全液压动力转向系统的使用与维护
许志文 徐新国
摘 要： 以JDT系列轮式拖拉机为例，从全液压转向系统的工作原理入手，阐述了轮式拖拉机全液压转向系统使用维护的注意事项和常见故障的诊断与排除方法。
关键词： 拖拉机：全液压动力转向系统;维护
中图分类号： U472.4? ? ? ? ?文献标识码： A
doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.10.043
0 引言
由于全液压转向具有操作平稳省力、转向灵活及安装方便等优点，在柴油机熄火时，又可以实现人力转向。因此，目前大部分大中型轮式拖拉机、联合收割机以及工程机械都应用了全液压转向系统。液压转向系统不同于机械转向系统，如果维修人员不懂全液压转向系统的工作原理，维修时盲目拆卸和更换零件，将导致老故障没有排除，新故障又产生的现象，会降低车辆的使用性能，减少拖拉机使用寿命，严重影响农机户的经济效益。下面以JDT系列轮式拖拉机为例，介绍全液压转向系统的工作原理、正确使用方法以及常見故障的诊断与排除方法。
1 全液压动力转向系统工作原理
利用发动机输出的动力来推动转向机构实现转向称为动力转向。它具有操纵轻便、转向灵敏等特点，被重型汽车、高速小轿车和四轮驱动拖拉机等车辆采用。液压式动力转向装置可分为液压加力式和全液压式两种，通过机械式转向器螺杆的转动移动滑阀，改变通往油缸的油流方向而实现液力转向，称为液压加力式动力转向，采用全液压式转向器代替液压加力式转向器，并用软管与油缸相连，即为全液压式动力转向。
JDT650L、654L型拖拉机全液压转向系统主要由齿轮油泵、全液压转向器、转向油缸、方向盘、转向横拉杆总成等机械部分组成。HLCB-D10/14型恒流溢流泵，在发动机从怠速到最高转速范围内，供给转向器的油量能稳定在10 L·min-1左右，以保证转向及时、稳定、可靠。在驾驶员的操作下，油泵输出液压油经过全液压转向器定量地送入转向油缸的左腔或右腔，推动活塞向右或向左移动。通过活塞杆带动转向臂和横拉杆总成使左、右转向臂联动，前轮随之按所需方向偏转，实现拖拉机转向。
全液压转向器由转阀式控制阀和摆线内转子计量泵等组成，控制阀用来控制油泵输出的液压油通往油缸的去向;计量泵随方向盘转角的大小控制输向油缸中的油量，推动油缸活塞向左或向右移动一定距离，以实现拖拉机转向，并在人力转向时起油泵作用，将油液压出供油缸转向。计量泵安装在阀体下端，主要由定子和转子构成，转子通过连接轴、拨销可带动阀套在阀体内转动。连接轴一端的圆弧渐开线花键，插在转子的花键孔中，另一端的槽口与拨销相嵌合，以适应转子轴线不固定的旋转。通过方向盘和转向轴可操纵阀芯旋转，阀芯亦可通过回位弹簧片、拨销和连接轴分别带动阀套和计量泵转子。由于阀芯的孔径大于拨销的直径，因而阀芯与阀套可相对转动8°角左右。
当方向盘未转动时，全液压转向器处于中立位置。此时通往转向油缸左、右腔的油路均被阀套封死，阀芯与阀套间的回油路连通，油泵输出的液压油经控制阀回油道流回油箱。
车辆转向时，阀芯在方向盘的带动下，克服回位弹簧片的弹力，相对于阀套旋转一角度，阀芯与阀套连通的进、回油道被隔断，齿轮油泵通往计量泵的进油口打开，计量泵排油口与油缸转向侧油腔相通，油缸另一腔通往控制阀回油道。这样，油泵输出的液压油推动计量泵转子转动，计量泵排出油液进入油缸推动活塞移动，实现转向;与此同时，计量泵转子通过连接轴又带动阀套转动，将阀套与阀芯之间的相对转角消除，使控制阀又回到中立位置。因此，只有不断转动方向盘，才能使阀芯、阀套一直处于转向位置，方向盘的转角越大，转向轮偏转角也随之增大。
在发动机熄火或油泵故障等非正常状态，而又必须移动拖拉机时，则依靠人力进行转向，由方向盘带动计量泵转子旋转，排出油液经控制阀进入油缸使车辆转向。JDT650L、654L型拖拉机动力转向时，在方向盘上施加的力矩一般为4.0～5.0 N·m;非正常使用条件下人力转向时，在方向盘上施加的力矩不得超过245.0 N·m。? 2 维护与使用注意事项
（1）液压油对全液压转向器的使用性能及寿命有着十分重要的影响。因此，应确保液压油型号、清洁度和液面高度符合规定要求。
（2）液压箱外部应保持清洁，并加盖密封。若液压箱有通气孔，应装滤清器，防止杂质、污物进入液压箱内部。
（3）定期清洗回油滤清器和液压箱滤清器滤芯，清洗时不准随意调整安全阀弹簧预紧度，如有故障，必须放在液压试验台上调修。不要轻易拆卸全液压转向器，以免破坏配合关系，造成漏油。恒流溢流泵是精密部件，不要任意拆卸。若要拆装，必须用洁净的汽油清洗。液压泵的溢流阀也不能随意调整。
（4）定期更换液压油，例如每年更换一次。在换油时，应彻底清洗液压箱及滤清器。向液压箱加油时，应通过滤网。若发现滤网破损，应予更换。更换新液压油后，应把油缸中的气体排尽。
（5）液压转向系统各油管接头以及螺纹连接处应定期检查紧固，不允许松动。例如检查转向液压缸上的锁紧螺母，发现松动要及时拧紧;各油管连接处不得有漏油现象，若有渗漏油，应及时排除;当液压系统漏入空气时，系统工作会产生噪声，液压缸工作不稳定，应立即排气。转向系统工作时油温的范围为-20～80 ℃，正常使用油温在30～80 ℃。
3 全液压式转向机构常见故障
3.1 转向沉重
故障原因：（1）液压箱缺油或油位不足。（2）转向系里的油液黏度太大。（3）转向系统油路有空气，当转动方向盘时，液压缸时动时不动。（4）液压箱内滤网堵塞，致使液压泵吸油不足。（5）液压泵供油不足。（6）安全阀弹簧弹力变弱，使安全阀工作压力过低，或者钢球密封不严、被脏物卡住，使安全阀漏油，从而引起轻负荷转向轻，增加负荷转向沉重。（7）阀体内单向球阀失效，快转与慢转方向盘均沉重，并且转向无力。（8）阀体、阀套、阀芯之间有脏物，被卡住。（9）分流阀的阀芯变形，在阀套内活动时有卡滞现象，使阀芯在运动时随动性变差，引起对转向器供油不足使转向沉重。（10）转向系漏油，包括内漏和外漏。
检查及排除方法：（1）检查液压箱的油面高度，油面是否在上限和下限刻度之间。（2）根据季节、气候变化，使用规定的油液。（3）排除转向系统中的空气，并检查吸油管路是否漏气。（4）定期清洗液压箱内的回油滤清器和液压箱滤清器滤芯，保持油路畅通。（5）检查齿轮泵泵油是否正常。（6）清洗分流阀的安全阀并调整安全阀弹簧压力。（7）清洗、保养或更换钢球。（8）清洗转向机构。（9）拆卸分解单路稳定分流閥，用细研磨膏研磨阀芯和阀套（对研）。（10）检查并排除漏油点。
3.2 不能转向
故障原因：安全阀弹簧变形、失效或开启压力调整不当等，致使单路稳定分流阀的安全阀开启压力过低。
检查及排除方法：更换安全阀的弹簧，重新调整安全阀的开启压力，使其达到在分流阀通过公称流量的工况下，开启压力为9.31±0.245 MPa。
3.3 人力转向失效
故障原因：（1）转子与定子的径向间隙或轴向间隙过大，油液内漏过多，达不到转向的目的。（2）液压缸与活塞不密封，动力转向时，液压缸活塞到极端位置而驾驶员终点感不明显;用人力转向时，方向盘转动而液压缸活塞不动，达不到人力转向的目的。
检查及排除方法：（1）更换转子或定子;或者转子和定子同时换新。（2）拆开液压缸与活塞，更换活塞密封圈。
3.4 液压箱内有大量气泡
故障原因：（1）液压箱内有空气进入。（2）液压油中有水。
检查及排除方法：（1）拧紧吸油管，修复液压泵密封件或更换油封。（2）清洗液压箱，更换新液压油。
3.5 漏油
故障原因：（1）液压油不合要求或被污染，并与密封材料产生相溶性，损伤了密封件而漏油。（2）液压转向器阀体、隔盘、定子及后盖结合面橡胶圈损坏。（3）轴颈处橡胶圈损坏。（4）转向器结合部位螺栓松动。（5）接头与接合面不垂直或端面磕碰有伤痕。（6）密封圈的槽底过深，密封圈没有预压量。
检查及排除方法：（1）更换合格的液压油及密封件。（2）清洗后更换橡胶圈。（3）更换橡胶圈。（4）拧紧螺栓。（5）可正确安装及修补伤痕。（6）将密封圈槽的上平面车削至符合要求（应有0.5 mm的预压量）。
参考文献：
[1]? 陈咏梅. 液压动力转向系统技术状况检查[J]. 农机使用与维修，2017（12）：58.
[2] 刘波. 全液压动力转向系统的故障分析及处理[J]. 汽车运用，2009（4）：47-48.
