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  电磁阀分析及故障处理

  电磁阀由电磁线圈和磁芯组成,包含一个或几个孔的阀体,利用电磁铁吸合原理控制阀芯运动,根据指令对执行元件合理分配液压油实现相关动作,在液压系统中控制及调整液压油流量、方向、速度等参数,能保证控制的灵活性和精度。

  1 电磁阀的工作原理

  主要采用直动式电磁阀,其优点是控制方便,动作快捷,容易实现远程控制,在真空、负压、零压时能正常工作。电磁阀内部有密闭腔室,阀体在腔室中间,阀体两端根据需要各配置电磁铁,或只有一端配置电磁铁。利用电感原理产生的磁力,控制阀芯移动实现油路换向,当电磁铁线圈通电,电磁铁就会向相反方向吸合,同时推动阀芯向吸合方向移动,从而挡住或者露出不同的油孔,油液就会根据指令进入不同的管路。若电磁阀的电磁线圈烧坏或被切断时无法产生磁力,阀芯将无法移动,无法进行相关操作。
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  2 电磁阀主要形式

  常规型通常用的电磁阀为直流电磁阀,其电压一般为 12V、24V,其电压值应与蓄电池总电压值一致,直流电磁阀所用电压波动要求控制在±10%左右。直流电磁阀电涡流损耗小、无噪声、体积小、工作可靠性好;启动力矩相对于交流电磁铁小,在无直流电源时,需要一套变压与整流设备。

  根据发动机配置的起动机额定功率与额定电流来配置蓄电池的电量及电压,从而决定了蓄电池所需配置的电压值及相应蓄电池组数。对于小型蓄电池电压值选用12V,而对于大型蓄电池电压值选用24V。对于直流电磁阀车载导线的接线要求一般棕色(或白色)接正极,蓝色(或黑色)接负极,安装线时要注意正负极不能接反。电磁阀的线圈是电感元件,当线圈断电时,线圈的电流并不立即恢复到零,而保持通电时的电流,此时连接线圈的晶体管已截止,或连接线圈的开关触点已断开,此电流强行通过它,必然产生很高的冲击电压,极容易将晶体管击穿或将开关触电烧毁。为了避免感生电流对电路的干扰,需要在线圈二端并联接一个反向二极管,用于续流保护吸收反向电动势。当线圈通电时,二极管反向截止;当线圈断电时,线圈电流会通过二极管放电,直至电流衰减为零,从而保护了晶体管或开关触点使之不宜损坏。所用电磁阀应具有防水、防冲击、防腐蚀等的能力,近年来湿电磁铁被广泛采用,该电磁铁与滑阀推杆间无须密封,消除了O形密封圈处的摩擦力,它的电磁线圈外面直接用工程塑料封固,不另作金属外壳,这样既保证了绝缘,又利于散热,工作可靠性好,冲击小,寿命长。

  3 电磁阀结构

  电磁阀包括线圈、磁芯、顶杆,一般阀芯可在线圈电磁力驱动下滑动,阀芯在不同位置,电磁阀的通路不同。阀芯的工作位置有几个,称之为几位电磁阀;阀体有几个通路口,称之为几通电磁阀。有些电磁阀是长期通电的,有些是短时通电的。比如,不启动时,在负极总开关不关闭的情况下,GPS是一直通电的;安全锁定电磁阀工作时是一直通电的;行走二速电磁阀在选择兔子档时才通电;挖掘增力电磁阀在按触式加力开关接通时短时通电。
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  4 液压泵(主泵)电磁阀

  目前对于日本KAWASAKI(川崎)液压元件,适用于中大型的液压油泵,一般由斜盘式变量柱塞双泵外和一个先导齿轮泵前后串联构成,选用一组比例电磁阀控制 Psv 电流,因液压伺服控制有一定延时性,而电控调节则很迅速可以弥补调节器的缺陷。比如当在突然遇到高负载时,调节器来不及快速减小液压油泵流量,可能会导致憋车熄火,出现发动机实际转速降低的现象,而比例电磁阀在发动机转速传感器感知发动机转速低于发动机油门转速时,能够快速打开,利用先导压力快速降低液压油泵流量,确保发动机不会出现憋车熄火现象。液压油泵的比例电磁阀控制过程:发动机转速传感器→电子控制器→比例电磁阀→比例电磁阀输出油压导入主泵变量柱塞→控制泵输出流量。在任何转速时使液压泵功率与发动机转速(功率)基本一致,比例电磁阀控制信号是电流信号,输入油压是先导压力油;发动机转速愈高,控制电磁比例阀电流越大,比例电磁阀输出油压越小,到达伺服活塞小腔的液压油越少,前泵与后泵内部斜盘的摆角(斜盘式)增大,从而增大流入柱塞的行程,实现主泵排油容积增大,主泵输出功率增大,在调节范围内充分利用发动机功率,达到高效节能的效果;同时由于发动机和泵控制器的脉冲宽度调制信号控制比例阀,发动机转速同时增加。

  使用时注意检查比例电磁阀插头是否松动,有时插头松动或线路接触不良,会导致液压泵流量忽大忽小,容易造成整车液压抖动,尤其是抬大臂时抖动比较严重;如何简单判断比例电磁阀是否烧毁,可以在做溢流动作时,用铁质工具靠近电磁铁,看是否有磁力产生。

  5 的先导油源阀

  先导油源阀一般称之为先导阀,安装多个电磁阀形成各种油路的部件,电磁阀的安装数量根据型号有所不同,用于控制液压系统中先导系统油路,提供先导系统油路工作压力,保护整个先导系统油路安全,其作用是控制回转,接通或切断先导油路(起到安全阀作用)。先导油源阀块上面通常装有3个电磁阀,一般是两位三通的电磁阀,当操纵杆位于锁定位置时,电磁阀断电,停止向先导操纵阀供油,液压缸和液压马达都无法动作;当位于开启位置时,电磁阀得电,先导压力油进入先导操纵阀,操纵相应的执行元件。主要控制全车安全锁、行走切换、挖掘加力(二次升压)等三大功能,通过驾驶室里面的相应开关,打开或者关闭电磁阀信号3条油路。

  先导油源阀上面有个钢瓶,称之为蓄能器,吸收回路中产生的瞬时冲击,内部装有高弹性的橡皮隔膜,橡皮隔膜内充满氮气,储存一定的先导液压油,工作时压力被储存在储能器内,可在先导回路内无压力时暂时提供压力。在发动机熄火后,蓄能器能依旧提供一定先导系统压力,足够可以推动主控阀工作装置的阀杆,使其油路导通,确保工作装置能够降低到安全位置。受结构布局等因素的影响,一般小型蓄能器与油源阀块是一体的,而中大蓄能器与油源阀块是分开的。市场上一台液压因电磁阀问题出现故障,当把安全锁搬下来以后,的各项动作还照样进行,比如回转动作还继续回转,铲斗收放动作还继续进行,当更换先导油源阀块后,这些症状就消失了,这是由于油源阀内的电磁阀块内部密封性不好导致漏油,出现先导油应该截止时而却截流不住。

  若先导油源阀组结构选配不当,容易出现油耗增加、先导泵磨损、液压系统温度上升等问题。尤其在不做动作时先导泵输出的液压油应直接流回油箱,避免先导系统长期处于溢流阀设定的压力而造成液压油高温及压力损失。

  6 电磁阀故障排除

  电磁阀的常见故障是电磁阀不动作,直接影响其工作。现从电磁阀几个层面进行说明:

  1)电磁阀不能关闭

  检查密封件是否损坏、弹簧是否变形、检查弹簧装配是否良好。节流孔平衡孔堵塞时要及时清洗;是否有杂质进入电磁阀内,导致电磁阀的主阀芯和滑阀套之间由于间隙小而卡住,应进行清洗。电磁阀是否与工作时的油液温度、粘度相对应,若液压油温度、粘度过高,则需更换与之相称的电磁阀。

  2)电磁阀通电不工作

  首先要检查电源线是否松动或线头脱落,电压波动是否在规定的范围之内;检查线圈是否脱焊或者短路;电磁线圈是否烧坏,可拆下电磁阀的接线,用万用表测量,若是开路,则电磁阀线圈烧坏。

  3)内泄漏故障

  内泄漏情况发生时,要及时检查密封件是否受损;若通电时有噪声,应该是端头上的紧固件已松动,拧紧就可以。

  4)电磁阀工作压力不得超过额定压力

  工作时,要注意电磁阀前后压力表,要求工作压力不得超过额定压力。当工作压力超过额定压力时,电磁阀要停止使用,关闭前后手动阀,以防止电磁阀爆炸和泄漏。
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  7 电磁阀维修

  电磁阀的驱动是通过电磁线圈得电与失电,比较容易被电压冲击损坏,通常电磁铁阀芯不容易坏,而电磁线圈烧坏较多。电磁阀损坏的原因有多种情况:使用时间长,线圈老化损毁;电压不稳定导致线圈烧坏;线圈线路搭铁等等。电磁阀线圈通常分为 12V 和 24V 两种,选配线圈时一定要分析清楚,一旦搞错了容易出现阀芯打不开、电压过大烧坏的结果。

  电磁线圈和好多工业液压电磁线圈一样的,可以代替使用。购买之时,先用油标卡尺量好内径和高度,内孔分为英制和国标,一定要量准,外形可以忽略不计。需要自己安装车载导线(铜导线),一般线径为0.85mm、1.25mm。安装线时要注意正负极不能搞接反,一般带有电阻的是正极,先拧开接线插座,把削好的线接上并上紧,若松动会导致接触不良。

  8 对于电磁阀,应充分了解其原理和结构,然后根据不同性能要求进行合理选配,科学合理地判断排除故障,才能确保液压系统正常稳定的运行。


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