某挖掘机新版电气系统介绍

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2.2启动过程
1、钥匙开关达到上电位置，整车得电，控制器启动，自检。 2、钥匙开关打到启动位置，控制器检查水温，如果低于3度，
启动预热器。不管是否预热，都将油门位置调节到1档，使 启动电机得电，带动发动机运转。 3、等待发动机转速达到800转，停止启动电机，启动成功。此 时用户可以松开钥匙开关，使其自动返回上电位置。 （EPS控制器如果启动成功后用户不松开钥匙开关，启动 电机会继续运行，EC-7已经做了改进。） 4、为了防止由于发动机启动故障而损坏蓄电池，控制器具有如 下保护：如果从开始启动计时3秒仍未启动成功，不管用户 是否松开钥匙开关，都强行停止启动电机，等待用户重新 启动。如果连续三次启动失败，需要整车断电后才可以再 次启动。
5、如果根据负压计算出的需求功率小于发动机输出功率，说明用户 不希望挖机以最快的速度动作，所以此时的比例阀控制电流按 照根据负压计算出的电流值输出。此时挖机的动作与用户操作 手柄的幅度基本成正比。
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3. 常见故障的分析
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以下故障分析适用于经过初步分析、检 查，已经排除液压系统、发动机本身、燃 油等电气系统以外故障的情况下。 1. 无法启机
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1.5 开关量输出配置及作用
• 1路步进方向输出，用于控制步进电机旋转方向。 • 1路启动继电器输出，用于发动机启动（给启动电机上电）。 • 1路预热继电器输出，用于温度过低时启动预热。 • 1路熄火继电器输出，用于发动机熄火后维持3秒钟的蓄电池供
电，以便于电控系统作一些收尾工作。 • 1路二次升压输出，用于驱动二次升压阀。 • 1路液压先导输出，用于驱动液压先导阀。 • 1路高速行驶输出，用于驱动高速行驶阀。
4. 将短路插头插入校准端口（在EC-7控制器上方）。
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2.5 转速自动校准(续)
5. 缓慢将油门旋钮转到11档（在每一档至少停留1秒）， 观察当前转速，等待其稳定在2200转左右时（大约需1 －5秒），将油门旋钮转到10档，依此类推，直至1档。
6. 拔下校准端口上的短路插头。 7. 检查各档位转速是否合格。 8. 点击触摸屏，返回主显示界面。 9. 检查各档位是否跳档。 10. 如果步骤7或步骤9发现异常，可以从步骤4开始重复整
• 其中步进脉冲方面EPS控制器和EC-7控制器的接线方式有所不同： EPS控制器的PWM输出为低电平有效，EC-7控制器的PWM输出为 高电平有效。而步驱的脉冲输入有两根线（一正一负）。所以对于 EPS控制器，步驱的正接24V电源（29号线），步驱的负接控制器 步进脉冲输出。而对于EC-7控制器，步驱的正接控制器步进脉冲输 出，步驱的负接地（0号线）。
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2.3 熄火过程
• 钥匙开关打到熄火位置，控制器使熄火继电器 闭合。
• 使发动机持续减速（方向继电器失电，输出步 进脉冲）。
• 等待其转速降到600转以下（此转速不可能再维 持其运行，必然会停下来），停止减速控制输 出（停止步进脉冲的输出）。
• 等待发动机转速为0。 • 3秒后分开熄火继电器，整车断电，熄火成功。
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2 无法升速和熄火（始终运行在1档转速）
– 步进电机驱动器故障 – 步进电机故障 – 油门位置传感器故障 – EPS/EC-7故障
调速过程说明： 控制器通过方向继电器和步进脉冲控制步驱发出正转或者反转信号，步进电机在步 驱发出的信号的驱动下旋转，直到油门位置传感器的采样值到达设定值附近。无法 升速和熄火说明步进电机不旋转。
个过程，重新校准一次。
11. 档位及转速都正常后，合上后盖板。（须确认短路插头 已经拔下）
12. 熄火。（熄火前必须再次确认短路插头已经拔下，否则 本次校准可能不会生效）
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2.6步进电机驱动器
• 步进电机驱动器（简称步驱）负责接受控制器的指令驱动步进电机 以设定的速度正转或反转，以调节发动机油门开度，进而实现对发 动机转速的动态调节。步驱从控制器接收两个信号，一个步进方向 （开关量），一个步进脉冲（PWM），其中步进方向控制步进电 机旋转的方向，步进脉冲控制步进电机旋转的速度。
• 油门位置传感器采集当前发动机油门开度，是发动机转速调节 过程中的反馈值。
• 水温传感器、柴油油位传感器和机油压力传感器一方面用于向 用户显示水温、柴油量和机油压力，另一方面提供越限报警功 能。
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1.3脉冲传感器
• 1路脉冲传感器信号用于采集发动机当前转速，发动机每旋转一 周，传感器发出127个脉冲。如果控制器使用EC-7，该信号经过 EC-7综合转换板整形并4分频处理后送入控制器。
4、如果当前转速在设定值的正负50转之内（EC-7的控制精度提高到 了正负30转），则不做任何动作。
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2.5 转速自动校准（EPS没有）
一般作为挖机下线之前的最后一道工序， 不过如果挖机在外长时间运行后转速偏差 较大，也可以由服务人员进行再次校准。 所需工具：
1. 大十字螺丝刀一把，用于打开后盖板； 2. 两线短路插头一个，用于连通校准端口。
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1.2模拟量传感器配置及其关系
• 前泵有主压传感器和负压传感器，后泵有主压传感器和负压传 感器，主阀有背压传感器；这5个传感器用于采集两个变量泵的 工作状态，从而对其排量进行调节，以维持整机的最经济、有 效运行。（P=pq,q=Vn）
• 油门旋钮传感器采集当前油门旋钮的位置，控制器根据该采样 值确定当前档位，进而将发动机调节到与之对应的转速。
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2.7变量泵流量调节系统
变量泵流量调节原理如下： 1、每个泵都有一个主压传感器和一个负压传感器，其中主压为液压泵出
口压力，负压为不做功流量压力，另外两个泵还有一个公共的背压， 反映液压系统的回油压力。 2、因为主压反映液压泵出口压力，所以主压乘以流量就正比与液压泵输 出功率。所以如果希望输出功率恒定，则需要在主压升高的时候减少 排量（增大比例阀电流），主压降低的时候增加排量（减小比例阀电 流）。 3、另一方面，负压反映液压泵不做功流量压力，越大表示不做功流量越 多，就意味着用户需要的排量越小，其物理意义就是操作手柄的动作 幅度越小（某一确定转速下负压最大的时候是用户没有动任何一个手
故障排查线索： 首先检查油门位置传感器的采样值是否在1档附近（3V左右），如果偏差较大，则 说明油门位置传感器损坏。 如果油门位置传感器正常，需要将油门旋钮打到较高档位，然后查看触摸屏上输出 表中的方向继电器输出是否有效。如果无效，说明可能是控制器故障。 如果方向继电器有输出，需要检查步进脉冲有无输出。 具体方法为：可以使用带频率测量的万用表测量29号线和701号线（EPS）或者701 号线和0号线（EC-7）之间的频率，EPS的频率应该在80Hz左右，EC-7的频率应该 在350Hz左右。如果所测频率基本没有或偏差太大，则说明可能是控制器故障。如 果所用万用表没有频率测量功能，可以简单的使用直流电压档测量两线之间的平均 电压，如果有脉冲输出，所测电压应该为电源电压（28V）的一半左右。
9个压力开关、2个比例阀、4个电磁阀、1个步进电机驱动器、1个油 门旋钮传感器、1个油门位置传感器、1个水温传感器、1个柴油油位 传感器、1个机油压力传感器、1个发动机转速传感器（脉冲量）。 其中EC-7控制器包含一块EC-7综合转换板，实现通信规约转换、发 动机频率匹配等功能。 • 其它部分：空调、收音机、雨刷、大灯等。
1.4开关量采集器配置及作用
• 9个油压力开关包括铲斗挖掘、铲斗卸载、斗杆挖掘、斗杆卸载、 动臂提升、动臂下降、左回转、右回转和行走，控制器通过这些 压力开关获取当前挖机的动作信息，用于电控调节的依据。
• 其它开关量包括：一个二次升压按钮用于5秒钟的压力补偿、一 个启动和一个熄火开关量用于获取钥匙开关的当前位置。一个先 导开关量用于获取先导手柄是否在“锁定”位置。
柄的时候）。所以根据负压可以计算出用户需求功率的大小。（实际
上参与计算的值是负压－背压，因为两个压力的差值才反映实际的不 做功流量。其实从理论上讲主压计算的时候也应该减去背压，只不过 与主压相比背压实在太小，才忽略不计。但负压与背压是一个数量级， 所以不可以忽略）
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4、根据负压算出的需求功率如果大于发动机输出功率，说明用户需 求功率已经超出了发动机的输出能力，此时液压泵的功率只能 等于发动机最大功率，而不能完全满足用户要求，所以比例阀 控制电流按照根据主压计算出的与发动机最大功率对应的电流 输出。此时挖机在自己的能力范围之内以最快的速度动作。
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三一挖掘机新版电气系统
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主要内容
1. 电气系统构成与功能 2. 电气控制原理 3. 常见故障的分析 4. EC-7系统介绍 5. 防盗锁机介绍
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1. 电气系统构成与功能
1.1电气结构、功能
• 电源系统：24V蓄电池（2块12V串联），带整流的27V交流发电机。 • 电控系统：一台EPS控制器或者一台EC-7控制器，5个压力传感器、
发动机转速控制器主要流程如下： • 正常情况下使发动机运行在油门旋钮档位对应的转速下。 • 启动时不管油门旋钮停在几档，都运行在1档转速，直到用户改变档位。 • 发动机运行在4档以上（包括4档），并且触摸屏上自动怠速按钮有效时，
如果5秒钟没有负荷，发动机将进入怠速状态，控制器自动将转速调到 1400转/分，以节约燃油、降低噪音。在怠速状态下如果控制器检测到动 作或者档位变化，则自动恢复到相应档位转速。 • 发送机运行在4档以下（不包括4档），如果有动作，控制器自动将转速提 高到1400转，以防止由于转速过低而懑车熄火。
启动电机故障 钥匙开关损坏 启动继电器故障 水温传感器故障 控制器(EPS/EC-7)故障
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原理分析 发动机启动过程为：钥匙开关旋转到“启动”位置，11号线得电；控制器检测到11号 线得电，检测当前水温，如果低于3摄氏度，闭合预热继电器（K7），同时闭合启动继 电器（K3），此时启动电机得电带动发动机旋转，直到达到预定启动转速（800转/ 分），然后控制器分开启动继电器，启动电机失电停止旋转，启动成功。
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2.4调速过程
1、控制器读取当前用户设定的档位值，在内部查表得到对应的转速 的油门位置（转速越高对应的油门位置值越小），然后和当前的 油门位置比较。
2、如果当前转速高过设定值50转（油门位置值比设定值小），则输 出步进脉冲，同时使方向继电器分开（减速）。
3、如果当前转速低过设定值50转（油门位置值比设定值大），则输 出步进脉冲，同时使方向继电器闭合（升速）。
故障排查线索 •机油压力全为零，则可能是控制器
没有上电，需要检查42号线的保险丝是否烧断。 • 确认钥匙开关打到“启动”位置时启动电机是否旋转（如果旋转应该可以听到声音），
如果启动电机旋转，并且发动机本身和供油系统也没有问题，可以检查油门位置传感 器的显示值是否在1档位置（约为3V左右）。如果偏离此值太多，则说明油门驱动机构 可能有问题（即使启动成功也将会难以升速和熄火），解决方法参见下面的“无法升 速和熄火”部分。 • 如果启动电机不旋转，则需要在触摸屏上查看钥匙开关达到“启动”位置时启动继电 器是否有输出，如果有输出，则说明启动继电器（K3）或者启动电机可能已经损坏， 或者两者的接线有问题。 • 如果开关量无输出，需要检查钥匙开关打到“启动”位置时控制器是否检测到11号线 得电（查看触摸屏输入表中“发动机启动”对应的开关量输入是否有效），如果控制 器可以检测到11号线上电，并且13号线也一直保持得电状态，则说明可能是控制器故 障。（早期出厂的少量机器可能在水温过低时保持预热8秒后才启动，所以如果触摸屏 显示水温为0，可以将钥匙开关停在“启动”位置8秒以上，看其是否可以启动。） • 如果钥匙开关打到“启动”位置时控制器检测不到11号线上电，则说明可能是钥匙开 关的故障。
1.6 PWM输出配置及作用
• 1路步进脉冲输出，用于驱动步进电机。该脉冲与步进方向输出 一起控制发动机的升速和降速。
• 2路比例阀控制输出，用于前泵和后泵的排量调节，输出电流越 大，泵排量越小。
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2. 电气控制原理
2.1发动机执行机构的构造与调节原理
发动机转速调节系统包括：控制器（EPS或者EC-7）、触摸屏、蓄电池、 钥匙开关、启动电机、水温传感器、发动机转速传感器、预热器、步进电机 驱动器、步进电机、油门机构。
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具体步骤如下： 1. 打开后盖板。 2. 将油门旋钮打到1档，启动发动机。将模式改成H。 3. 在触摸屏上点击“系统”，输入口令后进入监控界面，观
察当前转速，如果转速在900－1100范围之外，需要手工
调节油门拉杆到此范围之内。（新机下线必需，二次校准 如果不是所有档都向一个方向偏则不需要）