過大，應當對發動機進行全方位維修。

2．5曲軸軸向竄動聲響診斷與排除

一般在使用很久之后，才會發出曲軸軸向竄動聲響，怠速時候就能聽到很清晰的“剛”金屬響聲。如果踩下離合器踏板就會減少異響，或者異響消失。這表示曲軸軸向竄動響。如果發動機在停轉狀態時，可以撬動飛輪，安裝百分表測量，如果曲軸軸向竄動測量超過一定范圍或者是數值，則說明曲軸軸向竄動出現異響，應當立即更換曲軸止推墊。

3總結

綜上，采用圖文結合的方式，介紹了發動機異響故障診斷方法以及排除方法。以實際情況，主要從工作原理、結構以及檢測故障三方面進行了詳細的論述。針對以上異響診斷，必須充分掌握異響的規律以及診斷方法，只有對這兩方面進行熟悉了解，異響故障以及排除就容易得多。

作者:劉華平 單位:山西路橋建設集團有限公司陽泉分公司