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摘要：液压阀的工作质量对液压系统运行状态具有直接影响，不仅对液压阀自身的质量具有较高的要求，合理的选型、科学的设计、正确的使用和维护也非常重要。在对设备进行维修时，若是无法充分掌握液压阀的特点、工作原理以及具体的使用注意事项，将会导致液压阀异常工作情况的出现。基于此，本文主要介绍了液压阀的类型，对液压阀异常工作原因进行了深入分析，提出了相应的解决办法，以期对提高液压阀工作的稳定性提供一定参考。

关键词：液压阀；工作原理；异常分析；解决办法

引言

液压阀作为液压系统中的重要元件，主要是用于对工作液体的流速、压力和流动方向进行精准控制或调节，还能够控制执行元件的启停、转速以及克服负载的能力，以确保液压系统能够结合需求协调工作。所有的液压系统都离不开液压阀，而液压阀通常是以功能附件或是组部件的形式被应用在液压系统内。若是出现液压阀工作异常，将会导致液压系统失去稳定性、可靠性以及准确性，对液压系统的正常工作造成极大的影响，还会导致系统丧失工作能力。不止机械故障和质量问题会导致液压阀异常工作，不正确的设计、不合理的选型、错误使用以及维护不当也会影响到液压系统的正常使用。为了有效提升液压系统的持续稳定运行，应全面掌握液压阀的实际异常情况，树立维护人员对液压阀重要性的认知，从而保障液压系统的工作质量和效率。

1、液压阀的类型

1.1用途分类

1）液压系统中较为常见的控制元件是方向控制阀，其是通过调节阀体与阀芯之间的相对位置来实现对油液的连接和断开，使得油液流动方向符合液压系统的实际需求。

2）压力控制阀的工作原理主要是利用平衡阀芯上的液压与弹簧力，通过对液压系统油压的控制、调节或是以液压为控制信号来实现对控制阀类其他部件的动作。

3）流量控制阀则是用来控制液压系统中液体流量，利用调节阀门通流面积的大小以及通流长度来改变液体阻力，实现对通过阀门流量的控制，从而提升执行元件的工作效率。以上三种阀门还可以按照具体需求进行组合成为组合阀，通过减少管道的连接，能够降低连接的复杂性，紧凑结构，实现工作效率的有效提升。其中以单向阀与其他阀类组合的组合阀最为常用，如单向顺序阀、单向节流阀以及单向减压阀等[1]。

1.2操纵方式分类

液压阀主要有手动、电动、机动、液动和电液动等操纵方式。

1.3控制方式分类

1）定值控制阀和开关控制阀是通过对电磁铁、手轮以及压力液体或气体的通路等方式，实现对液体的流量、压力或流动方向的定值调整。其中，主要有普通控制阀、叠加阀和插装阀三种，而插装阀则是近年来才逐渐成熟的新型液压阀，由于具有流量大、密封性好、阀芯动作灵敏、抗污染能力强、结构简单等优势，得到了广泛应用。

2）伺服控制阀能够按照输入信号及反馈数据，按比例对液压系统中液体流量进行持续控制的阀门，其中包括机械液压伺服阀、电动液压伺服阀和气体液压伺服阀。

3）比例调节阀主要是靠输入信号的大小，对液压系统中液体的方向、压力和流量进行连续成比例的控制。是一种具有一定结构性能和简单控制宽的伺服系统。由于电液比例阀形式较为多样化，便于组成可以由计算机及电气控制的各种电液系统，大大提升了控制精准性，还具有较强的抗污染力以及安装操作的便捷等优势[2]。

2、液压阀工作异常分析及解决方法

2.1泵后供油不正常

2.1.1故障现象

在对某类喷油环的整环性能进行测试时，需要在特定的进口流量及燃油温度时，对喷嘴喷雾的质量是否达标进行检查。在调整进口流量时可以看到，进口流量不能根据输入控制信号的响应而正常输出，流量在给定输入信号后无明显变化，还产生了稳定状态下流量的降低，另外，即使在进口燃油温度迅速升高时，超差与泵后压力还是无法正常显示。

2.1.2原因分析及解决方法

1）比例流控阀检查

通过比例流控阀可以实现对产品进口流量的有效控制，比例流控阀阀芯开度按正比随着输入控制电信号的改变而改变，当输入信号值增高时阀芯开度也随之增高，同时供油压力及流量也以期增大。当比例流控阀出现异常工作时，就会大大降低供油流量的跟随性。若设备为新产品，性能较为稳定可靠，并且没有备件实施替换监测，因此排除比例流控阀存在异常。

2）节流阀检查

通过比例流控阀对燃油进行调整后再流向产品与节流阀，此时节流阀中的出口燃油将流回至油箱内，结合流体的连续性原理能够得到Q流控阀=Q节流阀+Q产品的公式，其中Q节流阀与Q产品成反比，Q节流阀增高时Q产品将会降低，因此降低节流阀开度减少回油量时，应将Q产品增大。在对降低节流阀实施验证，随着性能的优化比例流控阀的输出流量也得到了改善，此时仍然存在随性差等问题，因此排除节流阀故障存在异常。

3）增压泵与溢流阀检查

增压泵通常选用的是定量泵，但由于增压泵自身特性因素极易出现内部泄漏现象，不仅会使实际供油量无法满足标准值，还会随着进出口压力差以及渗漏缝隙升高，从而加大内部渗漏的损失，并降低了供油量。由于零件磨损量增大以及增压泵使用时间增常等都会导致内部渗漏间隙受改变受到影响的常见因素，增压泵为新设备基本未受到磨损，因此应侧重于对增压泵出口压力进行检测。通过检测可以发现，增压泵出口旁路安装的泵后压力变送器显示压力值达到了10.6MPa左右，远高于3MPa的设计要求。按照增压泵出口压力控制工作原理，在利用溢流阀调定完毕后，可知溢流阀异常或压力调整错误是导致出口压力变大的原因。在对溢流阀手轮进行逆时针旋转时，将出口压力控制在3MPa左右，此时，能对进口流量进行正常控制，且泵后压力恢复正常，进口油温也为超出标准值范围。通过调研，近期已经对测量仪表及仪器进行了定期的计量测试，并在拆解前确定了设备的所有阀门开关已经关闭，但是在仪器、仪表测试合格后混淆了溢流阀与常规截止阀，并且没有根据设计标准调整增压泵出口压力，造成了增压泵出口压力大于要求值三倍，导致泵后压力爆表，使得增压泵内部渗漏不断加大并且供油量也随之降低，并且在高压条件下燃油将会由溢流阀溢回产生的热量，也会加速燃油升温速率，出现进口燃油超温状况，从而导致液压阀的故障。

2.2电控五路液压阀

2.2.1仅一路无动作

不管是哪一路的正常运行都需要通过对电磁线圈的正常通电才能得以换向，所以油路动作是在线圈通电基础上进行的。当有一路出现无动作异常时，首先应按住此路控制开关，用铁质工具接触此路线圈外壳检查是否有吸力，在电磁线圈通电正常情况下，线圈金属外壳会具有一定的磁性吸力，若没有吸力则是因没有通电或者线圈问题导致的。其次，检查此线路是否出现插头松动，并拔插重试开机查看。最后，将正常线束插至此线路上，检查无动作一路是否恢复正常，若是仍正常则是线束问题，若是仍无动作则应在判断是主阀芯卡死所致还是线圈故障。

2.2.2阀体内主阀芯卡死

因为电磁主阀芯与阀体的配合间隙不足，所以在液压系统出现清洁力度过低时，会加大主阀动作力，导致线圈通电后的推力过低无法对主阀芯进行换向，从而出现线路的不动作问题。

解决方法：如图1所示，在进行以上操作后仍不能恢复正常时，首先应将无动作一路的线束接插件在启动状态先拔掉，然后按下控制开关，利用合适的工具对应急开关进行手动按压，并检查油缸是否有动作，若无动作就可以判断此路主阀芯卡死。其次，选择粗细适宜的工具对电磁线圈的开关进行按压，直到该局到两端应急开关有轻微的弹簧作用力，此时已经解决主阀芯卡死问题，并且阀芯已复位。最后若是主阀芯还是未复位可以将电磁线圈先进行拆卸，再拆下线圈导磁套，并利用工具从电磁阀体内取出主阀芯，使用干净的柴油或者煤油清洗干净后进行还原。

2.2.3线圈击穿或导磁套内芯轴顶杆卡死

若是手动按压时有动作，在线束通电时正常的话可以判断为线圈或导磁套故障，线圈更换后仍未解决，再对导磁套进行更换[3]。

2.3整车起降动作慢

2.3.1油箱液面是否过低或吸油不畅

对油箱液面进行检查，并开启油箱加油口检查是否因内部滤网掉落造成的吸油不畅。

2.3.2主溢流阀弹簧疲劳造成的设定压力过低

溢流阀内部弹簧压缩力对割台压力的提升具有重要影响，当弹簧进行长时间工作后会产生变形的现象，导致系统调定压力过低，所以适当对调定压力进行提升。

解决方法：先将割台将至底部，然后按下主机割台压力提升按钮，此时割台压力缓慢提升，接着顺时针对主溢流阀调节螺钉进行缓慢调整。一般情况下，半圈压力为1MPa左右，遵循每半圈检查一次割台提升速度的原则进行细致调整，到达合适条件时将锁止螺母进行锁定。

2.3.3过滤器堵塞

因为高压过滤器设置在所有的电磁阀进油口，若是长期不对高压过滤器滤芯进行清理或者更换，就容易出现滤芯堵塞问题，然后会造成泵出油口因为节流而流入电磁阀油液过少而导致升降速度的下降。

解决方法：高压过滤器的滤芯一般为纤维材料，难以进行清洗，所以，可以通过滤芯更换的方式进行解决，针对高压滤芯应6个月换新一次。

2.4流量测试异常

2.4.1故障现象

在供油装置以发动机燃油、滑油系统为动力源时，主要组成部分为滑油泵与燃油泵。其中，燃油泵是由溢流阀、油滤以及外啮合齿轮泵等功能部件构成。在供油装置性能检验过程中，应对燃油泵在不同出口压力下转速相同时所产生的供油流量分别测试，在测试出口流量达到6.4MPa（误差在±0.05MPa）状态点，出口压力为6.34MPa时实际燃油流量为612L/h，大于试验要求的500L/h，试验将自动停止。在对该产品的试验记录进行查询时，可知在出口压力为6.32MPa时燃油流量测试结果为409L/h，将测试结果进行对比分析，当出口压力大致相同时，燃油流量产生了约200L/h的差值。

2.2原因分析及处理

依据测试结果都对设备测控程序中存在进行分析处理。在出口流量没有达到试验要求，并且出口压力没有满足试验极限所需的条件时，应对出口压力进行持续的升高直到控制出口流量在500L/h以下。在设置程序时将6.35MPa设定为出口压力最高极限，到达后自动暂停试验。再将此时的出口压力调整到6.45MPa后继续试验，在出口压力6.33MPa时，得到的燃油流量测试结果是413L/h。然后，应及时对导致最终出口压力降低0.01MPa反而流量突降的原因进行分析。根据燃油泵的性能试验标准及方式可以了解到，在转速统一的条件下，通过设备比例换向阀对3MPa、5.7MPa、5.9MPa以及6.4MPa四个压力测量点都进行调整，能够直观地看出，出口燃油的实际流量能够跟随出口压力的升高而逐渐变少。结合溢流阀的具体工作原理，当开启溢流阀时，燃油泵出口压力时不能进行调节的定值，所以溢流阀在出口压力逐渐提升时处于未开启状态，直到溢流阀开启后，燃油通过溢流阀回流至液压阀入口处，使得燃油泵出口的流量明显的降低至500L/h以下。作为定量泵，燃油泵出口流量会通常会因出口压力提高而降低。其原理由于出口压力体改，造成内漏持续增加，且供油量也随之降低。在溢流阀的开启压力小于出口压力的情况下，出口流量也会随之降低。在作用于阀芯上的所有作用力里，经过溢流阀产生的流体压力和流量较高，应重视其中所产生液动力，从关闭状态到完全开启状态，液压力将从瞬态液动力变化至稳定液动力。液动力所产生的作用方向都造成阀芯的异常，但是因难以保持制造误差与实际工作中阀芯与阀体孔的同心位置，阀芯被分布不均的径向液压推向其中一侧，从而产生较大的摩擦力及液压侧向力。在阀芯向稳定开启状态改变的过程中，容易因阀芯平衡位置移动，而导致阀芯与阀体之间的毛细结合力以及径向不平衡力受到破坏，从而降低阀芯的摩擦阻力，只有在恢复灵敏度后才能够重新恢复受力平衡的状态，继而降低出口压力。当开口开度较小时才会产生液动力的最大值，故证明了在阀芯开启稳定后出口压力由最大值6.36MPa变为6.33MPa的原因[4]。

3、结语

由于液压阀的状态缺乏直观的可视性，通常只有在液压阀出现异常工作时，才能结合具体的异常原因进行故障处理，但是事后补足的方式无法保障液压系统的持续稳定运行。为了使液压阀持续稳定的使用得到保障，运维人员应充分明确液压系统的工作原理，熟练掌握液压阀在液压系统中的功能、适用范围、控制特性、工作原理以及操作维护中注意事项等全面的液压系统知识，避免液压阀故障的发生概率，并及时采取措施处理液压阀引起的液压系统故障，从而保障液压系统的稳定运行。

参考文献

[1] 金梅，吴崇友，韩树钦.液压传动与控制技术在农机上的应用与发展趋势［J］.机床与液压，2017，45（23）：172-176.

[2] 吴昊.液压阀块数控加工工艺的研究[J].机床与液压，2019，47（22）：66-69.

[3] 金綦庆，李浩，曹志.液压阀门试验台水泵启动异常分析[J].石化技术，2018，25（07）：263.

[4] 王积伟.液压传动[M].北京：机械工业出版社.2019.

[5] 杨智超，邓斌.一种新型液压阀用电磁驱动机构的设计与研究[J].液压与气动，2019（5）：126-131.

作者简介：刘科威（1985年10-），男，湖南常德人，汉，工程师，本科。