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SY210C8M挖掘机电气系统原理、基本构造、操作说明、故障分析

2014/12/27 22:58:00

一：概述

二：系统组成及原理

三：SY210C8M挖机电气操作说明书

四：电气系统技术保养

五: 电气系统常见故障分析与排除

六：油门机构标定手法

七：标定器使用手法

SY210C8M挖掘机电气系统原理、基本构造、操作说明、故障分析

一概述

挖掘机基本上都以柴油机作为动力，SY210C8M采用三菱机械式6DT-24发动机为动力。详细资料可参考液压动力所资料。

目前，在中高档汽车中普遍采用了CAN总线技术，CAN总线技术代表欧洲最先进的技术水平，可以简化整车线束，提高整车电气线路的可靠性和安全性，提高维修性，具有数据共享和配置灵活的优点。CAN总线技术为汽车内部各种复杂的电子设备、控制器、测量仪器等提供了统一数据交换渠道。

国内开发的挖掘机基本上都以普通机械式供油系统柴油机为动力，通过在发动机上安装检测元件实现对发动机的监控。

SY210C8M是国内首家运用正流量液压控制技术的挖掘机。正流量控制系统优势明显：工作效率提高8%，能耗降低10%，动作响应快，操作舒适，柔和性和平稳性有大幅提高。

SY210C8M电气控制系统核心采用原撞川崎控制器 KC-MB-10-XX，硬件稳定性、与液压系统的匹配性有保障。KC-MB-10、OPUS46组成SY210C8M的电液控系统，两者采用CAN 2.0B通讯方式。

SY210C8M电控系统由KC-MB-10控制器、OPUS46显示器、发动机电气系统、车身电气系统构成新型电气--液压控制系统。通过对发动油门位置反馈、转速监测、功率极限调节等电控手段（ESS控制），主泵正流量调节、回转优先比例控制、铲斗合流比例控制等电液控制手段（HSS控制），使发动机功率与液压泵功率实时匹配，实现主机输出功率对外负载的计算机动态跟随控制（CDCS），达到挖掘机外负载做业系统的最优控制，实现挖掘机动力性、经济性的完美结合。

SY210C8M电液控系统主要是对发动机、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、开关量的检测并将有关检测数据输入给挖掘机的控制器KC-MB-10，控制器综合各种测量值、设定值和OPUS46传送来的操作信号发出相关控制信息，对发动机、液压泵、液压控制阀和整机进行控制。

二挖掘机电气系统组成及原理

SY210C8M挖掘机电气系统组成：

电源部分、发动机电气部分、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。

SY210C8M电气系统总图如下：

挖掘机电控系统功能简介

1：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。

2：挖掘机检测和保护功能：

通过一系列的传感器、油压传感器、蜂鸣器、熔断器和显示屏等对挖机的发动机、液压系统、工作状态进行检测和保护。

3：照明功能：主要有司机室厢灯、工作装置作业灯及检修灯。

4：其它功能：主要有刮雨器、喷水器、空调器和收放音机等。

电控系统各部分组成及原理介绍

2.1 挖掘机电源部分

系统电源为直流24V电压供电、负极搭铁方式；

采用2节12V 120AH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。

1) 蓄电池：采用12V 120AH免维护型蓄电池，2组串联。

2) 发电机：24V 50A交流发电机，由发动机自带，内置硅整流电路及电压调节器，带有频率输出。I为中性点电压输出端子，BAT为电源输出端子，GND为接地端子。I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I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I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， L端电压达24V，充电报警灯熄灭。

3) 挖掘机电源继电器：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。

a)接通：把钥匙开关打到“接通”位置以启动电路系统，此时电源继电器接通，系统得电。在启动发动机之时，钥匙开关必须是接通的。

b)断开：把钥匙开关打到“断开”位置，电源继电器断电，以切断电路系统。

注意：

维修电路系统和机器的其它部件时，请把钥匙开关打到“断开”位置或拔掉钥匙开关以切断蓄电池电路。

2.2 挖掘机启动部分

2.2.1启动设备

1)启动电机：24V 4.5KW 起动电机三个接线柱的作用和连接如下：

a) S接线柱接启动开关。

b) E接线柱为负极搭铁。

c) B接线柱可接车上的用电器的正极。

2) 钥匙开关：用于启动发动机。

3) 安全继电器：用于检测启动过程中发动机转速控制启动是否成功。

4) 液压操纵：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

SY210C8M启动由上述控制电路独立完成，控制器不参与启动控制。发动机启动达到标准转速后，将由发电机P端控制安全继电器，安全继电器则断开启动继电器，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, 充电报警灯熄灭。

2.3 挖掘机照明部分

为了保证夜间行车或作业安全，提高工作效率，外部照明旋转台工作灯、动臂工作灯均采用大功率工作灯，内部照明为驾驶室厢灯，显示屏具有光控与温控电路，在光线阴暗时自动打开背光，照明液晶屏，在不同的温度下，自动调节液晶屏的灰度，以达到最佳的视觉效果。

2.4 挖掘机电气操纵机构

包括各启动开关、断路开关、继电器等电气控制机构。

2.5 挖掘机空气调节装置

为了营造一个舒适的工作环境，本机采用工程机械专用工程空调，能实现制冷与制暖、风量以及温度调节。（计划配置为日本首钢电装空调）

2.6 挖掘机音响设备

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。（计划配置带MP3功能）

2.7 挖掘机故障诊断报警装置

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。

硬件主要由KM-MB-10控制器、OPUS46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：

1）显示屏面板能防水、防尘，整个装置抗干扰能力强，并能防震。

2）能对机器的运行情况进行连续监测，并根据要求进行报警。

3）带工作小时计、系统时间显示。能对其进行调整，使其与当地时间一致。

4）显示屏多页、分层显示信息。可进行翻屏操作，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。

5）工作模式：每次只能处于一个工作模式，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。

6）行走高低速：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。

7）自动怠速功能：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。

8）挖掘机右操作面板上有两个指示灯：

l右操作面板红色指示灯为发动机充电指示灯,它的特性电池供电时亮，发电机正常供电时灭；

l 右操作面板黄色指示灯为发动机预热指示灯,通过闭合位于后面的翘板开关，并将点火开关打到ON-START之间的预热位置，此时指示灯亮，表示开始预热。

注意：预热时间为人为控制，每次预热时间不超过 15秒！若欲详细了解，请参看三菱发动机本部分说明！

故障诊断报警系统框图

报警系统各功能显示方式、采集信号具体情况列表如下：

显示	类别	输入或输出信号方式
方式监测	燃油箱油位	CAN总线模拟量
	发动机冷却液温度	CAN总线模拟量
	机油压力	CAN总线模拟量
	油门旋钮	CAN总线模拟量
	压力传感器	CAN总线模拟量
	控制器采集量

故障信息以故障代码方式显示。显示位置在主页面下方，同时有声光报警提示。（由显示器实现）

2.8 挖掘机电控制装置

本系统由KC-MB-10控制器、OPUS46显示、油门控制单元以及一些必要的模拟量、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、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）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。

控制器将各种信号以CAN 2.0B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 挖掘机四种工作模式控制

SY210C8M挖掘机有四种作业模式可供选择。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。

模式的选择：通过显示屏上的“模式”选择按钮实现。每次只能处于一个工作模式，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 挖掘机柴油机转速控制原理

本系统采用KC-MB-10控制器直接驱动油门马达AC/2000，通过改变油门软轴的长度来调节油门的开度,油门开度通过油门位置传感器反馈到控制器。

油门旋钮顺时针旋动时, 即升速时，由KC-MB-10驱动油门马达，柴油机转速上升，达到设定的油门开度后，升速信号停止，进入转速自动调节阶段。

限位保护特性：当油门马达位置传感器反馈信号超过KC-MB-10控制器设置的安全范围后，控制器将调节液压系统工作在保护模式，现象为动作缓慢。

2.8.3 挖掘机自动怠速系统

SY210C8M挖掘机具有自动怠速功能。

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。

自动怠速描述：按显示器上的自动怠速键（“小乌龟”图象），进入自动怠速控制，若机器空载运行转速大于1400 rpm（怠速转速）时，为降低燃油消耗而进入自动怠速。在自动怠速时，将油门旋钮往增速方向一档一档或跨档调节，转速均不会上升。

退出自动怠速：

a.将油门旋钮拧回最低位置，自动怠速将解除；

调节油门旋钮使空载转速大于1400 rpm，一定时间后将变为自动怠速；

b.任何先导压力动作有效，自动怠速将解除；作业中断后3.5秒变为自动怠速；

c.用自动怠速键（显示器上“小乌龟” ）取消自动怠速，自动怠速立即取消。

三 SY210C8M挖机电气操作说明书

3.1挖掘机开机

3.1.1起动前：柴油机起动前，钥匙开关先打到“运行”档，发动机第一次没有顺利启动，请等15秒钟后再启动，连续三次启动不成功需等待2分钟后再启动。如每次停机后都存在此故障，请与我们的服务工程师联系。

3.1.2柴油机起动后：柴油机在油门档位对应的转速运转；当第一次操纵启动，直接进入默认值：模式工作为S；以后每次操纵重新启动时，系统模式工作回到S。若在5秒内工作装置没有动做，则进入怠速转速运行（1400转/分）。

3.1.3在显示屏上通过“模式”按钮切换工作模式，当按住显示屏上的模式选择按钮时，在显示屏上以 “S”、“H”、“L”、“B”、“S”的顺序显示，同时进入相应工作模式，最高转速及作业效率上就会有不同。松开按钮时，显示定格，同时该模式生效。

3.2挖掘机系统功能

3.2.1挖掘机自动怠速

自动怠速：

显示屏上按键显示“小乌龟”为具有“自动怠速”功能。

当液压操纵杆回中位时间超过3.5秒。KC-MB-10自动减少发动机油门开度，使发动机在1400转运转，当扳动操纵杆重新作业时，KM-MB-10立即控制发动机，使它迅速恢复到设定的工作速度。起到节能和降低噪声的作用。

显示器按键显示为“小兔子”。此时为全速状态，发动机一直工作在油门档位设定的转速上。

3.2.5挖掘机发动机油门控制盘

调节发动机档位旋钮可以调节发动机转速。

在每个模式下对应一个最高转速，最高转速的获取：

H模式：油门档位打到11档时。

11档=2200，10档=2100

1-9档转速在2000-1000之间分配，每档相差基本为100转。

S模式：油门档位打到11档时。

11档=2150，10档=2100

1-9档转速在2000-1000之间分配，每档相差基本为100转。

L模式：油门档位打到9档及以上。

11、10、9档=1950

1-8档转速在1800-1000之间分配，每档相差基本为100转

挖掘机各档转速检测标准：

210C8M重点确认H、S、L、B模式下的最高转速、AI转速：

H模式最高转速 2200 + 50 rpm

S模式最高转速 2150 + 50 rpm

B模式最高转速 2150 + 50 rpm

L模式最高转速 1950 + 50 rpm

AI模式转速 1400 + 50 rpm

1挡最低转速 1000±100 rpm （或不低于1000，且不高于1200 rpm）

挖掘机各模式掉速检测标准：

工作模式档位瞬间掉速范围（rpm）憋压稳定掉速范围（rpm）

H 11-4档 ≤ ４００ ≤ ２００

S 11-4档 ≤ ４００ ≤ ２００

L 11-4档 ≤ ２００ ≤ ２００

各模式 1-3档 ≤ ２００ ≤ ２００

3.2.6挖掘机模式选择

本系统实现四种工作模式的控制：

重负荷作业模式（H模式）

标准作业模式（S模式）

普通作业模式（L模式）

破碎作业模式（B模式）

H模式时，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模式时，液压泵输入功率的总和约为发动机最大功率的90%；

L模式时，液压泵输入功率的总和约为发动机最大功率的80%；

B模式，液压泵输入功率的总和约为发动机最大功率的70%；

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。工作模式的选择显示屏上的“模式”按钮控制。

3.2.7挖掘机行驶速度选择

在显示器上控制“高速”或“低速”行驶速度选择。每次启动挖掘机时，系统处于低速状态提示“低速”。按下 “低速“按钮系统进入高速提示“高速”。

3.2.8挖掘机二次升压补偿

按下二次增压按钮不会导致液压回路的压力升高。因为液压未支持此部分。电气预留此部分将线路。

3.2.9挖掘机启动钥匙开关

发动机起动开关在“接通”位置并且发动机在运转时，以保持电路和液压系统功能。

1. 断开①：发动机起动开关钥匙只能在发动机起动开关位于“断开”位置时插入。同样，发动机起动开关钥匙也只能在发动机起动开关位于“断开”位置时拔出。再次起动发动机前钥匙必须先转至“断开”位置。转动钥匙至“断开”位置以停止发动机。维修电路系统或机器的其他部件时，请把钥匙开关打到“断开”位置或拔掉钥匙开关以切断蓄电池电路。此时系统只有对室内灯、检修灯保持供电。

2. 接通②：钥匙从“断开”到“接通”，系统除空调没接通电源外其它机构都上电。而在发动机启动后，钥匙从“接通”到“断开”，则是关闭发动机，请确保发动机速度在1000转左右运转时再关闭发动机。

3. 起动③：转动发动机起动开关钥匙到“起动”位置,启动电机通电运转以带动发动机起动，此过程持续1-3秒。发动机起动后立即放松钥匙。

3.2.10挖掘机液压操纵

每次起动柴油机时，液压操纵启动杆在“锁住”位置，使所有液压操纵机构都不能操作；如在“开锁”位置，使发动机不能起动。

当柴油机正常起动、发电机正常工作后，液压操纵启动杆在“锁住”位置，柴油机速度油机速度为1000转左右。将液压操纵启动杆放在“开锁”位置，则可对挖掘机进行操作，发动机速度由发动机油门控制盘决定。如没有作模式选择，操纵液压操纵机构，则直接进入默认模式（S模式）工作。

每次关机后离开驾驶室，注意将液压操纵启动杆放在“锁住”位置，或关闭发动机。

3.2.11挖掘机充电指示灯（红色）：

当转动钥匙开关至接通位置时，该指示灯亮。钥匙开关至起动位置后，发电机正常发电后，该指示灯会熄灭，如果该灯一直亮，则请检查发电机是否出现故障。

3.2.12挖掘机监控及报警

本系统采用OPUS46显示器实现对挖掘机有关操作、工况监测及报警显示。一旦发生异常能及时报警，并指出故障部位，从而可及早清除故障隐患，减少维修时间，降低保养和维护费。

本系统能实现对挖掘机以下监控及报警功能

l 燃油箱油位、发动机冷却液温度以指示针仪表的形式在主画面屏上实时显示。

l 提供报警代码及声音报警。在排除故障之前不要起动发动机。

l 可查询发动机、油门机构、主泵、主阀在工作中的各项参数。

L 上电但不起机时，若出 “41”则表示转速传感器正常；若启动机器后，“41”仍然出现，则表示转速传感器异常。

当发动机冷却液温度达到98℃时，发动机冷却液显示将改变颜色；当发动机冷却液温度达到103℃时，发动机自动降低到1350rpm，直到冷却液温度降至正常温度为止。

具有液压油温监测功能，在低/超温时提供保护。

具有工作小时计，系统时间显示且能对其进行调整。

具有可调整的实时时钟，可针对不同时区设置时间。

能实时监控各输入输出开关点状态，便于技术人员分析电路线束方面的好坏状态。

能实时监控到传感器参数值，便于技术人员分析发动机与液压泵的匹配状态并判断各执行元件的正常与否状态。

3.2.12 挖掘机预热操作

四挖掘机电气系统技术保养

挖掘机的电气系统必须始终处于完好状态，烧断或腐蚀的保险丝和灯泡必须立即更换。

1、挖掘机蓄电池的保养

为了使蓄电池能正常的供电，必须随时保持清洁，特别是电极和电线夹头应定期清理。

请特别注意蓄电池上方的橡胶垫是否被磨破，如果出现损坏的情况请及时更换。

2、挖掘机更换保险丝

更换保险丝前必须先检查各有关电路是否短路或过载。

挖掘机各保险丝规格如下：

代号	规格	用途	代号	规格	用途
F1	20A	钥匙开关保险	F2	5A	充电指示灯保险
F3	5A	喇叭保险	F4	15A	工作灯保险
F7	10A	驾驶灯保险	F5	5A	雨刮器、清洗器保险
F9	5A	检修灯保险	F6	10A	音响保险
			F8	20A	空调保险
			F10	5A	显示器保险
			F11	20A	控制器保险
			F15	15A	点烟器保险
			F16	10A	先导电磁阀组
F0	160A	预热器保险	F17	5A	报警器保险