挖掘機電液控制系統演示文稿

優(yōu)選挖掘機電液控制系統演示文稿當前1頁，總共101頁。項目剖析與目標挖掘機是用鏟斗挖掘高于或低于承機面的物料，并裝入運輸車輛或卸至堆料場的土方機械。第一臺手動挖掘機問世至今已有130多年的歷史了，期間經歷了由蒸汽驅動回轉挖掘機、電力驅動和內燃機驅動回轉挖掘機到應用機電液一體化技術的全自動液壓挖掘機的逐步發(fā)展過程。本任務項目主要針對全液壓挖掘機的結構、原理、選型以及故障診斷與檢修方法等進行論述。2當前2頁，總共101頁。任務描述挖掘機作為土方工程施工中的主力機種之一，可以用作挖掘、裝載、起重、打樁、搗固、鉆孔及平整等作業(yè)，具有用途廣、性能優(yōu)、挖掘力大、操控方便等特點。由于挖掘機系統復雜，涉及技術領域廣、機型多種多樣，本項目要求掌握挖掘機的結構特點、電液控制技術的基本原理以及挖掘機綜合故障診斷與檢修方法。任務分析機電液一體化技術是液壓挖掘機的主要發(fā)展方向，其目的是實現液壓挖掘機的全自動化，即人們對液壓挖掘機的研究，逐步向機電液控制系統方向轉移，使挖掘機由傳統的杠桿操縱逐步發(fā)展到液壓操縱、氣壓操縱、電氣操縱、液壓伺服操縱、無線電操縱、電液比例操縱和計算機直接操縱。3當前3頁，總共101頁?！局R準備】挖掘機的結構與工作原理1.液壓挖掘機結構特點液壓挖掘機在各種工程建設領域，特別是在基礎設施建設中所起的重要作用越來越明顯，是工程機械行業(yè)中產銷量最大、增長率最高的產品之一。隨著挖掘機技術的不斷進步，市場上挖掘機品牌的增多，為用戶選購和使用挖掘機提供了更多的選擇。4當前4頁，總共101頁。1）履帶式行走裝置履帶式行走裝置由“四輪一帶”（即驅動輪、導向輪、支重輪、托輪以及履帶）、張緊裝置和緩沖彈簧、行走機構、行走架等組成。液壓泵→控制閥→行走馬達，行走和轉向很方便實現。5當前5頁，總共101頁。6當前6頁，總共101頁。2）回轉裝置液壓挖掘機回轉裝置由轉臺、回轉支撐和回轉機構等組成?；剞D支撐的外座圈用螺栓與轉臺連接，帶齒的內座與底架用螺栓連接，內、外座圈之間設有滾動體。挖掘機工作裝置作用在轉臺上的垂直載荷、水平載荷和傾覆力矩通過回轉支撐的外座圈、滾動體和內座圈傳給底架。3）工作裝置（1）反鏟工作裝置

鉸接式反鏟是單斗液壓挖掘機最常用的結構型式，動臂、斗桿和鏟斗等主要部件彼此鉸接如圖6.2所示，在液壓缸的作用下各部件繞鉸接點擺動，完成挖掘、提升和卸土等動作。7當前7頁，總共101頁。8當前8頁，總共101頁。9當前9頁，總共101頁。（2）正鏟工作裝置

單斗液壓挖掘機的正鏟結構如圖6.5所示，主要由動臂2、動臂油缸1、鏟斗5、斗底油缸4等組成。鏟斗的斗底利用液壓缸來開啟，斗桿6鉸接在動臂的頂端，由雙作用的斗桿油缸7使其轉動。斗桿油缸的一端鉸接在動臂上，另一端鉸接在斗桿上。其鉸接形式有兩種：一種是鉸接在斗桿的前端；另一種是鉸接在斗桿的尾端。10當前10頁，總共101頁。11當前11頁，總共101頁。4）液壓系統液壓挖掘機的液壓系統都是由一些基本回路和輔助回路組成，包括限壓回路、卸荷回路、緩沖回路、節(jié)流調速和節(jié)流限速回路、行走限速回路和先導閥操縱回路等，由它們構成具有各種功能的液壓系統。液壓挖掘機液壓系統主要有定量系統、變量系統和定量、變量復合系統等3種類型。5）控制系統機電液一體化是液壓挖掘機的主要發(fā)展方向，其目的是實現液壓挖掘機的全自動化，使挖掘機由傳統的杠桿操縱逐步發(fā)展到液壓操縱、氣壓操縱、電氣操縱、液壓伺服操縱、無線電操縱、電液比例操縱和計算機直接操縱。目前，液壓挖掘機控制系統已發(fā)展到復合控制系統。12當前12頁，總共101頁。13當前13頁，總共101頁。2.挖掘機液壓系統液壓挖掘機是目前使用非常廣泛的一種工程機械，其行走、回轉、舉升、挖掘動作都是通過液壓傳動來實現，因此液壓系統對挖掘機的功能和效率的影響巨大。1）挖掘機的液壓系統類型按照液壓泵的流量特性不同，液壓挖掘機液壓系統分為定量系統、變量系統兩種類型。（1）定量系統

在液壓挖掘機采用的定量系統中，其流量不變，即流量不隨負載而變化，通常依靠節(jié)流來調節(jié)速度。根據定量系統中油泵和回路的數量及組合形式不同，分為單泵單回路、雙泵單回路定量系統、雙泵雙回路定量系統及多泵多回路定量系統等。

14當前14頁，總共101頁。（2）變量系統

在液壓挖掘機采用的變量系統中，是通過容積變量來實現無級調速的，其調節(jié)方式有3種：變量泵—定量馬達調速、定量泵—變量馬達調速、變量泵—變量馬達調速。（3）典型挖掘機液壓工作系統如圖6.7所示的國產WY-100型履帶式單斗液壓挖掘機液壓系統是一種典型的挖掘機液壓傳動控制系統，其工作裝置、行走機構、回轉裝置等均采用液壓驅動。除了主油路，還有低壓油路：排灌油路，泄油回路，補油油路。15當前15頁，總共101頁。16當前16頁，總共101頁。3.液壓挖掘機電氣控制系統電氣與電子控制系統是挖掘機的重要組成部分，其質量與性能的優(yōu)劣直接影響到挖掘機的動力性、經濟性、可靠性、施工質量、生產效率及使用壽命等。挖掘機電氣控制系統包括監(jiān)控盤、發(fā)動機控制系統、泵控制系統、各類傳感器、電磁閥等。

1）美國卡特BH235DE液壓挖掘機電氣控制原理

到了20世紀90年代，進口挖掘機幾乎全部采用液壓結構微機控制，在動力性、經濟性、噪聲、尾氣排放、保護系統等方面的性能得到顯著增強。17當前17頁，總共101頁。（1）預熱系統電路分析卡特BH235DE型液壓挖掘機電子預熱控制器電氣原理如圖6.8所示。該機采用封閉式電熱塞，6只并聯，柴油機每缸1只，每只電熱塞的電阻為4Ω，其總工作電流為36A，采用預熱定時器控制，其工作狀態(tài)由點火開關、預熱繼電器、電子預熱控制器、溫度傳感器等控制。（2）報警保護系統電路分析

報警保護電路由報警信號燈（光源為發(fā)光二極管）、報警傳感器、報警繼電器、報警蜂鳴器、熄火電磁閥和報警電路微機控制模塊組成如圖6.9所示。18當前18頁，總共101頁。19當前19頁，總共101頁。20當前20頁，總共101頁。（3）油門電控系統電路分析①油門電控系統的組成油門電控系統由微機電子調速板、執(zhí)行器（油門電動機）、電磁式轉速傳感器、三擋模式轉換開關及調速電位器組成，電路框圖如圖6.10所示。②微機電子調速板的工作原理

當把點火啟動開關置于ON擋時，微機電子調速板接通24V工作電源，此時微機接收到來自轉速傳感器的零轉速信號。微機已為柴油機設定一個標準的怠速轉速500r/min，啟動，柴油機怠速運轉。在這個過程中，微機不斷接收轉速信號，與設定信號比較，計算出控制信號，不斷修正寄到穩(wěn)速的目的。21當前21頁，總共101頁。22當前22頁，總共101頁。③工作模式

工作模式分為3種：經濟工作模式、正常工作模式和重工工作模式。這3種模式工況由駕駛員選擇的，合理的選擇可延長設備使用年限，節(jié)省燃油。④轉速傳感器的工作原理及檢測

轉速傳感器為電磁感應式，由繞組、永久磁鐵、軟鐵芯、外殼組成。柴油機飛輪齒圈，如果一圈共120個齒，柴油機每轉動一周就產生120個脈沖信號。23當前23頁，總共101頁。4.操縱控制系統電路分析1）操縱控制系統的組成操作控制系統是由駕駛室內左、右兩個操控手柄和駕駛座位前兩個手操控桿組成。為了方便操作，桿的底部還連接著腳踏板，可用腳控制來完成液壓挖掘機工作中的所有動作。操控手柄和操控桿示意圖如圖6.11所示。24當前24頁，總共101頁。25當前25頁，總共101頁。2）大臂液壓起落電控分析柴油機正常啟動后，可根據工況選擇工作模式。將油門電位器置于合適的位置。如起升大臂時可將右手側操控手柄向后拉，此時先導閥內0.1MPa的壓力將常開式液壓開關S接通，大臂起升繼電器K得電吸合，同時由常開觸點接通大臂起升換向電磁閥Y，液壓油正向流入液壓缸，活塞桿外出。3）行走、前進、后退電控分析行走、前進、后退是靠駕駛室內座位前面的兩個長操控桿控制的。由于它要和左右操控手柄配合使用，在使用中根據使用情況既可用兩手操控又可用兩腳來操控。26當前26頁，總共101頁。5.挖掘機的合理選擇挖掘機性能參數和結構類型的正確選擇將直接影響施工的進度、成本和效益。挖掘機選擇的基本原則是：挖掘機的斗容量、臺數、工程量和工程進度相適應；挖掘機的結構類型與土壤條件和工程特點相適應。1）工程規(guī)模工程規(guī)模大要選用規(guī)格大的液壓挖掘機，并按照總投資和配套設備等多種因素進行分析比較和科學計算確定購置液壓挖掘機的規(guī)格、型號和數量。2）工程配套設備購買挖掘機時要考慮與自身現有設備的匹配性，包括挖掘機的作業(yè)效率與現有設備作業(yè)效率的匹配，主要是與之相配套的自卸載重車的噸位。27當前27頁，總共101頁。3）現有資金情況可以根據資金情況考慮分期付款、銀行按揭、融資租賃等多種購買方案。如果資金沒有問題，可以考慮優(yōu)化自己的設備結構，購買國際知名品牌的挖掘機，從而可以提升自身承包大型工程項目的競爭力。28當前28頁，總共101頁。4）作業(yè)工況及機動性作業(yè)工程和施工的流動性直接影響到挖掘機行走結構和工作裝置的選擇。工程量大、工況較差的場合一般可選擇履帶式液壓挖掘機。5）品牌現在生產挖掘機的廠家比較多，購買前可以對各品牌及其生產廠家進行調查，比如通過各品牌的老用戶了解其使用情況，還可以通過工廠實地參觀或各廠家的展示，了解一些產品在質量保證和性能等方面的信息。6）駕駛舒適性隨著社會的不斷發(fā)展，科學文明的生產方式越來越受人們重視，從尊重勞動者的觀點出發(fā)提高司機的工作舒適性和安全性是必要的，也是有效提高生產率的途徑。29當前29頁，總共101頁?！救蝿諏嵤客诰驒C電液控制系統的檢修與故障診斷1.挖掘機電液控制系統的檢修規(guī)范1）挖掘機液壓系統檢修規(guī)范液壓系統是工程機械中的一個重要組成部分。液壓系統由于具有體積小、重量輕、易安裝、功率密度大、響應快、可控制性強、工作平穩(wěn)且可實現大范圍的無級調速等優(yōu)點，應用日趨廣泛。（1）油過熱①液壓油過熱的危害②液壓油油溫過高的主要原因及解決措施30當前30頁，總共101頁。（2）進空氣①空氣對挖掘機液壓油污染的危害②進空氣的主要原因及其解決措施（3）污染①液壓油的污染對液壓系統的危害②液壓油被污染的主要原因及解決措施（4）泄漏①泄漏的危害②泄漏產生的主要原因及解決措施31當前31頁，總共101頁。2）挖掘機電氣系統檢修規(guī)范電氣與電控系統的故障不易直接觀察，尋找故障一方面靠經驗，更主要的是依靠對電氣控制系統和機械結構、傳動機構、液壓（氣動）系統的了解、熟悉程度。生產商提供給用戶的維修資料很少，不足以全面了解設備情況，因此要掌握維修的主動權，應做到在設備談判、購買（安裝）、調試全過程中都想著設備維修。

（1）在設備購買談判階段，要把必要的資料、培訓要點記入合同內。

（2）購買設備時應把電氣問題擺在重要位置來考慮。電氣系統維修以故障定位為特點，一旦故障定位了，主要又是以調換備件為主。32當前32頁，總共101頁。（3）電氣維修人員必須到安裝調試現場接受培訓。在現場能清楚看到元件在設備內的整體布置、線路走向、機械傳動的結構、液壓（氣動）系統的來龍去脈，這些都是電氣人員必備的知識。（4）設備一旦發(fā)生故障，不要急于動手去拆卸部件，要冷靜地分析一下故障發(fā)生的特征規(guī)律，必要時可設計一個排除步驟的流程圖，要多打一些問號，如故障是開機多長時間后出現的？當時處于哪一種工作狀態(tài)？機械最近調整或修理過嗎？有誰調整過

設定值嗎？電源電壓是否正常？所有的保險都處于止常狀態(tài)嗎？（5）用直接觀察的方法查出一些較為明顯的故障，如插頭插件是否松動，電纜導線是否損壞，焊點有無漏焊和焊錫短路，電阻有無燒焦變色，電容有無漏液，器件有無過燙，等等。33當前33頁，總共101頁。（6）有時采用部件代換這一傳統也是最直接最確切的方法，對故障確認、元件性能鑒別能起到事半功倍的效果，但采用此方法的前提條件是不會對代換元件造成損傷。（7）安裝及維修中，需電焊時應格外當心，搭鐵線必須牢靠地連接在施焊部位的同一金屬構件上。（8）安裝時一定要將電線扎緊并固定好尤其是在抖動比較嚴重的部位。（9）機械停置一段時間，開機后若某些動作無法完成，則首先檢查有無鼠害印記，氣溫較低時更應注意。34當前34頁，總共101頁。2.PC220LC-7型液壓挖掘機液壓系統控制原理與檢測1）PC220LC-7型液壓挖掘機結構特點PC220LC-7型液壓挖掘機采用小松SA6D102E-2型四沖程、直列、立式、水冷、直噴式、帶渦輪增壓器的柴油機，額定功率為107kW/2200r/min。2）液壓系統工作原理（1）組成CLSS由主泵（兩個主泵）、操作閥和工作裝置用油缸等構成。其中的主泵包括液壓油泵、PC閥、LS閥等。（2）功能和作用①液壓泵為雙聯軸向柱塞泵，根據斜盤角度的變化改變壓力油的輸出流量。35當前35頁，總共101頁。②LS閥是感知負荷、對輸出流量進行控制的閥，LS閥依據主泵壓力Pp與操作閥輸出壓力Pls的壓差ΔPls=Pp-Pls，控制主泵輸出流量Q，當LS閥的壓差ΔPls比LS閥的設定壓力低時（設定壓力為：2.2MPa），油泵斜盤角度朝增大方向變化；當比設定壓力高時，油泵斜盤朝減小方向變化，ΔPls的大小依據分配閥桿的行程而定。③PC閥的作用是適合發(fā)動機不同級別功率的設定，使泵的驅動功率不超過發(fā)動機的功率，實現恒功率控制。④減壓閥是由順序閥、減壓閥、溢流閥組成，其功能是減小主泵的輸出壓力，此壓力可作為電磁閥、PPC閥等的控制壓力，可減少一個先導油泵。36當前36頁，總共101頁。3）工作原理（1）泵控制器正常（見圖6.13）①當執(zhí)行元件負荷小，油泵壓力Pp1（左泵壓力）和Pp2（右泵壓力）低時，在PC-EPC電磁閥1中，有從泵控制器傳來的指令電流。指令電流X的大小，取決于作業(yè)內容（操縱操作桿）、作業(yè)方式的選擇、發(fā)動機轉速設定以及實際轉速。②當負荷變大，泵輸出壓力高時，滑閥3向右移動，與泵的輸出壓力油相通的B孔與C孔接通，C孔流出的壓力油經LS閥進入大徑活塞一側，伺服活塞9向左移動，泵的流量變小。37當前37頁，總共101頁。38當前38頁，總共101頁。39當前39頁，總共101頁。③發(fā)動機功率的多模式設定：設指定電流X提供給滑閥3的力為Fs，泵的平均壓力值為PD，作用面積為A，滑閥3平衡時彈簧力為F1，則Fs+PD×A=F1。設F1為定值，側伺服活塞的位置固定時泵的流量為定值，此時指令電流X增大，提供給滑閥3的力Fs也增大，導致PD下降。40當前40頁，總共101頁。（2）泵控制器異常當泵控制器出現故障時，將PC備用開關

置于ON（開）的位置，可對PC-EPC閥輸入指令電流。電阻的作用是控制流入PC-EPC閥的電流。此時指令電流成為恒量，因此活塞推動滑閥的推力也是固定的。工作過程與泵控制器正常時類同。41當前41頁，總共101頁。4）系統檢測挖掘機一般都是在惡劣條件下工作，為了更好地掌握挖掘機各系統工作性能，及時地發(fā)現故障給予排除，使挖掘機運行良好，延長挖掘機使用壽命，提高工作效益，一般挖掘機每工作5000h左右或系統出現無力、動作偏慢或出現某些異常現象時，應對挖掘機功能檢測一次。（1）工作裝置、回轉、行走回路油壓的檢測①安裝油壓測試表。把工作裝置放在地面上，停止發(fā)動機運轉，擰松加油口蓋。②卸荷油壓的檢測。發(fā)動機高速空轉狀態(tài)，測量全部操作桿在中位時的油壓。

③泵溢流壓力的檢測。42當前42頁，總共101頁。（2）PC閥輸出壓力（伺服活塞的輸入壓力）的檢測①安裝油壓測試表。卸下測壓螺塞，安裝油壓表；在伺服閥側安裝39.2MPa的壓力表，在泵輸出口安裝58.8MPa的壓力表。②檢測油壓。③LS閥輸出壓力和LS閥壓差的檢測。43當前43頁，總共101頁。④LS閥壓差的檢測。44當前44頁，總共101頁。5）先導控制油路油壓的檢測將工作裝置降至地面，發(fā)動機熄火，慢慢地松開液壓油箱蓋，釋放其內的壓力，然后將安全鎖定桿置于鎖定位置，卸下測壓螺塞，安裝壓力表，啟動發(fā)動機，在發(fā)動機高速空轉狀態(tài)下測量回路的油壓（設定壓力為3.2MPa）。

6）電磁閥輸出壓力的檢測拆下電磁閥出口軟管，在軟管上安裝接頭，在電磁閥輸出壓力的測壓螺塞處安裝壓力表，按表6.3測量電磁閥的輸出壓力。45當前45頁，總共101頁。46當前46頁，總共101頁。7）PPC閥輸出壓力的檢測拆下要測的軟管并安裝壓力表，發(fā)動機高速空轉，操縱要檢測回路的操縱桿，測量PPC閥輸出壓力（不小于2.7MPa）。8）工作裝置自然下降部位的檢測若工作裝置（油缸）有自然下降的情況，則按下述方法檢查，并判斷其原因是否油缸密封圈損壞還是主閥中有內泄漏。（1）檢查油缸密封。（2）動臂保持閥的檢查。（3）檢查PPC閥。發(fā)動機運轉，安全鎖定操縱桿在鎖定位置或松開時，若自然下降不相同，則是PPC閥的故障。47當前47頁，總共101頁。3.典型挖掘機電液控制系統的綜合故障診斷與檢修1）DH280型挖掘機電子功率優(yōu)化系統應用及故障診斷韓國大宇公司在DH280型挖掘機上采用了EPOS(ElectronicPowerOptimizingSystem)——電子功率優(yōu)化系統對發(fā)動機和液壓泵進行功率匹配優(yōu)化控制。（1）發(fā)動機與變量泵的匹配液壓油泵的最大輸入功率與發(fā)動機的最大輸出功率的匹配問題是液壓挖掘機設計過程中的一個重要內容。48當前48頁，總共101頁。49當前49頁，總共101頁。（2）電子功率優(yōu)化系統①工作模式

DH280型挖掘機同樣有3種作業(yè)模式可供選擇，模式的選擇可以通過模式選擇開關實現。下面對3種模式進行介紹。②工作原理

如圖6.16所示，DH280型挖掘機的電子功率優(yōu)化系統由柱塞泵斜盤傾角調節(jié)裝置、電磁比例減壓閥、EPOS控制器、發(fā)動機轉速傳感器及發(fā)動機油門位置傳感器等組成。發(fā)動機轉速傳感器為電磁感應式，它固定在飛輪殼的上方，發(fā)動機油門位置傳感器由行程開關和微動開關組成，前者安裝在駕駛室內，與油門拉桿相連；后者安裝在發(fā)動機高壓油泵調速器上。50當前50頁，總共101頁。51當前51頁，總共101頁。52當前52頁，總共101頁。（3）故障診斷DH280型挖掘機采用了典型的機電液一體化控制模式，發(fā)動機—液壓泵—分配閥—外部負荷的匹配問題是DH280型挖掘機的主要常見故障。一般在挖掘機作業(yè)

中，如果這幾方面不能正確匹配，經常會表現為：發(fā)動機轉速下降，工作速度變慢，挖掘無力等。①發(fā)動機轉速下降首先測試發(fā)動機的輸出功率，如果發(fā)動機輸出功率大大低于額定功率，首先檢查燃油濾芯是否堵塞，燃油路中是否有泄漏的地方，燃油泵中的柱塞、噴油器、出油閥是否嚴重磨損，空氣濾芯進氣是否通暢，發(fā)動機機油是否黏度下降，造成缸壁封閉不嚴而使壓縮比下降，發(fā)動機缸套組件是否磨損造成缸內嚴重竄氣，氣門封閉是否不嚴等。53當前53頁，總共101頁。②工作速度變慢

如果是使用多年的舊挖掘機速度逐漸變慢，這屬于正常磨損所致。主要因素是整機各部件磨損造成發(fā)動機功率下降或液壓系統存在內部泄漏。③挖掘無力

一種情況是外部負荷增大時發(fā)動機急劇減速，需要對以下兩個方面進行檢查：（1）按前面所述方法先檢查發(fā)動機動力；（2）檢查液壓泵排量是否遵循恒功率輸出。即在不影響速度的前提下，調整液壓泵斜盤角度以減小排量。54當前54頁，總共101頁。55當前55頁，總共101頁。2）小松PC200-5型挖掘機電子油門控制系統故障檢測與診斷采用電子油門控制系統以后，可以顯著提高發(fā)動機功率的利用率，減少排放，降低發(fā)動機和液壓元件的工作強度，提高設備的使用性能和可靠性。（1）電子油門控制系統工作原理小松PC200-5型挖掘機電子油門控制系統電路如圖6.18所示，該系統由油門控制器、調速器馬達、燃油控制盤、監(jiān)控儀表板、蓄電池繼電器等主要元件組成。系統功能主要有3個即發(fā)動機轉速控制、自動升溫控制和發(fā)動機停車控制。①發(fā)動機轉速控制

發(fā)動機的轉速通過燃油控制盤來選定。56當前56頁，總共101頁。②自動升溫控制

發(fā)動機啟動之后，監(jiān)控儀表盤中的微電腦通過熱敏電阻式溫度傳感器不斷監(jiān)測發(fā)動機冷卻水溫度。③發(fā)動機停車控制

油門控制器的端子2與啟動開關的BR端子相連，用于檢測啟動開關的位置。當檢測到啟動開關轉至切斷位置，即油門控制器的端子2上沒有電壓信號時，油門控制器輸出電流，驅動蓄電池繼電器，使其觸點保持閉合，以保持主電路繼續(xù)接通。57當前57頁，總共101頁。（2）電子油門控制系統故障檢測方法①一般原則②自診斷法

PC200-5型液壓挖掘機的電子油門控制系統本身具有較強的自診斷功能，在電子油門控制器上裝有三只發(fā)光二極管。通過發(fā)光二極管的亮與滅的組合來顯示整個控制系統工作是否正常。發(fā)光二極管的顯示狀態(tài)與故障診斷情況如表6.5所示。58當前58頁，總共101頁。59當前59頁，總共101頁。60當前60頁，總共101頁。③直接檢測診斷法

對發(fā)動機油門控制按鈕、調速器電機、發(fā)動機油門控制器的相關電器接頭或引腳進行測試，在正常狀態(tài)下，相應的電阻或電壓值如表6.6所示。61當前61頁，總共101頁。62當前62頁，總共101頁。63當前63頁，總共101頁。64當前64頁，總共101頁。65當前65頁，總共101頁?！局R拓展】液壓挖掘機的節(jié)能控制技術未來發(fā)展趨勢在液壓挖掘機領域，節(jié)能控制的目的不僅僅是提高燃油利用率，更重要的意義在于能夠取得一系列降低使用成本的效果。資料顯示，工程機械將近40%的故障來自液壓系統，約15%的故障來自發(fā)動機。66當前66頁，總共101頁。從國內外發(fā)展狀況來看，液壓挖掘機的節(jié)能控制有以下發(fā)展趨勢：

（1）進一步改進閥控節(jié)能控制

在采用六通多路閥的液壓系統中，仍然有許多可以改進的地方，如操縱性、節(jié)能性等，至今國外各挖掘機生產廠仍在研究。（2）多功能組合

為提高挖掘機性能，各種節(jié)能措施的結合將更加廣泛。在以往的系統中，液壓泵上已經集成有多種功能，但由于各種條件的限制，一般不超過3種。67當前67頁，總共101頁。（3）可變參數控制為使挖掘機更好地適應各種工況下的負載要求，動力系統內部一些控制元件的設定參數將不再是固定值，而是能隨著挖掘機具體工作狀況而改變。（4）泵—發(fā)動機匹配控制將進一步“智能化”借助計算機控制技術，泵與發(fā)動機的匹配控制將進一步實現“智能化”，兩者之間的結合將更密切，實現一體化控制。（5）電液比例控制智能化

電液比例控制在20世紀80年代初就開始應用于工程機械，目前在液壓挖掘機上得到了大量應用。（6）柴油機電噴控制

在傳統的機械調速柴油機上，噴油泵的循環(huán)供油量、噴油提前角等都受到轉速影響，使柴油機性能難以進一步提高。68當前68頁，總共101頁。（7）負荷傳感控制將繼續(xù)發(fā)展

負荷傳感控制從20世紀70年代開始興起，各工程機械液壓件生產廠商紛紛推出有關產品。（8）六通多路閥繼續(xù)存在盡管采用四通閥的負荷傳感系統能提供精確操作，但并非所有場合都需要精確操作，而且熟練司機也能用非負荷傳感系統挖掘機完成精確操作。（9）現場總線技術和嵌入式系統將大量應用

隨著液壓挖掘機“智能化”程度的提高，各種傳感器、控制器將遍布挖掘機各處，這將導致挖掘機內部充斥各種導線、接頭，使控制系統變得復雜、可靠性降低。解決這一問題的方法是采用現場總線，用一條串行線將所有的傳感器、控制器和執(zhí)行器連接起來，在保證系統具有強大功能的同時，具有簡單的結構和高可靠性。69當前69頁，總共101頁。項目小結本項目在介紹了挖掘機總體結構、液壓系統和電氣控制系統的基礎上，提出挖掘機的一般選型、檢修方法，并且以韓國大宇公司生產的DH280型挖掘機的EPOS系統和日本小松PC200-5型挖掘機的電子油門控制系統作為具體案例，總結了挖掘機電液控制系統的綜合故障診斷與檢修過程。70當前70頁，總共101頁。一.挖掘機電子控制系統液壓挖掘機是工程機械的主要機型之一。隨著對挖掘機在工作效率、節(jié)省能源、操作輕便、安全舒適、可靠耐用等各方面性能要求的提高，單憑液壓控制技術是不能滿足要求的。機電一體化技術在液壓挖掘機上的應用，使挖掘機的各種性能指標得到了迅速地提高。以計算機技術為核心的高新技術在挖掘機上越來越廣泛地使用，使挖掘機的設計、制造以及使用與維修技術得到了發(fā)展。當前71頁，總共101頁。一.挖掘機電子控制系統10.1電子監(jiān)測控制系統10.2電子功率優(yōu)化控制系統10.3工作模式控制系統10.4自動怠速控制系統10.5柴油發(fā)動機負荷電子控制系統當前72頁，總共101頁。10.1電子監(jiān)測控制系統電子監(jiān)測控制系統主要用于對挖掘機的運行狀態(tài)進行監(jiān)視，如果發(fā)現異常情況能夠及時報警，并指出故障部位，以便及早消除事故隱患，減少維修時間，降低維修費用，改善作業(yè)環(huán)境，提高作業(yè)效率。當前73頁，總共101頁。10.1電子監(jiān)測控制系統美國的卡特皮勒公司1978年就研制出用于挖掘機的電子監(jiān)控系統，該公司已有60%以上的產品配置了這種系統，它能夠對機械的運行情況進行連續(xù)監(jiān)控。當前74頁，總共101頁。10.1電子監(jiān)測控制系統在近幾年開發(fā)的E系列挖掘機上均采用了具有三級報警的電子監(jiān)控系統。在一級報留時，蜂鳴器也同時鳴叫報警，提示操作者立即停車檢查；在二級報警時控制面板上的主故障報警燈也提示閃亮；在三級報警時，蜂鳴器和控制面板報警燈提示鳴叫和閃亮。當前75頁，總共101頁。10.1電子監(jiān)測控制系統大宇重工DH280型挖掘機的電子監(jiān)控系統電路如圖所示，由儀表板、儀表、報警燈、蜂嗚器、控制器及傳感器等組成。儀表板上裝有16個指示燈，用于指示各種開關的狀態(tài)及故障報警。當前76頁，總共101頁。10.1電子監(jiān)測控制系統另外還有5種儀表：柴油發(fā)動機轉速表、冷卻液溫度表、柴油量表、電壓表及工作時間表等。如果低于規(guī)定值，儀表板上的指示報警燈將閃亮報警。為了避免挖掘機產生誤報警情況，檢查挖掘機時應停在水平地面上。蜂鳴器停止發(fā)聲后，儀表板上的充電指示燈和機油壓力指示燈仍然發(fā)亮屬于正?，F象。當前77頁，總共101頁。當前78頁，總共101頁。10.2電子功率優(yōu)化控制系統液壓挖掘機能量的總利用率僅為20％，巨大的能量損失使節(jié)能技術成為衡量液壓挖掘機先進性的重要指標。采用電子功率優(yōu)化控制系統(EPOS)對發(fā)動機和液壓泵系統進行綜合控制，使兩者達到最佳的匹配，節(jié)能效果特別顯著，所以許多世界著名的工程機械公司都采用了這種技術。當前79頁，總共101頁。10.2電子功率優(yōu)化控制系統EPOS是一種閉環(huán)控制技術，在工作中它可以根據發(fā)動機負荷的變化，自動調節(jié)液壓泵所吸收的功率，使發(fā)動機轉速始終保持在額定轉速附近，可以使發(fā)動機始終以全功率投入工作。這樣既充分利用了發(fā)動機的功率，提高了挖掘機的作業(yè)效率，又可以防止發(fā)動機過載熄火。當前80頁，總共101頁。10.2電子功率優(yōu)化控制系統大宇重工DH280型挖掘機的電子功率優(yōu)化控制系統，其組成簡圖如圖所示。該系統由柱塞泵斜盤角度調節(jié)裝置、電磁比例減壓閥、EPOS控制器、柴油發(fā)動機轉速傳感器以及柴油發(fā)動機節(jié)氣門傳感器等組成。當前81頁，總共101頁。當前82頁，總共101頁。10.2電子功率優(yōu)化控制系統柴油發(fā)動機轉速傳感器為電磁感應式，它固定在發(fā)動機飛輪的上方，用來檢測發(fā)動機的實際轉速。柴油發(fā)動機節(jié)氣門位置傳感器由行程開關和微動開關組成，前者裝在駕駛室內，與節(jié)氣門拉桿相連。當前83頁，總共101頁。10.2電子功率優(yōu)化控制系統后者裝在發(fā)動機高壓油泵調速器上兩個開關并聯以提高工作可靠性。在柴油發(fā)動機節(jié)氣門處于增大位置時，兩個開關均閉合，并將信號傳結EPOS控制器。當前84頁，總共101頁。10.2電子功率優(yōu)化控制系統當工作模式選擇開關處于“H”位置時，裝有微型計算機的EPOS控制器的端子8上有電壓信號(即節(jié)氣門拉桿處于增大供油位置)時，EPOS控制器便不斷地通過轉速傳感器的檢測發(fā)動機的實際轉速，EPOS控制器便增大驅動電磁并聯減壓閥的電流，使其輸出壓力增大。當前85頁，總共101頁。10.2電子功率優(yōu)化控制系統繼而通過油泵斜盤角度調節(jié)裝置減小斜盤角度，降低泵的排量。上述過程重復進行直到實測處于發(fā)動機轉速與設定的額定轉速相符為止。如果實測的處于發(fā)動機轉速高于額定轉速，EPOS控制器使減小驅動電流，使泵的排量增大，最終使發(fā)動機也工作在額定轉速附近。當前86頁，總共101頁。10.3工作模式控制系統液壓挖掘機配備的工作模式控制系統，可以使操作者根據作業(yè)工況的不同，選擇合適的作業(yè)模式，使發(fā)動機輸出最合理的動力。大宇重工DH280型挖掘機有三種作業(yè)模式可供選擇，模式的選擇通過一個模式選擇開關操作，當前87頁，總共101頁。10.3工作模式控制系統1.H模式H模式為重負荷挖掘模式。當發(fā)動機節(jié)氣門處于最大供油位置時，發(fā)動機將以全功率投入工作。當前88頁，總共101頁。10.3工作模式控制系統2.S模式S模式為標準作業(yè)模式，在這種工作模式下，液壓泵輸入功率的總和約為發(fā)動機最大功率的85％，與轉速傳感器側得的轉速信號無關。當前89頁，總共101頁。10.3工作模式控制系統3．F模式F模式為輕載作業(yè)模式。液壓泵輸入功率約為發(fā)動機最大功率的60％，適合于挖掘機的平整作業(yè)。在F模式EPOS控制器向電磁換向閥提供電流，換向閥的換向接通了安裝在發(fā)動機高壓油泵處小驅動油缸的油路。于是活塞桿伸出，將發(fā)動機節(jié)氣門關小。當前90頁，總共101頁。10.4自動怠速控制系統裝有自動怠速控制系統的挖掘機，當操縱桿回到中位達數秒后，發(fā)動機能自動進入低速運轉，這樣可以減小液壓系統的空流損失和降低發(fā)動機的磨損，起到節(jié)能和降低噪聲的作用當前91頁，總共101頁。10.4自動怠速控制系統大宇重工DH280型挖掘機