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挖掘機發動機控制電路原理及故障診斷方法

發布時間:2020/11/30 點擊量:

某型號挖掘機的發動機和液壓系統均采用電腦控制,若發動機電路出現故障,直接影響挖掘機正常作業。本文介紹該機發動機控制電路工作原理和故障診斷方法。

 

1.發動機控制電路組成

某型號型挖掘機發動機控制電路主要由蓄電池1、發電機2、啟動繼電器3、啟動機安全繼電器4、油門調速執行器5、時間繼電器6、點火開關7、空擋繼電器8、空當開關9、啟動機電磁線圈10、啟動機11、蓄電池繼電器12和相關導線等組成。點火開關7有停機(OFF)、開(ON)和啟動(S)3個位置,如附圖所示。
 

挖掘機控制電路圖
 

2.挖掘機控制電路工作原理

 

(1)全車供電

將點火開關7置于ON位置,發動機控制電路接通,蓄電池正極輸出的電流通過10A保險、點火開關7的端子R、蓄電池繼電器12線圈、搭鐵線、斷路開關回到達蓄電池-極,將蓄電池繼電器12主觸點K4閉合。觸點K4閉合后,蓄電池正極電流通過蓄電池繼電器K4、用電設備、搭鐵端子、斷路開關回到蓄電池負極,挖掘機用電設備電源電路接通。

(2)啟動電路

將點火開關7置于ON位置,蓄電池正極輸出的電流,通過10A保險、插座CONN89的端子1向時間繼電器6供電。同時蓄電池正極輸出的電流通過10A保險、點火開關7的端子R、插座CONN89的端子4向時間繼電器6送入點火開關7接通信號,時間繼電器7立即輸出24V電壓,插座CONN89的端子3接通插座CONN11的端子1,并向油門執行器5供電。蓄電池正極輸出的電流通過10A保險、點火開關7的端子R、插座CONN11的端子6向油門執行器5送入點火開關7接通信號,油門執行器按電腦發送的指令,將發動機油門調到油門旋鈕設定的位置。

空擋開關9設置在液壓鎖上,當液壓鎖鎖定時,其負載斷開,空擋開關9的觸點K3閉合,此時24V電壓通過插座CONN89的端子3、插座CONN1的端子C、空擋開關9的觸點K3、插座CONN1的端子A、空擋繼電器8線圈搭鐵線搭鐵,空擋繼電器8工作,其觸點K2閉合,使發動機啟動。當液壓鎖解除時,全車可以動作,啟動機電磁線圈11的觸電K3斷開、空擋繼電器8的觸電K2斷開,此時不能啟動發動機??論蹰_關9的作用是防止發動機帶載啟動。

(3)啟動發動機

放下液壓鎖操縱桿,液壓鎖鎖定,空擋開關9的觸點K3、空擋繼電器8的K2閉合。將點火開關7轉到啟動位置后,蓄電池正極輸出的電流通過10A保險、點火開關7的端子S、空擋繼電器8的觸點K2、插座CONN3的端子1、啟動繼電器的線圈3、插座CONN3的端子2、啟動機安全繼電器4上的S、GND端子、插座CONN2的端子3到達搭鐵線搭鐵。此時啟動繼電器3的觸點K1閉合,啟動機控制電路接通,蓄電池正極輸出的電流通過60A保險、啟動繼電器3的K1觸點,電磁開關10吸力線圈L2、啟動機電樞繞組L3、搭鐵線、斷路開關到達蓄電池負極,同時電磁開關10的保持線圈L1得電,啟動機電磁開關的鐵芯在吸引線圈L2和保持線圈L1電磁吸引力的共同作用下被吸入,通過撥叉將啟動機驅動齒輪推出,使其與飛輪齒圈嚙合。

當啟動機齒輪嚙合后,電磁開關10的觸點K閉合,啟動機主電路接通,蓄電池正極輸出的電流通過電磁開關觸點K、啟動機繞組L3搭鐵線、斷路開關、到達蓄電池負極,啟動機轉動帶動發動機啟動。此時,吸引線圈L2被短路,電磁開關活動鐵芯僅靠保持線圈L1的磁力保持在吸合位置,直到發動機啟動。

發動機啟動后,發電機2中點P電壓升高到約14V,其輸出的電流通過插座CONN2的端子2、啟動機安全繼電器4的端子P,使安全繼電器4內部的端子S和GND斷開,啟動繼電器3中線圈電流切斷啟動機繼電器3觸點K1斷開,電磁開關10中保持線圈L1中的電流消失,活動鐵芯回至原位,啟動機主觸點K斷開,切斷了啟動機回路,啟動機失電,啟動機的驅動齒輪在反作用力下退出嚙合狀態,啟動過程結束。此時即使點火開關7仍在啟動位置,由于啟動機啟動電路斷開,啟動機自動停止工作,對啟動機起到保護作用。

發動機停轉后,發電機中點P電壓消失,安全繼電器4中內部的端子P和端子GNG閉合,此時又可以重新啟動發動機。

(4)停機控制

將點火開關7由ON轉到OFF位置,點火開關7的端子R送出的信號被切斷,蓄電池繼電器12線圈斷電,其觸點K4斷開,全車用電設備斷電。此時點火開關7的端子R送出的信號被切斷,插座CONN89的端子4輸入到時間繼電器6的點火開關7信號切斷,時間繼電器6繼續輸出10s的24V電壓至插座CONN89的端子3,插座CONN11的端子1繼續向油門執行器5供電10s。點火開關7的端子R送出的信號被切斷,插座CONN11的6端子輸入到油門執行器5的點火開關7信號被切斷,油門執行器5將油門轉到熄火位置,發動機熄火。10s后,時間繼電器6延時輸出的24V電壓自動斷開,停機控制過程結束。

由此可見,CAT320D型挖掘機啟動/停機控制電路保護功能完善。當發動機啟動后,若未及時釋放點火開關7,啟動機會自動停止工作,防止啟動機內單向離合器接合造成磨損,并蓄電池電能消耗。發動機工作過程中,即使再將點火開關7轉到啟動位置,啟動機也不會工作,從而防止啟動機驅動齒輪與飛輪齒環撞擊而損壞。
 

3.故障排查方法

(1)啟動機不轉動

檢測插座CONN1的端子C電壓,若無電壓,故障原因為10A保險熔斷或時間繼電器6、點火開關7損壞,此時更換保險、時間繼電器6、點火開關7即可。若插座CONN1的C端子電壓為24V,應檢測插座CONN1的A端子電壓。

檢測插座CONN1的端子A若無電壓,為空擋開關9損壞,更換空擋開關9即可;若插座CONN1的A端子電壓為24V,應檢測插座CONN3的端子1電壓。

檢測插座CONN3的端子1,若無電壓,為空擋繼電器8、點火開關7損壞,更換點火開關7、空擋繼電器8即可。若插座CONN3的端子1電壓若為24V,檢測啟動機電磁線圈10至啟動機繼電器3之間線路的電壓。若電磁線圈10至啟動機繼電器3之間線路無電壓,為啟動繼電器3、安全繼電器4、60A保險損壞,更換啟動繼電器3、安全繼電器4、60A保險即可。

若檢測啟動機電磁線圈10至啟動機繼電器3之間線路的電壓為24V,為電磁開關10或啟動機的線圈L1、L2損壞,更換線路電磁開關10、啟動機11即可。

(2)啟動機不能自動停止

發動機啟動后若啟動機不能自動停止時,應檢測發電機中點P電壓值,若該電壓值為14V,則為安全繼電器4損壞,更換安全繼電器4即可。若發電機中點P電壓小于12V或無電壓,為發電機繞組、整流二極管故障,應更換或修理發動機。

(3)關閉點火開關不能停機

檢測點火開關7至蓄電池繼電器12的電壓,若電壓為24V,則為點火開關7損壞,應更換點火開關7。若點火開關7至蓄電池繼電器12無電壓,則檢測CONN11的端子1,CONN11的端子1電壓為24V,則為油門執行器5故障,應更換油門執行器5。若CONN11的端子1無電壓,則為時間繼電器6故障,應更換時間繼電器6。
 

4.檢修實例

(1)導線斷路

1臺某型號挖掘機,司機在放下液壓鎖操縱桿(液壓鎖止)下車時,誤將鑰匙轉到了啟動位置,出現了啟動機嚴重打齒現象。該挖掘機為二手機,買來就有此故障。分析認為,故障可能出在發電機和安全繼電器處。用萬用表測發電機中點P,有14.3V電壓,證明發電機正常,檢查發電機中點P至插座CONN2電路,發現CONN2的連線已被剪斷,重新接好線后,故障排除,啟動功能恢復正常。

(2)時間繼電器損壞

1臺某型號型挖掘機,出現熄火功能失靈故障,導致發動機有時不能用點火開關停機。分析認為,故障可能出在時間繼電器和油門執行器處。用萬用表測量時間繼電器至蓄電池繼電器之間的線路,其通斷信號正常,在插座CONN11上測時間繼電器輸出信號,發現發動機關機后24V信號時有時無,說明故障出在時間繼電器,更換同型號的時間繼電器后試機,故障消失。

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