挖掘机电液控制系统

1）美国卡特 BH235DE 液压挖掘机电气控制原理
到了 20世纪 90年代，进口挖掘机几乎全部采用 液压结构微机控制，在动力性、经济性、噪声、 尾气排放、保护系统等方面的性能得到显著增强。
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（1）预热系统电路分析
卡特 5DE 型液压挖掘机电子预热控制器电 气原理如图 6.8所示。该机采用封闭式电热塞，6 只并联，柴油机每缸 1只，每只电热塞的电阻为 4 Ω，其总工作电流为36 A，采用预热定时器控制， 其工作状态由点火开关、预热继电器、电子预热 控制器、温度传感器等控制。
合形式不同，分为单泵单回路、双泵单回路定量
系统、双泵双回路定量系统及多泵多回路定量系
统等。
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（2）变量系统 在液压挖掘机采用的变量系统中，是通过容
积变量来实现无级调速的，其调节方式有 3种： 变量泵—定量马达调速、定量泵—变量马达调速、 变量泵—变量马达调速。
（3）典型挖掘机液压工作系统
如图 6.7所示的国产 W Y-100型履带式单斗液压 挖掘机液压系统是一种典型的挖掘机液压传动控 制系统，其工作装置、行走机构、回转装置等均 采用液压驱动。
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任务描述
挖掘机作为土方工程施工中的主力机种之一，可 以用作挖掘、装载、起重、打桩、捣固、钻孔及 平整等作业，具有用途广、性能优、挖掘力大、 操控方便等特点。由于挖掘机系统复杂，涉及技 术领域广、机型多种多样，本项目要求掌握挖掘 机的结构特点、电液控制技术的基本原理以及挖 掘机综合故障诊断与检修方法。
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2）回转装置
液压挖掘机回转装置由转台、回转支撑和回转机 构等组成。回转支撑的外座圈用螺栓与转台连接， 带齿的内座与底架用螺栓连接，内、外座圈之间 设有滚动体。挖掘机工作装置作用在转台上的垂 直载荷、水平载荷和倾覆力矩通过回转支撑的外 座圈、滚动体和内座圈传给底架。
3）工作装置
（1）反铲工作装置 铰接式反铲是单斗液压挖掘机最常用的结构型式， 动臂、斗杆和铲斗等主要部件彼此铰接如图 6.2 所示，在液压缸的作用下各部件绕铰接点摆动， 完成挖掘、提升和卸土等动作。
②微机电子调速板的工作原理 当把点火启动开关置于 ON 挡时，微机电子调速 板接通 24 V 工作电源，此时微机接收到来自转速 传感器的零转速信号。微机已为柴油机设定一个 标准的怠速转速500r/min，启动，柴油机怠速运 转。在这个过程中，微机不断接收转速信号，与 设定信号比较，计算出控制信号，不断修正寄到 稳速的目的。
动来实现，因此液压系统对挖掘机的功能和效率 的影响巨大。
1）挖掘机的液压系统类型
按照液压泵的流量特性不同，液压挖掘机液压系 统分为定量系统、变量系统两种类型。
（1）定量系统 在液压挖掘机采用的定量系统中，其流量不
变，即流量不随负载而变化，通常依靠节流来调
节速度。根据定量系统中油泵和回路的数量及组
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4）液压系统
液压挖掘机的液压系统都是由一些基本回路和辅 助回路组成，包括限压回路、卸荷回路、缓冲回 路、节流调速和节流限速回路、行走限速回路和 先导阀操纵回路等，由它们构成具有各种功能的 液压系统。液压挖掘机液压系统主要有定量系统、 变量系统和定量、变量复合系统等 3种类型。
5）控制系统
除了主油路，还有低压油路：排灌油路，泄油回 路，补油油路。
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3.液压挖掘机电气控制系统 电气与电子控制系统是挖掘机的重要组成部分，
其质量与性能的优劣直接影响到挖掘机的动力性、 经济性、可靠性、施工质量、生产效率及使用寿 命等。挖掘机电气控制系统包括监控盘、发动机 控制系统、泵控制系统、各类传感器、电磁阀等。
任务分析
机电液一体化技术是液压挖掘机的主要发展方向， 其目的是实现液压挖掘机的全自动化，即人们对 液压挖掘机的研究，逐步向机电液控制系统方向 转移，使挖掘机由传统的杠杆操纵逐步发展到液 压操纵、气压操纵、电气操纵、液压伺服操纵、 无线电操纵、电液比例操纵和计算机直接操纵。
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【知识准备】挖掘机的结构与工作原理 1.液压挖掘机结构特点 液压挖掘机在各种工程建设领域，特别是在基础
（2）报警保护系统电路分析 报警保护电路由报警信号灯（光源为发光二
极管）、报警传感器、报警继电器、报警蜂鸣器、 熄火电磁阀和报警电路微机控制模块组成如图 6.9所示。
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（3）油门电控系统电路分析 ①油门电控系统的组成
油门电控系统由微机电子调速板、执行器（油门 电动机）、电磁式转速传感器、三挡模式转换开 关及调速电位器组成，电路框图如图6.10所示。
设施建设中所起的重要作用越来越明显，是工程 机械行业中产销量最大、增长率最高的产品之一。 随着挖掘机技术的不断进步，市场上挖掘机品牌 的增多，为用户选购和使用挖掘机提供了更多的 选择。
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1）履带式行走装置 履带式行走装置由“四轮一带”（即驱动轮、导
向轮、支重轮、托轮以及履带）、张紧装置和缓 冲弹簧、行走机构、行走架等组成。 液压泵→控制阀→行走马达，行走和转向很方便 实现。
机电液一体化是液压挖掘机的主要发展方向，其 目的是实现液压挖掘机的全自动化，使挖掘机由 传统的杠杆操纵逐步发展到液压操纵、气压操纵、 电气操纵、液压伺服操纵、无线电操纵、电液比 例操纵和计算机直接操纵。目前，液压挖掘机控 制系统已发展到复合控制系统。
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2.挖掘机液压系统
液压挖掘机是目前使用非常广泛的一种工程机械， 其行走、回转、举升、挖掘动作都是通过液压传
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（2）正铲工作装置
单斗液压挖掘机的正铲结构如图 6.5所示，主要 由动臂 2、动臂油缸 1、铲斗 5、斗底油缸 4等组 成。铲斗的斗底利用液压缸来开启，斗杆 6铰接 在动臂的顶端，由双作用的斗杆油缸 7使其转动。 斗杆油缸的一端铰接在动臂上，另一端铰接在斗 杆上。其铰接形式有两种：一种是铰接在斗杆的 前端；另一种是铰接在斗杆的尾端。
第10讲 挖掘机电液 控制系统
项目剖析与目标 挖掘机是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，
并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。第一 台手动挖掘机问世至今已有130多年的历史了， 期间经历了由蒸汽驱动回转挖掘机、电力驱动和 内燃机驱动回转挖掘机到应用机电液一体化技术 的全自动液压挖掘机的逐步发展过程。本任务项 目主要针对全液压挖掘机的结构、原理、选型以 及故障诊断与检修方法等进行论述。