三一重机挖掘机电控系统技术资料.docx

三一重机挖掘机电控系统技术资料1简介：液压挖掘机电气控制系统主要是根据发动机、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、 开关量的检测并将检测数据输入给挖掘机的专用控制器(Electronic Power System)，控制器综合各种测量值、设定值和 操作信号后发出相关控制信息，对发动机、液压泵、液压控制阀 和整机进行控制电气控制系统具有以下功能：l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l检测和保护功能：通过一系列的传感器、油压开关、熔断器和显示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l照明功能：主要有司机室厢灯、工作装置作业灯及检修灯l其它功能：主要有刮雨器、喷水器、空调器和收放音机等2系统组成及原理：SY200C6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12V120AH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。

l蓄电池：采用12V 120AH免维护型蓄电池，2组串联l发电机：27V 35A交流发电机，由柴油机自带，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l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2.2启动部分2.2.1启动设备l启动电机：24V 4KWl钥匙开关：用于启动发动机l转速传感器：用于检测启动过程中发动机转速l液压操纵杆：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三一挖掘机由控制器来控制起动马达，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 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°C,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，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，外部照明共有3 盏大功率工作灯，分别为回转平台1盏、动臂2盏，内部照明为 驾驶室厢灯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，本机采用工程机械专用进口工程 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 率其硬件主要由控制器和显示屏为系统核心，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： 显示屏面板能防水、防尘，整个装置抗干扰能力强，并能防震。

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每次重新启动挖掘机后，自动怠速开关处于自动怠速有效模式， 只有按下自动怠速开关，自动怠速功能才能取消本装置自动查找故障，根据测得的故障参数找出发生故障的部位，并能查询某个故障发生的时间及某个时间内所发生的故障名 称图3-1故障诊断报警系统结构图2.8电子节能控制装置本系统由控制器、显示屏、油门控制单元以及一些模拟量、开 关量传感器、模式电磁阀组、开关阀等组成通过对发动机和液 压泵系统进行综合控制，使二者达到最佳匹配，以达到明显的节 能效果。

该装置主要实现四种工作模式的选择，自动怠速功能、 过热保护及柴油机转速控制等功能各种控制指令（包括显示屏 控制指令）和检测信号以开关量或模拟量形式进入控制器后，控 制器根据要求输出控制信号给受控元件，达到控制的目的另外 将各种信号以通信的方式送入显示 屏通过显示屏实现相关控 制的操作、实时显示和报警信息提示2.8.1四种工作模式控制（3种功率模式100% 80% 70%）挖掘机配备工作模式控制系统，可以使操作者根据作业工况不 同，选择适合的作业模式，使发动机输出最合理的动力三一挖 掘机有四种作业模式可供选择，模式的选择通过显示屏上的“模 式”选择按钮实现挖掘机工作后每次只选一个工作模式，选定 一个新的工作模式后，原工作模式自动消除H模式：即重负荷挖掘模式，发动机油门处于最大供油位置， 发动机以全功率投入工作；S模式：即标准作业模式，液压泵输入功率的总和约为发动机 最大功率的90%；L模式：即普通作业模式，液压泵输入功率的总和约为发动机 最大功率的80%B模式：即轻载作业模式，液压泵输入总功率约为发动机最大 功率的70%，适合于挖掘机的平整作业或破碎模式2.8.2功率优化系统该功率优化系统采用闭环控制，工作中它能根据发动机负荷的变 化，自动调节液压泵所吸收的功率，使液压泵的功率始终与发动 机的功率相匹配，控制器即对发动机采取分段功率控制，不再追 求完全用足发动机功率，而是根据具体的工作状况设定发动机的 工作能力，减轻发动机的工作强度，使发动机稳定地运行在经济 工况点上，其工作原理见图3-2。

图3-2功率优化系统原理图该系统由恒功率泵、模式阀组（功率阀）、发动机转速传感器、 油门位置传感器、控制器、显示屏及5个压力传感器组成发 动机转速传感器为电磁感应式，他固定在飞轮壳的上方，用以检 测发动机的实际转速油门位置传感器为电阻感应式，他固定在 油门机构转盘上，用以检测油门的实际位置通过5个压力传感 器测得的工装实时负荷大小，由控制器程序计算液压泵的需求功 率，从而自动调节功率阀电流，实现液压泵的功率调节，使液压 系统充分吸收柴油机发出的功率，又不会使柴油机熄火，充分发 挥挖掘机的工作能力2.8.3柴油机转速控制原理本系统采用控制器控制器，油门控制器作为控制单元，油门机构 作为执行机构控制柴油机油门的开度升速时，由控制器给出步进脉冲信号，驱动油门机构正转，柴油 机油门开度加大，柴油机转速上升，同时油门位置参数减少，达 到设定的油门位置后，升速信号停止，进入转速自动调节阶段 油门位置信号由安装在油门机构上的油门位置传感器获得，控制 器通过模拟通道采集此信号，并送入控制器内部寄存器处理，控 制器根据实际油门位置与设定油门位置的差值，进行处理运算 后，输出相应数量的脉冲，控制步进电机运行，从而实现对柴油 机转速的自动控制及自动调节。

降速时，控制器给出步进脉冲和步进方向信号，转速自动调节断 开，油门机构反转，油门开度减少，柴油机转速下降，达到怠速 状态时，EPS给出停止信号，油门机构停止运行，柴油机在怠速 状态运行，其工作原理见图3-3图3-3柴油机闭环控制原理框图当挖掘机在低怠速下工作（1300rpm以下），油门调速机构能自 动将发动机转速提升到1300rpm，以避免因发动机输出功率不足 引起的懑车熄火现象为了防止柴油机转速超过允许的最高工作速度，以免造成设备的 损坏，对柴油机的转速进行限幅在柴油机升速和降速调节过程 中，油门机构的油门位置信号反馈回控制器，由控制器进行分析， 步进电机正转，油门位置传感器参数减小；步进电机反转，油门 位置传感器参数增加，控制器自动分析柴油机正常运行时的步进 电机正转步数，并进行运算处理得出步进电机允许正转的最高步 数，当由于意外原因引起柴油机转速向最高转速上升时，到达异 常油门位置区，控制器能自动封锁步进电机，以保证柴油机不会 超过所允许的最高转速2.8.4自动怠速系统三一挖掘机具有自动怠速装置，当操纵杆回中位达5秒后， 发动机自动进入低速运转，从而可减小液压系统的空流损失和发 动机的磨损，起到节能和降低噪声的作用。

当扳动操纵杆重新作 业时，发动机自动恢复到原来的转速状态2.8.5过热保护控制当冷却水达到一定温度时，控制工作模式自动降低一档，即从 H模式降至S模式再至L模式、B模式当冷却水温过热达到二 极报警（冷却液温度超过103度）时，柴油机自动进入自动怠速 工作状态（转速下降），直至冷却液温度降至正常温度为止。