当挖掘机处于工作状态时，主阀中位油道回油切断，节流阀前的先导油压降至零，先导活塞在弹簧的作用下向左移动，带动伺服阀杆也向左移动，主泵输出压力油进入伺服缸小腔，推动伺服缸向左移动，使P2泵的斜盘角度增大，以加大P2泵排量、满足挖掘机挖掘作业要求。
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原因分析
我们拆解了故障调节器后发现，先导活塞断裂的部位恰好是先导活塞与驱动连杆II连接的位置，是整个先导活塞最为薄弱的区域，其断裂的原因可能是其材质有问题，也可能是油压过高。
该型号主泵配装过大量的挖掘机，且已使用了很长时间，之前并没有出现过类似的故障，由此排除先导活塞设计存在缺陷，以及材料存在问题导致发生其断裂的可能，需要从先导控制油路上分析故障原因。
通过上述负反馈控制油路及主泵调节器负反馈控制原理的分析可以看到，P2泵调节器先导活塞压力来自主控阀ps2负反馈油路。因主油道设置了保护溢流阀(图2中的序号8)，其溢流压力设定为3.8MPa,故负反馈压力一般不会超过此压力值。假设主溢流阀发生故障后，高压油路会进入负反馈油道，可造成压力异常升高，导致先导活塞断裂。
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试验验证
(1)负反馈压力测试
为了证明以上假设是否正确，我们进行了试验验证。我们在故障挖掘机的P2泵出口及ps2负反馈油路加装测压接头，分别测试挖掘机在做动臂、铲斗等动作时的压力，动臂下降时P2泵及负反馈压力测试数据如图4所示，铲斗向上扬起时P2泵及负反馈压力测试数据如图5所示。
根据上述压力测试结果的曲线可以看出，挖掘机动作停止时，ps2负反馈压力出现了瞬间压高，最高达到了15MPa，是正常压力的4倍左右。
(2)先导活塞耐久性测试
为了验证15MPa负反馈瞬时压力是否会造成调节器先导活塞损坏，我们在主泵供应厂家的协助下，进行了调节器台架试验，以测试其耐久性。
试验时在ps2负反馈油路施加15~20MPa的压力，频率约为4Hz，负反馈压力波形如图6所示。在该条件下，先导活塞在70000次左右的时候发生了断裂，其断裂部位与故障挖掘机调节器先导活塞断裂部位一致，从而证实了P2泵负反馈压力异常升高，造成调节器先导活塞发生断裂。
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解决方案
负反馈压力异常升高的原因是溢流阀没有起到溢流作用，其原因是溢流阀内部卡滞。更换新的溢流阀后再次测试负反馈压力，均在0~3MPa正常范围内。维修后挖掘机已使用4000h，再未发生P2泵调节器先导活塞断裂故障。
主泵调节器卡滞，会造成挖掘机动作异常，一般都会认为是由于液压系统污染或调节器本身磨损造成的，更换新调节器并更换液压油即可。在对该机进行第一次维修时，由于没有对故障进行深入分析，导致该故障再次发生。当其再次发生后，我们给予了充分的重视，进行了认真的分析和试验，才将故障的真正原因找出。
本文选自《工程机械月维修杂志》2017年第9期
作者：林深才 李文新 蒋云东
