前言

在液壓維修時，想要找出缺陷機器的故障點，就需要對機器上的液壓元件進行壓力測量，通過壓力測量，了解所測量液壓元件内的壓力狀況。壓力測量就須使用壓力測量工具，常用的是彈簧管式、表殼内沖滿矽油抗震壓力表，用壓力表測量壓力時，壓力表針是一晃而過，雖然不能再現壓力變化的數值，但液壓系統中的流量特性、壓力脈動都能在壓力表上顯現出來，這就需要煉就一雙敏銳慧眼捕捉一閃即逝的表針運動軌迹、一個清晰大腦來觀察、記錄，并頭腦中迅速生成壓力曲線圖，運用分析及經驗來判斷故障誘因，“觀想”一邊觀、一邊想，思索問題出在那裡，制定維修方案。

1.測壓前的準備工作

張海平老師說過：液壓測試中最關鍵的是測試準備工作，準備是測試成功的保證（來源：張海平《實用液壓測試技術》第1頁，機械工業出版社）。

準備工作：

1.1要了解需要進行測試的液壓設備整機的工況特性、液壓回路圖及執行元件性能。

1.2制定需要測試的設備各項功能圖及正常情況下執行元件運動數據，确定測試點。

1.3準備好測試用的各量程值壓力表、測壓接頭、記錄紙、筆、秒表、串接的三通，必要時采用錄像做好回放工作。

1.4安全準備工作及檢查測壓表具及防護裝置。

2.讀懂壓力表

壓力測量，壓力升程從低到高是有一時間段的，不同的液壓執行元件容積、不同的質量流量、不同的負載工況，時間段也是改變的，在壓力表測量時，觀看某一時間段内的表針升程變化，根據壓力表的顯像在頭腦中生成壓力變化曲線圖并自己動筆畫出壓力曲線圖。

2.1在幾秒内壓力表開始0bar達到最高壓力？達到最高壓力值後表針是穩定還是顫動、還是抖動？抖動幅度值是多少？要記錄在紙面上留備用。（表針顫動是表針指示在某一數值上時的小幅度、左右不停晃動。表針抖動與表針顫抖的區分是“抖動”的表針比顫動擺動幅度大）。

2.2表針在升程的全程過程中内是否有抖動現象？最好能觀測到全程表針抖動了多少“次”，壓力表針是瞬間達到最高壓力，還是先在低壓升到中壓後，停頓一下後突然跳到高壓值(見圖1）。

圖1

2.3在壓力測量時，先要多次反複的測量壓力，讓表線中沖滿油液，排出表線中的空氣，尤其是超長表線，最好是能用一長一短的兩塊表、線接到同一測壓點上來确認長表線的阻尼誤差，超長表線，最好先不要把表與接表線螺紋頭部擰緊，在測壓表與線接點處洩漏點油後再擰緊，這樣才能确認表壓，也才具備記錄值。

3.壓力表安裝在液壓缸上測量

測量前要在無杆腔、有杆腔各安裝一個壓力表，如果缸筒外部沒有可安裝測壓點接壓力表時，可以用三通管件串進壓力表。油缸測量壓力分為油缸有負載狀況和缸無負載兩種狀況，常用的工程機械油缸活塞左右兩端帶有緩沖裝置，而工業油缸上是沒有這種緩沖裝置的。無負載油缸測量壓力首先要測量“最低起動壓力”：是指油缸在無負載狀态下能驅動缸杆伸縮時需要的最小壓力值是“多少”，它能反映出油缸零件制造精度和密封組件與金屬間摩擦力大小的綜合指标，也能檢測缸杆伸縮平穩性能。油缸起動最低壓力是：7～14bar（缸筒内徑100mm标準，随着缸徑的加大，摩擦線性關系增加，起動壓力也随線性加大）。油缸“最低起動壓力”測量時，泵的最高壓力設定為40bar，油缸試運行幾次後，确認缸内無殘存空氣，液壓控制閥台上的溢流閥要調到全開狀态，泵P口排出的油液全部通過溢流閥，壓力表針是0bar，測量時的技術要求是每次溢流閥上調1bar，直到缸杆出現移動而無爬行現象時為止，記錄為油缸“起動壓力”。

3.1活塞密封組件與缸筒内臂、缸頭密封組件與缸杆，這兩者的摩擦系數，測試結果壓力小于7bar時，說明密封組件與金屬間壓緊力小（或是缸筒内徑、缸頭内徑機加工超大）。

3.2如按上述測試時，測試的結果壓力是大于14bar時（活塞直徑160mm以下采用此壓力），說明油缸上的全部密封件與金屬間的壓縮量太緊了。

3.3如按上述測試時，測試時缸杆在外伸或回縮時，壓力表針有節奏的波動，就說明是缸筒内徑有波浪,眼觀心想，在頭腦中形成一幅有條理的曲線圖（見圖2）。

圖2

3.4如按上述測試時，測試時缸杆在外伸或回縮時，在一個行程内，壓力表針從高下降再升高，說明缸筒内徑是豉腰形（見圖3）。

圖3

3.5 如按上述測試時，測試時缸杆在外伸或回縮時，在一個行程内，壓力表上的壓力是從高到低或是從低到高現象時，說明缸筒存在大小頭或缸筒内臂有拉傷。

3.6如按上述測試時，測試時缸杆在外伸或回縮時，缸杆是向前（向後）喘行！停頓！再喘行，在缸杆喘行的同時還拌有聲響。喘行現象反映到壓力表針上顯現是壓力升高後表壓又下降回到原點後再稍微停頓一下後表壓又高跳動這樣幾個反複，壓力表的顯像複圖如下（見圖4），說明是缸頭密封件翻唇了。

圖4

3.7 如按上述測試時，活塞在很高的壓力下才能運動時，在缸杆運動時，表壓是一直在高壓而不掉，缸杆伸展的的速度是均速，說明是拉缸了。

3.8如果是批量制造出一批液壓缸（或是修複一批液壓缸）如按上述測試“最低起動壓力”，就能查出質量優與劣。我把16隻盾構機上的推進油缸串聯一起測試“最低起動壓力”（同時向16隻油缸供壓力油），當壓力調節到28bar，隻有1個油缸的缸杆在向外伸展、當壓力調節到34bar，有6個油缸的缸杆在向外伸展、當壓力調節到40bar，有5個油缸的缸杆在向外伸展、當壓力調節到46bar，有3個油缸的缸杆在向外伸展，剩下最後1隻油缸壓力達到84bar時才缸杆才伸展。

3.9 油缸保壓測試，在有杆腔和無杆腔的油口上各安裝一個高壓球閥和壓力表，缸杆伸展到全程一半時，關閉有杆腔球閥，向無杆腔加載，當有杆腔壓力達到400bar時，關閉無杆腔球閥，保壓30分鐘，掉壓10%内合格。

4.壓力表安裝在泵排口上

泵的P口上一般都留有安裝測壓接頭的油口，如果沒有時可制作過渡闆，在過渡闆上制作測量油口，安裝在泵P口上的壓力表規格要比泵排口的最高工作壓力大100bar，觀察壓力表針運動軌迹來判斷泵的工作狀态或系統的運行狀态。

4.1工業上的液壓站都是N台泵合流驅動執行部件的，這就需要泵的同步性的，同步性的技術要求是：壓力上升時要一緻，流量要一緻，恒功率折彎點要一緻。觀測時要兩台泵P口壓力表并在一起察看，如兩塊表針的擺動要一緻時，說明這兩台泵的變量特性是一緻的。如出現一先一後的表針擺動現象時，那就可能說這兩台泵的其中一台泵的功率閥調節不一緻，或是其中的一台泵的變量機構有故障問題，或是其中的一台泵提供油壓力比另一台低。為什麼并排的兩塊壓力表針會一先一後的擺動？出現這種現象是前一台泵所排出的壓力油進入到閥台後，因兩台泵是合流狀态的，兩台泵的P口在閥台中相通，先入閥台的壓力油能倒灌進入另一台泵的P口内，是前一台泵的油壓把不起壓或是壓力低的泵上壓力表沖值，因有一系列的阻尼，延緩壓力油的流動，所以表壓顯示要比另一塊表慢零點幾秒，才顯示出兩塊壓力表不一至的擺動。

4.2大型液壓馬達性能測量時，要求條件是馬達所驅動的裝置是空載狀态或是無載荷負載峰值變化，壓力表安裝在馬達輸出壓力排口上，先用秒表測量出主軸旋轉1周所需用時間，确定測量馬達在5轉或是10轉所需總長時間後啟始測量觀察，觀察馬達所轉動每1圈時，壓力表針擺動量波谷間差壓是多少，表針如有突跳時，要觀察是否有外界條件所緻，突跳是否有規率性等。

4.3挖掘機上負控變量K3V三連泵測量壓力，挖掘機上用的K3V負控變量柱塞泵在機器上動态檢測時，P1、P2泵各要挂上400bar壓力表，P3泵要挂上60bar壓力表，負控比例電磁閥輸出壓力挂上40bar壓力表，泵與多路閥連接的兩個反饋管各要串接上40bar壓力表，在這種狀态下那共需用6快壓力表。

泵壓力測量，要從發動機起動始，查看壓力表，觀察泵壓力升程速度。P1、P2、P3泵上P口上的壓力表線要4~5米長度、要從泵上引到駕馭室挂持住，檢測人自己坐在駕駛室内，自己實踐操縱挖掘機的各動作，自己觀看壓力表的變化，從壓力表針的顯現就能判定故障在那，每一位液壓維修人員到現場，測量壓力是維修人員必作的工作，接表進行壓力測試來觀判、找出故障部位，有人說：我的挖掘機電腦顯示屏上，可以看到所有的電氣、液壓等等數據呀！我不用壓力表！那是癡人說夢，電腦顯示屏上所顯示的壓力隻是值，而不能觀看到壓力升程中的各種變化過程。

壓力表針的動态擺動變化，其中奧妙是無窮無盡，要從壓力表針擺動中看出玄奧，看出流量特性，看出壓力值的變化，看出各類液阻變化特性。

4.4 挖掘機起大臂時，泵是合流狀态，正确狀态是：

①挖掘機發動機發動後，操作手柄中立，沒有任何操作時，P1、P2泵的壓力表是28bar左右，齒輪泵（伺服泵）的壓力是38bar以上，泵與多路閥的兩個反饋管所串接上的壓力表壓是22bar左右，負控比例電磁閥輸出壓力是2bar。

②挖掘機作起大臂動作時，P1、P2泵的壓力在上升時，兩個反饋管所串接上的壓力要降到2bar左右，如果沒有下降到2bar左右，說明泵内變量活塞大的油液沒有排放掉，使變量活塞不能移動到指定位置（泵的斜盤不能轉換到大角度），那就說明泵變量機構有問題。

③伺服泵上的壓力表，不管整台挖掘機作任何動作時，表壓是基本上壓力保持不變，如果操縱動作時，表壓下降，那就說明是操作手柄閥有洩漏。伺服泵的壓力低時，會出現伺服管内的壓力不能克服多路閥的彈簧力，多路閥杆就不可能移動到位，造成閥口開口度小，流量減少，挖掘機的動作慢。

④作起大臂動作，液壓是合流狀态，P1、P2泵上的壓力表必須是擺動一緻，顯示最高壓力時也是同值。如果出現一先一後的擺動時（這種現象是電腦顯示屏上看不出來的），與上文結果一樣。如果表壓達到最高壓力值時，出現表針在顫抖，說明是調節器恒功率閥有洩漏，如果表壓達到最高壓力值時，出現表針在抖動，說明溢流閥在溢流（泵在正常狀态，泵的壓力達到最大壓力值時，泵的斜盤擺角回到最小角度，泵不排油，溢流閥所設定的壓力值比泵最大壓力高出35bar，所以溢流閥是不溢流的）。

⑤操縱手柄作起大臂動作時，液壓是合流狀态，泵壓力從低升高時，P1、P2泵上的壓力表不是同時擺動而是有先後之分時，即說明泵升壓有前後之分，慢起壓力那台泵有壓力洩漏。

⑥把挖掘機大臂、二臂及鏟鬥全部伸展，鏟鬥放置到地面，發動機怠速，操縱微擡起大臂動作，讓大臂徐徐上升，在大臂徐徐上升中，把操縱手柄突然向加速擡大臂方向小幅度抖動一下（操縱手柄抖動後要立即還原到原來徐徐擡大臂上升位置），你抖動手柄，P1、P2泵上的壓力表值也立即跟随抖動，表壓如不跟随擺動，泵變量機構就有問題（實際上大臂也跟随抖動）。

此例，筆者請讀者在一台新挖掘機上自己反複體驗，撐握要領後再應用到今後維修工作中。如果發現新的精妙處時，請傳授給我。

⑦例一，挖掘機上的各型号液壓變量柱塞泵需要用壓力表測試時，有的泵上最多可能要安裝上7塊壓力表，能檢測出：主壓力，先導壓力，二次先導壓力，動力換擋壓力，小松的ls壓力，pcepc壓力，lsepc壓力，神鋼的八連閥的七個先導壓力：p1.p2泵截斷壓力，二臂再生，行走二速，主溢流增壓壓力，回轉解除，直線行走，回油背壓，正控的比例電磁閥輸出壓力。

正控的比例電磁閥輸出壓力，在電腦屏上隻能看到比例閥電流值變化，但不接壓力表，就無法看到比例閥的輸出壓力真值。

⑧例二，一台挖掘機用A8V泵，泵殼中A、B兩個缸體組件其中的B已損壞不能有壓力輸出，在泵的A、B口上接上壓力表作起大臂動作測量泵壓力值時，可确實B口上的壓力表壓力值與A口壓力值是一樣的數值，隻是A口上的壓力表是先擺動，B口上的壓力表是後擺動，出現這種情況是典型的A側泵壓力油進入到多路閥内串通到B口，因液阻延遲流速，B口壓力表才後擺動，是A側泵壓力油提供給B口上的壓力表。

⑨例三，一台挖掘機用K3V泵，P2泵中一個柱塞滑靴已拉脫，在P1、P2泵排口各安裝壓力表後作起大臂動作測量泵壓力值時，當泵達到最高壓力時，P1泵上壓力表是穩定而P2泵上的壓力表針在顫抖狀态。

⑩壓力表在升程中的變化有無窮奧秘，案例也多，但因文章篇幅限制不再贅述，筆者希望讀者在液壓維修中，積累經驗值。也可采用錄像方式錄下壓力表測量升程過程然後回放，或在計算機上一幀一幀的回放，但一定要邊錄邊有聲音說明。

5.壓力表知識

5.1壓力表精度等級

德國标準：壓力表精度：A級±0.5%，B級±1.5%，C級±2.5%，上述精度等級是全量程值誤差，因中國市場價格問題，國内銷售的進口的壓力表精度等級基本上都是C級（表徑Ø60），例如一塊量程600bar的C級精度壓力表如測量壓力到350bar時，其誤差為87.5bar（350bar×25%),由此可見，壓力表實際誤差的大小，不但與精度有關，而且還與壓力表的量程大小有關。

5.2 上述已說明壓力表的精度等級及誤差值，在同時使用兩塊以上壓力表測量壓力值時，要用：同一廠家、同一品牌、同一精度、同一量程、表殼内矽油同一充滿量，同期出廠的壓力表，為保證測量準确度，要選用大于需要測量值25%量程的壓力表，有利于減少量程誤差，量程相同時，精度越高（即量程越小），壓力表的允許誤差越小，壓力表注入高粘度礦物油作為阻尼，不能真實顯示數值，動态性能有一定的減弱。

5.3防震壓力表溫度使用要求，筆者在使用中認為，氣溫達到零度時，不宜使用抗震壓力表，特殊環境、低溫、高溫都影響測量精度。

5.4 液壓測量壓力用的壓力表有機械式和電子式兩種，這兩種壓力表各有優缺點，機械式壓力表筆者已論述，電子壓力表也有精度等級，電子壓力表在測量壓力值時，可設定檢測壓力最大顯示數值停留表盤上，時代在進步，液壓維修人員也要與時俱進，要抛掉使用壓力表習慣而要使用液壓萬用表。

5.5 德國人測試挖掘機，也是眼觀“芯記”，眼觀是觀看計算機屏幕上的各式壓力曲線圖，“芯記”是“液壓萬用表”記錄下的壓力、流量曲線圖，圖5是液壓萬用表套件及所記錄的液壓泵壓力曲線圖。

圖5

液壓萬用表用在挖掘機上的檢測壓力、流量、溫度等是在各測壓點上安裝各量程值的壓力傳感器，測壓點上也可安裝溫度傳感器，流量測試需要把流量計串進管路中，各類傳感器測量信号值用電纜傳輸到具有微處理器及存儲功能、顯示功能手持式液壓萬用表内。

約在十年前，國外的技術人員用ET檢測挖掘機時，那時我們感到很神秘也很高大上，今天，我國的維修人員使用專業ET的已是很普遍的事了，及乎所有的維修人員都在使用。我想可能在3～5年内，中國人使用液壓萬用表也會像今天使用手機的一樣熟練，那時，很多的液壓世界性的難題是我們中國人解決掉的。

圖6 （來源：張海平，燕山大學大學講義，2016）

此圖是工業液壓站上兩台恒功率變量柱塞泵合流驅動某種液壓執行機構時，使用液壓萬用表測試記錄的曲線圖，紅色曲線是站上新更換的一台新泵，蘭色曲線是一台舊泵，從第10秒到21秒間的截圖，從第10秒起輸出壓力是新泵295bar，舊泵是287bar，兩者差是泵上恒壓閥沒有調校到一緻，如果在這兩台泵的排口上安裝壓力表測量壓力時，用肉眼是無法觀察到這壓力8bar區别的。

到第18秒時已明顯看出這兩台泵的壓力區别，蘭色曲線因是舊泵，泵膽件磨損造成内洩量大，流量減少，液阻也跟随減小，造成蘭色曲線比紅色曲線壓力值低65bar，隻有液壓萬用表所記錄曲線圖才能這樣直觀的反映這兩台泵工作實況，但使用兩塊壓力表并在一起觀看時，也會從兩塊表上看出這65bar差異。

圖7 (來源：張海平《實用液壓測試技術》第198頁，機械工業出版社)

這是液壓萬用表在一台挖掘機在實際工況下的測試記錄各種動作壓力曲線圖，在挖掘機各機構上安裝使用10個壓力傳感器，每一個傳感器設定一種顔色（見圖右上方的各顔色方塊），顔色從上到下，P1泵，P2泵，動臂缸有杆腔1，動臂缸無杆腔2，小臂油缸有杆腔1，小臂油缸無杆腔2，鏟鬥油缸有杆腔1，鏟鬥油缸無杆腔2，回轉馬達A1，回轉馬達B2，因為圖面關系不宜延長，此圖截取自385秒到407秒間壓力變化曲線，圖上是10個傳感器記錄10條不同顔色壓力曲線總圖，圖面上看上去眼花潦亂，實則在圖面上可設定去掉其餘顔色線，單留下某一顔色線，可單看這一條線的壓力曲線圖，也可在圖面上留下泵1，泵2這二條線，單看雙泵合流壓力與分動時壓力變化曲線。

液壓萬用表每秒能記錄1000個測量值，可任意截取1/1000%秒到數小時内某一段曲線展示在屏幕上分析壓力曲線載荷變化，分析讀懂測試曲線，是深入洞察研究液壓系統工作最好方法，其中核心的是分析歸納。

關于液壓萬用表，張海平老師《實用液壓測試技術》一書中闡述全部液壓測試技術，圖文并茂的講解曲線圖，鮮活生動的例案是每一位液壓維修人員應備應讀的一本很好的學習資料，就是初級水平的人也能讀懂，并在197頁上闡述液壓萬用表應用于挖掘機上的測量。

結束語

不怕有問題，就怕不知道問題在那裡。測試可以幫助找出問題。測試是液壓技術靈魂。(來源：張海平《實用液壓測試技術》第1頁，機械工業出版社)

作者簡介

馬明東：畢業于浙江大學，專注于液壓行業多年，在液壓元件、液壓系統及液壓維修方面具有豐富經驗。目前就職于廈門伍縱船舶液壓技術有限公司。

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