挖掘機電氣控制系統(tǒng)培訓教材

1、挖掘機電氣控制系統(tǒng)培訓教材 1、關鍵部件的配置1、關鍵部件的配置型號發(fā)動機液壓系統(tǒng)動臂斗桿履帶架四輪一帶回轉支撐回轉平臺司機室SY200C6康明斯6BTAA5.9川崎負流量SANYSANYINI羅特愛得SANYSANYSY200F五十鈴CC-6BGTRP川崎正流量SANYSANYINI羅特愛得SANYSANYSY210C6康明斯6BTAA5.9川崎負流量SANYSANYINI羅特愛得SANYSANYSY210C6M三菱6D43川崎負流量SANYSANYINI羅特愛得SANYSANYSY210C6B五十鈴CC-6BGTRP川崎負流量SANYSANYINI羅特愛得SANYSANYSY210F五十鈴

2、CC-6BGTRP川崎正流量SANYSANYINI羅特愛得SANYSANYSY230C6A康明斯QSB6.7川崎負流量SANYSANYINI羅特愛得SANYSANYSY230C6B五十鈴CC-6BGTRP川崎負流量SANYSANYINI羅特愛得SANYSANYSY230C6C三菱6D43川崎負流量SANYSANYINI羅特愛得SANYSANYSY230F康明斯6BTAA5.9川崎正流量SANYSANYINI羅特愛得SANYSANY一、基本概念 1.電路 簡單電路一般都是由電源、負載、連接導線、控制和保護裝置等四個部分按照一定方式連接起來的閉合回路。電路的作用是進行能量的傳輸、分配與轉換，實現(xiàn)信

3、息的傳遞與處理。 2.電路模型 由多個理想元件的組合來模擬的實際電路稱為電路模型。 名稱意義單位電流單位時間t (s)內通過導體橫截面的電荷量q (c)。I=q/t安培（A）電壓a和b兩點間的電壓等于單位正電荷從a點移到b點時電場力所做的功。Uab=Wab/q伏特V電位某一點的電位就是該點與參考點之間的電壓。 Uab=Va-Vb伏特V電能電流在一段時間內所做的功。W=UIt焦耳J電功率電流在單位時間內所做的功。P= W/t=UI瓦特W電動勢單位正電荷在電源內部從負極移到正極時非電場力所做的功。E=W/q伏特V電阻反映導體對電流起阻礙作用的物理量。R=* /S歐姆二、基本物理量三、歐姆定律1歐姆

4、定律 (1) 部分電路歐姆定律。流過這段電路電流的大小與電路兩端所加的電壓成正比，與這段電路的電阻成反比 I=U/R (2) 全電路歐姆定律。閉合電路中的電流與電源的電動勢成正比，與電路電阻成反比。 I=E/(R+r0)2.焦耳- 楞次定律 電流通過導體產生的熱量，與電流的平方、導體的電阻和通電時間成正比。 Q=IIRt挖掘機故障診斷與排除方法 一 、概述 挖掘機故障診斷與維修技術具有很多特點，比如： （1)與基礎科學研究、應用技術研究和 其他新產品設計開發(fā)都不盡相同，其自身的專業(yè)理論尚待完善，其主要目的是確定機械狀況，查找故障原因，恢復或新增挖掘機的原有性能。 （2）交叉性強。其涉及摩擦學、

5、材料學、力學、化學等許多科學基礎理論，包含機械制造、金屬結構、液壓、電氣、自動化等相關專業(yè)學科知識，包含焊接、鑄造、車、鉗、鍛、鍍等繁多的工藝手段，而且還包含維修理論、管理體制等經營管理的內容。 （3）應用環(huán)境惡劣，實踐性強。所有理論和方法都必須以機械的實際狀況為基礎，在實踐的基礎上提出故障假說，進行歸納、分析、綜合與推理，找到實質性問題，進而采取維修對策。處理結果很快便能得到實踐驗證。 對于品種、規(guī)格、性能、技術和數(shù)量等各個方面空前發(fā)展的挖掘機，其故障診斷與維修技術已有一定的規(guī)律和方法可循，采用科學的方法往往能收到事半功倍的效果。 二 挖掘機故障診斷與排除的條件和內容 從客體方面看，從事挖掘

6、機故障診斷與維修必須具備四個基本要素：1.背景知識： 主要包括相關的基礎理論和專業(yè)技術知識，該機型的原理、構造、安裝方法、使用與維修方法等方面的知識；2.工具： 指檢測儀器、加工儀器、維修用具等；3.方法手段： 包括檢測、分析、推理方法及相應的實踐經驗；4.零配件： 指與原機械型號規(guī)格相同或可以近似替換而不影響主機性能的零件、部件成品。 主體人的活動把它們串聯(lián)了起來： 具體現(xiàn)象入手，采集、提取故障特征信息， 提出故障假說； 運用各種專業(yè)技術知識和邏輯推理、數(shù)學運算 等方法手段； 對各種故障假說進行排除或確認，即所謂“大膽假設，小心求證”； 使整個過程成為具有創(chuàng)造性思維特征的有機整體。挖掘機故障

7、診斷與維修主要內容包括（1)確定機械的狀態(tài)及故障現(xiàn)象和性質。（2)判斷故障部位和程度，尋查故障元件。（3)分析故障原因并排除故障。（4)恢復機械的功能并試用。（5)提出預防故障的方法。 三 獲取故障信息的方法 獲取故障信息是進行挖掘機故障診斷與維修的第一步，使人們根據(jù)直覺、知識和經驗發(fā)現(xiàn)問題，運用儀器設施檢查并進行初步判斷的過程。通?？筛爬閮煞N方法，即直觀檢查法和精密診斷法。 （1）直觀檢查法 該方法指憑借個人的感覺和經驗或利用簡單儀表，通過看、聽、摸、聞、問等直覺方法對故障進行初步定性分析，如從外觀、振動、異響、溫升、氣味、磨損等現(xiàn)象獲得有價值的信息，初步判斷故障產生的原因或部位。它是一種

8、最簡單也是用的最普遍的傳統(tǒng)診斷方法。 （2）精密診斷法 該方法指在直觀檢查法的基礎上，利用精密的測量儀器，采取科學方法對重點部位或項目進行靜態(tài)、動態(tài)測試和定量分析，發(fā)現(xiàn)一些疑難的隱藏較深的故障信息，達到準確地判定故障部位和程度的目的。例如振動信號分析法，油液光譜、鐵譜分析法等，必要時還可以對某一特定系統(tǒng)或元件進行專項模擬試驗或實際試驗。 這種方法所用的儀器較精密，成本較高，對獲取信號進行分析是需要較高的理論水平和技術素養(yǎng)，同時仍然離不開實踐經驗的指導，目前尚處于研究、提高和完善中。 （3）兩種方法的認識論問題 直觀檢查法與精密診斷法都是獲取故障信息的有效方法，但他們在認識問題的層次上是有差別的

9、，所依據(jù)的主、客觀條件和理論思維程度也相距甚遠，具體表現(xiàn)為：（a）從客觀方面看，挖掘機種類繁多， 結構復雜性不同；故障程度（潛伏期、發(fā)展期、損壞期）和排除故障的難易程度不同；所擁有的儀器、工具、維修條件不同。在診斷與維修的過程中必須充分考慮上述因素。（b）從主觀方面看，維修人員的技術素質有高有低，實踐經驗有強有若，對不同機械的故障或對同一機械的不同故障，其敏感性不一樣，在診斷與維修中所需要的信息也不一樣。 因為主、客觀因素直接影響獲取的故障信息的可靠性、充分性和清晰度，所以需要通過不同的理論思維方式，才能得出正確的診斷結論。 上述兩種方法互相聯(lián)系，互為補充，在最終確認故障的性質、部位、原因這一

10、總體目標上是一致的四、故障分析方法 故障分析是一個觀察、假設、推理、驗證、修正假設、再驗證直到準確判定故障的過程，其指用各種哲學方法、邏輯方法和數(shù)學方法，對獲取的故障信息進行科學論證或演繹推理，以便透過事物的表面現(xiàn)象，揭示其本質 1 分析、歸納和邏輯推理法 根據(jù)故障信息，首先分析導致某一故障現(xiàn)象(結果)的各種故障假說(原因),然后從可能的故障假說中進行比較、驗證，排除虛假成份，探求真正的原因。 對于因果關系比較復雜的情況,可以借助因果關聯(lián)圖、魚刺圖、故障樹等，使思路清晰、明了。 歸納法指從個別事實推出一般結論的方法，通常情況下我們只能采用不完全歸納法。例如某臺液壓挖掘機，其動臂機構不動作，鏟斗

11、機構不動作，回轉機構也不動作，我們可以通過歸納法得出結論：同時控制這三個機構動作的主油泵或先導油泵有故障。當然這個結論還需要用其他證據(jù)進一步證實。 2 證明與反駁法 各種故障假說都是試探性的，具有主客觀猜測的成分。要達到論證的目的，論據(jù)必須真實、充分，而我們獲取的個別信息只能對它提供弱支持，尋找否定證據(jù)即反駁這個證據(jù)將對故障診斷更為有力。 在上述例子中，某液壓挖掘機動臂機構不動作，其可能的故障假說之一是液壓泵損壞，即：主油泵損壞動臂機構不動作，但反過來其逆命題不成立，必須尋找其他否定證據(jù)，比如說，主油泵損壞回轉機構也不能動作，而現(xiàn)在觀察到回轉機構工作正常，就可以反證出主油泵沒有損壞，即主油泵損

12、壞的故障假說不成立。 3替換法 替換法指在挖掘機故障診斷與維修實踐中，用同一型號的零部件替換懷疑已發(fā)生故障的零部件，并對新、舊零部件的工作狀況進行對比分析，從而達到確定故障部位的目的，也稱為原型置換法。在不具備置換條件時，可對某一局部系統(tǒng)或部件施加相似的模擬信號或載荷（如對液控變量的液壓泵施加規(guī)定的先導變量壓力），再對工況進行比較判斷。采用這種方法時應注意用來替換的新、舊零部件或模擬信號的合適性，不能盲目替換或是故障擴大或產生新的故障。 4 演繹法 演繹法是指從一般原理推出特殊情況的思維方法，其主要形式是由大前提、小前提和結論構成的“三段論式”。它是一種必然性推理，形式為：所有A具有性質C（大

13、前提），B是A中的一個（小前提），則B一定具有性質C(結論)。 例如，液壓柱塞泵在額定荷載下工作時，其容積效率不低于80（大前提），某液壓挖掘機使用的是柱塞油泵（小前提），所以在額定荷載下工作時，其容積效率不應低于80，則可判斷該柱塞油泵可能有故障（但可能不是使該液壓挖掘機工作異常的唯一故障原因，因為演繹得出的結論中或許有一些新的東西超出了“大前提的范圍”）。 五 故障處理原則 挖掘機故障診斷與維修是一項艱苦復雜的工作。在故障處理過程中，對各種故障假說進行確認、擇優(yōu)還時，應注意以下原則： 1.單性原則 查找故障時應從簡單、易處理的故障入手，從簡到繁逐一分析確認?，F(xiàn)代挖掘機大多數(shù)是機-電-液一體

14、化產品，技術含量高，我們在處理故障時，一般先檢查電氣系統(tǒng)，再檢查液壓系統(tǒng)，最后檢查機械傳動系統(tǒng)。檢查液壓系統(tǒng)時，應按輔助油路、控制油路、主油路和關鍵元件的順序逐步檢查。千萬不可一遇到故障就亂拆亂卸，以免擴大故障或造成新的事故。 2.概率性原則 它是指根據(jù)各種故障假說成立的可能性大小進行擇優(yōu)的原則。根據(jù)該機械使用的時空條件、機型結構及相關的致障因素，結合維修經驗，優(yōu)先考慮最可能的故障假說。 對這一原則的掌握情況，直接反映了維修人員的素質和水平。 3.效益原則 即優(yōu)先選擇那些能夠盡快得以確認的故障假說和確認方法對整臺機械或系統(tǒng)損害最小，需要的工具、手段、經費最省的故障假說。 4.慎思慢動手原則 要

15、求故障診斷與維修人員勤于思考，充分發(fā)揮主觀能動性，安全第一，不要隨意調整或拆卸不應輕易調整或拆卸的部件，尤其是那些不熟悉、不易確認或調整后不易還原的部件，如液壓系統(tǒng)的壓力閥、節(jié)流閥等。 挖掘機電氣控制系統(tǒng)本篇將以SY2XXCX挖掘機為例講述挖掘機的電氣系統(tǒng)基本原理、基本構造、操作說明、故障分析一：概述機電一體化是液壓挖掘機的主要發(fā)展方向，其最終目的是機器人化，實現(xiàn)全自動運轉，這是挖掘機技術的又一次飛躍。作為工程機械主導產品的液壓挖掘機，在近幾十年的研究和發(fā)展中，已逐漸完善，其工作裝置、主要結構件和液壓系統(tǒng)已基本定型。人們對液壓挖掘機的研究，逐步向機電液控制系統(tǒng)方向轉移?？刂品绞讲粩嘧兏铮雇诰?/p>

16、機由簡單的杠桿操縱發(fā)展到液壓操縱、氣壓操縱、電氣操縱、液壓伺服操縱、無線電遙控、電液比例操縱和計算機直接控制。所以，對挖掘機機電一體化的研究，主要是集中在液壓挖掘機的控制系統(tǒng)上。液壓挖掘機電氣控制系統(tǒng)主要是對發(fā)動機、液壓泵、多路換向閥和執(zhí)行元件（液壓缸、液壓馬達）的一些溫度、壓力、速度、開關量的檢測并將有關檢測數(shù)據(jù)輸入給挖掘機的專用控制器EPS（Electronic Power System），EPS控制器綜合各種測量值、設定值和操作信號發(fā)出相關控制信息，對發(fā)動機、液壓泵、液壓控制閥和整機進行控制。1.控制功能因為專業(yè)，所以超群！電氣控制系統(tǒng)功能因為專業(yè)，所以超群！負責對發(fā)動機、液壓泵、液壓控

17、制閥和整機的復合控制。2.檢測和保護通過一系列的傳感器、油壓開關、蜂鳴器、熔斷器和觸摸屏等對挖機的發(fā)動機、液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)和工作狀態(tài)進行檢測和保護。3.照明功能電氣控制系統(tǒng)功能因為專業(yè)，所以超群！主要有司機室?guī)麩?、工作裝置作業(yè)燈及檢修燈。4.其它功能主要有刮雨器、噴水器、空調器和收放音機等。二：系統(tǒng)組成及原理SY2XXC1挖掘機電氣系統(tǒng)由電源部分、啟動部分、照明部分、電氣操縱機構、空氣調節(jié)裝置、音響設備、節(jié)能控制及故障診斷報警系統(tǒng)等組成。2.1 電源部分系統(tǒng)電源為直流24V電壓供電、負極搭鐵方式；采用2節(jié)12V 120AH蓄電池串聯(lián)作發(fā)動機啟動電源，由帶內置硅整流和電壓調節(jié)裝置的交流發(fā)電機充

18、電，以維持蓄電池電量和穩(wěn)定系統(tǒng)電壓；蓄電池輸出端裝設電源繼電器，由鑰匙開關控制，以增加電源系統(tǒng)的安全性。2)發(fā)電機：27V 35A交流發(fā)電機，由發(fā)動機自帶，內置硅整流電路及電壓調節(jié)器，帶有頻率輸出。D+為中性點電壓輸出端子，B+為電源輸出端子，E為接地端子。D+端子接充電報警燈，在啟動初狀態(tài)，當發(fā)電機電壓尚未建立時D+端電壓為0V，充電報警燈亮，蓄電池正電源通過報警燈燈絲流向D+端作為發(fā)電機的勵磁電流，使發(fā)電機迅速建立起電壓并進入發(fā)電工作狀態(tài)。發(fā)電機進入發(fā)電狀態(tài)后，D+端電壓達24V，充電報警燈熄滅。3) 電源繼電器：裝于電瓶的正極控制總電源，由鑰匙開關控制，以增加電源系統(tǒng)的安全性。a)接通：

19、把鑰匙開關打到“接通”位置以啟動電路系統(tǒng)，此時電源繼電器接通， 系統(tǒng)得電。在啟動發(fā)動機之時，鑰匙開關必須是接通的。b)斷開：把鑰匙開關打到“斷開”位置，電源繼電器斷電，以切斷電路系統(tǒng)。注 意維修電路系統(tǒng)和機器的其它部件時，請把鑰匙開關打到“斷開”位置或拔掉鑰匙開關以切斷蓄電池電路。2.2 啟動部分啟動設備1)啟動電機：24V 4KW 起動電機三個接線柱的作用和連接如下： a 50接線柱接啟動開關。 b 31接線柱為負極搭鐵。 c30接線柱可接車上的用電器的正極。2)鑰匙開關：用于啟動發(fā)動機。3)轉速傳感器：用于檢測啟動過程中發(fā)動機轉速。4）液壓操縱：液壓操縱桿在“鎖住”位置，發(fā)動機才能啟動。發(fā)

20、動機啟動、熄火原理圖2.2.2 挖掘機啟動保護原理及實現(xiàn)過程 SY2XXC1挖掘機由EPS來控制起動馬達，并通過程序設置實現(xiàn)保護。柴油機起動前，鑰匙開關先打到“通電”檔時，由EPS控制器檢測各傳感器及相關開關輸入信號，檢測此時冷卻液溫度是否低于3，若是，則接通預熱繼電器，直到冷卻液溫度高于此值時斷開，同時驅動油門機構向油門高位走一行程，以保證油門打開。鑰匙開關打到“啟動”檔后，控制器檢測到“柴油機啟動信號”的輸入，同時判斷“液壓操縱稈”信號是否為閉合，若閉合，再判斷此時轉速是否低于650r/m，若是，則接通啟動繼電器，直到轉速高于650r/m，則斷開啟動繼電器，起動后啟動繼電器不再輸出。此時控

21、制器完成發(fā)動機的發(fā)動。2.3 照明部分 為了保證夜間行車或作業(yè)安全，提高工作效率，外部照明旋轉臺工作燈、動臂工作燈均采用大功率工作燈，內部照明為駕駛室?guī)麩?，觸摸屏具有光控與溫控電路，在光線陰暗時自動打開背光，照明液晶屏，在不同的溫度下，自動調節(jié)液晶屏的灰度，以達到最佳的視覺效果。2.4 電氣操縱機構包括各啟動開關、斷路開關、繼電器等電氣控制機構。2.5 空氣調節(jié)裝置為了營造一個舒適的工作環(huán)境，本機采用工程機械專用工程空調，能實現(xiàn)制冷與制暖、風量以及溫度調節(jié)。采用國際先進的挖掘機專用收音機(以實物為準)，配以大功率放音喇叭，能獲得震撼的收音效果。 2.6 音響設備 2.7 故障診斷報警裝置 故障

22、診斷報警裝置對挖掘機的運行狀態(tài)進行監(jiān)視， 一旦發(fā)生異常能及時報警，并指出故障部位，從而可及早清除事故隱患，減少維修時間，降低保養(yǎng)和維護費用，改善作業(yè)環(huán)境，提高作業(yè)效率。其硬件主要由EPS和觸摸屏為系統(tǒng)核心，輔以其他檢測和保護控制元件，實現(xiàn)對控制對象的各種監(jiān)測目的，它有如下特點：1）顯示屏面板能防水、防塵，整個裝置抗干擾能力強，并能防震。2） 能對機器的運行情況進行連續(xù)監(jiān)測，并根據(jù)要求進行報警。3） 裝置在硬件上具有光控電路，在光線陰暗時自動打開背光，照明液晶屏，在不同溫度下，自動調節(jié)液晶屏的灰度，以達到最佳視覺效果。4） 裝置具有工作小時總計，系統(tǒng)時間顯示且能對其進行調整，使其與當?shù)貢r間一致。

23、5） 可以對液晶屏進行翻屏操作，可查閱采集的各路參數(shù)的具體數(shù)值或者各開關量的正常與否。6） 工作后每次只選一個工作模式，選定一個新的工作模式之后，原工作模式自動消除。每次重新啟動挖掘機后，功率模式重新回到S（標準）模式。 7） 每次重新接通并啟動挖掘機后，行駛高低速選擇開關處于低速狀態(tài)，只有當按下開關后才依次在高速與低速之間轉換。8） 每次重新啟動挖掘機后，自動怠速開關處于自動怠速有效模式，只有按下自動怠速開關，自動怠速功能才能取消。9） 本裝置自動查找故障，根據(jù)測得的故障參數(shù)找出發(fā)生故障的部位，并能查詢某個故障發(fā)生的時間及某個時間內所發(fā)生的故障名稱。本監(jiān)控報警系統(tǒng)各功能顯示方式、采集信號具體

24、情況列表如下：顯示類別輸入或輸出信號方式指示儀表方式實時監(jiān)測燃油箱油位表 油量傳感器 模擬量發(fā)動機冷卻液溫度表水溫傳感器 模擬量機油壓力表油壓傳感器 模擬量油門旋鈕油門旋鈕 模擬量油門位置油門位置傳感器 模擬量五個壓力傳感器壓力傳感器 模擬量發(fā)動機轉速轉速傳感器 高頻脈沖控制器采集到的所有開關輸入輸出點狀態(tài)開關量顯示類別輸入或輸出信號方式液晶顯示報警菜單機油壓力不足 油壓傳感器 模擬量發(fā)動機冷卻液溫度過熱水溫傳感器 模擬量空氣濾清器阻塞壓力傳感器 開關量油門旋鈕故障油門旋鈕 模擬量燃油油量不足油量傳感器 模擬量顯示屏界面 界面1：主畫面 界面2：功能菜單2.8 電子節(jié)能控制裝置 本系統(tǒng)由EPS

25、控制器、顯示屏、油門控制單元以及一些必要的模擬量、開關量傳感器、模式電磁閥組、開關閥等組成。通過對發(fā)動機和液壓泵系統(tǒng)進行綜合控制，使二者達到最佳匹配，以達到明顯的節(jié)能效果。該裝置主要實現(xiàn)四種工作模式的選擇，自動怠速功能、過熱保護及柴油機轉速控制等功能。各種控制指令（包括觸摸屏控制指令）和檢測信號以開關量或模擬量形式進入EPS后，EPS根據(jù)要求輸出控制信號給受控元件，達到控制的目的。另外將各種信號以通信的方式送入觸摸屏。通過觸摸屏實現(xiàn)相關控制的操作、實時顯示和報警信息提示。 挖掘機配備工作模式控制系統(tǒng)，可以使操作者根據(jù)作業(yè)工況不同，選擇適合的作業(yè)模式，使發(fā)動機輸出最合理的動力。SY2XXCx挖掘

26、機有四種作業(yè)模式可供選擇，模式的選擇通過觸摸屏上的“模式”選擇按鈕實現(xiàn)。挖掘機工作后每次只選一個工作模式，選定一個新的工作模式后，原工作模式自動消除。 H 模 式重負荷挖掘模式S 模 式標準作業(yè)模式L 模 式輕載挖掘模式B 模 式爆破挖掘模式發(fā)動機油門處于最大供油位置，發(fā)動機以全功率投入工作；液壓泵輸入功率的總和約為發(fā)動機最大功率的90%；液壓泵輸入功率的總和約為發(fā)動機最大功率的80%；液壓泵輸入功率的總和約為發(fā)動機最大功率的70%；適合于挖掘機的平整作業(yè)或破碎模式2.8.2 功率優(yōu)化系統(tǒng) 該功率優(yōu)化系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，工作中它能根據(jù)發(fā)動機負荷的變化，自動調節(jié)液壓泵所吸收的功率，使液壓泵的功率始

27、終與發(fā)動機的功率相匹配，控制器即對發(fā)動機采取分段功率控制，不再追求完全用足發(fā)動機功率，而是根據(jù)具體的工作狀況設定發(fā)動機的工作能力，減輕發(fā)動機的工作強度，使發(fā)動機穩(wěn)定地運行在經濟工況點上。該系統(tǒng)由恒功率泵、模式閥組（功率閥）、發(fā)動機轉速傳感器、油門位置傳感器、EPS控制器、顯示屏及5個壓力傳感器組成。發(fā)動機轉速傳感器為電磁感應式，他固定在飛輪殼的上方，用以檢測發(fā)動機的實際轉速。油門位置傳感器為電阻感應式，他固定在油門機構轉盤上，用以檢測油門的實際位置。通過5個壓力傳感器測得的工裝實時負荷大小，由控制器程序計算液壓泵的需求功率，從而自動調節(jié)功率閥電流，實現(xiàn)液壓泵的功率調節(jié)，使液壓系統(tǒng)充分吸收柴油機

28、發(fā)出的功率，又不會使柴油機熄火，充分發(fā)揮挖掘機的工作能力 。2.8.3 柴油機轉速控制原理 本系統(tǒng)采用EPS控制器，油門控制器作為控制單元，油門機構作為執(zhí)行機構控制柴油機油門的開度 。升速時，由EPS給出步進脈沖信號，驅動油門機構正轉，柴油機油門開度加大，柴油機轉速上升，同時油門位置參數(shù)減少，達到設定的油門位置后，升速信號停止，進入轉速自動調節(jié)階段。油門位置信號由安裝在油門機構上的油門位置傳感器獲得，EPS通過模擬通道采集此信號，并送入EPS內部寄存器處理，EPS根據(jù)實際油門位置與設定油門位置的差值，進行處理運算后，輸出相應數(shù)量的脈沖，控制步進電機運行，從而實現(xiàn)對柴油機轉速的自動控制及自動調節(jié)

29、。降速時，EPS給出步進脈沖和步進方向信號，轉速自動調節(jié)斷開，油門機構反轉，油門開度減少，柴油機轉速下降，達到怠速狀態(tài)時，PLC給出停止信號，油門機構停止運行，柴油機在怠速狀態(tài)運行。 當挖掘機在低怠速下工作（1300rpm以下），油門調速機構能自動將發(fā)動機轉速提升到1300rpm，以避免因發(fā)動機輸出功率不足引起的懣車熄火現(xiàn)象。為了防止柴油機轉速超過允許的最高工作速度，以免造成設備的損壞，對柴油機的轉速進行限幅。在柴油機升速和降速調節(jié)過程中，油門機構的油門位置信號反饋回EPS，由EPS進行分析，步進電機正轉，油門位置傳感器參數(shù)減??；步進電機反轉，油門位置傳感器參數(shù)增加，EPS自動分析柴油機正常運

30、行時的步進電機正轉步數(shù)，并進行運算處理得出步進電機允許正轉的最高步數(shù)，當由于意外原因引起柴油機轉速向最高轉速上升時，到達異常油門位置區(qū)，EPS能自動封鎖步進電機，以保證柴油機不會超過所允許的最高轉速。2.8.4 自動怠速系統(tǒng) SY2XXC1挖掘機具有自動怠速裝置，當操縱桿回中位達5秒后，發(fā)動機自動進入低速運轉，從而可減小液壓系統(tǒng)的空流損失和發(fā)動機的磨損，起到節(jié)能和降低噪聲的作用。當扳動操縱桿重新作業(yè)時，發(fā)動機自動恢復到原來的轉速狀態(tài)。2.8.5 過熱保護控制 當冷卻水達到一定溫度時，EPS控制工作模式自動降低一檔，即從H模式降至S模式再至L模式、B模式。當冷卻水溫過熱達到二極報警（冷卻液溫度超

31、過103度）時，柴油機自動進入自動怠速工作狀態(tài)（轉速下降），直至冷卻液溫度降至正常溫度為止。專題一：油門機構油門機構爆炸圖油門馬達傳感器總成安裝方法 傳感器總成說明：傳感器總成包含一個阻值為2k（15）的精密電位器、安裝在電位器軸上的傳感器傳動齒輪和外殼等組成。精密電位器有三根引出線，紅（1）接5V-、綠接5V+、黃（3）接位置傳感信號。 安裝方式 將傳感器總成與油門馬達接觸面清理干凈 將“O”型圈安放到馬達箱蓋上的密封槽內；將傳感器總成齒輪上加入適量潤滑油；調節(jié)傳感器齒輪軸使綠（2）線與黃（3）線之間電阻為100左右；調節(jié)馬達輸出軸使其處在油門最大位置；將傳感器總成小心的放到油門馬達內部，使

32、傳感器齒輪與步進電機齒輪嚙合。在這個過程中傳感器旋動越小越好；將傳感器安裝螺釘裝上固定好傳感器總成；保持油門馬達輸出軸在油門最大位置，測量綠（2）線與黃（3）線之間電阻應在70150之間，否則需重復到之間步驟，直到電阻在規(guī)定范圍內率；調節(jié)馬達輸出軸使其處在油門最小位置，測量綠（2）線與黃（3）線之間電阻不應為無窮大。將傳感器定位銷打好。將傳感器輸出線與步進電機輸出線用波紋管一起包扎好 油門機構組成：本套油門機構由90式步進電機、減速齒輪組、精密傳感器、機殼總成及油門拉桿組成；90式步進電機：步進電機工作原理概述：步進電機是一種將數(shù)字脈沖電信號轉換為機械角位移或線位移的執(zhí)行機構。它需用專用電源供

33、給點脈沖（在SY2XX系列挖機系統(tǒng)中由EPS實現(xiàn)），每輸入一個脈沖，電機轉子就轉過一個小角度或前進一“步”。其位移量與輸入脈沖數(shù)成正比，其移動速度和脈沖頻率成正比，可在寬廣的范圍內通過脈沖頻率實現(xiàn)調速，能快速啟動、制動、鎖定和反轉。1、磁阻式步進電機：磁阻式步進電機也稱為反應式步進電動機。其工作原理是利用了物理上“磁通總是力圖使自己所通過的路徑磁阻最小”所產生的磁阻轉矩，使該電動機一步步轉動的。以三相磁阻式步進電動機為例，如下圖所示：步進電機的分類：按步進電機的原理可分為磁阻式、永磁式和混合式三類；電源若按相序A-B-C的順序通電，即A相通電，而B、C相斷電；再B相通電，而A、C相斷電；再C相

34、通電，而A、B相斷電；按此規(guī)律反復，此圖中的轉子就每一步60度的連續(xù)旋轉。沒變換一次通電方式稱為一拍，轉子受到磁阻轉矩就轉過一步，相應的角度稱為步矩角 。它也可以按不同的通電方式運行，如：1）按A-C-B-A順序通電，轉子將反轉，前兩種情況稱為三相單三拍。2）按AB-BC-CA-AB順序兩相同時通電，轉子每走一步60度，稱為三相雙三拍運行。3）按A-AB-B-BC-C-CA-A順序通電，則稱為三相六拍運行，其步距角為30度。磁阻式步距角計算公式：=360/mt(m為拍數(shù)，t為轉子齒數(shù))三相磁阻式步進電機原理示意圖磁阻式步進電機的釘子磁極表面布有小齒，轉子沿外圓周也均布著小齒，轉子齒距和齒形與定

35、子小齒相同，定子每個磁極上均繞有控制繞組；多段式結構的定、轉子沿軸向分為m段，即段數(shù)與相數(shù)相同，定子每段鐵心上只繞一相控制繞組，可認為是多臺單段式該種電機的組合。單段式的磁阻式步進電動機 多段式的磁阻式步進電動機1定子機殼 2定子繞組 3定子鐵心4轉軸 5轉子鐵心 6軸承磁阻式步進電機的橫截面圖2、永磁式步進電機：永磁式步進電機的永磁體建立的磁場與定子繞組電流產生的磁場相互作用而產生轉矩，使轉子運轉。其典型結構如圖所示：定子上為兩相或多相繞組，永磁轉子上有一對或多對極的磁極。如圖，當定子繞組按A-B-（-A）-（-B）-A順序通以直流電時，轉子將按順時鐘方向以步矩角45度的方式旋轉，若按相反的

36、順序通電，則轉子按逆時鐘方向旋轉永磁式步距角計算公式：=360/2pm(m為相數(shù)，p為拍數(shù))兩相永磁式步進電動機的原理結構圖 3、混合式步進電機：混合式步進電機兼有磁阻式和永磁式步進電機的部分特征。其定子結構與磁阻式的相似，定子沖片上有大極（或大齒），每個極上有控制繞組和小齒，其轉子結構與永磁低速同步電機的相同?；旌鲜讲竭M電機同一相的兩個磁極在空間上相差180度的機械角度，兩個磁極上的繞組所產生NS極性必須相同，否則無法運行?；旌鲜讲竭M電動機（單段式結構） 混合式步距角計算公式：=360/mt(m為拍數(shù)，t為轉子齒數(shù))步進電機的一些基本參數(shù)：1、電機固有步距角：它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖信

37、號，電機所轉動的角度。電機出廠時給出了一個步距角的值，如86BYG250A型電機給出的值為0.9/1.8（表示半步工作時為0.9、整步工作時為1.8），這個步距角可以稱之為電機固有步距角，它不一定是電機實際工作時的真正步距角，真正的步距角和驅動器有關。2、步進電機的相數(shù)： 是指電機內部的線圈組數(shù)，目前常用的有二相、三相、四相、五相步進電機。電機相數(shù)不同，其步距角也不同，一般二相電機的步距角為0.9/1.8、三相的為0.75/1.5、五相的為0.36/0.72 。在沒有細分驅動器時，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進電機來滿足自己步距角的要求。如果使用細分驅動器，則相數(shù)將變得沒有意義，用戶只需在驅動器

38、上改變細分數(shù)，就可以改變步距角。3、保持轉矩（HOLDING TORQUE）： 是指步進電機通電但沒有轉動時，定子鎖住轉子的力矩。它是步進電機最重要的參數(shù)之一，通常步進電機在低速時的力矩接近保持轉矩。由于步進電機的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉矩就成為了衡量步進電機最重要的參數(shù)之一。比如，當人們說的步進電機，在沒有特殊說明的情況下是指保持轉矩為的步進電機。4、鎖定轉矩（DETENT TORQUE）： 是指步進電機沒有通電的情況下，定子鎖住轉子的力矩。DETENT TORQUE 在國內沒有統(tǒng)一的翻譯方式，容易使大家產生誤解；由于反應式步進電機的轉子不是永

39、磁材料，所以它沒有DETENT TORQUE。減速機構：如爆炸圖所示，本油門機構中由兩個齒數(shù)不一的齒輪構成其減速機構，其減速比為12：1。作用是增加油門機構的轉動紐矩。精密傳感器：如爆炸圖所示，本油門機構中有一精密傳感器作為油門位置傳感器。電機轉動時，位置傳感器電阻值發(fā)生連續(xù)性變化。在油門控制中，此傳感器作用是作為位置反饋檢驗油門是否到達設定的油門檔位。1、脈沖信號的產生：脈沖信號一般由單片機或CPU產生，一般脈沖信號的占空比為左右，電機轉速越高，占空比則越大。步進電機驅動技術：使用和控制步進電機必須有一套驅動系統(tǒng)給步進電機提供驅動電源，該系統(tǒng)一般由脈沖發(fā)生器，功率放大等環(huán)節(jié)組成，其方框圖如下：2、信號分配：例如混合式二相電機工作方式有二相四拍和二相八拍二種，具體分配如下：二相四拍為 ,步距角為度；二相八拍為 ,步距角為度。四相電機工作方式也有二種，四相四拍為AB-BC-CD-DA-AB,步距角為度；四相八拍為AB-B-BC-C-CD-D-AB,(步距角為度）。3、功率放大：功率放大是驅動系統(tǒng)最為重要的部分。步進電機在一定轉速下的轉矩取決于它的動態(tài)平均電流而非靜態(tài)電流（而樣本上的電流均為靜態(tài)電流）。平均電流越大電機力矩越大，要達到平均電流大這就需要驅動系統(tǒng)盡量克服電機的反電勢。因而不同的場合采取不同的的驅動方式，到目前為止，