挖掘机电气控制系统

挖掘机电气控制系统

本篇将以SY2XXC5挖掘机为例讲述挖掘机的电气系统基本原理、基本构造、操作说明、故障分析。

一、概述

机电一体化是液压挖掘机的主要发展方向，其最终目的是机器人化，实现全自动运转，这是挖掘机技术的又一次飞跃。作为项目机械主导产品的液压挖掘机，在近几十年的研究和发展中，已逐渐完善，其工作装置、主要结构件和液压系统已基本定型。人们对液压挖掘机的研究，逐步向机电液控制系统方向转移。控制方式不断变革，使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、电气操纵、液压伺服操纵、无线电遥控、电液比例操纵和计算机直接控制。所以，对挖掘机机电一体化的研究，主要是集中在液压挖掘机的控制系统上。

液压挖掘机电气控制系统主要是对发动机、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、开关量的检测并将有关检测数据输入给挖掘机的专用控制器EC-7，EC-7控制器综合各种测量值、设定值和操作信号发出相关控制信息，对发动机、液压泵、液压控制阀和整机进行控制。

<一）电气控制系统具有以下功能：

1：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。

2：检测和保护功能：通过一系列的传感器、油压开关、蜂鸣器、熔断器和触摸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。

3：照明功能：主要有司机室厢灯、工作装置作业灯及检修灯。

4：其它功能：主要有刮雨器、喷水器、空调器和收放音机等。

<三）系统组成及原理

SY2XXC5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。

1)蓄电池：采用12V 120AH免维护型蓄电池，2组串联。

发电机：27V 35A交流发电机，由发动机自带，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。

3> 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。

接通：把钥匙开关打到“接通”位置以启动电路系统，此时电源继电器接通，系统得电。在启动发动机之时，钥匙开关必须是接通的。

b)断开：把钥匙开关打到“断开”位置，电源继电器断电，以切断电路系统。

注意：

维修电路系统和机器的其它部件时，请把钥匙开关打到“断开”位置或拔掉钥匙开关以切断蓄电池电路。

2.2 启动部分

2.2.1启动设备

1)启动电机：24V 4KW

起动电机三个接线柱的作用和连接如下：

a)50接线柱接启动开关。

b)31接线柱为负极搭铁。

c)30接线柱可接车上的用电器的正极。

2)钥匙开关：用于启动发动机。

3)转速传感器：用于检测启动过程中发动机转速。

4)液压操纵：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

SY2XXC5挖掘机由EC-7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EC-7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3℃，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，EC-7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，则断开启动继电器，起动后启动继电器不再输出。此时EC-7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，外部照明旋转台工作灯、动臂工作灯均采用大功率工作灯，内部照明为驾驶室厢灯，触摸屏具有光控与温控电路，在光线阴暗时自动打开背光，照明液晶屏，在不同的温度下，自动调节液晶屏的灰度，以达到最佳的视觉效果。

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，本机采用项目机械专用项目空调，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EC-7控制器和显示器为系统核心，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：

1）触摸屏面板能防水、防尘，整个装置抗干扰能力强，并能防震。

2）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。

4）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。

5）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。