1、SY300A、SY310C系列挖掘機電氣控制系統培訓教材目錄一：概述二：系統組成及原理2.1 電源部分2.2 啟動部分啟動設備2.2.2 挖掘機啟動保護原理及實現過程2.3 照明部分2.4 電氣操縱機構2.5 空氣調節裝置2.6 音響設備2.7 故障診斷報警裝置2.8 電子節能控制裝置2.8.1 四種工作模式控制2.8.2 功率優化系統2.8.3 柴油機轉速控制原理2.8.4 自動怠速系統2.8.5 過熱保護控制三：SY3XX挖機電氣操作說明書開機系統功能自動怠速怠速取消雨刮器開關噴水器開關工作燈開關發動機油門控制盤模式選擇行駛速度選擇二次升壓補償啟動鑰匙開關液壓操縱充電指示燈（紅色）監控及報

2、警四：電氣系統技術保養五: 電氣系統常見故障分析與排除 本篇將以SY300A川崎液壓系統挖掘機為例講述挖掘機的電氣系統基本原理、基本構造、操作說明、故障分析。一：概述挖掘機基本上都以柴油機作為動力，為改善我們的生存環境，減少污染，柴油機技術得到了飛速發展，電噴應用是最新技術之一，供油系統由電子控制實現噴射燃油，使燃燒更適合工況的需要，燃燒更充分、效率更高。與普通機械式供油系統相比較，升功率增大，降低了排氣污染、噪聲和燃油消耗率。目前，在中高檔汽車中普遍采用了CAN總線技術，CAN總線技術代表歐洲最先進的技術水平，可以簡化整車線束，提高整車電氣線路的可靠性和安全性，提高維修性，具有數據共享和配置

3、靈活的優點。CAN總線技術為汽車內部各種復雜的電子設備、控制器、測量儀器等提供了統一數據交換渠道。國內開發的挖掘機基本上都以普通機械式供油系統柴油機為動力，通過在發動機上安裝繁多的檢測元件實現對發動機的監控。SY300A是國內首家運用電噴發動機及CAN總線技術的挖掘機，通過電控柴油機的應用，減少了排放對大氣的污染；燃油經濟性好、工作效率提高，給用戶帶來可觀的經濟效益；利用CAN總線技術直接采集發動機的參數，線及接插件的使用量減少以及制作工時的減少，大大降低了生產成本；同時使得線束制作簡單化，減少了誤接線引起的故障，可靠性增強。機電一體化是液壓挖掘機的主要發展方向，其最終目的是機器人化，實現全自

4、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展中，已逐漸完善，其工作裝置、主要結構件和液壓系統已基本定型。人們對液壓挖掘機的研究，逐步向機電液控制系統方向轉移。控制方式不斷變革，使挖掘機由簡單的杠桿操縱發展到液壓操縱、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上。液壓挖掘機電氣控制系統主要是對發動機、液壓泵、多路換向閥和執行元件（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據輸入給挖掘機的專用控制器EPS（Electronic

5、Power System），控制器綜合各種測量值、設定值和操作信號發出相關控制信息，對發動機、液壓泵、液壓控制閥和整機進行控制。SY310CSY310C采用五十零發動機，日本研發技術和日本制造技術的保證下、最高輸出功率的公差范圍嚴格控制在3%5%以下。這樣嚴格精密的制造技術在同行業中屈指可數、是五十鈴柴油機高品牌的優勢之一、保證了OEM客戶推出的產品的可靠性和信賴性。動力強勁、油耗低、經濟性能優越。投入市場后、在長期的市場應用中以其優良的耐久性&可信賴性贏得了各層用戶的高度評價。本系列產品為環保型柴油機。五十鈴工程用柴油機是在汽車用的基礎上、不僅融入了汽車上的優良設計、而且根據工程機械用的許多

6、特性有針對性地開發研究出來的。因此、在環保方面同樣、可以把五十鈴汽車上領先的排放技術應用于在工程機械中、通過了EURO2、EPA2等廢氣排放標準。五十鈴柴油機在環保技術方面、不僅局限于EURO2、EPA2等廢氣排放標準、現在試制開發出了EURO3EPA3的更新換代產品、在保持其輸出功率和提高其性能、以及突破了世界上嚴格苛刻的歐美排放標準的認可、現在正致力于研發更環保清潔的4次排放標準的柴油機。 310C用的柴油機AA-6HK1XQP的主要參數： 四沖程，水冷，頂置氣門，直噴式，渦輪增壓(可載中冷器)；配帶風扇、油濾、機濾、空濾器 在帶風扇、發電機條件下額定值如下： 總排放量為 ：7790Lit

7、 最大輸出功率：181Kw186.8Kw kW / 2100 min-1(帶風扇、發電機條件下額定) 最大扭矩 ：872.8 Nm / Approx. 1700 min-1 燃油消耗率 ：236.6gr / kW. H or less(最大輸出下) 柴油機噪音 ：95dB以下(無風扇條件下) 最低工作溫度：-20(帶預熱裝置) 最高工作海拔：2000米 (若2000米以上時使用,因為自然原因導致柴油機功率下降,機械方面需要調整)電氣控制系統具有以下功能： 1：控制功能：負責對發動機、液壓泵、液壓控制閥和整機的復合控制。2：檢測和保護功能：通過一系列的傳感器、油壓開關、蜂鳴器、熔斷器和顯示屏等對

8、挖機的發動機、液壓系統、氣壓系統和工作狀態進行檢測和保護。3：照明功能：主要有司機室廂燈、工作裝置作業燈及檢修燈。4：其它功能：主要有刮雨器、噴水器、空調器和收放音機等。二：系統組成及原理 SY300挖掘機電氣系統由電源部分、啟動部分、照明部分、電氣操縱機構、空氣調節裝置、音響設備、節能控制及故障診斷報警系統等組成。2.1 電源部分系統電源為直流24V電壓供電、負極搭鐵方式；采用2節12V 120AH蓄電池串聯作發動機啟動電源，由帶內置硅整流和電壓調節裝置的交流發電機充電，以維持蓄電池電量和穩定系統電壓；蓄電池輸出端裝設電源繼電器，由鑰匙開關控制，以增加電源系統的安全性。 1)蓄電池：采用12

9、V 120AH免維護型蓄電池，2組串聯。 2)發電機：24V 50A交流發電機，由發動機自帶，內置硅整流電路及電壓調節器，帶有頻率輸出。I為中性點電壓輸出端子，BAT為電源輸出端子，GND為接地端子。I端子接充電報警燈，在啟動初狀態，當發電機電壓尚未建立時I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I端作為發電機的勵磁電流，使發電機迅速建立起電壓并進入發電工作狀態。發電機進入發電狀態后，I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，以增加電源系統的安全性。 a)接通：把鑰匙開關打到“接通”位置以啟動電路系統，此時電源繼電器接通，系

10、統得電。在啟動發動機之時，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。注意： 維修電路系統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： 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。 c)30接線柱可接車上的用電器的正極。 2)鑰匙開關：用于啟動發動機。 3)轉速傳感器：用于檢測啟動過程中發動機轉速。 4)液壓操縱：液壓操縱桿在“鎖住”位置，發動機才能啟動。2.2.2 挖掘機啟動保護原理及實現過程 SY300A挖掘機由EPS

11、來控制起動馬達，并通過程序設置實現保護。柴油機起動前，鑰匙開關先打到“通電”檔時，充電報警燈亮;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。此時控制器完成發動機的發動, 充電報警燈熄滅。2.3 照明部分 為了保證夜間行車或作業安全，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，內部照明為駕駛室廂燈，顯示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

12、調節液晶屏的灰度，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 空氣調節裝置 為了營造一個舒適的工作環境，本機采用工程機械專用工程空調，能實現制冷與制暖、風量以及溫度調節。2.6 音響設備 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。2.7 故障診斷報警裝置 故障診斷報警裝置對挖掘機的運行狀態進行監視， 一旦發生異常能及時報警，并指出故障部位，從而可及早清除事故隱患，減少維修時間，降低保養和維護費用，改善作業環境，提高作業效率。其硬件主要由EPS和顯示屏為系統核心，輔以其他檢測和保護控制元件，實現

13、對控制對象的各種監測目的，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監測，并根據要求進行報警。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，系統時間顯示且能對其進行調整，使其與當地時間一致。5）可以對液晶屏進行翻屏操作，可查閱采集的各路參數的具體數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。 精細作業模式的設定由作業模

14、式設定電位計(位于右扶手操縱盒的右側)來完成，0%時對應最大的p（主閥節流口兩端壓差），100%時對應最小的p。p越小，在相同的先導手柄移動（對應主閥開度）范圍，系統提供給執行元件的流量變化減少，但控制執行元件動作準確性的能力得到提高。(SY300配備)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，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） 左操作面板故障指示燈主要對發動機進行以下報警（通過閉合位于后蓋背板，熔斷器位置下方的故障診斷開關，查看報警信息）： l左操作面

15、板第一個紅色故障指示燈為發動機停機指示燈,它的特性是閃爍診斷故障代碼和發動機保護。 l 左操作面板第二個黃色故障指示燈為發動機警告指示燈,它提供重要的操作者信息和描述診斷故障代碼。10）本裝置自動查找故障，根據測得的故障參數找出發生故障的部位，并能查詢某個故障發生的時間及某個時間內所發生的故障名稱。圖1 故障診斷報警系統結構圖 (SY300A)SANYHM顯示類別輸入或輸出信號方式指示儀表方式實時監測燃油箱油位表 油量傳感器 模擬量發動機冷卻液溫度表CAN總線 模擬量機油壓力表CAN總線 模擬量油門旋鈕油門旋鈕 模擬量五個壓力傳感器壓力傳感器 模擬量控制器采集到的所有開關輸入輸出點狀態開關量本

16、監控報警系統各功能顯示方式、采集信號具體情況列表如下：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 CAN總線 模擬量發動機冷卻液溫度過熱CAN總線 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 顯示屏界面如下 界面1：主畫面 界面2：功能菜單 界面3：輸入點狀態1 界面4：輸入點狀態2界面5：輸出點狀態 界面6：工作狀態監測表2.8 電子節能控制裝置 本系統由EPS控制器、顯示屏GP2301A、發動機ECM電子控制模塊、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。通過對發動機和液壓泵系統進行綜合控制

17、，使二者達到最佳匹配，以達到明顯的節能效果。該裝置主要實現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（包括顯示屏控制指令）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顯示屏。通過顯示屏實現相關控制的操作、實時顯示和報警信息提示。2.8.1 四種工作模式控制 挖掘機配備工作模式控制系統，可以使操作者根據作業工況不同，選擇適合的作業模式，使發動機輸出最合理的動力。SY300A挖掘機有四種作業模式可供選擇，模式的選擇通過顯示屏上的“模式”選擇按鈕實現。挖掘機工作后每次只選一個工作模

18、式，選定一個新的工作模式后，原工作模式自動消除。 H 模式：即重負荷挖掘模式，發動機油門處于最大供油位置，發動機以全功率投入工作； S 模式：即標準作業模式，液壓泵輸入功率的總和約為發動機最大功率的90%； L模式：即普通作業模式，液壓泵輸入功率的總和約為發動機最大功率的80%。 B 模式：即輕載作業模式，液壓泵輸入總功率約為發動機最大功率的70%，適合于挖掘機的平整作業或破碎模式。對SY300而言，作業模式以百分比的形式顯示在顯示屏的右上角, 精細作業模式用于挖掘機需要較慢和準確動作的場合，精細模式的設定由作業模式設定電位計來完成，0%時對應最大的p（主閥節流口兩端壓差），100%時對應最小

19、的p。p越小，在相同的先導手柄移動（對應主閥開度）范圍，系統提供給執行元件的流量變化減少，但控制執行元件動作準確性的能力提高。 2.8.2 功率優化系統 該功率優化系統采用閉環控制，工作中它能根據發動機負荷的變化，自動調節液壓泵所吸收的功率，使液壓泵的功率始終與發動機的功率相匹配，控制器即對發動機采取分段功率控制，不再追求完全用足發動機功率，而是根據具體的工作狀況設定發動機的工作能力，減輕發動機的工作強度，使發動機穩定地運行在經濟工況點上。 該系統由恒功率泵、模式閥組（功率閥）、發動機轉速傳感器、EPS控制器、顯示屏及5個壓力傳感器組成。發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

20、檢測發動機的實際轉速。發動機速度是由電子信號控制的，而不是由機械聯動裝置的位置控制，頻率油門特性將過濾后的油門頻率轉換為需要的油門百分比，然后轉換成相應的供油控制執行器指令。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，從而自動調節功率閥電流，實現液壓泵的功率調節，使液壓系統充分吸收柴油機發出的功率，又不會使柴油機熄火，充分發揮挖掘機的工作能力。 圖2 功率優化系統原理圖 2.8.3 柴油機轉速控制原理 本系統采用EPS控制器，發動機ECM電子模塊作為控制單元，通過改變總線數據來達到調節油門的開度的目的, 從而控制發動機的轉速。油門旋鈕順時針旋動時, 即升速時，由

21、EPS給出較高的頻率信號，對應的柴油機油門開度加大，柴油機轉速上升，達到設定的油門開度后，升速信號停止，進入轉速自動調節階段。超速保護特性監測發動機速度并在檢測到超速狀況時切斷發動機的燃油供應。檢測到超速狀況后，燃油切斷閥關閉，阻止燃油流向發動機。將會記錄故障，ECM將存儲發生故障時的發動機數據。當發動機速度下降到輔助發動機速度臨界值以下之后，燃油切斷閥重新開啟。油門旋鈕逆時針旋動時, 即降速時，由EPS給出較低的總線數據信號，對應的柴油機油門開度減少，柴油機轉速下降，達到設定的油門開度后，降速信號停止，進入轉速自動調節階段。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

22、動機轉速提升到1300rpm，以避免因發動機輸出功率不足引起的懣車熄火現象。2.8.4 自動怠速系統 SY3XX挖掘機具有自動怠速裝置，當操縱桿回中位達5秒后，發動機自動進入低速運轉，從而可減小液壓系統的空流損失和發動機的磨損，起到節能和降低噪聲的作用。當扳動操縱桿重新作業時，發動機自動恢復到原來的轉速狀態。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（冷卻液溫度超過103度）時，柴油機自動進入自動怠速工作狀態（轉速下降），直至冷卻液溫度降至正常溫度為止。過熱保護功能啟動后，首先發動機功率將

23、被減少30%，如果油溫繼電器斷開時間超過1分鐘，發動機功率將被減少60%。駕駛員可利用剩余的功率將挖掘駛離作業面以便進行維護，排除故障。三：SY3XX挖機電氣操作說明書 開機起動前：柴油機起動前，鑰匙開關先打到“運行”檔，發動機第一次沒有順利啟動，請稍等15秒鐘后再啟動，連續三次啟動不成功需等待2分鐘后再啟動。如每次停機后都存在此故障，請與我們的服務工程師聯系。柴油機起動后：挖機還沒有操作啟動時，此時柴油機在900轉左右運轉；當第一次操縱啟動，則直接進入默認值：模式工作為S；以后每次操縱重新啟動時，系統模式工作回到S。在顯示屏上設置一個“模式”按鈕，當按住顯示屏上的模式選擇按鈕時，在顯示屏上以

24、 “S”、“H”、“L”、“B”、“S”的順序顯示，同時速度檔位相應的上升一檔（由 B-L -S- H），而由H-L時速度檔位是下降3檔。松開按鈕時，顯示定格，同時該模式生效。 系統功能 SY300A主畫面 SY300主畫面 自動怠速 自動怠速有效，即在顯示屏上提示為“自動怠速”。當系統液壓操縱桿回中位時間超過5秒后。EPS自動減少發動機油門開度，使發動機在1200轉運轉，當扳動操縱桿重新作業時，EPS立即控制發動機，使它迅速恢復到設定的工作速度。或通過左手柄中間的二次增壓按鈕可由1350轉上升到顯示的檔位速度。起到節能和降低噪聲的作用。怠速取消 當不使用自動怠速功能時，在顯示屏上按下“自動怠

25、速”按鈕將取消怠速，同時顯示屏提示“取消怠速”信息。雨刮器開關 1) 按下開關右側以接通雨刮。按下開關左側以斷開雨刮器。2) 如果開關在“接通”位置而雨刮不動，應立即切斷開關。檢查原因。如果開關一直開著，會損壞雨刮電機。噴水器開關 按下并壓住開關右側以啟動前洗滌器。按下開關時，洗滌液會從噴嘴噴出。當放松開關后，洗滌器便會停止。 如果洗滌器連續使用超過20秒，或使用中沒有洗滌液噴出時，應立即切斷開關，否則會導致電機損壞。工作燈開關 按下工作燈開關右側，則動臂左、右工作燈與旋轉臺工作燈亮，按下開關左側以斷開工作燈。 發動機油門控制盤 可通過調節該發動機油門控制盤改變油門位置的大小，從而改變發動機的

26、轉速。速度檔位對應設定的柴油機轉速如下表：速度檔位柴油機轉速（轉/分）速度檔位柴油機轉速（轉/分）19007175021100818503130091950414501020505155011215061650模式選擇 本系統實現四種工作模式的控制，及重負荷作業模式（H模式），標準作業模式（S模式），普通作業模式（L模式），破碎作業模式（B模式）。H模式時，發動機油門處于最大供油位置，發動機以全功率投入工作；S模式時，液壓泵輸入功率的總和約為發動機最大功率的90%；L模式時，液壓泵輸入功率的總和約為發動機最大功率的80%；B模式，液壓泵輸入功率的總和約為發動機最大功率的70%；工作后每次只選一

27、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。工作模式的選擇由顯示屏上的“模式”按鈕控制。模式選擇(SY300配備) 通過調節右扶手操縱盒上的作業模式電位計，本系統實現無級工作模式的控制，以百分數顯示在顯示屏的右上角。行駛速度選擇控制“高速”或“低速”行駛速度選擇。每次啟動挖掘機時，系統處于低速狀態提示“低速”。按下 “低速“按鈕系統進入高速提示“高速”。行駛速度的選擇由顯示屏控制。二次升壓補償 當液壓系統壓力過小，發動機工作在1400轉以上時，在右操縱手柄上按下“升壓按鈕”，顯示屏上將提示“壓力補償5秒”，同時發動機轉速上升到2200轉/分，5秒后提示消失，發動機轉速回到原設定檔位

28、。二次升壓補償(SY300配備)按下二次增壓按鈕不會導致轉速上升,只增加液壓回路的壓力。啟動鑰匙開關發動機起動開關在“接通”位置并且發動機在運轉時，以保持電路和液壓系統功能。1. 斷開：發動機起動開關鑰匙只能在發動機起動開關位于“斷開”位置時插入。同樣，發動機起動開關鑰匙也只能在發動機起動開關位于“斷開”位置時拔出。再次起動發動機前鑰匙必須先轉至“斷開”位置。轉動鑰匙至“斷開”位置以停止發動機。維修電路系統或機器的其他部件時，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。此時系統只有對室內燈、檢修燈保持供電。2. 接通：鑰匙從“斷開”到“接通”，系統除空調沒接通電源外顯示屏、EPS等控制機構都上電。而在發動機啟動后，鑰匙從“接通”到“斷開”，則是關閉發動機，請確保發動機速度在1000轉左右運轉時再關閉發動機。 3. 起動：轉動發動機起動開關鑰匙到“起動”位置,啟動電機通電運