小松挖掘機培訓資料：電氣的基礎知識-1

1、1. 電氣的基礎知識 1-1 直流和交流 直流電一般用DC表示，符號為一。（DC：DIRECT CURRENT） 交流電一般用AC表示，符號為。（AC：ALTERNATING CURRENT） 萬用表測試時，DC和AC的范圍不能弄錯，否則無法正確測定。 測試發(fā)動機轉傳感器或車速傳感器的輸出電壓時，必須注意的是要使用AC范圍。 1-2 歐姆定律 電壓、電流、電阻的符號和單位，以下表表示,電壓、電流、電阻存在下述關系 電壓不變，電阻成2倍時，電流減至一半。 電阻不變，電壓成2倍時，電流也變成2倍。 這個關系用下述公式表示，這就叫歐姆定律,電壓(E)=電流(I)電阻(R,電壓(E) 電流(I)= 電

2、阻(R,電力(P)=電壓(E)電流(I,功率用下述公式表示,1-3 接線方法 電源與負荷的接線方法，有串聯(lián)與并聯(lián)兩種方法。 (1) 電瓶的接線 車上的電瓶，一般是串聯(lián)連接，但有些大機型有4個電瓶，用串聯(lián)和并聯(lián)組合連接,串聯(lián)接線,并聯(lián)接線,串聯(lián)和并聯(lián)組合的例子,2) 燈的連接 車燈有前照燈、側隙燈、尾燈、制動燈、左右對稱按裝，同時點燈，如右圖回路那樣，屬并聯(lián)連接。 如果串聯(lián)的話，每個燈的亮度減小，而且一側的燈泡壞掉，另一側的燈也會不亮,3) 電阻的接線 車上使用的電阻，一般是冗長電阻與電磁閥串聯(lián)連接，但象發(fā)動機空氣進氣回熱器那樣，也有隨機型不同而成串聯(lián)與并聯(lián)。 串聯(lián)的例子,殼體,加熱器線圈,加熱

3、器線圈,殼體,前照燈(右,側隙燈(右,側隙燈(左,前照燈(左,備注空氣進氣回熱器構造如上圖，是電熱器的一種，電流通過稱作加熱器線圈的電阻，從 而產(chǎn)生熱量，預熱通過那兒的空氣，提高發(fā)動機寒冷時的啟動性。根據(jù)發(fā)動機吸入空 氣的量和溫度，需要的熱量也不同，越是大的發(fā)動機，需要的熱量就越多，有的使用 多個空氣進氣加熱器。殼體內(nèi)加熱器線圈有的是1個，有的是2個，配線也有并聯(lián)和串 聯(lián)的兩類,并聯(lián)和串聯(lián)組合的例子,加熱器線圈,殼體,2. 電線的知識 2-1 容許電流 電線上可通過的最大安全電流是有規(guī)定的，這叫做電線的容許電流。電線的容許電流隨周圍溫度、電線的絕緣材料，每束電線的根數(shù)而不同，周圍溫度趙高，每束

4、電線的根數(shù)越多，容許電流就小。而電線越長越細，內(nèi)部電阻就越大。 注 軟線已省略 公稱直徑0.5的電線扎束使用，單線（僅1根）不得使用。 短時間容許電流是指60秒通電，30秒停止，在4次循環(huán)中可能的最大電流。 2-2 被復的種類 線束電線的被復（絕緣體）隨使用環(huán)境分為下表的兩種,2-3 色別符號 對車體的配線（線束），為了能分辨，因此都分別使用被復的顏色。在核對回路圖時，色別符號如下表那樣用英文字頭表示。 2-4 特殊的電線 2-4-1 麻花線 為防止電氣噪音（干擾）混入控制信號而采用的一種方法，較簡單易行。 它是把易受噪音影響的信號線（正極電線）和接地線（負極電線）互相卷纏在一起，使正極與負極

5、接收的噪音互相反向抵消。 這2根電線扭合在一起的形狀象麻花，因而稱作麻花線,例 0.5B電線尺寸：0.5(0.56mm2) 色別：黑（單色） 0.85WY電線尺寸：0.85（0.88mm2） 色別：白底黃線,2-4-2 屏蔽線 為更有效地防止電氣噪音（干擾）混入而采用的一種方法，主要使用于易受外部影響的回路。 用金屬保護網(wǎng)（屏蔽）復蓋通過信號的電線，這金屬網(wǎng)僅單面作地線，信號線被地線包圍,例：WA350-3,這樣就防止了噪音的侵入。這種電線因其形狀而稱為屏蔽（保護）線。 被網(wǎng)包著的信號線不限于2根，也有很多是使用10根以上，這種信號線，按根數(shù)稱為2芯屏蔽線、3芯屏蔽線。 該屏蔽線的目的不僅是防

6、止噪音混入，有時還防止該回路放出噪音，防止其成為發(fā)生源,芯線,屏蔽,絕緣聚乙烯,2-5 裝修手冊的例子 小松工程機械裝修手冊上有電氣回路圖，詳細標著電線的粗細，被復線的顏色等（參照下圖） 能夠對照著看回路圖與電線實物，是服務技術的重要一環(huán)，因此應盡快掌握,電瓶繼電器,電瓶,保險絲盒,3. 電氣回路的知識 3-1 電壓下降 電瓶與電磁閥按下圖連接后，如果沒有其他指定條件的話，一般說電磁閥的端子電壓（間電壓）為24V。流徑電磁閥的電流大小可用歐姆定律計算,24(V) = 2.4(A) 10(,電磁閥 10,電瓶 24V,這時，必須注意的是，沒有考慮該回路上存在配線的電阻（電阻0）。 實際的車體配線

7、中，與回路圖不同，它存在電線內(nèi)的微小電阻“內(nèi)部電阻”、配線上開關、接插座的電阻“接觸電阻”，所以嚴格地講，回路中的電阻決不會是0。 舉一個簡單的例子，電線內(nèi)部電阻、接觸電阻的合計（合成電阻），如果正極和負極的配線各是1的話，那么在回路圖上就表現(xiàn)如下,電磁閥 10,電瓶 24V,1,1,在這個回路上，電磁閥的電壓（端子間電壓）為幾伏呢？ 整個回路的合成電阻=1()+10()+1()=12() 電磁閥的電流= 電磁閥的電壓=2(A)10()=20(V) 也就是說，這個例子中電磁閥的電壓為20V。 這樣，回路內(nèi)部電阻引起的電壓下降稱“電壓下降”，電磁閥的電壓比電源電壓（電瓶電壓）還要低。 在該例中，

8、如果配線引起的電壓下降看作1根線的話，則2(A)1()=2(V)，整體上正極2(V)+負極2(V)=4(V)的電壓下降。配線的內(nèi)部電阻和電流越大，電壓下降就越大,24(V) = 2(A) 12(,3-2 斷線 一般來說，電氣導體切斷稱為斷線。它不僅指電線，還包括電磁閥、繼電器線圈等機器內(nèi)部的斷線。 斷線后電流不通，電器當然就不工作，但是不一定不工作就是沒電流，也不一定機器的端子電壓就為0V，理解斷線處與測定處搓系對故障診斷很重要。 因斷線位置使測試2點間電壓變化，可用下列回路圖表示。打開開關S時，在下表各條件下，電壓計顯示為幾伏呢，請寫進下表,電磁閥,V,電瓶(24V,S,A,B,C,D,電壓

9、計,以上練習題的思考方法和解答，在下頁會有答案，但請獨立思考，把自己的解答填表中后加以對照,(1)沒有斷線時 打開開關S，電瓶正極端子與電磁閥端子間的配線為24V。 電瓶負極端子與電磁閥端子間的配線為0V。 萬用表接觸點，上端的24V，下端為0V，因而電壓（電位差）是24V-0V=24V。 (2)僅A點斷線時 電瓶正極端（24V）通過開關S，到達斷線A點為止。 電瓶負極端從電磁閥的端子進入端子，通過電磁閥，連接斷線的A點。 因此，萬用表接觸點上端下端都是0V，這樣電壓（電位差）是0V-0V=0V。 (3)僅B點斷線時 電瓶正極端（24V）通過開關S，到達斷線B點為止。 電瓶負極端從電磁閥端子進

10、入，到端子，通過電磁閥，連接斷線B點。 因此，萬用表接觸點上端為24V，下端為0V，這樣電壓（電位差）是24V-0V=24V。 (4)僅C點斷線時 電瓶正極端（24V），通過開關S進入電磁閥端子，通過電磁閥到端子，到達斷線C點為止。 電瓶的負極（0V）通到斷線C點止。 因此，萬用表接觸點上端下端都是24V，電壓（電位差）即為24V-24V=0V。 (5)僅D點斷線時 電瓶正極端（24V）通過開關S，從電磁閥端子進入通過電磁閥到端子，到達斷線D點為止。 電瓶負極端（0V）連接斷線D點。 萬用表接觸點上端為24V，下端為0V，電壓（電位差）即為24V-0V=24V。 (6)電磁閥線圈斷線時 電瓶正

11、極端（24V）通過開關S，從電磁閥端子進入到達電磁閥的斷線上。 電瓶負極（0V）從電磁閥端子進入，連通電磁閥內(nèi)斷線處。 萬用表接觸點上端24V，下端ON，因此電壓（電位差）是24V-0V=24V,3-3 短路 短路是指電路中2點直接連接或用比回路部分小很多的電阻導體相接。車體配線易發(fā)生的短路多數(shù)是被復線破損而與其他電線或端子接觸，或因導電異物而使兩點間直接相接。 短路時流徑的電流叫短路電流，隨短路電流的大小，電線或者過熱，或者引起燃燒。即使沒有過熱或燒損，也會發(fā)生短路處電流泄漏引起機械裝置錯誤動作的。因此，用保險絲及保護回路防止其事故于未然。 最近的裝修手冊因短路起因的故障種類、狀況不同，而表

12、述如下： * 短路所有機型的裝修手冊都用 * 熱短路WA500-3，LW100-1等裝修手冊使用 * 動力短路PC128UU-1，WA80-3等裝修手冊使用 * 異常接觸WA300-3等裝修手冊使用 短路都被認為是一種故障，有時候根據(jù)需要也制造短路。舉個例子如短路接插件。短路接插件在故障診斷時使用，代替接點式（ON=OFF式）傳感器或ON-OFF開關，從而形成電氣回路。診斷故障時，根據(jù)內(nèi)容，電流通過回路進行診斷，但有時無法用液壓開關、溫度開關簡單地ON-OFF，這時通過裝拆短路接插件，就能再現(xiàn)故障狀態(tài)，即為了診斷故障而制造短路，從而進行其他部分的診斷。 例PC200-6“鏟斗傾斜液壓開關的位模

13、式不亮燈”這一故障進行診斷時，裝修手冊上就有下 述診斷方法，即把短路接插件連接在插座S07（X2）上，以代替鏟斗傾斜液壓開關,泵控制器,鏟斗傾斜 液壓開關,3-4 接地短路 接地短路是指電線與車體間的異常直接連接。從現(xiàn)象上看也可叫做電線與車體的短路，但它與一般的短路不一樣，與車體間的接觸叫接地短路，其電流叫接地短路電流。 接地短路是電線桿上的輸電線斷后垂下并接觸地面，但車輛上的配線而言，車體相當于地面，因此車體與配線的短路也叫接地短路。 機械工作時由于振動，電線與車體磨擦使絕緣包皮變薄或磨破，或出現(xiàn)裂痕，導線外落與車體接觸，從而發(fā)生接地短路。 易發(fā)生接地短路的地方，是電線彎曲而與車體接觸處或夾

14、頭附近。有段差的復合板角也容易與電線包皮磨擦而使其損傷，需要注意。 發(fā)生接地短路時的現(xiàn)象是：控制信號線接地短路后失去控制機能，控制器可能發(fā)生故障。另外，電源線接地短路后，產(chǎn)生強大的接地短路電流，可能燒壞電線。 為防止接地短路引發(fā)的大故障，要在電氣用品線路上按裝保險絲，重要的控制回路上按裝過電流保護器，配線本身也采用各種電線保護材料（導線管、螺旋管等），以防止接地短路的發(fā)生。線束保護材料的事例如下圖,接地短路發(fā)生時，要尋找短路處時的話，往往其絕緣包線破損在看不到的里面，因此要用線路萬用表仔細探測。如果不重視接地短路的修復，往往招致日后的重大故障，因此一定要認真修復,線夾,保護材料 (金屬護套管)

15、 (塑料護套管,電線,接插件,3-5 接地 接地是把車體作為電氣回路的一部分，把電氣機器一側的配線連接在車體上。電瓶負極端連接車體的負極接地方式較多。 為了防止電氣器具漏電引起的觸電，把該器具與大地相接稱為接地，對車輛上的設備配線而言，車體相當于大地，因此與車體相接也叫接地。車輛接地的目的不是防觸電，而是為了配線簡單化，為了減小電氣的噪音。 接地的例子，可以舉出電氣設備中發(fā)動機起動馬達、喇叭等。它把負極端直接接于車體，使車體作為負極端線路，通過電流，這樣，其好處是不需要負極端的配線。 喇叭的例子,發(fā)電機、吸氣予熱的加熱器雖有負極端配線，但較短且與發(fā)動機身直接相接，所以也可稱為負極接地方式。 空

16、氣進氣加熱器的例子,加熱器線圈,燈（前照燈、工作燈）的負極接法有2種，一種是按裝螺絲自身成為負極端而沒有負極引線，另一種是負極端短的引線拉出而與車體接地。 燈例子,傳感器有接地的，也有不接地的，例如發(fā)動機液壓開關、發(fā)動機油傳感器、燃油油位傳感器都是負極接地方式，沒有負極端的引線。 發(fā)動機油量傳感器的例子,另外，發(fā)動機轉速傳感器、水箱水位傳感器、發(fā)動機水溫傳感器都不是負極接地方式，因而正負極都有引線。 發(fā)動機水溫傳感器(防凍液溫度傳感器)的例子,把負極接地方式的設備按裝在車體上時，必須把按裝面的涂裝及油脂清除后再接，如果電氣難以流動，會成為該設備工作不良的原因，所以必須加以注意。 另外，還有少量

17、的不得與車體接地的設備，這種設備的按裝部分有絕緣材料，按裝時必須注意不要使其脫落,機油傳感器,油理檢測部,防凍液溫度傳感器,溫度檢測部,3-6 線路保護 線路中發(fā)生短路、接地短路時，過電流可能會損壞裝置和部 品，或燒壞配線，為了防止這種事故，現(xiàn)采用線路保護的手段。 例如，不讓超過定值電流流過的電流限制機能，還有如過電 流產(chǎn)生后，把重要部分切斷電流的保護機能，而最簡單的方法是， 在線路上加保險絲，保險絲在線路圖上的文字符號為F。 工程機械及汽車的保險絲多是一直用玻璃管的筒形保險絲 （玻璃管保險絲），近年則主要流行半透明的彩色塑料葉片型保 險絲。 當線路上流經(jīng)異常的大電流時，保險絲自身電阻的發(fā)熱使

18、其 熔斷，從而切斷電流，使線路避免危險。 保險絲熔斷速度隨電流大小而異。電流越大，熔斷時間越短，比額定電流稍大一點，則不會馬上熔斷（參照下表）保險絲在使用中即使沒有過大電流，有時也會自然切斷。例如，馬達及燈的線路上，額定電流并不是那么大，但打開開關瞬間的突入電流很大，這突入電流通過時間極短，因而不會馬上熔斷，但反復地開和關使疲勞積聚，最終熔斷。 它易發(fā)生在下列時候： 象馬達回路、頭燈回路，通過突入電流使使用中的疲勞增大的回路。 保險絲座接觸松時。 周圍溫度太高時。 在電瓶正極回路（它是各種電氣回路的電源）上，現(xiàn)使用瞬間大電流不易熔斷的緩熔斷保險絲及可熔環(huán)。它的目的是超過額定的大電流長時間（超過

19、熔斷時間）通過時，使其熔斷，而突入電流是難以熔斷的。 葉片型保險絲與緩熔斷保險絲的“電流和熔斷時間的特性”如下表,葉片型保險絲的熔斷時間,緩熔斷保險絲的熔斷時間,保險絲的符號（圖符號,筒型保險絲,葉片型保險絲,或,有的機器現(xiàn)使用復歸操作容易的斷路器，以代替熔斷保險絲。 保險絲熔斷時，觀察熔斷狀況后，可作出如下判斷： 保險絲毫不痕跡地飛散時，說明短路、接地短路引起電流異常的可能性大。 保險絲僅一部分稍有熔斷時，疲勞壽命引起的可能性大。 所以，雖然同樣是保險絲熔斷，但不確認原因就換上更大容量保險絲的話，是危險的。而用銅絲代替，則非常危險，是絕對禁止的。 車體分解、裝配時，如果電線被夾入，裝好后打開

20、鍵開關的瞬間就會發(fā)生短路，或燒掉電線，或保險絲飛散開，所以分解、裝配時要十分注意電線的卷繞，避免發(fā)生事故,葉片型保險絲的熔斷時間,緩熔斷保險絲的熔斷時間,4. 線路萬用表的知識 如果不使用線路萬用表，就無法診斷機電系統(tǒng)的電氣故障，當然需要用得熟練，但重要的是掌握正確的使用方法。 例如：電阻值0時，是斷線還是短路。 電阻值無限大時，是連接著還是斷開了。 這時，一定要做出正確的判斷。 4-1 數(shù)字萬用表 (1)測試前的確認,打開電源開關時，確認顯示有沒有殘缺?？匆幌滦?shù)點、單位的顯示是否齊全。 內(nèi)置干電池剩余熔量太少時，會出現(xiàn)警告顯示。各種萬用表不同，顯示方法也不同，事先要確認使用說明書。 要確認

21、電阻測試范圍其顯示是0和無限大。 測試棒短路時，如果是1以下的誤差，是正常的。電阻無限大的顯示說明已超過測試范圍,2)測試時的確認 確切對準測試項目范圍。 用電阻范圍、電流范圍測試電壓的話，萬用表會壞掉，因此要特別注意。 注意小數(shù)點和單位的表示 特別是看漏小數(shù)點，看漏K的K，看漏mV的m，這類事情要注意。 測試電阻時，不要手持測試棒的金屬部分。 測試高電阻（幾十K以上）時，同時用手接觸紅（）和黑（）的金屬部分，會引起 測試誤差，因而要注意。 在導通檢查范圍蜂鳴器響的話，要按照使用說明書，確認是在幾以下時響的,液晶表示器,電源開關,功能開關,共同負極端子 (-COM,V. .二極管試驗 導通試驗

22、 測定端子,數(shù)據(jù)保持開關,范圍保持和轉換開關,DC/AC轉換開關,200mA測定端子,12A大電流測定子,數(shù)字萬用表的例（SANWA CD-720C,3)測試后的確認 要查一下電源開關關掉沒有，測試棒電線是否斷開，電池剩余容量多少，然后收起來。 測試項目轉換范圍放在最高電壓范圍。 測試開始時，疏忽大意會損壞萬用表，一定要防止。收藏時，要養(yǎng)成習慣，放置于電壓的最高范圍或OFF范圍,4-2 模擬萬用表 (1)測試前的確認 表本身和電阻范圍調整至0。 (2)測試時的確認 要對準測試項目范圍。如用電 阻范圍、電流范圍測試電壓， 萬用表會破損，所以要特別注 意。 注意使用刻度和倍率，測試電 阻時，刻度是

23、從右側開始，還 要當心倍率的設定,測試電阻時，不要手持測試棒的金屬部分。 測試高電阻（幾十K以上）時，同時用兩手接觸紅（）、黑（）的金屬部分的話， 會產(chǎn)生測試誤差，因此要注意。 在導通檢查范圍蜂鳴器響時，要用使用說明書確認在幾以下時響。 (3)測試后的確認 查一下指針有否偏差、測試棒電線是否斷開，電池容量還剩多少，然后收起來。 把測試項目轉換范圍放在最高電壓范圍。 測定開始時，不要因疏忽大意而使萬用表破損，收藏時，要養(yǎng)成習慣放在電壓最高范圍 或OFF范圍,模擬萬用表的例（SANWA JP-30,表指針,0調整鈕,共同測定端子(,共同測定端子(,表刻度盤,表0點調整器,)OUT端子,范圍轉換鈕,

24、5. 電氣、電子部品的知識 現(xiàn)說明一下工程機械機電系統(tǒng)使用的電氣、電子部品中基本的東西。 5-1 開關 開關用于電源的開閉、條件的設定，電氣線路圖上文字符號碼SW及S。 下面說明一下機電工程機械上用的代表性開關。 5-1-1 撥動式開關 電源開閉時經(jīng)常使用的代表性開關。 代表性的外形如右圖。 一般使用于電流容量為直流30V、4A。 這種開關的常見故障是： 反轉彈簧斷后就無法轉換。 接點表面ONOFF時產(chǎn)生火花而粗糙，變得接觸不良，厲害時會熔敷。 撥動式開關的符號（圖紙符號,隨撥動桿的動作，有2位置的，也有3位置的。操作開關撥動桿后，標準型是該桿就停在位置上，還有瞬時型（彈簧返回式）的，即撥動后

25、，該桿因開關內(nèi)彈簧的力而復位,開閉線路,轉換線路,雙線路開關,線路開關,或,5-1-2 按鈕開關 多半使用于電源的開閉、動作的開始。 使用于電源開閉的叫做交替型，每按一次，就交替ON-OFF。 使用于動作開始的叫做瞬時型，只有按下時才ON（或OFF）。 下圖表示外形的例子,按鈕開關多半用于控制面板上，但挖掘機喇叭及輕觸最大功率的旋鈕開關則按裝在桿的把手上,按鈕開關,按下時ON 按下時OFF 組合開關,按鈕開關的符號（圖紙符號,5-1-3 旋轉開關 擰動旋鈕，就使開關軸轉動，從而轉換線路的開關。小型開關也有用螺絲刀擰的。 其構造的例子如下圖,旋轉開關有很多種形狀，使用于各種場合，下面列舉幾例,接

26、觸端子,共用端子,可動接片,旋轉開關的構造 (夾子方式,旋轉開關的符號（圖紙符號,直接接于軸上的可動接片插入由2枚組成的接觸端子間進行轉換。 共用端子則接觸可動接片，電氣接觸由共用端子與接觸端子進行。 線路符號如左圖。 排列在圓周上的端子表示接觸端子，箭頭指的是可動接片，中央的端子是共用端子,PC28UU-2的燈開關(左) 風扇開關(右,顯示窗,按鈕,旋轉開關,使轉動,旋轉開關,HD785-3的燃料噴射量調整開關,5-1-4 限位開關 為了檢測物體的有無即位置而使用的代表性開關。 多數(shù)使用于傳感器，它用來檢測工作裝置的位置、操作桿的位置。 由于用彈簧移動接點的快速動作，開關就一定是ON或OFF

27、，不動作時，ON接點稱為NC接點（正常關閉接點），這時OFF接點稱為NO接點（正常開放接點）。 與該兩個接點接觸的端子稱為COM端子（公共端子），也叫CO端子。 因此，限位開關的3個端子符號分別是NC、NO、COM（或CO）。 以挖掘機行駛限位開關為例，在左右行走操作桿下部，分別有1個，中立時為ON，行駛操作桿向前或向后倒下則是OFF，這樣，配線就如下圖為COM端子和NC端子。 限位開關符號（圖紙符號,接點構成,限位開關的構造 1.限位開關 2.滾輪 3.軸 4.彈簧,5-1-5 簧片開關 簧片開關不單個使用，它與永久磁鐵、線圈組合成為傳感器的心藏部位。 例如，它組裝在發(fā)動機冷卻水及液壓油位傳感器、監(jiān)測液壓濾芯堵塞的壓差傳感器內(nèi),玻璃,簧片,引線,封入非活性氣,簧片開關的構造,1)永久磁鐵引起的作動,2)線圈引起的作動 簧片開關的工作原理,簧片開關在永久磁鐵及線圈的磁場作用下工作，把簧片開關放在磁場中，2片簧片被磁化，接點部分產(chǎn)生N極和S極，且互相吸引。這種磁引力大于簧片的機械彈力時，接點關閉（ON），減弱或支開磁場，則接點打開（OFF）。 下圖表示以液面高度監(jiān)測油量及發(fā)動機水量的ON-OFF輸出傳感器原理，液位下降，浮子就下降，結果簧片開關成為