（汽车行业）汽车起重机液
压故障诊断与维修(吴丽西)
昆明工业职业技术学院毕业（专业技术）论文
汽车起重机液压故障诊断和维修
姓名：吴丽西
学号：2008212803
专业：机电设备维修和管理
年级：2008 级机电设备维修和管理（1）班
指导教师：杜宝林
职称：机械工程师
摘要：随着国家现代化建设的飞速发展，科学技术的不断进步，现代施工项目对汽车起重机
的要求也越来越来高，高、深、尖液压技术在汽车起重机上的应用也越来越广泛。全液压汽
车起重机的特点，液压起重机主要回路，液压系统常见的故障原因，系统压力不足和液压自
行缸回缩故障的诊断及维修方法。
关键词：汽车起重机液压系统故障诊断维修
概述：随着国家现代化建设的飞速发展，科学技术的不断进步，现代施工项目对汽车起重机
的要求也越来越高。而汽车起重机是各种工程建设的重要设备，是用来对物料进行起重、运
输、装卸或安装等作业的机械设备，在工业和民用建筑中作为主要对施工机械而得到广泛应
用。汽车起重机液压系统主要回路由支腿收放回路、回转机构回路、起升机构回路、吊臂变
幅回路等五部分组成。下面对液压转向故障、转向助力机构故障、支腿收放液压支路故障、
维修—换向阀的调整和修理分析对起重机液压系统，要确保工作牢靠和保险最为主要。
壹、汽车起重机液压转向故障
某多田野 TL-250E 型汽车起重机工作中出现转向沉重、吃力的故障。
该机液压转向原理如图 8-1 所示，属分体液压助力系统，主要由叶片泵、节流阀、安全
阀、控制阀和助力缸等组成。叶片泵的额定工作压力为 12。5Mpa，排量为 17mL/r 转速为
370~3700r/min.经初步检查，转向机构各润滑处均正常，无异常响声和磨损。然后从油箱开
始逐壹的进行了检查：油质、油量及吸油滤网均正常，拆检叶片泵上的安全阀和节流阀，结
果也正常；解体叶片泵后，因无标准数据及测量工具，肉眼无法见出问题；拆检控制阀和助
力缸，也未发现问题。装复后换上新油（8 号液力传动油），故障依旧。但在拆卸叶片泵时有
壹现象却使人生疑，即当从叶片泵中取出转子时，叶片随即从转子槽中全部滑出，使人觉得
转子上的叶片槽间隙过大，叶片泵失效了。为此，在图 8-1 中的 A 处将油路断开，且在断开
处前端街上压力表，进行了压力测试。当发动机的转速为额定转速时，起始油压为 10Mpa,8min
后为 6Mpa，10min 后只有 4Mpa,而标准值只有 。上述油压随着时间的延长而逐渐下
降的现象，说明随着时间的延长，油温不断升高（当时气温为 30℃），油液黏度不断下降，
加之叶片和槽的间隙严重超差使泵內泄加剧而导致压力逐渐下降，由此正式前
面的判断是正确的。
更换新叶片泵后，故障现象消失。
二、汽车起重机转向助力机构故障
某 X 公司有壹台浦沅 QY50H 型汽车起重机出现了方向机转向沉的现象，判断其转向助力液压
系统出现了故障，更换齿轮泵，方向机壹侧方向的转向性能有所改善，但另外壹侧的转向未
见好转。又对换向阀进行了解体，解体后发现阀体出现划痕，阀芯、阀面损坏。更换换向阀
后检查液压油，发现液压油中有金属屑，且滤芯上杂质较多。更换液压油和滤芯，清洗液压
系统，转向系统恢复正常。
系统原理
该汽车起重机转向助力机构液压原理见图 8—2.该系统液压油箱安装于发动机右前方，液压
泵直接安装于发动机上。进油滤芯位于油箱底部，单向阀位于齿轮泵上，溢流阀和换向阀位
于整体式转向机内，转向机由涡轮蜗杆和联动的 H 机能换向阀构成。通过阀芯和单向阀的液
压油进入齿轮泵，由齿轮泵向转向器供油。转向器内部的分配阀位 H 机能的二位四通阀，不
操作时阀芯自动回到中位，液压油回油箱；工作时，通过方向盘控制阀芯位移，改变系统流
量和方向，压力油从缸左侧向右侧进入，实现缸活塞杆伸缩，从而推动或向后拉动转向连杆
机构，实现助力转向。当方向盘打到底或定位于壹定角度时，为限制系统工作压力，转向机
内部的溢流阀溢流。
故障分析
结合转向助力系统故障的表现形式和系统原理图，仔细排查系统中的每个元件。首先检查齿
轮泵的输出压力，发现输出压力降低。齿轮泵经过较长时间的使用和磨损，内泄增加，传递
到助力液压缸的压力下降，导致起重机转向逐渐发沉。齿轮泵磨损产生的金属屑进入液压油
循环系统。随着时间的推移磨损越来越严重，产生的碎屑越来越多，流经换向阀时划伤阀芯
和阀体的结合面，破坏了密封，损坏了换向阀。回到油箱的液压油流经滤芯时，部分杂质附
着在滤芯上，导致滤芯损坏。
齿轮泵出现故障时，壹般会有以下几种现象：a、泵出油管和正常时比较压力低;b、转向逐
渐发沉；c、油箱液压油液出现翻腾；d、检查发现液压油箱金属颗粒增多。
滤芯堵塞时壹般会有如下现象：液压泵吸油时发出空吸响声；在方向机进油口油管处检查，
可发现油管内油流脉动现象较强烈(正常时平稳有力)。
方向机换向阀出现故障时壹般会有如下现象：液压阀窜油，方向盘壹侧轻松，另外壹侧沉重；
正常时转向无力，而起重机支车后明显感觉方向盘转向变轻。
助力液压缸发生故障时的判断：外泄漏或内泄，内泄主要为密封磨损、窜油引起；排除泵和
方向机故障后，将起重机转向机球头摘除，利用助力液压缸转向，如液压缸不动作或动作迟
缓可判断为液压缸窜油；摘除液压缸壹侧的固定装置，方向盘位于中间位置，人工推、拉液
压缸，如可轻松推动液压缸，则证明内部窜油（应先排除阀芯窜油）。
改进
为杜绝今后该型号汽车起重机出现类似故障，应做好以下工作：①定期检查和更换滤芯；②
定期检查液压油，发现液压油碎屑较多和污染较严重时，及时更换；③对出现转向困难的汽
车起重机及时维修，防止齿轮泵损坏后产生碎屑，进壹步扩大故障范围；④考虑在转向系统
油箱内放置磁铁装置吸附金属屑。
三、汽车起重机支腿收放液压支路故障
工作原理和故障现象
图 8-3 为 QZ-8 型汽车起重机支腿收放支路的液压系统图。由于汽车轮胎支承力有限，且为
弹性体，故在起重作业前必须将前、后支腿放下，使汽车轮胎架空，用支腿承重，以保证作
业安全；在汽车行驶时又必须将支腿收起。
当手动换向阀 A 在左位工作时，液压泵输出的压力油经阀 A 和液控单向阀进入前支腿液压缸
的无杆腔，推动活塞下行，使前支腿放下；当阀 A 在右位工作时，压力油经阀 A 和液控单向
阀进入前支腿液压缸的有杆腔，推动活塞上行，使前支腿收起。为了确保支腿停放在任意位
置时能可靠的锁住，在油路中设置了由液控单向阀组成的双面液压锁。当阀 A 处于中位时，
液压泵卸载。
手动换向阀 B 用来控制后支腿液压缸的收放动作，其工作原理和前支腿液压缸相同。
系统在工作过程中，虽然放下了前、后支腿，但不能托起车身，使轮胎架空。
推理分析
从故障的症状到找出故障发生的真实原因，可按 3 个步骤进行：①从故障的症状，推理出故
障的本质原因；②从故障的本质原因，推理出可能导致故障的常见原因；③从常见原因，推
理出故障的真实原因。
液压缸不动作的故障，其本质原因是缸内油液不足或运动阻力太大，以致液压缸不能推动负
载运动。液压缸、溢流阀、换向阀、管路系统和液压泵都可能出现故障，造成压力不足；而
某壹方面的故障，又可能是由于不同原因引起的。液压缸严重漏油、负载过大或摩擦阻力太
大、进油口被堵塞都会造成压力不足；溢流阀调整压力太低、主(导)阀弹簧失效或太软、导
阀和阀座密封不良、主阀芯阻尼孔堵塞等原因也会造成压力不足；换向阀不能换向、油箱油
量不足；油路阻塞等原因，仍然可使压力不足；液压泵是动力元件，泵的流量不足或容积效
率太低，同样会造成压力不足，以至于推不动负载。液压泵转速不够、泵内混入空气、排量
过小或吸油口漏气都会使泵的流量不足，泵的密封失效、泵内摩擦副严重磨损都会使容积效
率过低。在对上述故障的发生规律有了壹定的认识之后，就可绘制故障分析方框图，其目的
是将现场故障分析及排除的过程按合理的方式和步骤确定下来，以便寻求最佳途径，用推理
方法从可能的常见故障原因中找出壹个或几个故障的真实原因。汽车起重机支腿收放液压系
统故障分析方框图如图 8-4 所示。由故障的本质原因逐级推理出故障的常见原因，有赖于理
论知识的学习和工作经验的积累。
现场检测
进行现场检测的方法有以下几种
仪表分析法。液压系统发生故障，液压装置的性能必然发生变化，这壹变化将通过特
征参量表征出来。特征参量有压力、流量、温度、执行机构的运动速度、噪声、油液状态（污
染程度、黏度等）及泄露等，其中以压力这壹参量最为重要，它对液压状态的变异十分敏感。
用压力表测试系统有关部位的压力来判断其状态，是最为普遍的故障检测手段。测量不同参
量时，应根据现场条件和控制精度的要求，选择不同的测试仪表。
部分停止法，即暂时停止液压系统某部分的工作，观察对故障症状的影响。
试探反证法，即试探性地改变液压系统中部分工作条件，观察对故障症状的影响。如
液压缸不动作时，除去液压缸的外负载，查见液压缸能否正常动作，便可反证是否由于负载
过大造成液压缸不动作。
比较法，即用标准的或合格的元件代替系统中相同的原件，通过工作状况的对比，来
判断被更换的元件是否失效。
诊断路线
根据由简到繁、由易到难的原则，首先检查邮箱的油量、液压缸的外泄漏、过滤器和
管路是否堵塞。经过检查，可知油量充足，液压缸无外泄漏，过滤器和管路无堵塞。
检查液压缸故障。由于支腿液压缸能够放下着地和收起，说明换向阀可换向，液压缸
没有被卡住。采用“试探反证法”，将支腿液压缸放下但不着地，静止壹段时间，液压缸的活
塞仍然停止在原位，说明液压缸无内泄漏，液压缸无故障。
检查溢流阀故障。首先检查是否调整压力太低。采用“仪表分析法”，将溢流阀全打开，
启动液压泵，使换向阀 A 工作在左位，逐渐旋紧溢流阀的调压手轮，观察压力表的变化：无
论怎样旋紧调压手轮，压力表指示的最大压力仅为 6MPa，无法达到泵的工作压力（21MPa），
说明压力上不去。溢流阀压力调不高，可能是溢流阀故障，也可能是其他原因。为了避免误
将合格的溢流阀解体检查采用“比较法”，即将溢流阀卸下，换上同型号的备用溢流阀。重复
上述检查过程，发现最大调整压力仍然只有 6MPa。由此可见，溢流阀无故障。
检查液压泵的故障。排除上述可能的故障原因之后，已可断定故障的真实原因在液压
泵。卸下液压泵，解体进行检查，见到缸体和配油盘、柱塞和缸体均有不同程度的磨损。磨
损造成液压泵严重内泄漏，使液压系统的压力上不去，导致支腿液压缸不能托起车身。换壹
个相同型号的液压泵，故障便得以排除。
四、汽车起重机的维修—换向阀的调整和修理
换向阀的工作原理是：滑阀在阀体内移动变位，接通不同方向的油路，从而使液压缸实现往
复运动和液压马达的左转、右转和停止。壹般汽车起重机的伸缩机构和变幅机构都应用三位
四通换向阀，有的起升机构和回转机构也用三位四通阀，有的则用三位五通阀或三位六通阀。
换向阀的位置数量表示各通油口之间连接状态的数量，其中，三位四通阀的中间工作位置称
为中立位置。换向阀中立位置时各通油口的连接情况是它的壹个重要特征（见表 8—1）
表 8-1 俩种换向阀中位时各通油口的连接情况
滑阀机能代号 状态 中位符号 中位时的性能及用途
O
中间封闭
各油口全部封闭，系统保持压力；
A、B 俩口处于锁紧状态，使工作
机构停留在任壹位置。适用于壹
个液压泵供给数个液压缸的液压
系统
M
P、O 连通
中位时，A、B 油口封闭，P、O 连
接，可将液压缸或马达锁住在壹
定工作位置，液压泵来油直接回
油箱。使用该阀的此种形式时能
够几个串联使用
手动换向阀中位时通油口位置的微量调整
某刚材批发部优壹台 QY8 型汽车起重机，不久前因原换向阀漏油严重而换了新阀，但使用时
间不长却又出现了其他故障。当用手扳换向阀阀杆，将其停在总行程前部约 1/5 处且加大油
门时，就会出现异常噪声，严重时即出现爆管或高压胶管从管接头上崩下来，这样的故障已
出现了几次；而如果驾驶员在操作时能快速地扳过此位置或减小油门，即可避免出现此故障。
分析认为，问题可能出当下阀杆上某油槽位置相对于阀体（铸造）油槽位置的尺寸误差上，
也即是阀体或阀体的回油槽位置加工误差所致。如果真如此，当缓慢且短距离扳动阀杆时，
阀的进、出油口在刚开始的某壹小段距离内甚至某壹点上就不能同时开启，即高压油路（来
油）已通而回油路却未通，在此瞬间若阀杆停止不动且加大油门时，必然会出现憋压以致产
生上述故障。
排除这种故障的方法：壹是更换新阀，二是修正阀杆回油槽在中立工况下的位置。修正阀杆
回油位置的方法有俩种。
方法 I 将有问题的阀片拆下，洗净，画出阀片内孔各油槽的相对位置简图（见图
8—5），找到阀杆在阀片中中立位置的基准且标在简图上，再测出阀杆油槽的精确位置和宽
度且在简图上标出，然后通过计算或将阀杆的几个工作位置在简图上逐壹画出，但必须精确，
这样就能够找到阀杆移动时所控制的进、出油口在瞬间不能同步的位置。在阀杆上标出这个
位置后用磨床或车床将有问题的回油槽稍微加宽壹点即可，即将回油槽壹侧（边）阀杆上阻
挡回油的肩头处倒 30°或 45°角，倒角轴向边长应根据尺寸计算决定，切不可过大，否则将造
成换向阀不能使用。根据经验，倒角边长尺寸为 左右，最大也不能超过 。如果
没有机床，在转动比较平稳的砂轮机上也能够完成这项工作。
方法Ⅱ若认为采用方法Ⅰ不便，可采用加圆垫片的方法确定阀杆倒角的准确位置（见
图 8—6）。预先加工出厚度分别为 和 的俩组圆垫片，每组壹大壹小共俩个，大
垫片用来移动阀杆，小垫片用来防止阀杆窜动。用于左移的大垫片内径略大于阀杆直径 D，
外径略小于或等于图 8—5 中后盖 10 的内径￠大；小垫片外径略小于图 8—6 中后盖时的里
端内径￠小，内径等于或略大于阀杆前端直径 d。如欲将阀杆中立位置左移，就将大垫片垫
在弹簧座 B 基准面后面，小垫片垫在弹簧座基准面 A 后面（这样，阀杆的中立位置就会左移，
而阀杆仍能保持左右没有自由窜动量，如果只垫大垫片，阀杆就会有自由窜动量）；如欲将
阀杆向右移动，就将大垫片垫在弹簧座基准面 A 后面，将小垫片垫在弹簧座基准面 B 后面，
这样，阀杆的中立位置就会向右移动。每次加装垫片后（左、右各有 2 种厚度的垫片，共有 4
种状态）均须装机试验，最多 4 次就能找出阀杆油槽阻碍低压回油处（对应 a 腔或 b 腔）；然
后，对阻挡回油的轴肩处进行如同方法 I 那样的倒角处理即可，但倒角后切不可忘记将所加
的垫片取下来；如果加垫片后，阀杆的动作正常，可暂时使用。
换向阀 9 阀杆（滑阀）磨损后的修理
换向阀（特别是手动换向阀）的阀杆（滑阀）磨损后，和阀体孔的配合间隙增大，通油口处
密封性能降低，液压系统出现内泄，承载能力下降（或变位），内泄严重的将造成事故。若 1
个多路换向阀的阀片仅有壹、二片磨损较严重，以往阀片磨损后，壹概换新，目前修理的较
多起来。对其进行修理经济上合算，技术上也可行。修理时，先将阀体孔等洗净，进行精确
测量；然后按照所测得的尺寸，制作研磨心轴（见图 8—7）。
用研磨心轴对阀体进行研磨时，先将阀体固定且使阀体孔处于垂直状态，后将钢筋棍穿在铰
把轴孔中，用于提拉研磨心轴，且在提拉的过程中应注意左、右旋转，尽量使孔被被研磨得
均匀些，重点恢复阀体孔的圆度。研磨后，对孔进行精确测量，按照测得的尺寸制作新阀杆，
且进行调制处理，最后精磨成型。如果阀片经修理后，根据所测得孔的尺寸，原来的阀杆仍
能用，就用原来的；如果阀杆变细，可电镀修复，电镀前可将阀杆外径车去 ，电镀后
按新的尺寸要求对阀杆进行磨削即可。
换向阀出油口密封性的检测
在汽车起重机的变幅机构、伸缩机构中，影响重物下滑的因素有 4 个：活塞部位密封圈损坏，
液压缸内泄；液压缸头部密封圈损坏，沿活塞杆漏油；平衡阀密封不严，有内泄；换向阀阀
杆磨损严重，在和执行元件相连接的通油口处密封不严。现对由换向阀密封不严所引起的重
物下降原因提出壹种较简便的检测方法，其工作原理如图 8-8 所示。
当怀疑换向阀和液压缸连接的某出油口密封不严时，可先将换向阀和液压缸（变幅缸或伸缩
缸）连接的另壹个出油口的油管卸下且堵死；后将换向阀置于中位；再按照图 8-8 要求进行
连接紧固，且压动手压泵，经放气螺钉放气；最后用手动泵加压，观察压力表的数值是否能
达到系统的标准压力值（伸缩和变幅系统的标准压力均为 21MPa）。若压力根本就加不上去或
加上去后保持不住，同时被加压的液压系统也不漏油，此时即可断定换向阀出了题。图 8-8
中油管 3 是测另壹个出油口用的油路，具体应测哪壹个出油口，要视实情确定。但要注意:
应用这种方法时，起重机应空载；起重臂应处于低位置；换向阀必须保持中立位置；同时做
好其他方面安全工作。
倒角；6-中心通孔
五、结束语
本文选用液压系统实例，根据系统所使用的基本回路的性能，对系统进行综合分析，归纳总
结出汽车起重机常见的液压故障的表现且进行维修。通过分析油路和改进液压系统的工作原
理、工作循环，加深理解液压元件的功用和基本回路的合理组合，为分析和设计液压传动系
统奠定必要的基础。
参考文献：
《液压设备故障诊断和维修》化学工业出版社黄志坚吴百海
《起重机械安装和维修实用技术》河南科学技术出版社刘爱国安振木
《液压传动》机械工业出版社丁树膜丁问司
