技能培训专题：挖掘机电器系统

1、一、挖掘机电器系统的控制任务一、挖掘机电器系统的控制任务 随着科学技术的不断进步，特别是电子技术的迅速发 展，电气控制在工程机械上发挥着越来越重要的作用。 以从早期的单纯的只用作启动与照明发展到现在的状 态监测、状态控制、故障诊断、功率优化。操作界面 也有单调的开关和指示灯发展到轻触式按键、和可显 示工作状态、模拟报警等丰富内容液晶显示屏。 在我们众友的新开发的挖掘机上，用传感器检测 各类需要的信号（如转速、水温、操作等），由中央 处理器（监控器）对检测得到数据与设定的参数进行 数据判断处理，由显示器对结果进行显示，同时由执 行元件(油门伺服系统、继电器、电磁阀)对发动机的 油门、主泵的流量、

2、以及液压系统的电磁阀等进行相 应控制。可以说已经真正实现了机电液一体化。 电器系统在挖掘机上的作用主要有 启动关闭发动机 液压系统控制。如安全锁定电磁阀、行走双速控制、斗杆 半流控制。 发动机工作状态监控。监视发动机的润滑系统、冷却系统、 供气系统是否正常。 挖掘机工作状态监控。监视挖掘机当前是工作状态。 发动机油门控制。控制发动机的转速。 主泵流量控制。控制主泵（斜盘变量泵）的流量。 喇叭、照明控制。 辅助系统控制。如收录机、空调、窗玻璃清洗系统控制等 二、电线代码 (1)线束 颜色 R: 单色-红 RL: 组合-红底蓝色 0.85 R0.85 RL 电线的标准尺寸:0.85mm 代码颜色

3、单色代码 R红 B黑 Y黄 L蓝 G绿 W白 Lg淡绿 V紫 P粉 Br棕色 (2)颜色代码 绝缘线条颜色 绝缘线的底色 (3)组合代码: 例如 RW: 红底白色 WR: 白底红线 线号 颜色 截面积（mm2 )名 称 01-1黑1.25GPS负极线 02黑70电瓶跨接线 03-1红70电瓶至电瓶继电器线 03-2红70起动机电源线 03-3蓝黑3.0电瓶继电器到FU1保险线 03-4红8.0发电机充电线 04-1红5.0启动、断油阀继电器电源线 04-3白5.0受控电源 05黑兰3.0常有电 06白5.0FU1保险到驾驶室保险盒 07红黑3.0电锁控制电源 08黄红1.25驾驶室顶灯、收音机

4、时钟电源 09红0.85变送器（系统压力传感）电源 10红绿2.0中间继电器、电路板电源 11红兰2.0空调、雨刮器电源 12白黑2.0灯、喇叭、增力、安全锁定电源 13兰红0.85收音机电源 (4)众友挖掘机电器系统线号一览表（以913C为例） 线号 颜色 截面积（mm2 )名 称 14红2.0熄火电源、GPS开机信号 15红2.0熄火电源 16红白1.25电磁阀及前窗冲洗电机电源 17黑1.0水温传感地线 21兰黄1.25启动控制线1 22黄1.25启动控制线2 23黑红1.25启动控制线3 25白3.0启动控制线4 26白3.0吸拉电源线 40黄0.85发电信号线 41粉0.85冷却液温

5、度传感器电源线 42黄兰0.85机油压力传感器电源线 43黑黄0.85燃油传感器电源线 44黑兰0.85冷却液液位传感器电源线 45黄白0.85灰尘传感器电源 46黑红0.85操纵压力继电器电源线 47黑红0.85操纵压力继电器串联线线 线号 颜色 截面积（mm2 )名 称 48红0.85转速传感器信号线 49红黑0.85挖掘增力控制线 51绿0.85系统压力1 52绿0.85系统压力2 60黄绿0.85前窗冲洗电机控制线 61棕0.85工作灯继电器控制线 62紫0.85行走双速继电器控制线 63黑白0.85启动保护继电器控制线 64红白0.85空调继电器控制线 65兰黄0.85刮雨器继电器控

6、制线 67绿红0.85精细电磁阀控制线 68兰0.85熄火继电器控制线 70红0.85 油门电机线71黄0.85 72兰0.85 73黄红1.25 电磁比例减压阀线 74黄黑1.25 线号 颜色 截面积（mm2 )名 称 75绿白0.85挖掘增力控制线 76红兰0.85安全锁定电磁阀线 77白绿1.25喇叭线 81绿黑1.25空调电源线 82红0.85空调温控器到干燥罐线 83白0.85干燥罐到压缩机线 84棕2.0灯电源线 88兰绿0.85刮雨器线 89兰白0.85刮雨器复位电源线 84红1.0 GD*黑地线 三、电气线路的符号和规格： 名称符号规格检 查 电瓶 212V100Ah（923、

7、 921） 212V70Ah（913） 112V100Ah （907） *检查比重 大于1.280：充电过度 1.2801.250：正常 小于1.250：重新充电 电 瓶 继电器 额定负荷: 24V *检查线圈电阻 正常：大约50 *检查接点 标准： 保险丝5A、 10A、15A *检查断开情况 正常:0 启 动 钥 匙 - *检查接触点 关: (每个终端) 开: 0(B、BR、ACC之间) 启动:0（B、BR、R2、C、 ACC之间） 压力开关 (用于发动机 机油) （常闭型） 0.5kg/cm *检查接触点 正常： 0（闭） 名称符号规格检 查 压力继电器(回 怠信号采集) （常闭型） 1

8、0kg/cm *检查接触点 正常：0（闭） 水温传感 *检查电阻 常温(25C)约3750k 50：17.5k 80 ：6.8k 100 ：4k 燃油传感器- *检查电阻 零位:约100 左右 满位:约12以下 转速传感器- *检验电阻 正常：约5001000 *检查电压 正常:0.53V 空气滤清器压力 开关 （常开型） *检查接触头 正常： 冷却液位传感器- *检查接触头 高液位： 低液位： 0 名称符号规格检 查 中间继电器 24V 30A *检查电阻 正常值大约300 电磁比例减压阀0-12V *检查电阻 正常值18.7 电磁阀24V *检查电阻 正常值25.8 扬声器 -*检查阻抗

9、标准值50 室内灯24v或12v/5w *检查断开处情况 正常值：几欧 工作小时计 - *检查工作情况 供给交流12v的电源终端2， 把终端1与地连接 工作灯24v/70w *检查断开处情况 正常值：几欧 1 2 四、POCS系统 POCS系统是由众友开发的工作模式选择系统的名称。他是由电子、液压和机械的 组合系统，设计有四种动力模式和三种可调精细模式以进行高效率经济的操作。 一）系统结构 仪表盘 由两种类型功能的仪表组成，如下所示 1 、控制开关控制开关 当启动钥匙至“ON”的位置时，所 有的指示灯发亮，5-7秒后，所有指示 灯自动熄灭（低速行走指示灯、工作模 式F灯、油门指示灯前 四个除外

10、）。 1）将 键按动一次可打开照明灯，再按一次，即可关闭照明灯。 2) 键为空调控制键，当按动此键时其上面的指示灯亮时，表示空调控制已 打开，当再次按动指示灯灭时空调将关闭。 3) 键为刮雨器喷水键，按住此键指示灯亮，冲洗泵喷水，同时雨刮运转， 松开后指示灯灭，喷水立即停止，雨刮延时几秒后停止。 4) 键为回转锁定键，按动此键，指示灯亮时表示回转已打开，当再按动一 次，指示灯灭时表示此回转已锁定。（该键已改为静音键） 5) 键为刮雨器键，当按动此键，上面的L灯亮时表示此时刮雨器处于间歇 工作状态，当再次按动此键，指示灯H灯亮时表示刮雨器处于连续工作状态， 当再次按动此键，刮雨器将会停止工作。

11、6) 键为行走双速键，当按动此键，上面的指示灯L亮时表示此时行走工 作在低速状态，当再按动此键，指示灯H灯亮时，表示行走工作在高速状态。 再次按动此键可回到L状态。 7)“方式”键为控制方式选择键，可进行精细作业/标准作业切换。选择精细作 业时变量泵的流量为标准作业的70。 8) “怠速”键，灯亮时为自动回怠速，即操纵先导时，发动机自动升至设定工作 速 度运转，先导操纵在中位停止1秒钟以上时，开始延时，延时7秒钟后发动机 自动回怠速。灯灭时为手动工作，此时发动机运行在设定模式。 显示屏显示内容 2 、监控与测量仪表：监控与测量仪表： 指示设备的工作状况 正常：显示屏无文字或符号提示 不正常：显

12、示屏有文字或符号提示 3 、检修步骤、检修步骤 A 、按键盘的拆除、按键盘的拆除 -拆下4只紧固螺钉(5) -断开1个接插件 -拆下5只紧固螺钉(4) B 、显示器及其线路板的拆除、显示器及其线路板的拆除 -拆下3只紧固螺钉(2) -断开3个接插件 -拆下4只紧固螺钉(1)，取出线路板 -拆下4只紧固螺钉(3)，取出显示器 C 、 CPU控制器控制器 功能：接收整机的电器信号控制发动机转速和泵的流量及向显示器提供信息。 CPU控制器（P03线路板）的位置：座椅下方 拆下 -拆下座椅下方挡板（件5）的8只螺钉（件2） -拉出电路板的安装板（件3） -拆下固定盖板（件4） 4只螺钉（件1） -从C

13、PU控制器（P03线路板）上断开6个接插头 -拆下6只螺钉 五、其它电器元件 一）油门电机总成：一）油门电机总成： 由24V直流电动机和限位开关组组成。当油门电机停止在中间位置时，N1和N2通 过滑片连在一起，此时如果N1接电源正极，M接电源的负极（接地），电流从N1经过 滑片流入电动机从M流出，电动机逆时针旋转，发动机的油门加大，发动机转速升高 （升速）。如果N2接电源负极（接地），M接电源的正极，电流就从M经过滑片流入电 动机从N2流出，电动机顺时针旋转，发动机的油门减小，发动机转速降低（降速）。 当油门电机逆时针旋转到一定位置时 ，其内部的开关组降K1断开，电机不能继续 逆时针旋转（但可

14、以顺时针旋转），速度不能再继续提升，称为最大油门限制。 当油门电机顺时针旋转到一定位置时 ，其内部的开关组降K2断开，电机不能继续 顺时针旋转（但可以逆时针旋转），速度不能再继续降低，称为最小油门限制。 二二)发电机总成发电机总成: 采用的是发电机与调节器一体的24V（27V）直流发电机，它集发电机、整流器、 调节器三位于一体。发动机通过皮带带动发电机主轴旋转以后，发电机电枢绕组切 割磁力线产生感应交流电压（电动势），再经过由六个二极管组成的三相桥式整流 电路输出27V的直流电压。调节器通过自动调节发电机励磁绕组中的电流的大小，使 发电机的输出电压始终稳定在27V，以满足蓄电池充电和整机其他电

15、器用电的要求。 原理图 三）起动机总成三）起动机总成: 集启动电磁开关与启动电动机与一体。电磁铁在启动开关的控制下 一方面控制着启动电动机的通电和断电同时控制着启动电动机主轴上的 小齿轮与发动机上的大齿轮的啮合与分开。 原理图 C端接启动控制，B端接启动电源。 当启动电磁铁通电时，电磁力克服弹簧的弹力拉动衔铁，使主电路接通，启 动电机得电旋转，与此同时，电磁铁通过杠杆使小齿轮向外移动和大齿轮啮 合，启动电机带动发动机主轴旋转，完成启动动作。 当启动电磁铁通电时，在弹簧的弹力的作用下，衔铁回位，使主电路断开， 启动电机停止旋转，与此同时，电磁铁通过杠杆使小齿轮向里移动脱离与大 齿轮的啮合。 四）

16、断油电磁阀和断油阀保护器四）断油电磁阀和断油阀保护器: 断油阀由通过较大电流的吸拉线圈和通过较小电流的保持线圈及衔铁组成。 启动时，两个线圈同时通有电，吸拉线圈通过较大的电流，产生较大的磁力，衔 铁受到的磁力克服弹簧的弹力，使衔铁向后移动，断油阀吸合，通过拉杆拉动燃油供 油阀，使油路打开。 断油阀吸合以后，要迅速断开吸拉线圈的电源，而保持线圈继续通电，由于这时 磁路的间隙较小，较小的电流就可以产生较大的磁力，所以这时只要保持线圈通过较 小的电流，就可以保持住电磁阀的吸合。 准备停车时，断开断油电磁阀的保持线圈的电源，衔铁失去磁力，在弹簧的作用下恢 复到原来的位置，断油阀释放，通过拉杆传动关闭燃

17、油供油阀，使油路断开。 断油阀保护器在吸拉线圈通电0.7秒后自动断开吸拉线圈的电源，以防止断油阀的 吸拉线圈因通电时间过长而发热烧毁（吸拉线圈通电时电流较大）。 五）传感器的分类及结构和工作原理五）传感器的分类及结构和工作原理 模拟量传感器：模拟量传感器： 输出参数是连续变化数值。如温度传感器、燃油位传感器。 1、温度传感器：、温度传感器： 此传感器采用负温度系数热敏电阻式，即它的电阻 值随着被检测介质温度的升高而降低。 原理图 温度（） 水温传感器特性参数 （K） 25 40.44 30 33.36 80 6.38 85 5.53 90 4.81 954.2 1003.68 2、燃油量传感器

18、：、燃油量传感器： 按结构形式为滑片电阻式，电阻大小100欧姆两种。满油时的电阻值为0欧姆，缺 油时的电阻值为100欧姆。 原理图 滑片电阻式液位传感器主要由浮漂和滑动电位器组成，其工作原理是，浮 漂始终漂在液面上，液面升降时浮筒随之升降。浮漂的升降通过连杆带动滑动电 位器的滑片滑动，改变滑动电位器的电阻值的大小。 开关量传感器：开关量传感器： 对外表现为只有短路和开路两种状态，即短路时的电阻值为0欧姆，开路时电阻值为 无穷大，无信号时处于短路状态的传感器称为常闭式，反之被称为常开式。如机油 压力传感器、操作压力传感器、灰尘传感器、水位传感器等。 1、机油压力传感器：、机油压力传感器：也称为压

19、力开关，按结构形式可分为活塞式和薄膜式。这里采 用常闭式，当没有压力即相对压力为零时，触点在弹簧的作用下闭合，输出电阻值为 零。当被测点的压力达到设定值时，薄膜上受到的压力克服弹簧的弹力推动触点移 动，触点被打开，电路开路。 原理图 2、操作压力传感器：、操作压力传感器： 原理与机油压力传感器相同 原理图 3、灰尘传感器：、灰尘传感器： 这里采用常开式，当没有压力即相对压力为零时，触点在弹簧的作用下打 开。当被测点的压力达到负的设定值时，薄膜上受到的压力克服弹簧的弹力推 动触点移动，使触点闭合，电路短路。 原理图 4、水位传感器：、水位传感器： 为干簧管常开式，当副水箱中的冷却液的液位高于报警

20、线以上时，装有永久磁铁的浮 漂远离干簧管，干簧管的触点开路。当液位降到报警线以下时，浮漂靠近干簧管，这 时干簧管在磁铁磁力的作用下闭合，电路短路。 原理图 感应式传感器：感应式传感器： 依靠线圈或者其他磁敏元件将磁场的变化转换成电信号输出，在挖掘上使用的主要是转速传感 器。 转速传感器：转速传感器： 在条形永久磁铁上绕有一定匝数的线圈，磁铁、传感器的外壳、发动机外壳以及发动机飞轮形成一 个闭合的磁路，当发动机运转时齿状外形的飞轮表面与传感器的端部形成的间隙的大小按周期性变 化，使得通过磁铁的磁通量也按周期变化，于是就在线圈中感应出交变的电动势（电压）。 原理图 安装 ： -清洁传感器接触头 -

21、旋松防松螺母（3） -把转速传感器旋入飞轮壳（1） -当速度传感器与齿轮接触时，将传感器往回旋转90180， 使转速传感器与齿轮齿 （2）之间有间隙（A） -紧固防松螺母和接线 电磁比例减压阀：电磁比例减压阀： 电磁比例是一种新型的电液控制转换元件，其功能是将输入的电信号按比例地 转换成液压信号输出。 电磁比例减压阀简单的说就是其输出的液压压力与电磁线圈的电压成严格的比例 关系，P=KI (P为A口出口压力、K 转换系数、I线圈中的电流)。P口接先导油路，A口 接主泵调节器，T口接回油。 根据发动机的转速值调节泵的斜盘角 P：先导油供油油路（先导压力） T：回油箱 A：到油泵流量调节器的次级压

22、力 原理图： 在F模式下： 压力油路关闭，A油回油箱 在L、M、H模式下： 次级压力进入A 六、部分端口电压六、部分端口电压 七、常见故障以及检查排除方法七、常见故障以及检查排除方法 一）、电路检查常用的方法一）、电路检查常用的方法. 1、数字式万用表的基本功能和一般的使用方法及注意事项。常用的量程有直流电压档和电阻档及 二极管（通断）档 2、电压测量法：当要查看电路上的某一点的电压是否正常时一般的方法是用万用表测量这一点的 对地电压的数值，然后与已知的正常的数值进行比较，如果电压值差别较大可视为不正常。具体 方法是：首先选择适当的量程，测量直流+24V时使用直流200V档，测量+5V时使用2

23、0V档。测量 对地电压时黑表笔搭铁，红表笔接触被测点，待显示的数字稳定后读出数值。当测量两个点的相 对电压时，黑红表笔一定要分别接触两个相应的待测点上。 3、模拟测试法。当维修现场没有万用表时，可以用模拟的方法进行故障检查。常用的有短路法、 开路法、连线法。当怀疑电器系统的故障是由电路上的某一点对地开路造成的时，可以用导线将 该点对地直接相连，查看故障现象是否消失，这种方法就叫短路法。当怀疑电器系统的故障是由 电路上的某一点对地短路造成的时，可以将该处的所有的连线断开，查看故障现象是否消失，这 种方法就叫开路法。当怀疑电器系统的故障是由的某一段电路开路造成的时，可以将该处相关两 点用导线跨接，查看故障现象是否消失，这种方法就叫开路法。 二）、电源与启动电路检修二）、电源与启动电路检修 1、全车无电。检查要点：电瓶接线柱、电瓶总开关、03-3号、05号线、FU1保险、14路 保险中的第一路保险片。 2、开机烧保险。检查要点：一般是烧保险的一路存在短路的现象，查找短路点。根据 所烧保险的一路所连接的电器分端分片逐一排除。 3、受控电源无电。检查要点：电钥匙、 FU1保险、 14路保险中的第一路保险片、电瓶 继电器、20号线。