高空作业车系统及常见故障分析

[摘 要]高空作业车应用越来越普遍，本文主要阐述高空作业车的基本结构、液压系统和电气系统以及实际应用中常见故障分析、排除。

[关键词]高空作业车 液压系统 电气系统 故障分析

中图分类号：O856 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）07-0061-01

1.高空作业车种类及基本组成

高空作业车（以下检车高空车）分为折叠臂式、伸缩臂式、混合臂式和垂直升降式四种基本形式。高空车主要由底盘、举升臂、工作平台、回转机构、动力系统、液压系统和电气系统等部分组成，其工作原理是发动机通过安装在变速箱上的取力器将动力传递给液压油泵，液压油泵产生高压液压油通过控制阀分别输送给各油缸或液压马达，从而实现各工作机构的运动。以折叠臂式高空车为例，对各部分做简要介绍。

1.1 举升臂

举升臂包括上臂、下臂和小臂。行驶状态时，上下臂折叠在一起，小臂垂直向下。进行高空作业时，上、下、小臂分别由变幅油缸举升伸展至一定角度，将工作人员送至工作位置。工作臂为钢板焊接而成的箱型结构，臂和臂之间、下臂和转台铰接处均设有专门的滑动轴承，保证工作臂转动阻力小，运动平稳。

1.2 工作平台

工作平台为钢架焊接框架结构，周围设有护栏，右侧护栏开有侧门，方便人员进出，平台底板采用防滑花纹铝板，平台周圈下部设有护栏，防止工具或其他物品掉落。

1.3 回转结构

回转机构由液压马达、回转减速器以及小齿轮、回转支承等组成。进行回转时，液压马达输出动力，通过回转减速器减速后带动输出轴上的小齿轮旋转，小齿轮与回转支承的齿轮啮合，由于回转支承的齿圈与车架刚性连接，因而回转减速器带动与之相连的转台回转。

1.4 动力系统

高空车动力源为底盘发动机，其动力由取力器从底盘变速箱取出。取力器和变速箱取力齿轮处于断开状态，当进行高空作业时，操作拉杆使取力器的滑移齿轮与变速箱的输出取力齿轮啮合，取力器输出轴带动油泵工作，从而将发动机的机械能转为液压能，为系统提供动力。

1.5 输油器

输油器由导电滑环、液压滑环两部分组成，它的作用是当高空车进行回转动作时，高空车转动部分和固定部分的电路和液压油路始终保持畅通。

2.高空车液压系统组成及特点

高空车液压系统一般采用齿轮泵供油的开式系统，油路中设有安全溢流阀，保证系统安全。当挂上取力器后，齿轮泵开始工作，为机械动作提供动力。

当下车工作时，扳动下车阀体的相应手柄，压力油经各管道使相应支腿动作。下车阀体可对各支腿的进出油油路分别控制，因此各支腿的伸缩量均可单独调节，使高空车能够适应不同的路面状况。

当下车支撑稳定后，上车才可工作。上车的控制一般采用电液比例流量阀。当上车工作时，通过电液比例比例流量阀对上车各执行机构供油，供油量大小由比例阀控制，输出流量与负荷变化无关，可使系统达到稳定的工作速度，并且能够实现无极调速。当上车工作时，先让电磁阀动作，然后缓慢扳动比例手柄，相应的工作机构开始动作；当需要停止动作时，先缓慢松回比例手柄，然后再让电磁阀复位。为了增加安全性，液压系统一般还有以下功能：

1在垂直支腿油缸上均装有双向液压锁，当油缸达到所需位置后，锁住油缸不动，以防造成事故。

2在各臂架、伸缩臂、起升马达上均装有平衡阀，用来提高以上动作过程中的平稳性，在停止时又起到锁住执行机构的作用。

3在进油设置大流量高精度的压力油过滤器。确保系统清洁。

4在下车设置应急泵作为应急液压源，当主动力源发生故障时，可用应急泵作为动力源将各机构收回到原始状态，保证人身安全。

3.高空车电气系统组成及特点

就高空车要求的整机动作而言，采用纯液压手动操作的方式完全可以实现，但是高空车是载人作业对整车安全性要求较高，因此高空车电气系统是作为高空车的高级控制系统而存在的。

高空车的电气系统一般包括支腿支地情况检测、整车倾斜状态监测及报警、举升臂回收到位检测、工作斗回收到位检测、应急状况急停、单比例阀实现上装全部动作（变幅、伸缩、回收等）比例操作和一些照明等辅助功能。除比例控制操作功能外上述功能基本都是采用接近开关和传感器监测实现，其配置功能区别不大，比例操作功能的实现主要分为以下三种形式。第一种采用可编程控制作为控制核心，调速部分由控制器控制，液压元件仅作为一个执行机构，有的高空车还配置有显示器，这种形式的价格较为昂贵。这种系统调速方式采用控制器采集操作手柄的参数，另外一些传感器和操作开关也被采集进控制器，经过编程处理后控制比例阀的动作。其特点是：1一些逻辑互锁关系不用电路来实现，可通过编程来实现，这样的话能够减少电路故障；2对一些机械部分处理困难的问题，比如说工作臂在某些角度时颤抖，可通过程序来优化该阶段的动作；3可通过显示屏标定一些工作参数，如可调节比例阀的最大开启量大小，标定角度传感器的零位等信息；4可通过显示屏或者指示灯等显示工作状态以及一些故障等信息；5有显示屏的设备科简化维修人员的判断故障时间，可看出各个端口的工作状态信息；6减少设备铺线的数量。第二种采用手柄加比例放大板的方式控制液压比例阀调速，价格较为便宜。这种系统可通过调节放大板上的电位器调节操作速度，其特点是由于没有控制器，系统无法处理模拟量信息，只能采用开关量的信号。造成的问题有：1举升臂达到极限位置时只能实现简单的到位限制作用，不能实现自动末端减速功能；2对于一些特殊位置的颤抖，电控系统无法调节；3比例放大板只能实现部分调速功能，部分调速只能依赖液压系统。第三种采用纯手动调节液压比例阀的方式，高空车调速只能依靠操作人员的手动调节，价格更低。其特点是：1若操作人员不熟悉设备的性能，会造成高空车明显的颤抖现象；2工作平台处液压管路连接较多较乱。

4.高空车常见故障分析

1取力器连接不到位， 整车动作均受限制。常见的为取力器挂档不到位或是软轴连接螺栓松动或是取力器和变速箱连接轴不合适，但是用应急动力单元供油，整车动作均正常。此时只要逐一检查，故障比较容易排除。

2支腿垂直方向检测需腿，此时整车报警上装各动作受到限制。常见为支腿垂直方向接近开关松动或是位置调节不合适，此时只要适当调节支腿垂直方向接近开关的位置即可解除故障。

3泵压不足，此时部分动作正常部分动作收限制。常见为泵内泄造成供压不足或整车溢流压力调节过低达不到部分执行元件的开启压力而造成无法动作。此时外接压力表显示系统最大压力较小，只要调节系统卸荷压力或更换泵即可恢复正常工作。

4液压油较脏或电气控制程序混乱，此时多数动作不正常只是某一动作单一方向能够动作。常见为液压油脏造成阀芯堵塞或是电气控制 程序混乱，有时甚至发出所有动作指令均表现为某一单一动作。此时先拆洗液压阀芯必要时更换液压油，如还是不正常检查调试电气系统控制程序即可排除故障。

5电气系统不稳定或程序部分不合理，此时部分动作时而故障时而正常。常见为电气系统控制程序部分不合理或是电气元件连接不稳定，首先排除电气元件硬件故障，在通过具体分析原因调节电控程序即可彻底解决故障。

6正常作业时高空车工作臂颤抖明显，此时人在工作斗里站立不稳缺乏安全感。对于这种故障首先确保高空车在允许的风力气象条件下作业，其次操作人员要熟练平稳操作。如果还是颤抖明显的话，根据具体车型结构可在适当位置加装节流阀以缓和油路冲击性，在系统允许的情况下还可通过程序优化来减轻颤抖现象。

5.结束语

以上分别介绍了高空车的基本结构、液压系统和电气系统的基本原理以及常见常见故障的排除方法，对于高空车设计和维修从业人员具有一定的借鉴意义。