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1、三一重机挖掘机电控系统技术资料1简介：液压挖掘机电气控制系统主要是根据发动机、液压泵、多路换 向阀和执行元件(液压缸、液压马达)的一些温度、压力、速 度、开关量的检测并将检测数据输入给挖掘机的专用控制器 (Electronic Power System)，控制器综合各种测量值、设定 值和 操作信号后发出相关控制信息，对发动机、液压泵、液压 控制阀和整机进行控制。电气控制系统具有以下功能：l控制功能：负责对发动机、液压泵、液压控制阀和整机的复 合控制。l检测和保护功能：通过一系列的传感器、油压开关、熔断器 和显示屏等对挖机的发动机、液压系统、气压系统和工作状态 进 行检测和保护。l照明功能：主要
2、有司机室厢灯、工作装置作业灯及检修灯。l其它功能：主要有刮雨器、喷水器、空调器和收放音机等。2系统组成及原理：SY200C6挖掘机电气系统由电源部分、启动部分、照明部分、 电气操纵机构、空气调节装置、音响设备、节能控制及故障诊断 报警系统等组成。2.1电源部分系统电源为直流24V电压供电、负极搭铁方式；采用2节 12V 120AH蓄电池串联作发动机启动电源，由带内置硅整流和 电压调节装置的交流发电机充电，以维持蓄电池电量和稳定系 统电压；蓄电池输出端装设电源继电器，由钥匙开关控制，以 增加电源系统的安全性。l蓄电池：采用12V 120AH免维护型蓄电池，2组串联。l发电机：27V 35A交流发
3、电机，由柴油机自带，内置硅整流 电路及电压调节器，带有频率输出。D+为中性点电压输出端 子，B+为电源输出端子，E为接地端子。D+端子接充电报 警灯，在启动初状态，当发电机电压尚未建立时D+端电压为 0V，充电报警灯亮，蓄电池正电源通过报警灯灯丝流向D+ 端作为发电机的励磁电流，使发电机迅速建立起电压并进入发 电工作状态。发电机进入发电状态后，D+端电压达24V， 充电报警灯熄灭。l电源继电器：装于电瓶的正极控制总电源，由钥匙开关控制， 以增加电源系统的安全性。2.2启动部分2.2.1启动设备l启动电机：24V 4KWl钥匙开关：用于启动发动机。l转速传感器：用于检测启动过程中发动机转速。l液
4、压操纵杆：液压操纵杆在“锁住”位置，发动机才能启动。2.2.2挖掘机启动保护原理及实现过程三一挖掘机由控制器来控制起动马达，并通过程序设置实现保 护。柴油机起动前，钥匙开关先打到“通电”档时，由控制器 检测各传感器及相关开关输入信号，检测此时冷却液温度是否 低于3C,若是，则接通预热继电器，直到冷却液温度高于此 值时 断开，同时驱动油门机构向油门高位走一行程，以保证油 门打开。钥匙开关打到“启动”档后，控制器检测到“柴油机 启动信号”的输入，同时判断“液压操纵秆”信号是否为闭 合，若闭合，再判断此时转速是否低于650r/m，若是，则接 通启动继电器，直到 转速高于650r/m，则断开启动继电
5、器，起动后启动继电器不再输出。此时控制器完成发动机的发 动。2.3照明部分为了保证夜间行车或作业安全，提高工作效率， 外部照明共有3盏大功率工作灯，分别为回转平台1盏、动臂 2盏，内部照明为驾驶室厢灯。2.4电气操纵机构 包括各启动开关、断路开关、继电器等电气 控制机构。2.5空气调节装置为了营造一个舒适的工作环境，本机采用工 程机械专用进口工程 空调，能实现制冷与制暖、风量以及温度 调节。2.6音响设备 采用国际先进的挖掘机专用收音机（以实物为 准），配以大功率放音喇叭，能获得震撼的收音效果。2.7故障诊断报警装置故障诊断报警装置对挖掘机的运行状态 进行监视，一旦发生异常能及时报警，并指出故
6、障部位，从而 可及早清除事故隐患，减 少维修时间，降低保养和维护费用， 改善作业环境，提高作业效率。其硬件主要由控制器和显示屏 为系统核心，辅以其他检测和保护控制元件，实现对控制对 象的各种监测目的，它有如下特点：显示屏面板能防水、防 尘，整个装置抗干扰能力强，并能防震。能对机器的运行情况 进行连续监测，并根据要求进行报警。装置在硬件上具有光控 电路，在光线阴暗时自动打开背光，照明 液晶屏，在不同温 度下，自动调节液晶屏的灰度，以达到最佳视 觉效果。装置具有工作小时总计，系统时间显示且能对其进行调整，使 其与当地时间一致。可以对液晶屏进行翻屏操作，可查阅采集的各路参数的具体数 值或者各开关量的
7、正常与否。工作后每次只选一个工作模式，选定一个新的工作模式之后， 原工作模式自动消除。每次重新启动挖掘机后，功率模式重 新回到S （标准）模式。每次重新接通并启动挖掘机后，行驶高低速选择开关处于低速 状态，只有当按下开关后才依次在高速与低速之间转换。每次 重新启动挖掘机后，自动怠速开关处于自动怠速有效模式，只 有按下自动怠速开关，自动怠速功能才能取消。本装置自动查找故障，根据测得的故障参数找出发生故障的部位，并能查询某个故障发生的时间及某个时间内所发生的故障名 称。图3-1故障诊断报警系统结构图2.8电子节能控制装置本系统由控制器、显示屏、油门控制单元以及一些模拟量、开 关量传感器、模式电磁阀
8、组、开关阀等组成。通过对发动机和液 压泵系统进行综合控制，使二者达到最佳匹配，以达到明显的 节能效果。该装置主要实现四种工作模式的选择，自动怠速功 能、过热保护及柴油机转速控制等功能。各种控制指令（包 括显示屏控制指令）和检测信号以开关量或模拟量形式进入控 制器后，控制器根据要求输出控制信号给受控元件，达到控 制的目的。另外 将各种信号以通信的方式送入显示屏。通过 显示屏实现相关控制的操作、实时显示和报警信息提示。2.8.1四种工作模式控制（3种功率模式100% 80% 70%） 挖掘机配备工作模式控制系统，可以使操作者根据作业工况不 同，选择适合的作业模式，使发动机输出最合理的动力。三一挖
9、掘机有四种作业模式可供选择，模式的选择通过显示屏上的“模式”选择按钮实现。挖掘机工作后每次只选一个工作模 式，选定一个新的工作模式后，原工作模式自动消除。H模式：即重负荷挖掘模式，发动机油门处于最大供油位置，发动机以全功率投入工作；S模式：即标准作业模式，液压泵输入功率的总和约为发动机 最大功率的90%；L模式：即普通作业模式，液压泵输入功率的总和约为发动机 最大功率的80%。B模式：即轻载作业模式，液压泵输入总功率约为发动机最大 功率的70%，适合于挖掘机的平整作业或破碎模式。2.8.2功率优化系统该功率优化系统采用闭环控制，工作中 它能根据发动机负荷的变 化，自动调节液压泵所吸收的功率，
10、使液压泵的功率始终与发动机的功率相匹配，控制器即对发动 机采取分段功率控制，不再追 求完全用足发动机功率，而是 根据具体的工作状况设定发动机的工作能力，减轻发动机的工 作强度，使发动机稳定地运行在经济 工况点上，其工作原理见 图 3-2。图3-2功率优化系统原理图该系统由恒功率泵、模式阀组（功 率阀）、发动机转速传感器、油门位置传感器、控制器、显 示屏及5个压力传感器组成。发动机转速传感器为电磁感应 式，他固定在飞轮壳的上方，用以检测发动机的实际转速。油门位置传感器为电阻感应式，他固定在油门机构转盘上, 用以检测油门的实际位置。通过5个压力传感 器测得的工装 实时负荷大小，由控制器程序计算液压
11、泵的需求功率，从而自 动调节功率阀电流，实现液压泵的功率调节，使液压系统充分吸收柴油机发出的功率，又不会使柴油机熄火，充分 发挥挖掘机的工作能力。2.8.3柴油机转速控制原理本系统采用控制器控制器，油门控制器作为控制单元，油门机 构 作为执行机构控制柴油机油门的开度。升速时，由控制器 给出步进脉冲信号，驱动油门机构正转，柴油机油门开度加大，柴油机转速上升，同时油门位置参数减少，达到设定的油 门位置后，升速信号停止，进入转速自动调节阶段。油门位置信号由安装在油门机构上的油门位置传感器获得，控制器通过模拟通道采集此信号,并送入控制器内部寄存器处理，控制器根据实际油门位置与设定油门位置的差值，进行处
12、理运算后，输出相应数量的脉冲，控制步进电机运行，从而实现对柴油 机转速的自动控制及自动调节。降速时，控制器给出步进脉冲和步进方向信号，转速自动调节 断 开，油门机构反转，油门开度减少，柴油机转速下降，达到 怠速状态时，EPS给出停止信号，油门机构停止运行，柴油机 在怠速状态运行，其工作原理见图3-3。图3-3柴油机闭环控制原理框图当挖掘机在低怠速下工作（1300rpm以下），油门调速机构能 自动将发动机转速提升到1300rpm，以避免因发动机输出功率 不足引起的懑车熄火现象。为了防止柴油机转速超过允许的最高工作速度，以免造成设备 的损坏，对柴油机的转速进行限幅。在柴油机升速和降速调 节过程中，
13、油门机构的油门位置信号反馈回控制器，由控制器 进行分析，步进电机正转，油门位置传感器参数减小；步进电 机反转，油门 位置传感器参数增加，控制器自动分析柴油机正 常运行时的步进电机正转步数，并进行运算处理得出步进电机 允许正转的最高步 数，当由于意外原因引起柴油机转速向最高 转速上升时，到达异常油门位置区，控制器能自动封锁步进 电机，以保证柴油机不会超过所允许的最高转速。2.8.4自动怠速系统 三一挖掘机具有自动怠速装置，当操纵杆 回中位达5秒后，发动机自动进入低速运转，从而可减小液 压系统的空流损失和发动机的磨损，起到节能和降低噪声的作 用。当扳动操纵杆重新作业时，发动机自动恢复到原来的转速 状态。2.8.5过热保护控制当冷却水达到一定温度时，控制工作模式自动降低一档，即从H模式降至S模式再至L模式、B模式。当冷却水温过热达 到二 极报警（冷却液温度超过103度）时，柴油机自动进入自 动怠速工作状态（转速下降），直至冷却液温度降至正常温度 为止。
