液壓挖掘機(jī)電氣及電子控制系統(tǒng)方案

./挖掘機(jī)電氣與電子控制系統(tǒng)挖掘機(jī)電氣與電子控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)電氣系統(tǒng)控制及工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)。二十世紀(jì)九十年代前的挖掘機(jī)電氣系統(tǒng)只起輔助作用,功能簡(jiǎn)單,主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)電路,簡(jiǎn)單儀表電路如水溫表、燃油表、機(jī)油壓力表、液壓油溫表、工作小時(shí)計(jì)等及必要的整車電氣線路如燈光、嗽叭、刮雨器等,有的機(jī)型會(huì)配置空調(diào)器。但二十世紀(jì)九十年代以后,隨著挖掘機(jī)技術(shù)的發(fā)展,發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)的控制越來(lái)越復(fù)雜,對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高,挖掘機(jī)電氣與電子控制系統(tǒng)地位也越來(lái)越重要,成為挖掘機(jī)重要的組成部分,代表了挖掘機(jī)整車技術(shù)發(fā)展水平及方向。10.1挖掘機(jī)整車電路系統(tǒng)組成與分析圖10-1為典型挖掘機(jī)整機(jī)電氣系統(tǒng)原理圖。挖掘機(jī)電器系統(tǒng)主要由電源電路、發(fā)動(dòng)機(jī)電路、數(shù)字組合儀表、作業(yè)電氣控制系統(tǒng)、整車電器附件電路等組成：電源電路電源電路由蓄電池1、電源總開(kāi)關(guān)2、發(fā)電機(jī)4、起動(dòng)開(kāi)關(guān)5、保險(xiǎn)盒7等組成。蓄電池負(fù)極搭鐵,正極接電源總開(kāi)關(guān),并通過(guò)保險(xiǎn)絲接起動(dòng)開(kāi)關(guān)B端,操作人員將起動(dòng)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)至ON位置,起動(dòng)開(kāi)關(guān)B端與BR端接通,電源總開(kāi)關(guān)線圈通電,開(kāi)關(guān)主觸點(diǎn)接通,蓄電池通過(guò)開(kāi)關(guān)主觸點(diǎn)與保險(xiǎn)盒相連,整車電路通電。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后,發(fā)電機(jī)開(kāi)始發(fā)電,發(fā)電機(jī)B端與電源總開(kāi)關(guān)輸出端并聯(lián),一方面對(duì)蓄電池充電,另一方面向整機(jī)供電。此時(shí)發(fā)電機(jī)L端電壓升高,儀表充電指示燈熄滅。10路保險(xiǎn)盒分別向空調(diào)、行走電磁閥、先導(dǎo)電磁閥、雨刮器、大燈、工作燈、預(yù)熱電路等供電。發(fā)動(dòng)機(jī)電路發(fā)動(dòng)機(jī)電路主要由起動(dòng)、預(yù)熱、熄火三部分電路組成。1起動(dòng)電路起動(dòng)電路由蓄電池1、起動(dòng)開(kāi)關(guān)5、起動(dòng)復(fù)合繼電器6、起動(dòng)馬達(dá)3等組成。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),點(diǎn)火鑰匙插入起動(dòng)開(kāi)關(guān),轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙至起動(dòng)位置START,起動(dòng)開(kāi)關(guān)B端與C端連通,電路經(jīng)B→C→起動(dòng)復(fù)合繼電器的常開(kāi)繼電器線圈→起動(dòng)復(fù)合繼電器的常閉繼電器主觸點(diǎn)→地,常開(kāi)繼電器主觸點(diǎn)因線圈通電而吸合,從而起動(dòng)馬達(dá)部繼電器線圈通電,起動(dòng)馬達(dá)部繼電器主觸點(diǎn)B、S接通,電流經(jīng)蓄電池負(fù)極〔地→蓄電池正極→電源總開(kāi)關(guān)→起動(dòng)馬達(dá)S→起動(dòng)馬達(dá)B→馬達(dá)定子線圈→蓄電池負(fù)極,起動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)被起動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后,發(fā)電機(jī)開(kāi)始發(fā)電,L端電壓升高,從而使起動(dòng)復(fù)合繼電器常閉繼電器線圈通電,其主觸點(diǎn)斷開(kāi),起動(dòng)復(fù)合繼電器常開(kāi)繼電器主觸點(diǎn)因線圈斷電而斷開(kāi),起動(dòng)馬達(dá)斷電而停止運(yùn)轉(zhuǎn),從而保護(hù)了起動(dòng)馬達(dá)在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后被拖動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)而損壞。2預(yù)熱電路冬天起動(dòng)時(shí),因氣溫低,發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難,這時(shí)起動(dòng)前須預(yù)熱,預(yù)熱電路由蓄電池1、起動(dòng)開(kāi)關(guān)5、預(yù)熱繼電器10、預(yù)熱器11等組成。起動(dòng)前,起動(dòng)鑰匙轉(zhuǎn)至預(yù)熱位置HEAT,電流經(jīng)起動(dòng)開(kāi)關(guān)B端→起動(dòng)開(kāi)關(guān)R1端→預(yù)熱繼電器線圈→低,預(yù)熱繼電器主觸點(diǎn)吸合,電流經(jīng)蓄電池負(fù)極〔地→蓄電池正極→電源總開(kāi)關(guān)→預(yù)熱繼電器主觸點(diǎn)→預(yù)熱器,預(yù)熱器通電加熱對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管加熱,同時(shí),預(yù)熱信號(hào)傳送至儀表33,預(yù)熱指示燈亮,預(yù)熱約20秒后〔不同發(fā)動(dòng)機(jī)要求會(huì)不同,點(diǎn)火鑰匙再轉(zhuǎn)至起動(dòng)位置START,起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。這種預(yù)熱電路簡(jiǎn)單,但是否需要預(yù)熱、預(yù)熱時(shí)間均靠操作人員掌握,有些發(fā)動(dòng)機(jī)采用帶預(yù)熱控制器的火焰預(yù)熱器。圖10－2是帶預(yù)熱控制器的火焰預(yù)熱器原理圖。圖圖10－2預(yù)熱控制器外部接線圖K1:點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON檔K2:點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ST檔P:預(yù)熱塞DL:預(yù)熱指示燈D:供油電磁閥D+:接發(fā)電機(jī)D+端K:預(yù)熱繼電器Rt溫度傳感器工作原理如下：在發(fā)動(dòng)機(jī)水道安裝有負(fù)溫度系數(shù)溫度傳感器Rt,當(dāng)環(huán)境溫度高于0℃時(shí),開(kāi)關(guān)擰到ON檔指示燈亮2S后熄滅,系統(tǒng)不進(jìn)入預(yù)熱程序；當(dāng)環(huán)境溫度低于0℃時(shí),把鑰匙開(kāi)關(guān)擰到ON檔,溫度傳感器感應(yīng)的信號(hào)傳送到電子式火焰預(yù)熱控制器,電路進(jìn)人工作狀態(tài),預(yù)熱指示燈點(diǎn)亮,電子式火焰頂熱控制器的電磁式繼電器K觸點(diǎn)閉合,開(kāi)始向預(yù)熱塞P供電,指示燈亮28S后熄滅,此時(shí)把鑰匙開(kāi)關(guān)擰到START檔,發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)馬達(dá)拖動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn),電磁閥D自動(dòng)打開(kāi)油路,向處于熾熱的火焰預(yù)熱塞供油,在進(jìn)氣管噴射火焰,輔助柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在短時(shí)間啟動(dòng),當(dāng)完成規(guī)定的工作程序后,控制盒自動(dòng)切斷電源,停止工作。如果在30秒不起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),火焰預(yù)熱裝置電路停止工作。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)舌,交流發(fā)電機(jī)端子D＋的電壓很快上升到28V,電子式火焰預(yù)熱控制器接收到該信號(hào)后,自動(dòng)切斷燃油電磁閥的供電。3熄火電路目前發(fā)動(dòng)機(jī)已普遍采用熄火電磁閥熄火電路,電路由起動(dòng)開(kāi)關(guān)5,熄火繼電器8,熄火電磁閥9組成。當(dāng)起動(dòng)開(kāi)關(guān)置于ON檔時(shí),電流經(jīng)起動(dòng)開(kāi)關(guān)B→Acc→熄火電磁閥保持線圈→地,熄火電磁閥保持線圈通電,但線圈吸力不夠,熄火電磁閥不能吸合,保持熄火位置,當(dāng)起動(dòng)開(kāi)關(guān)置于起動(dòng)檔START時(shí),電流經(jīng)起動(dòng)開(kāi)關(guān)B→C→熄火繼電器線圈→地,熄火繼電器主觸點(diǎn)接通,從而熄火電磁閥吸合線圈通電,電磁閥吸合,脫離熄火狀態(tài),使發(fā)動(dòng)機(jī)能起動(dòng)工作,起動(dòng)完成后,起動(dòng)開(kāi)關(guān)回至ＯＮ檔,熄火電磁閥吸合線圈斷電,但保持線圈繼續(xù)有電,使熄火電磁閥保持吸合狀態(tài),發(fā)動(dòng)機(jī)能正常工作,發(fā)動(dòng)機(jī)要熄火時(shí),起動(dòng)開(kāi)關(guān)置于0檔,起動(dòng)開(kāi)關(guān)Acc端斷電,使熄火電磁閥保持線圈斷電,熄火電磁閥脫離吸合狀態(tài),發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。數(shù)字組合儀表圖10－3為典型的組合儀表圖。圖10－圖10－2圖10－3儀表組合儀表主要由以下部分組成：－指示儀表：指針式燃油表、指針式水溫表；－漢字點(diǎn)陣液晶屏：顯示液壓油溫、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、工作小時(shí)計(jì)、其它客戶定制容；液晶屏還用于整機(jī)工作狀態(tài)監(jiān)控,整機(jī)工作正常時(shí),顯示"工作正常",當(dāng)整機(jī)工作出現(xiàn)故障時(shí),顯示故障容,如"機(jī)油壓力低"。－報(bào)警指示燈：報(bào)警容可根據(jù)客戶要求定制,通常包括充電指示、預(yù)熱指示、發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱報(bào)警、機(jī)油壓力過(guò)低報(bào)警、液壓油溫過(guò)高報(bào)警、空濾堵塞報(bào)警、液壓油濾堵塞報(bào)警等；當(dāng)報(bào)警信號(hào)出現(xiàn)時(shí),指示燈點(diǎn)亮或閃爍,液晶屏顯示相應(yīng)故障容,必要時(shí),蜂鳴器同時(shí)發(fā)出報(bào)警聲,從而實(shí)現(xiàn)三級(jí)報(bào)警提示；－行走速度選擇按鈕：用于選擇高速或低速行走；－切換鍵：當(dāng)液晶屏上轉(zhuǎn)速顯示區(qū)若還要顯示電壓〔或其它客戶要求參數(shù),通過(guò)切換鍵進(jìn)行顯示切換以顯示；－消音鍵：出現(xiàn)故障報(bào)警時(shí),操作人員已知道出現(xiàn)故障并準(zhǔn)備排除時(shí),可按該鍵消除報(bào)警聲,以避免長(zhǎng)時(shí)間報(bào)警,造成不愉快感覺(jué)。但操作人員應(yīng)及時(shí)排除故障,或請(qǐng)服務(wù)人員維修,如不排除故障,僅僅按消音鍵消音,下次開(kāi)機(jī),會(huì)繼續(xù)報(bào)警；－傳感器：為提供儀表顯示和報(bào)警的相關(guān)測(cè)量與控制信號(hào)。包括水溫傳感器、液壓油溫度傳感器、燃油傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、機(jī)油壓力報(bào)警開(kāi)關(guān)、空濾報(bào)警開(kāi)關(guān)等。4．作業(yè)電氣控制系統(tǒng)不同挖掘機(jī)要求不同,圖10－1中,作業(yè)電氣包括行走速度控制電路,先導(dǎo)操縱控制電路。行走速度控制電路由高低速選擇開(kāi)關(guān)28、行走速度繼電器26、行走電磁閥25組成,高低速選擇開(kāi)關(guān)不按下時(shí),挖掘機(jī)行走速度為低速,按下高低速選擇開(kāi)關(guān),行走速度繼電器動(dòng)作,行走電磁閥動(dòng)作,使行走變量液壓馬達(dá)斜盤角度改變,馬達(dá)排量減小,從而轉(zhuǎn)速提高,行走速度切換為高速。松開(kāi)高低速選擇開(kāi)關(guān),行走電磁閥斷電,行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速回到低速狀態(tài),行走速度降低。先導(dǎo)操縱控制電路是為了保障安全而設(shè)置,由先導(dǎo)開(kāi)關(guān)27、先導(dǎo)繼電器24、先導(dǎo)電磁閥23組成,挖掘機(jī)座椅左側(cè)操縱箱上安裝有安全鎖定桿,如圖10－4所示,安全鎖定桿控制先導(dǎo)開(kāi)關(guān)的通斷,當(dāng)操作員坐上座椅,操作準(zhǔn)備工作做好后,將安全鎖定桿置于解除鎖定位置,先導(dǎo)開(kāi)關(guān)接通,先導(dǎo)電磁閥通電,先導(dǎo)油路才能正常供油,從而正常操作挖掘機(jī)；當(dāng)操作員要離開(kāi)圖10－4安全鎖定桿圖10－4安全鎖定桿鎖定位置解除鎖定位置除了行走速度控制電路,先導(dǎo)操縱控制電路外,現(xiàn)代挖掘機(jī)還帶有瞬時(shí)增力控制電路,動(dòng)臂優(yōu)先控制電路,回轉(zhuǎn)優(yōu)先控制電路等,大多通過(guò)電液閥控制,原理類似。5．整車電氣附件整車電氣附件包括空調(diào)、車燈、雨刮器、噴水器、喇叭、音響等。1空調(diào)1.壓縮機(jī)2.冷凝器3.低壓開(kāi)關(guān)4.儲(chǔ)液干燥灌1.壓縮機(jī)2.冷凝器3.低壓開(kāi)關(guān)4.儲(chǔ)液干燥灌5.高壓閥6.蒸發(fā)器7.熱控開(kāi)關(guān)8.膨脹閥圖10－5空調(diào)系統(tǒng)組成圖10－5為空調(diào)系統(tǒng)圖。主要包括壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、儲(chǔ)液灌、膨脹閥、管路附件等組成。壓縮機(jī)通過(guò)帶電磁離合器的皮帶輪與發(fā)動(dòng)機(jī)相連,利用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工作,冷凝器通常同液壓油冷卻器一起安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)水箱后面,利用發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇散熱,蒸發(fā)器安裝在司機(jī)室,進(jìn)行熱交換,達(dá)到制冷目的,儲(chǔ)液罐用于制冷劑的儲(chǔ)藏、干燥、過(guò)濾。2車燈挖掘機(jī)上的燈具主要有前大燈,動(dòng)臂燈,司機(jī)室照明燈。對(duì)輪胎式挖掘機(jī)還有轉(zhuǎn)向指示燈、制動(dòng)指示燈、示寬燈等。車燈控制電路簡(jiǎn)單,主要通過(guò)司機(jī)室儀表臺(tái)燈光開(kāi)關(guān)控制,通常不需要另外增加繼電器。3雨刮器、噴水器雨刮器用于雨天司機(jī)室前窗玻璃刮雨用,通過(guò)司機(jī)室儀表臺(tái)雨刮器開(kāi)關(guān)控制,噴水器用于向司機(jī)室前窗玻璃噴水,配合雨刮器對(duì)前窗玻璃除塵、清洗,通過(guò)司機(jī)室儀表臺(tái)噴水按鈕控制。4喇叭電喇叭用于操作員工作時(shí)向外面發(fā)出警示用,如開(kāi)始挖掘時(shí),按喇叭警示挖掘機(jī)周圍的人離開(kāi)機(jī)器附近危險(xiǎn)區(qū)域。通過(guò)喇叭按鈕控制,喇叭按鈕通常安裝在先導(dǎo)手柄上,由于先導(dǎo)手柄上按鈕觸點(diǎn)能通過(guò)的電流較小,必須加裝喇叭繼電器,先導(dǎo)手柄按鈕僅控制喇叭繼電器線圈的通斷電以控制喇叭的開(kāi)關(guān)。5音響挖掘機(jī)音響原來(lái)多配置磁帶收放機(jī),但故障率高,目前多配置數(shù)字收音機(jī),高檔的可帶MP3播放器。由于挖掘機(jī)工作環(huán)境差,機(jī)器工作時(shí)振動(dòng)大,通常不配CD音響。10.2現(xiàn)代挖掘機(jī)電子控制系統(tǒng)二十世紀(jì)九十年代以后,一方面,隨著現(xiàn)代挖掘機(jī)對(duì)節(jié)能、環(huán)保及操作人性化的要求,對(duì)挖掘機(jī)電氣控制系統(tǒng)提出越來(lái)越高的要求；另一方面,電液比例控制技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)的發(fā)展,為挖掘機(jī)電氣系統(tǒng)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。從而,推動(dòng)了挖掘機(jī)電氣控制系統(tǒng)的飛躍發(fā)展,挖掘機(jī)電氣控制系統(tǒng)已成為機(jī)、電、液、信一體化的集成控制系統(tǒng),大大提高了挖掘機(jī)的智能化控制水平及整機(jī)性能?，F(xiàn)代挖掘機(jī)機(jī)、電、液、信一體化控制技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下方面：電子監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了挖掘機(jī)工作狀態(tài)的智能監(jiān)控及故障診斷；發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制系統(tǒng),通過(guò)專用控制器MC〔Maincontroller實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門控制,發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵功率匹配及功率模式控制,工作模式控制,自動(dòng)怠速控制等,大大推動(dòng)了現(xiàn)代挖掘機(jī)的節(jié)能控制技術(shù)。另外,對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)本身,采用高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)已是大勢(shì)所趨,電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴射等是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)專用控制模塊ECM〔Enginecontrolmodule實(shí)現(xiàn)的,并通過(guò)CAN總線與整機(jī)實(shí)現(xiàn)通訊與控制；遠(yuǎn)程智能控制與通訊技術(shù),集成GPS技術(shù),GSM/CDMA技術(shù),INTERNET技術(shù),實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)的遠(yuǎn)程通訊、監(jiān)測(cè)、監(jiān)控；CAN總線技術(shù),通過(guò)CAN總線技術(shù),實(shí)現(xiàn)電子監(jiān)控系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng),遠(yuǎn)程智能控制與通訊系統(tǒng)的智能互聯(lián),大大增強(qiáng)了整機(jī)電子控制系統(tǒng)的集成控制水平。10－6為日立ZX-3挖掘機(jī)電子控制系統(tǒng)總體組成。10－6日立ZX-3挖掘機(jī)電子控制系統(tǒng)組成日立ZX-3挖掘機(jī)電子控制系統(tǒng)由電子監(jiān)控器、以主控制器〔MC為核心的發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)、以高壓共軌控制器〔ECM為核心的電噴控制系統(tǒng)、以信息控制器〔ICF為核心的通訊控制系統(tǒng)構(gòu)成,各系統(tǒng)通過(guò)CAN總線實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)互聯(lián),10．2．1電子監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)挖掘機(jī)的電子監(jiān)控及故障診斷,就是利用傳感或測(cè)量技術(shù)對(duì)挖掘機(jī)的工作參數(shù)進(jìn)行檢測(cè),再通過(guò)控制器對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的比較分析,以監(jiān)測(cè)挖掘機(jī)的作業(yè)工況和運(yùn)行狀態(tài),以便及早發(fā)現(xiàn)及排除故障,降低其維修成本,還可以改善機(jī)器的作業(yè)條件,提高作業(yè)效率。10．2．1．1電子監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展挖掘機(jī)電子監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段,在上世紀(jì)9O年代以前,挖掘機(jī)基本上沒(méi)有電子監(jiān)控系統(tǒng),挖掘機(jī)發(fā)生故障時(shí),挖掘機(jī)廠商派出專業(yè)的維修人員現(xiàn)場(chǎng)檢查維修,90年代以后,微電子等先進(jìn)技術(shù)在工程機(jī)械的應(yīng)用推動(dòng)了挖掘機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的發(fā)展,從而產(chǎn)生了挖掘機(jī)的電子監(jiān)控系統(tǒng)。電子監(jiān)控系統(tǒng)以微處理器為核心,通過(guò)各種傳感器來(lái)采集挖掘機(jī)的狀態(tài)信號(hào),然后通過(guò)診斷軟件來(lái)進(jìn)行信號(hào)處理和狀態(tài)識(shí)別,在顯示面板上輸出其診斷結(jié)果。如果挖掘機(jī)的某些工作參數(shù)超出限定值,就會(huì)發(fā)出聲、光報(bào)警,甚至還能將挖掘機(jī)運(yùn)行狀態(tài)資料儲(chǔ)存起來(lái),由技術(shù)維修人員通過(guò)人機(jī)對(duì)話調(diào)出查閱,作出診斷決策。從實(shí)現(xiàn)形式來(lái)看,這種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)又可分為兩種,第一種方式是采用獨(dú)立的便攜式診斷工具,如日立的掌上電腦Palm診斷系統(tǒng),名為"Dr.ZX",不作為挖掘機(jī)基本配置,只供維護(hù)、維修技術(shù)人員使用。機(jī)器通過(guò)接口連接Dr.ZX時(shí),維護(hù)、維修技術(shù)人員可檢測(cè)機(jī)器運(yùn)行參數(shù)是否正常,可查詢故障碼,再根據(jù)故障碼排除故障,可下載機(jī)器數(shù)據(jù)至Palm診斷系統(tǒng),帶回公司分析,還可設(shè)置機(jī)器有關(guān)技術(shù)參數(shù),如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及泵的流量等,從而使機(jī)器適應(yīng)不同的工況。但由于操作人員不能自己作出判斷,仍需要維護(hù)人員到場(chǎng),維護(hù)及時(shí)性仍難保證。第二種方式是隨機(jī)安裝的電子監(jiān)控系統(tǒng)。該電子監(jiān)控系統(tǒng)安裝在挖掘機(jī)上,自動(dòng)完成挖掘機(jī)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、分析和故障診斷,并通過(guò)彩色液晶顯示器向駕駛員顯示挖掘機(jī)的機(jī)油壓力、液壓油溫、冷卻液溫度等多項(xiàng)工作參數(shù),以及發(fā)出聲、光報(bào)警提示故障,該系統(tǒng)還可以存儲(chǔ)故障的歷史數(shù)據(jù),對(duì)司機(jī)的不合理操作給予提示等,目前這種電子監(jiān)控系統(tǒng)越來(lái)越普及。挖掘機(jī)電子監(jiān)控系統(tǒng)下一步的發(fā)展方向?qū)⑹蔷哂休^高人工智能的挖掘機(jī)專家診斷系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究,這種系統(tǒng)結(jié)合了專家的診斷思路和寶貴經(jīng)驗(yàn),使得監(jiān)控與診斷功能變得更為強(qiáng)大,同時(shí)還可以通過(guò)人機(jī)對(duì)話的方式,由系統(tǒng)根據(jù)人工輸入的原始數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行分析判斷,作出故障決策,指導(dǎo)駕駛員采取相應(yīng)的措施進(jìn)行機(jī)器的日常維護(hù)。10．2．1．2挖掘機(jī)電子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成和功能現(xiàn)代挖掘機(jī)電子監(jiān)控系統(tǒng)一般由信號(hào)輸入部分〔模擬信號(hào)、開(kāi)關(guān)信號(hào)、信號(hào)處理部分、控制器、監(jiān)控器及控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。如圖10－7所示：信信號(hào)處理電路模擬量開(kāi)關(guān)量數(shù)字信號(hào)微處理器監(jiān)視器控制驅(qū)動(dòng)圖10－圖10－7電子監(jiān)控系統(tǒng)組成現(xiàn)代挖掘機(jī)電子監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：1．實(shí)時(shí)顯示機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)功能包括發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)指示,如發(fā)動(dòng)機(jī)燃油油位、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、工作小時(shí)計(jì)等的狀態(tài)參數(shù)顯示及故障報(bào)警及提示信息,如發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱信息、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力油壓過(guò)低、液壓油溫過(guò)熱信息,發(fā)動(dòng)機(jī)充電、預(yù)熱信息,整機(jī)維護(hù)時(shí)間提示等；工作狀態(tài)指示,如功率模式狀態(tài),工作模式狀態(tài)；其它信息顯示,如時(shí)鐘等。2．故障監(jiān)控與診斷功能監(jiān)控器〔機(jī)器帶專用控制器時(shí),與控制器共同完成通過(guò)各類傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整機(jī)工作狀態(tài),監(jiān)測(cè)參數(shù)通過(guò)監(jiān)控器按鍵及液晶屏菜單提示進(jìn)行查詢,機(jī)器出現(xiàn)故障時(shí),可對(duì)故障進(jìn)行診斷并記錄、存儲(chǔ)故障信息,以協(xié)助維護(hù)人員通過(guò)儲(chǔ)存的故障記錄進(jìn)行故障分析與排除。3.設(shè)置與調(diào)整功能監(jiān)控器部分顯示容如語(yǔ)言、時(shí)鐘及故障報(bào)警點(diǎn)參數(shù)等對(duì)不同的客戶及機(jī)器都需進(jìn)行不同定制或調(diào)整,監(jiān)控器應(yīng)具有這些設(shè)置與調(diào)整功能。4.通訊功能GPS在現(xiàn)代挖掘機(jī)應(yīng)用越來(lái)越普遍,監(jiān)控器〔或?qū)Ｓ每刂破鲬?yīng)能與GPS模塊之間進(jìn)行通訊,將挖掘機(jī)工作狀態(tài)信息、故障診斷信息、維護(hù)保養(yǎng)信息等傳送至GPS,并通過(guò)GPS系統(tǒng)傳送至遠(yuǎn)程運(yùn)營(yíng)管理中心,并用于主機(jī)廠、代理商、售后服務(wù)人員等對(duì)機(jī)器的監(jiān)控與管理。5．具有良好的人機(jī)界面、易于操作、高性價(jià)比監(jiān)控系統(tǒng)作為操作和控制的重要部件,其在司機(jī)室的安裝與布置要合理,以方便操作人員操作、觀察；顯示部分應(yīng)具有友好的用戶界面,易于操作人員學(xué)習(xí)、使用。以下以日立ZX系列挖掘機(jī)電子監(jiān)控器為例,對(duì)電子監(jiān)控系統(tǒng)主要功能進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹,詳細(xì)功能可參閱日立相關(guān)技術(shù)手冊(cè)。圖10－8為日立ZX系列挖掘機(jī)電子監(jiān)控器面板布置圖。日立ZX監(jiān)控器主要功能包括以下幾部分：機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)指示1儀表冷卻液溫度表小時(shí)表燃油表、燃油消耗表時(shí)鐘2工作模式顯示挖掘模式附件模式－破碎錘、粉碎器、液壓剪、振動(dòng)錘、其它。3指示與報(bào)警信息顯示自動(dòng)怠速指示預(yù)熱指示充電指示燃油傳感器故障顯示當(dāng)燃油傳感器發(fā)生故障或傳感器和監(jiān)控器之間的線束斷路時(shí),在燃油表上會(huì)顯示故障信息。如圖10－9所示。冷卻液溫度傳感器故障顯示當(dāng)冷卻液溫度傳感器發(fā)生故障或傳感器和監(jiān)控器之間的線束短路時(shí),在冷卻液溫度表上會(huì)顯示故障信息。如圖10－9所示。圖10－9燃油、冷卻液溫度報(bào)警指示其它報(bào)警及報(bào)警信息指示當(dāng)監(jiān)控器接收到來(lái)自各控制器的報(bào)警信號(hào)時(shí),報(bào)警標(biāo)記會(huì)出現(xiàn)在屏幕的下方,按壓相應(yīng)的按鈕可以顯示具體的報(bào)警信息。如圖10－10,左圖當(dāng)冷卻液過(guò)熱時(shí),過(guò)熱指示燈亮,按下下方對(duì)應(yīng)按鍵,顯示右側(cè)報(bào)警信息。冷卻液過(guò)熱冷卻液過(guò)熱圖10－10過(guò)熱報(bào)警信息指示監(jiān)控功能除通過(guò)上述儀表及指示燈指示機(jī)器工作狀態(tài)外,控制系統(tǒng)還能對(duì)整機(jī)多項(xiàng)工作及狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè),并通過(guò)監(jiān)控器菜單操作在彩色液晶屏上進(jìn)行顯示,監(jiān)控項(xiàng)目多達(dá)幾十項(xiàng)。圖10－11顯示部分監(jiān)控參數(shù)。10－11監(jiān)控參數(shù)顯示2.設(shè)定功能1機(jī)器保養(yǎng)設(shè)定顯示屏顯示保養(yǎng)項(xiàng)目時(shí)間的小時(shí)表讀數(shù)及到下一次保養(yǎng)時(shí)所剩的小時(shí)數(shù)。由于保養(yǎng)項(xiàng)目在列表中顯示,從列表中選擇一項(xiàng),即顯示該項(xiàng)目保養(yǎng)設(shè)定及保養(yǎng)情況。如圖10－12所示。10－12保養(yǎng)時(shí)間設(shè)置保養(yǎng)項(xiàng)目包括：發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油、機(jī)油濾清器、液壓油、液壓油先導(dǎo)濾清器、液壓油全流濾清器、行走裝置機(jī)油、回轉(zhuǎn)裝置機(jī)油、回轉(zhuǎn)支承潤(rùn)滑脂、空氣濾清器濾芯、發(fā)動(dòng)機(jī)/空調(diào)V型皮帶、燃油濾清器、空調(diào)濾清器等。各保養(yǎng)項(xiàng)目及保養(yǎng)時(shí)間可以重新設(shè)定。對(duì)到時(shí)間未保養(yǎng)項(xiàng)目,開(kāi)機(jī)時(shí),系統(tǒng)會(huì)提示。2語(yǔ)言設(shè)定根據(jù)機(jī)器工作地點(diǎn)語(yǔ)言環(huán)境,從預(yù)設(shè)語(yǔ)言中選擇屏幕上使用的語(yǔ)言。如10－13所示。10－13語(yǔ)言設(shè)置3時(shí)間設(shè)定對(duì)儀表顯示的日期及時(shí)鐘顯示時(shí)間進(jìn)行設(shè)定及校準(zhǔn)。3.故障診斷圖10－14a中,選擇故障診斷項(xiàng),顯示b圖故障顯示屏,選擇一項(xiàng)故障點(diǎn),出現(xiàn)圖c故障代碼屏。根據(jù)故障代碼可查故障排除手冊(cè)即可查出相應(yīng)故障原因。一共可顯示20個(gè)故障代碼。但是,一個(gè)屏幕只能顯示10個(gè)故障代碼。如果屏幕已顯示了10個(gè)故障代碼,按下鍵1可查看下一頁(yè)的其它故障代碼。要回到上一頁(yè)時(shí),按下鍵2。aabc圖10－14故障診斷日立ZX挖掘機(jī),除了利用電子監(jiān)控器進(jìn)行故障診斷外,還配備Dr.ZX用于包括MC〔主控制器、ECM〔發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、ICF〔通訊控制器和監(jiān)測(cè)器在的電氣系統(tǒng)的故障診斷。Dr.ZX主要用于專業(yè)維修人員對(duì)電子控制器系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)、綜合的故障診斷。Dr.ZX故障診斷流程如圖10－15所示。詳細(xì)診斷過(guò)程可參閱相關(guān)技術(shù)手冊(cè)。圖10－15日立Dr.ZX診斷流程10．2．2發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)由于液壓挖掘機(jī)一般采用柴油機(jī)驅(qū)動(dòng),工作時(shí)間長(zhǎng),作業(yè)負(fù)荷重,消耗大量燃料,排放大量廢氣。據(jù)統(tǒng)計(jì),發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率只有20%左右變?yōu)橥诰驒C(jī)的有效功。除有效功之外約40%損失于液壓元件,約20％損失于車體和作業(yè)裝置的運(yùn)動(dòng),約20%損失于節(jié)流調(diào)速控制。為了降低挖掘機(jī)的功率損失,國(guó)外從上世紀(jì)70年代中期就開(kāi)始將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于挖掘機(jī)上。進(jìn)入80年代后,美、日、德等國(guó)在液壓系統(tǒng)節(jié)能的基礎(chǔ)上,紛紛研制電子節(jié)能的液壓挖掘機(jī),如小松的OLLS及CLSS系統(tǒng),德國(guó)力士樂(lè)的BODAS系統(tǒng),美國(guó)卡特皮勒的AEC系統(tǒng),神鋼的ITCS系統(tǒng),國(guó)大宇的EPOS系統(tǒng)等。發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制技術(shù)的主要目標(biāo)就是系統(tǒng)節(jié)能,節(jié)能控制系統(tǒng)的應(yīng)用可以達(dá)到節(jié)能20％以上。發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制技術(shù)主要包括電子油門控制,發(fā)動(dòng)機(jī)與液壓泵功率匹配及功率模式的控制,自動(dòng)怠速等。另外,隨著非公路車輛廢棄排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高,采用采用高壓共軌技術(shù)的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)越來(lái)越普遍,電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)通過(guò)專門的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器ECM實(shí)施控制,再通過(guò)總線與外部進(jìn)行通訊與控制。圖10－16為日立ZX-3挖掘機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)組成圖。ZX－3發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)電子油門控制、發(fā)動(dòng)機(jī)功率模式控制、工作模式控制、行走高低速控制、自動(dòng)怠速控制,并實(shí)現(xiàn)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)控制功能。主要組成部分包括：控制器包括主控制器MC,電噴發(fā)動(dòng)機(jī)高壓共軌控制器ECM。主控制器,實(shí)現(xiàn)電子油門、發(fā)動(dòng)機(jī)功率模式〔HP模式,E模式,P模式、工作模式〔挖掘模式,附件模式,起重模式,自動(dòng)怠速的控制。ECM控制器實(shí)現(xiàn)燃油噴射控制,發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制,EGR〔廢氣再循環(huán)控制,燃油噴射量修正及發(fā)動(dòng)機(jī)的停機(jī)控制；傳感器包括主泵輸出壓力傳感器、控制壓力傳感器,作業(yè)裝置壓力傳感器,溫度傳感器等控制開(kāi)關(guān)及按鈕包括點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、油門旋鈕、自動(dòng)怠速開(kāi)關(guān)<A/I>、功率模式按鈕〔HP模式,E模式,P模式、工作模式按鈕〔Dig.,Att.,ML.,行走高低速按鈕〔Hi,Lo。圖10－圖10－16發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)組成10．2．2．1電子油門控制系統(tǒng)油門控制電子化是發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的基礎(chǔ),只有實(shí)現(xiàn)了電子油門控制,下面介紹的功率模式控制、自動(dòng)怠速控制才能實(shí)現(xiàn)。圖10－17為電子油門控制系統(tǒng)原理。圖10－圖10－17電子油門控制系統(tǒng)原理系統(tǒng)是由油門控制器、油門電機(jī)、油門位置反饋傳感器、油門刻度盤〔模式控制盤等組成。發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通過(guò)油門刻度盤來(lái)設(shè)定,油門刻度盤與電位器相連,將油門刻度盤旋至不同的位置,電位器便輸出不同的電壓,油門控制器根據(jù)此電壓可計(jì)算出所選定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大小及油門拉桿設(shè)定位置,同時(shí)油門電機(jī)又通過(guò)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)另一電位器,油門控制器通過(guò)測(cè)量電位器的輸出電壓,獲得油門電機(jī)軸的轉(zhuǎn)角即油門拉桿的實(shí)際位置反饋信號(hào),油門控制器比較油門設(shè)定位置與實(shí)際位置,驅(qū)動(dòng)油門電機(jī)正傳或反轉(zhuǎn),通過(guò)油門拉桿,調(diào)節(jié)油門至設(shè)定位置,使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速。整個(gè)控制過(guò)程是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng),保證了油門控制的準(zhǔn)確性。上述討論是針對(duì)非電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的,對(duì)于電噴發(fā)動(dòng)機(jī),油門控制是通過(guò)ECM進(jìn)行的,主控制器〔MC根據(jù)接收的傳感器信號(hào)、操作人員操作控制〔油門旋鈕、自動(dòng)怠速開(kāi)關(guān)、功率模式按鈕、工作模式按鈕,行走高低速按鈕的操作信號(hào),進(jìn)行處理,確定合適的油門位置〔發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速通過(guò)CAN總線與ECM進(jìn)行通訊,ECM實(shí)現(xiàn)油門的自動(dòng)控制,因而省去了上述復(fù)雜的電子油門控制系統(tǒng),如油門控制器,油門電機(jī)等,系統(tǒng)得到簡(jiǎn)化,性能得以提高。10．2．2．2發(fā)動(dòng)機(jī)與液壓泵功率匹配及功率模式的控制挖掘機(jī)工作過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)與液壓泵一般通過(guò)彈性聯(lián)軸器連接,理論上,不考慮聯(lián)接時(shí)的功率損失,泵的輸入功率應(yīng)始終等于發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率,我們說(shuō)這時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)與泵的功率是匹配的。但實(shí)際上,泵與發(fā)動(dòng)機(jī)很難實(shí)現(xiàn)始終匹配,首先,由于氣壓、環(huán)境溫度、柴油質(zhì)量等不同,通常情況下,發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出功率都會(huì)有所變化,即同樣的油門,發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率是變化的。其次,在挖掘機(jī)實(shí)際工作中,發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速手柄位置是駕駛員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和作業(yè)任務(wù)的輕重來(lái)設(shè)定的。調(diào)速手柄位置一旦設(shè)定,在一定作業(yè)圍和時(shí)間,駕駛員一般不去改變其大小。然而,在挖掘機(jī)的一個(gè)作業(yè)循環(huán)需克服的負(fù)載是不一樣的,即使只在挖掘過(guò)程中,土壤的切削阻力也會(huì)發(fā)生急劇的變化,因而對(duì)泵輸出功率的需求也不一樣。如果泵處于輕載狀態(tài),則不能完全吸收發(fā)動(dòng)機(jī)的功率,勢(shì)必造成能量的浪費(fèi)；如果泵處于超載狀態(tài),將會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速急劇下降,造成發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)定和過(guò)熱。雖然恒功率變量泵的流量能隨負(fù)載的變化而變化,這是在發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率與泵吸收的功率相平衡〔恒功率的前提下的調(diào)節(jié)。可見(jiàn),實(shí)際操作時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)和泵的功率無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全始終匹配,造成上述問(wèn)題的原因是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和液壓泵的消耗功率都無(wú)法隨著工況的變化實(shí)時(shí)作出調(diào)整。尤其在額定功率點(diǎn)附近,有時(shí)因發(fā)動(dòng)機(jī)特性的變化而超載,造成轉(zhuǎn)速急劇下降直至熄火。因此,對(duì)于傳統(tǒng)的變量泵系統(tǒng),在挖掘機(jī)的功率匹配設(shè)計(jì)時(shí),泵的功率曲線在任何負(fù)載情況下都必須低于發(fā)動(dòng)機(jī)的功率曲線,一般為發(fā)動(dòng)機(jī)的85%左右,以防發(fā)動(dòng)機(jī)超載失速及過(guò)熱而影響機(jī)器工作。即使這樣,由于挖掘機(jī)在實(shí)際使用過(guò)程中受不確定性因素影響太多,經(jīng)常存在著超載失速和過(guò)熱等故障現(xiàn)象,影響了整機(jī)的性能。為了解決發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓泵實(shí)時(shí)功率匹配問(wèn)題,現(xiàn)代挖掘機(jī)采用了功率模式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)功率與液壓泵功率的實(shí)時(shí)匹配。圖10-18為功率模式控制系統(tǒng)的原理圖。圖10－18發(fā)動(dòng)機(jī)圖10－18發(fā)動(dòng)機(jī)功率模式控制系統(tǒng)系統(tǒng)包括電比例調(diào)節(jié)液壓泵,控制器,電子油門系統(tǒng)等部分組成。電比例液壓泵實(shí)際上就是在恒功率變量泵上加裝一個(gè)電液比例減壓閥,電液比例減壓閥的輸入油壓來(lái)自先導(dǎo)油路,電液比例減壓閥輸出的二次壓力加至排量調(diào)節(jié)油缸一端。從而通過(guò)調(diào)節(jié)比例閥的電流大小,進(jìn)而調(diào)節(jié)電液比例減壓閥的二次壓力,實(shí)現(xiàn)了對(duì)液壓泵功率的調(diào)節(jié),形成不同的泵功率特性曲線,如圖10－19所示,可見(jiàn),液壓泵與發(fā)動(dòng)機(jī)共同工作的工作點(diǎn)不再單一地沿某條特性曲線變化,而是擴(kuò)展為面工況,泵的實(shí)際功率調(diào)節(jié)曲線是根據(jù)發(fā)動(dòng)力功率模式設(shè)定由控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的,以保證泵的液壓功率與發(fā)動(dòng)機(jī)功率的實(shí)時(shí)匹配。圖10－19電比例泵調(diào)節(jié)特性曲線圖10－19電比例泵調(diào)節(jié)特性曲線在圖10－18功率模式控制系統(tǒng)中,泵控制器接受操作人員的模式設(shè)定信號(hào),同時(shí)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào),反映油門實(shí)際位置的油門位置信號(hào),根據(jù)控制要求、控制算法,輸出控制信號(hào),通過(guò)油門控制器控制油門,調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；通過(guò)電比例閥調(diào)節(jié)液壓泵輸出功率,使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速及泵輸出功率符合操作人員設(shè)定要求,實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與液壓泵的功率匹配。在工作過(guò)程中,泵控制器始終監(jiān)測(cè)反映發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載變化的轉(zhuǎn)速信號(hào),并根據(jù)變化情況控制電子油門及電比例閥,使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和液壓泵功率實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)匹配,并符合操作人員設(shè)定要求。目前,實(shí)際的功率模式控制系統(tǒng),一般根據(jù)作業(yè)工況情況,將發(fā)動(dòng)機(jī)功率控制設(shè)置為四種功率模式,即：全功率模式<PowerMode,簡(jiǎn)稱P模式>：重視挖掘機(jī)的生產(chǎn)效率,即發(fā)動(dòng)機(jī)在全功率工況下工作,對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速,發(fā)動(dòng)機(jī)輸出100％功率；經(jīng)濟(jì)模式<EconomyMode,簡(jiǎn)稱E模式>：重視節(jié)約燃油,對(duì)應(yīng)全功率時(shí)轉(zhuǎn)速的85％。輕載模式<LightMode,簡(jiǎn)稱L模式>：進(jìn)行精細(xì)作業(yè),對(duì)應(yīng)全功率時(shí)轉(zhuǎn)速的70％。怠速模式<IdleMode,簡(jiǎn)稱I模式>：挖掘機(jī)不工作,對(duì)應(yīng)怠速工況。圖10－20為發(fā)動(dòng)機(jī)不同功率模式下工作的發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵功率設(shè)置情況。圖10－圖10－20發(fā)動(dòng)機(jī)功率模式設(shè)置在P模式下,將液壓泵的最大功率曲線設(shè)定在發(fā)動(dòng)機(jī)的功率曲線之上。表面上看起來(lái),液壓泵的功率曲線在發(fā)動(dòng)機(jī)之上,液壓泵的功率大于發(fā)動(dòng)機(jī)的功率,發(fā)動(dòng)機(jī)處于超載運(yùn)行。實(shí)際上通過(guò)控制器調(diào)節(jié),可以使泵功率輸出跟蹤發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出,可以避免發(fā)動(dòng)機(jī)超載,并充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)輸出?？刂七^(guò)程為：駕駛員通過(guò)控制面板上設(shè)定功率模式,從而設(shè)定了目標(biāo)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線,并輸入控制器,安裝于飛輪殼上的轉(zhuǎn)速傳感器始終檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速,并與目標(biāo)轉(zhuǎn)速相比較。如果實(shí)際轉(zhuǎn)速低于目標(biāo)轉(zhuǎn)速,說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載功率大,這時(shí)控制器發(fā)出控制的電流改變電液比例減壓閥輸出的二次壓力,將液壓泵的排量變小,使泵的輸出功率降低；如果實(shí)際轉(zhuǎn)速高于目標(biāo)轉(zhuǎn)速,說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載功率小,控制器發(fā)出的控制電流改變電液比例減壓閥輸出的二次壓力,將液壓泵的排量變大,使泵的輸出功率提高。通過(guò)控制器的調(diào)節(jié)作用,使液壓泵的功率曲線總是從折線段拉向恒功率曲線段〔發(fā)動(dòng)機(jī)的功率曲線,這樣可使液壓泵輸出功率始終跟蹤發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸入,這種控制稱為極限功率調(diào)節(jié)控制。10．2．2．3自動(dòng)怠速控制自動(dòng)怠速控制主要作用是使挖掘機(jī)作業(yè)過(guò)程中短暫停止作業(yè)時(shí),使發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài),以降低油耗。自動(dòng)怠速控制是和電子油門控制系統(tǒng)結(jié)合在一起的。在圖10－21中,油壓開(kāi)關(guān)檢測(cè)操縱先導(dǎo)油壓信號(hào),當(dāng)所有先導(dǎo)閥均處于中位,即沒(méi)有操作時(shí),油壓開(kāi)關(guān)輸出一信號(hào)至泵控制器,控制器檢測(cè)到信號(hào)后,延時(shí)約5秒〔可調(diào)整,控制電子油門系統(tǒng)使發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài),直至某一動(dòng)作恢復(fù)作業(yè),控制器檢測(cè)到壓力信號(hào)發(fā)生改變后,立即又控制電子油門機(jī)構(gòu),恢復(fù)到怠速前位置。自動(dòng)怠速系統(tǒng)的使用,可降低油耗約6％。圖10－21自動(dòng)怠速系統(tǒng)圖10－21自動(dòng)怠速系統(tǒng)10．2．3工程機(jī)械遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)10．2．3．1概述工程機(jī)械遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、無(wú)線通訊技術(shù)和衛(wèi)星定位技術(shù),對(duì)正在工地上施工的工程機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)、位置及施工進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)測(cè),對(duì)駕駛員進(jìn)行遠(yuǎn)程指導(dǎo),從而提高工程機(jī)械的管理水平、優(yōu)化機(jī)械化施工組織。工程機(jī)械遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要功能是：提高銷售企業(yè)的售后服務(wù)水平2．加強(qiáng)對(duì)租賃或分期付款機(jī)械的管理和控制3．建立機(jī)械動(dòng)態(tài)檔案,科學(xué)管理機(jī)械4．優(yōu)化施工組織.提高機(jī)械使用效率10．2．3．2工程機(jī)械遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)組成和功能圖10－22為遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)總體構(gòu)成。圖10－圖10－22遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)組成遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)由機(jī)載GPS終端、GPS全球定位系統(tǒng)、移動(dòng)通訊系統(tǒng)、運(yùn)營(yíng)管理中心、互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)四部分組成。1．機(jī)載GPS終端機(jī)載GPS終端一方面接收GPS衛(wèi)星信號(hào),計(jì)算出自己的定位數(shù)據(jù),另一方面通過(guò)數(shù)據(jù)接口接收挖掘機(jī)電子監(jiān)控系統(tǒng)的機(jī)器工作狀態(tài)信息。然后將定位信息和機(jī)器工作狀態(tài)信息通過(guò)移動(dòng)通訊系統(tǒng)傳送至運(yùn)營(yíng)管理中心,通過(guò)運(yùn)營(yíng)管理中心對(duì)機(jī)器信息進(jìn)行發(fā)布與管理。同時(shí),接受并執(zhí)行運(yùn)營(yíng)管理中心的命令,對(duì)挖掘機(jī)進(jìn)行信息查詢與控制。2.GPS全球定位系統(tǒng)GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)是由美國(guó)實(shí)施和管理的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng),該系統(tǒng)由圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的24顆衛(wèi)星組成,這24顆衛(wèi)星分別在6個(gè)軌道上運(yùn)行,它們?cè)诓煌５叵虻厍虬l(fā)射定位信號(hào),機(jī)載GPS終端收到衛(wèi)星信號(hào)后,自動(dòng)計(jì)算出機(jī)器所在處的經(jīng)緯度數(shù)據(jù),并傳送給運(yùn)營(yíng)管理中心。3.移動(dòng)通訊GSM/GPRS系統(tǒng)由于監(jiān)控對(duì)象在不停地移動(dòng)中,機(jī)載GPS終端只能通過(guò)移動(dòng)通訊系統(tǒng),才能把檢測(cè)數(shù)據(jù)和位置信息傳輸?shù)竭\(yùn)營(yíng)管理中心。移動(dòng).通訊系統(tǒng)有三種方式：.衛(wèi)星移動(dòng)通訊模式：衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的特點(diǎn)是覆蓋圍廣,可實(shí)現(xiàn)全球或某區(qū)域的整體覆蓋,很適合于工程機(jī)械野外施工的特點(diǎn),但通訊設(shè)備和通訊費(fèi)用相對(duì)較貴；GSM/GPRS移動(dòng)通訊模式：采用GSM短消息方式傳送數(shù)據(jù),其特點(diǎn)是:通訊費(fèi)用比"衛(wèi)星"方式低,但是該通訊系統(tǒng)為點(diǎn)覆蓋,在移動(dòng)基站未覆蓋的區(qū)域,就無(wú)法通訊；衛(wèi)星+GSM/GPRS：取前兩者優(yōu)點(diǎn),在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),車載終端首先使用GSM/GPRS方式通訊,如果不成功則自動(dòng)改用衛(wèi)星方式通訊；4.運(yùn)營(yíng)管理中心與互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理中心與互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供整個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的基于WEB的管理和運(yùn)營(yíng)平臺(tái),無(wú)論是主機(jī)廠、代理商向工地機(jī)器發(fā)布的鎖車/解車或其他指令,還是接收、分析機(jī)器傳送回來(lái)的定位或機(jī)器運(yùn)行數(shù)據(jù),都需要通過(guò)這個(gè)平臺(tái)進(jìn)行。通過(guò)這個(gè)平臺(tái),制造商、代理商、機(jī)主、操作員構(gòu)成一網(wǎng)絡(luò)群體,實(shí)現(xiàn)了銷售、服務(wù)、維護(hù)工作的順利、高效實(shí)施。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)平臺(tái)是通過(guò)運(yùn)營(yíng)管理中心服務(wù)器、互連網(wǎng)絡(luò)終端及軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的,運(yùn)營(yíng)方式跟制造商規(guī)模、銷售量、營(yíng)銷模式、運(yùn)營(yíng)軟件平臺(tái)有著極大關(guān)系。規(guī)模大的主機(jī)制造商都建立了獨(dú)立的運(yùn)營(yíng)系統(tǒng),其規(guī)模、組織不同,尤其是軟件提供的增值服務(wù)功能更是各有特色。如小松的"康查士"<KOMTRA>,日立的"GlobalE-Service"系統(tǒng),神鋼的"瞭望"系統(tǒng),各具特色的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)已成為各大廠商宣傳亮點(diǎn),既促進(jìn)了銷售,也實(shí)實(shí)在在提高了服務(wù)水平。10．2．3．3工程機(jī)械遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)例下面以小松康查士GPS管理系統(tǒng)為例說(shuō)明。康查士管理系統(tǒng)組成圖10－23小松康查士GPS系統(tǒng)組成圖10－23小松康查士GPS系統(tǒng)組成康查士管理系統(tǒng)功能信息查詢使用手機(jī)短信查詢通過(guò)手機(jī)短信方式查詢機(jī)器信息方法如下：手機(jī)編輯查詢請(qǐng)求代碼發(fā)送：

→移動(dòng)用戶發(fā)送到

→聯(lián)通用戶發(fā)送到03

代碼表查詢?nèi)荩骸膊糠殖Ｓ么a

H：提供手機(jī)短信使用幫助

L：查詢您所擁有車輛的機(jī)號(hào)

機(jī)號(hào)：查詢改車輛的基本信息

機(jī)號(hào)＋P：查詢?cè)撥囕v的所在位置

機(jī)號(hào)＋W：查詢?cè)撥囕v的最新工作情況

機(jī)號(hào)＋M：查詢?cè)撥囕v的最新保養(yǎng)信息

機(jī)號(hào)＋T：查詢?cè)撥囕v的小時(shí)表數(shù)

機(jī)號(hào)＋A：查詢車輛的完整資料系統(tǒng)將回復(fù)你的機(jī)器的工作時(shí)間,位置,水溫,耗油量等信息。系統(tǒng)還能提供日?qǐng)?bào)、月報(bào)、報(bào)警、保養(yǎng)、移動(dòng)提醒等功能,只要在移動(dòng)開(kāi)通,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)送信息至用戶的手機(jī)上,大大方便了用戶對(duì)車輛的管理和監(jiān)控。〔2使用互聯(lián)網(wǎng)查詢用戶購(gòu)買小松挖掘機(jī),如果配備GPS,他將獲得相應(yīng)用戶代碼〔ID及登錄密碼,用用戶代碼及登錄密碼登錄互聯(lián)網(wǎng),如圖10－24所示,即可查詢機(jī)器信息。圖10－圖10－24小松康查士系統(tǒng)登陸2機(jī)群管理對(duì)于擁有多臺(tái)機(jī)器的用戶,康查士管理系統(tǒng)提供機(jī)群管理功能。用戶建立了自己的機(jī)群管理系統(tǒng)后,不必多次瀏覽,即可在同一電腦界面了解多臺(tái)機(jī)器使用情況,并可對(duì)多臺(tái)機(jī)器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、對(duì)比,從而對(duì)多臺(tái)機(jī)器進(jìn)行系統(tǒng)化管理。圖10－25為機(jī)群的定期保養(yǎng)及報(bào)警信息查詢情況。圖10－2圖10－25機(jī)群定期保養(yǎng)及報(bào)警信息查詢機(jī)器作業(yè)狀況管理機(jī)器作業(yè)狀況管理可以掌握遠(yuǎn)程機(jī)器的位置、作業(yè)狀況信息。包括機(jī)器作業(yè)歷史記錄、機(jī)器位置信息、月度實(shí)際工作記錄、月度油耗記錄等。圖10－26a,b,c,d分別說(shuō)明了機(jī)器的作業(yè)歷史記錄、作業(yè)位置、月度實(shí)際工作記錄、月度油耗記錄情況。圖10－圖10－26a圖10－26b機(jī)器作業(yè)位置記錄圖10－26b機(jī)器作業(yè)位置記錄圖10－圖10－26c機(jī)器作業(yè)時(shí)間記錄圖10－26d機(jī)器月度油耗記錄圖10－26d機(jī)器月度油耗記錄4機(jī)器安全管理通過(guò)康查士管理系統(tǒng)可以詳細(xì)了解機(jī)器移動(dòng)時(shí)間、移動(dòng)軌跡,并能進(jìn)行遠(yuǎn)程鎖車控制,從而有效防止機(jī)器被盜及使用者惡意破壞行為。圖10－27為GPS提供的機(jī)器移動(dòng)軌跡地圖。圖10－27機(jī)器移動(dòng)軌跡指示圖10－27機(jī)器移動(dòng)軌跡指示機(jī)器的健康及維護(hù)保養(yǎng)康查士管理系統(tǒng)的機(jī)器健康及維護(hù)保養(yǎng)功能可以使用戶遠(yuǎn)程了解機(jī)器的健康狀況,車輛的各種運(yùn)行參數(shù),如發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)參數(shù),機(jī)器異常報(bào)警記錄,機(jī)器的負(fù)荷強(qiáng)度比例,維護(hù)保養(yǎng)的時(shí)間等。圖10－28為機(jī)器的保養(yǎng)記錄表。圖10－29為機(jī)器的故障記錄表。通過(guò)遠(yuǎn)程健康、保養(yǎng)管理實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)器工作狀態(tài)是否正常的準(zhǔn)確判斷及維護(hù)保養(yǎng)的有效計(jì)劃與實(shí)施。圖10－28機(jī)器保養(yǎng)記錄表圖10－28機(jī)器保養(yǎng)記錄表圖10－29機(jī)器故障記錄表圖10－29機(jī)器故障記錄表工程機(jī)械專用控制器在節(jié)介紹的發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)三個(gè)方面技術(shù)的實(shí)現(xiàn)都需要通過(guò)控制器實(shí)現(xiàn),目前國(guó)外著名品牌挖掘機(jī)均采用了以控制器為核心的電子控制系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)電子油門、發(fā)動(dòng)機(jī)的模式控制、電子監(jiān)控及故障診斷、遠(yuǎn)程通訊與控制等功能。但工程機(jī)械由于作業(yè)環(huán)境惡劣,對(duì)控制器〔ECU有特殊的要求,逐步發(fā)展成為專用工程機(jī)械專用控制器。工程機(jī)械專用控制器需要滿足下列要求：1適應(yīng)惡劣作業(yè)環(huán)境的能力工程機(jī)械在戶外施工。風(fēng)吹、雨淋、日曬、振動(dòng)大,環(huán)境惡劣。需要控制器及其I／O單元具有很好的防護(hù)能力,達(dá)到IP67的防護(hù)等級(jí),可防水、抗振、防塵。同時(shí)。要求具備良好的電磁兼容能力<EMC>,能夠承受大電流和高電壓的沖擊,且工作溫度圍寬<一40～85。C>,滿足車載環(huán)境的需要。2>提供工程機(jī)械控制所需的各類數(shù)據(jù)采集端口、通訊接口及輸出驅(qū)動(dòng)接口各類采集端口需采集的信號(hào)量包括轉(zhuǎn)速<高速脈沖輸入>、行程位置、溫度、壓力、各種開(kāi)關(guān)量狀態(tài)等,另外工程機(jī)械的驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括液壓比例閥、步進(jìn)電機(jī)、電磁閥等,因此要求控制器提供多路大電流PWM輸出和開(kāi)關(guān)量輸出。普通PLC難以滿足這一要求,只能通過(guò)外加驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行解決。3可以提供針對(duì)工程機(jī)械控制的各種高級(jí)應(yīng)用軟件算法模塊基本算法包括PID、濾波、信號(hào)變換等,高級(jí)算法包括針對(duì)各種不同主機(jī)要求的算法,控制策略等。4軟件調(diào)試與故障診斷控制器應(yīng)能提供軟件調(diào)試與故障診斷工具,以幫助客戶進(jìn)行軟件調(diào)試與故障診斷。目前工程機(jī)械專用控制器的研發(fā)有兩種方式,一種方式是一些國(guó)際工程機(jī)械的旗艦企業(yè)如CAT、小松、VOLVO、利勃海爾等,這些企業(yè)集團(tuán)一般都設(shè)立專業(yè)的電氣控制系統(tǒng)研發(fā)部門,專門進(jìn)行控制產(chǎn)品和控制技術(shù)的研發(fā),為本公司各類工程機(jī)械產(chǎn)品提供專用的控制器和控制技術(shù),其軟硬件技術(shù)與本公司工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)備緊密結(jié)合,尤其是其核心控制算法,體現(xiàn)了其整車產(chǎn)品的核心技術(shù),屬于技術(shù),其它企業(yè)無(wú)法獲得。另一種方式是一些長(zhǎng)期為工程機(jī)械廠商提供配套控制產(chǎn)品的公司采用開(kāi)放模式進(jìn)行工程機(jī)械專用運(yùn)動(dòng)控制器的研發(fā)與開(kāi)發(fā),推出一系列通用型工程機(jī)械專用控制器。如EPEC、Intercontrol、力士樂(lè)等。一些小型或?qū)I(yè)的工程機(jī)械廠商以及國(guó)的大部分工程機(jī)械廠商由于沒(méi)有能力自主研發(fā)控制器產(chǎn)品,主要依賴上述廠商提供配套控制產(chǎn)品。這類控制器的通用性和開(kāi)發(fā)性體現(xiàn)在以下方面：從規(guī)模上,針對(duì)控制復(fù)雜程度,這些廠商能提供小型、中型、大型控制器,以滿足配套不同企業(yè)根據(jù)其產(chǎn)品復(fù)雜程度、控制要求、控制參數(shù)的多少與種類進(jìn)行靈活選擇與配置,既滿足了控制性能要求,又能以合理的成本實(shí)現(xiàn)；從控制器的硬件接口上,這些廠商的控制器,都能根據(jù)工程機(jī)械常用的控制要求,提供一組通用的模擬量輸入、輸出,開(kāi)關(guān)量輸入、輸出,數(shù)字信號(hào)輸入、輸出,繼電器驅(qū)動(dòng),電機(jī)、電磁閥〔PWM驅(qū)動(dòng)等,并且有些接口還能通過(guò)軟件配置為不同的接口,基本上滿足了工程機(jī)械各種信號(hào)輸入、輸出及驅(qū)動(dòng)控制要求,在選擇時(shí),不一定剛好滿足要求,一般保留一定的輸入、輸出口的富余,以滿足系統(tǒng)定制及擴(kuò)展要求；從控制器的軟件接口上,這些廠商的控制器,很多采用了德國(guó)3SSoftware公司的CodeSys編程環(huán)境,CodeSys符合IEC6l131—3標(biāo)準(zhǔn)規(guī),可提供梯形圖、順控圖、功能方塊圖、結(jié)構(gòu)化文本、指令表5種編程語(yǔ)言,方便高效地編寫(xiě)控制策略并進(jìn)行在線下載、調(diào)試和運(yùn)行,而不需要了解具體硬件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)空問(wèn)地址分配等技術(shù)細(xì)節(jié),大大方便了配套企業(yè)的軟件編程與調(diào)試；這些廠商的控制器大多帶CAN總線接口,方便了控制器與外部通訊的軟硬件實(shí)現(xiàn)。圖10－30是力士樂(lè)RC系列控制器的RC4－4控制器配置圖。圖10－30力士樂(lè)RC4－4控制器接口配置RC4－4包括4路比例電磁閥輸出、4路開(kāi)關(guān)量輸出、5路電壓信號(hào)輸入、4路電流信號(hào)輸入、3路頻率信號(hào)輸入、6路開(kāi)關(guān)量輸入,并具有1路RS232、2路CAN總線通訊接口。力士樂(lè)可提供從RC2－2至RC12－18系列控制器,根據(jù)輸入、輸出接口的不同配置,形成從小型到大型全系列的控制器,配套企業(yè)可靈活選擇與配置。國(guó)工程機(jī)械專用控制器主要依賴國(guó)外進(jìn)口,自主開(kāi)發(fā)還剛剛起步,滿足IEC6l131—3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)的商用控制器還沒(méi)有,工程機(jī)械專用控制器是制約工程機(jī)械控制技術(shù)的重要瓶頸。CAN總線技術(shù)CAN<ControllerAreaNetwork>屬于總線式串行通訊網(wǎng)絡(luò),最初被設(shè)計(jì)作為汽車中的微控制器通訊,在車載電子控制裝置各ECU之間交換信息,形成汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)。與一般現(xiàn)場(chǎng)總線相比,具有突出的實(shí)時(shí)性、可靠性與靈活性。隨著挖掘機(jī)電子控制技術(shù)的發(fā)展,控制器的普遍采用,電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的推廣,CAN總線也在逐步得到應(yīng)用。當(dāng)今國(guó)際著名的工程機(jī)械制造商都在其最新的產(chǎn)品上應(yīng)用了CAN總線網(wǎng)絡(luò),其主要應(yīng)用目的有：1、與電控發(fā)動(dòng)機(jī)的CAN接口交換數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制與環(huán)保排放,并且可以監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)和故障信息,實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)儀表數(shù)字化。2、通過(guò)具有CAN接口的新型傳感器采集數(shù)據(jù),不僅可以減少接線,更可以避免模擬信號(hào)傳感器的干擾問(wèn)題,提高數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和速度。3、多個(gè)控制器及顯示單元之間相互交換數(shù)據(jù),使得控制系統(tǒng)的配置和安裝都更加靈活。4、與具有CAN接口的GSM/GPS通訊裝置連接,實(shí)現(xiàn)工程車輛的遠(yuǎn)程機(jī)群控制、故障診斷和管理功能。5、與具有CAN接口的遙控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的遙控操作或無(wú)人駕駛。圖10－31為日立ZX系列挖掘機(jī)CAN總線控制框圖。圖10－31ZX系列挖掘機(jī)CAN總線CAN總線的使用,使挖掘機(jī)的電子控制系統(tǒng)控制與通訊功能大大增強(qiáng),智能化水平大大提高。10.3挖掘機(jī)電子控制系統(tǒng)常用傳感器現(xiàn)代挖掘機(jī)電子控制功能越來(lái)越多,控制越來(lái)越復(fù)雜,系統(tǒng)中要用到大量傳感器,本節(jié)介紹挖掘機(jī)電子控制中一些常用的傳感器。10．3．1溫度傳感器挖掘機(jī)上的溫度傳感器包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、機(jī)油溫度傳感器、液壓油溫度傳感器等,這些特定用途的溫度傳感器,原理都一樣,主要是技術(shù)參數(shù)及結(jié)構(gòu)、尺寸有區(qū)別。圖10－32溫度傳感器圖10－32溫度傳感器圖10－圖10－33溫度傳感器溫度－電阻特性有時(shí),不需要儀表顯示具體溫度,只要控制點(diǎn)的溫度不要超過(guò)某一限值即可,此時(shí),可采用溫度報(bào)警開(kāi)關(guān)。圖10－34為溫度報(bào)警開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)圖。開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)熱敏元件開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)熱敏元件圖10－34溫度報(bào)警開(kāi)關(guān)溫度報(bào)警開(kāi)關(guān)利用了臘隨溫度高低膨脹的特點(diǎn),溫度到達(dá)報(bào)警溫度時(shí),臘膨脹,活塞受壓上升,使開(kāi)關(guān)活動(dòng)觸點(diǎn)與固定觸點(diǎn)連通,儀表電路檢測(cè)到開(kāi)關(guān)接通后,通過(guò)報(bào)警燈或報(bào)警蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警提示。10．3．2壓力傳感器挖掘機(jī)上使用的壓力傳感器很多,主要有機(jī)油壓力傳感器,發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力傳感器,液壓泵壓力傳感器,機(jī)油壓力報(bào)警開(kāi)關(guān)等,此外,空濾報(bào)警開(kāi)關(guān),油濾堵塞報(bào)警開(kāi)關(guān)也屬于壓力傳感器。10．3．2．1機(jī)油壓力傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)要正常工作,良好的潤(rùn)滑至關(guān)重要,潤(rùn)滑油路必須維持一定壓力,機(jī)油壓力較低,一般小于1Mpa,低于0.08Mpa時(shí)應(yīng)報(bào)警。當(dāng)采用儀表顯示時(shí),用壓力傳感器,不用儀表顯示機(jī)油壓力時(shí),只選用壓力報(bào)警開(kāi)關(guān)即可。有的機(jī)器,采用帶報(bào)警開(kāi)關(guān)的壓力傳感器,既顯示機(jī)油壓力,又同時(shí)報(bào)警。圖10－35為普通機(jī)油壓力傳感器,壓力油從接頭流入傳感器,壓力變化時(shí),通過(guò)部機(jī)構(gòu)使滑動(dòng)電阻線圈上滑片移動(dòng),通過(guò)滑片引出端測(cè)出的電阻值即發(fā)生變化,電阻和壓力成線性變化,電阻輸入儀表,即可顯示機(jī)油壓力值。內(nèi)部結(jié)構(gòu)外形內(nèi)部結(jié)構(gòu)外形圖10－35機(jī)油壓力傳感器滑動(dòng)電阻線圈普通機(jī)油壓力傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,滑動(dòng)電阻線圈易損壞,壽命短,現(xiàn)在部分廠家將滑動(dòng)電阻線圈改為厚膜滑動(dòng)電阻,可靠性大大提高。；另外,由于機(jī)油壓力主要是太低影響發(fā)動(dòng)機(jī)工作,目前有采用機(jī)油壓力報(bào)警開(kāi)關(guān)取代機(jī)油壓力傳感器的趨勢(shì)。圖10－36為機(jī)油壓力報(bào)警開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)及原理圖。結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理圖10－36壓力報(bào)警開(kāi)關(guān)10．3．2．2泵壓力傳感器機(jī)油壓力傳感器壓力較低,而液壓泵壓力可達(dá)35Mpa,顯然不能用一樣的傳感器。圖10－37為挖掘機(jī)液壓泵上用的半導(dǎo)體壓力傳感器外形及原理圖,利用了半導(dǎo)體受壓后電阻發(fā)生變化的原理,傳感器輸出為電壓信號(hào)。結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理圖10－37液壓泵壓力傳感器10．3．2．3空濾報(bào)警開(kāi)關(guān)圖10－38為空濾報(bào)警開(kāi)關(guān),屬于負(fù)壓報(bào)警型式,當(dāng)空濾堵塞時(shí),空濾濾網(wǎng)的空氣壓力低于大氣壓,開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)接通,電路報(bào)警。10－38空濾壓力報(bào)警開(kāi)關(guān)10．3．3燃油傳感器aa擺桿式b直桿式圖10－39燃油傳感器擺桿式燃油傳感器,浮子隨油位變化時(shí),滑線電阻阻值相應(yīng)變化,電阻信號(hào)通過(guò)儀表處理顯示油量。目前滑線電阻逐步被厚膜電阻取代。直桿式由浮子、磁鋼組件、干簧管、電阻絲組成,浮子隨油位變化時(shí),磁鋼吸合電阻絲上相應(yīng)位置干簧管,輸出對(duì)應(yīng)阻值,輸出電阻通過(guò)儀表處理顯示油量。10．3．4轉(zhuǎn)速傳感器挖掘機(jī)上轉(zhuǎn)速傳感器主要用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,常采用磁感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器,圖10－40為磁感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器結(jié)構(gòu)及安裝方式圖。圖10－40轉(zhuǎn)速傳感器磁感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器主要由外殼、感應(yīng)線圈、永磁體極軸等組成。傳感器安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼上,其極軸與飛輪齒圈齒頂約1mm間隙,齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),齒頂與齒底交替經(jīng)過(guò)極軸端部,在感應(yīng)線圈中感應(yīng)出正弦交流電壓信號(hào),輸入儀表,經(jīng)過(guò)整形處理,通過(guò)軟件計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。圖10－40轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器還有其他型式,如霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器,輸出脈沖信號(hào),通過(guò)軟件計(jì)算脈沖與轉(zhuǎn)數(shù)的關(guān)系得出轉(zhuǎn)速。10.4挖掘機(jī)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)10．4．1挖掘機(jī)電氣與電子控制系統(tǒng)的要求在設(shè)計(jì)挖掘機(jī)電氣與電子控制系統(tǒng)之前,必須清楚挖掘機(jī)電氣與電子控制系統(tǒng)的詳細(xì)技術(shù)要求,這些要求包括：1．滿足挖掘機(jī)整車安全可靠運(yùn)行的要求電氣與電子控制系統(tǒng)對(duì)挖掘機(jī)安全可靠的運(yùn)行發(fā)揮著重要作用,電氣與電子控制系統(tǒng)必須對(duì)影響整車安全可靠運(yùn)行關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、監(jiān)控,并通過(guò)電子監(jiān)控系統(tǒng)讓操作人員清楚整車運(yùn)行狀態(tài)是否正常；并且電氣與電子控制系統(tǒng)本身必須性能可靠,才能保證整車安全可靠的運(yùn)行；2．滿足挖掘機(jī)整車各項(xiàng)控制功能的要求現(xiàn)代挖掘機(jī)控制系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜,許多功能都是通過(guò)電控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的,如發(fā)動(dòng)機(jī)的功率模式控制,液壓泵功率調(diào)節(jié),行走速度的控制等,另外,挖掘機(jī)整車還需要配備完備的電器附件,如車燈、雨刮器等,電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須滿足這些功能要求；3．滿足操作舒適性要求操作舒適性要求一方面要求電器系統(tǒng)人機(jī)操作界面友好,易于識(shí)別,操作方便；另一方面要保障操作人員身心舒暢,如配備空調(diào)系統(tǒng),音響系統(tǒng),給操作人員創(chuàng)造舒適的操作環(huán)境,提高工作效率；4．滿足人機(jī)工程學(xué)的要求挖掘機(jī)電氣與電子控制系統(tǒng)許多部件安裝在司機(jī)室中,其安裝、布局必須與司機(jī)室其他部件有機(jī)結(jié)合,使司機(jī)室整體布局美觀、協(xié)調(diào),電氣與電子控制系統(tǒng)人機(jī)工程設(shè)計(jì)的優(yōu)劣,是評(píng)價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平重要方面；5．電磁兼容性要求電磁兼容性是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。電磁兼容性設(shè)計(jì)已經(jīng)是汽車電氣設(shè)計(jì)的強(qiáng)制性要求,工程機(jī)械電氣的電磁兼容性也越來(lái)越受到重視,電磁兼容性設(shè)計(jì)一方面是保證電氣與電子控制系統(tǒng)可靠工作的要求,也是環(huán)境保護(hù)的要求。10．4．2挖掘機(jī)電氣與電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟早期挖掘機(jī)電氣系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單,電氣系統(tǒng)通常由主機(jī)廠完成全部設(shè)計(jì)、配套、安裝,現(xiàn)代挖掘機(jī)電氣與電子控制系統(tǒng)要求越來(lái)越高,技術(shù)越來(lái)越復(fù)雜,主機(jī)廠已無(wú)法勝任全部工作,電氣與電子控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)大多通過(guò)專業(yè)配套企業(yè)設(shè)計(jì)、制造,為主機(jī)廠配套。這種配套模式不是意味著主機(jī)廠不需要進(jìn)行電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)了,不需要電器工程師了,而是電器工程師的工作方式和容發(fā)生了變化,主機(jī)廠電器工程師對(duì)整車電氣與電子控制系統(tǒng)的性能仍然起著關(guān)鍵作用,在這種新的模式下,挖掘機(jī)電氣與電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：1.制定整車電氣與電子控制系統(tǒng)的功能與要求,確定系統(tǒng)方案發(fā)動(dòng)機(jī)電氣系統(tǒng)和挖掘機(jī)電氣與電子控制系統(tǒng)有那些要求,需要什么功能,只有主機(jī)廠自己清楚,必須由主機(jī)廠電器工程師確定,在確定過(guò)程中,可與預(yù)定配套廠技術(shù)人員討論、協(xié)商,共同確定,擬定系統(tǒng)方案。這些要求包括：整車控制方案總體要求,整車控制方案總體要求,包括如系統(tǒng)的先進(jìn)性要求,是否采用帶電腦控制器的功率模式控制系統(tǒng),是否需要GPS,發(fā)動(dòng)機(jī)是否采用電子油門控制,采用何種型式的監(jiān)控器等；發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)電氣系統(tǒng)的要求發(fā)動(dòng)機(jī)電氣系統(tǒng)是挖掘機(jī)電氣與電子控制系統(tǒng)中最重要的部分之一,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的安全、可靠、高效運(yùn)行起著重要的作用。發(fā)動(dòng)機(jī)出廠時(shí),其自身必須配備的電器如起動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)均已配置,有的發(fā)動(dòng)機(jī)還配備了部分傳感器,如水溫傳感器、機(jī)油壓力傳感器,對(duì)于電噴發(fā)動(dòng)機(jī),電器配備更加完善。在確定發(fā)動(dòng)機(jī)電器控制系統(tǒng)方案