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SY200C1挖掘机电控系统故障的诊断与排除
一、 课题研究目的与意义：
• 机电一体化是液压挖掘机的主要发展方向，其最终目的是机器人化，实现全自动运转，这是挖掘机技术的又一次飞跃。作为工程机械主导产品的液压挖掘机，在近几十年的研究和发展中，已逐渐完善，其工作装置、主要结构件和液压系统已基本定型。人们对液压挖掘机的研究，逐步向机电液控制系统方向转移。控制方式不断变革，使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、电气操纵、液压伺服操纵、无线电遥控、电液比例操纵和计算机直接控制。所以，对挖掘机机电一体化的研究，主要是集中在液压挖掘机的电控系统上。
• 液压挖掘机电气控制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专用控制器EPS（Electronic Power System），EPS控制器综合各种测量值、设定值和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、系统组成及原理
• SY200C1挖掘机电气系统由电源部分、启动部分、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。
• 1.1 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。
• 2) 发电机：27V 35A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。D+为中性点电压输出端子，B+为电源输出端子，E为接地端子。D+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D+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D+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，D+端电压达24V，充电报警灯熄灭。
• 3) 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。
• 1.2 启动部分
• 1.2.1启动设备
• 1)  启动电机：24V  4KW
•  起动电机三个接线柱的作用和连接如下：
•  a    50接线柱接启动开关。
•  b    31接线柱为负极搭铁。
•  c    30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)  转速传感器：用于检测启动过程中发动机转速。
• 4）液压操纵：液压操纵杆在“锁住”位置，发动机才能启动。
• 1.2.2 挖掘机启动保护原理及实现过程
• SY200C1挖掘机由EPS来控制起动马达，并通过程序设置实现保护。柴油机起动前，钥匙开关先打到“通电”档时，由EPS控制器检测各传感器及相关开关输入信号，检测此时冷却液温度是否低于3℃，若是，则接通预热继电器，直到冷却液温度高于此值时断开，同时驱动油门机构向油门高位走一行程，以保证油门打开。钥匙开关打到“启动”档后，控制器检测到“柴油机启动信号”的输入，同时判断“液压操纵秆”信号是否为闭合，若闭合，再判断此时转速是否低于650r/m，若是，则接通启动继电器，直到转速高于650r/m，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。
• 1.3 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，触摸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。
• 1.4 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。
• 1.5 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
• 1.6 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。
• 1.7 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。其硬件主要由EPS和触摸屏为系统核心，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）触摸屏面板能防水、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）装置在硬件上具有光控电路，在光线阴暗时自动打开背光，照明液晶屏，在不同温度下，自动调节液晶屏的灰度，以达到最佳视觉效果。
• 4）装置具有工作小时总计，系统时间显示且能对其进行调整，使其与当地时间一致。
• 5）可以对液晶屏进行翻屏操作，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。
• 6）工作后每次只选一个工作模式，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。  
• 7）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。
• 8）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。
• 9）本装置自动查找故障，根据测得的故障参数找出发生故障的部位，并能查询某个故障发生的时间及某个时间内所发生的故障名称。
• 挖掘机配备工作模式控制系统，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。SY200C1挖掘机有四种作业模式可供选择，模式的选择通过触摸屏上的“模式”选择按钮实现。挖掘机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。

三、电气系统排故
• （一）发动机油门控制器系统的故障诊断
• 1．电源系统或控制器异常。
•     （1）发动机油门控制器有故障。
•     （2）启动开关有故障。
•     （3）蓄电池继电器有故障。
•     （4）相关线路短路、接触不良或断路。
• 2．调速器电机内短路。
•     （1）发动机油门控制器有故障。
•     （2）调速器电机有故障。
•     （3）相关线路短路。   
• 3．蓄电池继电器异常。
•     （1）蓄电池继电器异常。
• （2）相关线束与其他线束接触。
• 4．调速器电机线束短路。
•     （1）发动机油门控制器有故障。
•     （2）调速器电机有故障。
•     （3）相关线路短路。
• 5．调速器电位器异常。
•     （1）发动机油门控制器有故障。
•     （2）油门操纵旋钮有故障。
•     （3）调速器电机有故障。
•     （4）相关线路接地，与其他线束接触。   
• 6．门操纵旋钮异常。
•     （1）发动机油门控制器有故障。
•     （2）油门操纵旋钮有故障。
•     （3）相关线路短路，与地接触。
• 7．第2号油门信号不正常。
•     （1）发动机油门控制器有故障。
•     （2）液压泵控制器有故障。
•     （3）相关线路短路、断路、接地。
• 8．发动机不启动。
•     （1）启动电机有故障。
•     （2）蓄电池继电器有故障。
•     （3）启动开关（端子B-C之间）有故障。
•     （4）启动开关（端子B-BR之间）有故障。
•     （5）蓄电池电容量太低。
•     （6）相关线路接触不良、断路。
•  9． 发动机运转不稳定。
•     （1）调速器电机与喷油泵之间的连杆调整不当。
•     （2）喷油泵有故障。
•     （3）调速器电机有故障。
•     （4）启动开关有故障。
•     （5）相关线路接触不良，短路，接地或与其他线束接触。
• 10．发动机最高转速太低。
•      （1）喷油泵有故障。
•      （2）调速器电机有故障。
•      （3）连杆调整不当。
•      （4）相关线路接触不良，短路，接地或与其他线束接触。
•      （5）启动开关有故障。
•  11．发动机不熄火。
•      （1）喷油泵有故障。
•      （2）调整器电机连杆调整不当。
•      （3）调速器电机有故障。
•      （4）发动机油门控制器有故障。
•      （5）启动开关有故障。
•      （6）线路接触不良或与其他线束接触。
• （二）电气系统故障诊断
• 1.控制系统异常
•  1）燃油操纵杆没有回到停止位置，发动机却停下来。当负荷急剧增大时，发动机停止可能原因是：
• ①液压泵调整器故障。
• ②电磁阀故障。
• ③相关线路断线，接触不良或接地。
•  2）操纵杆在全负荷位置时，工作无力或工作装置速度慢可能原因是：
• ①液压泵调整器故障。
• ②转速传感器故障。
• ③相关线路断线、断路或接触不良。
• 2．速度切换电气系统异常（无法切换行走速度）可能原因是：
• ①行走两速继电器不良。
• ②行走两速开关故障。
• ③行走两速电磁阀故障。
• ④相关线路断线，接触不良。
• 3．发动机启动系统异常（发动机不启动）可能的原因是：
• ①启动电机主体故障。
• ②启动电机磁力开关故障。
• ③安全及电器故障。
• ④启动开关故障。
• ⑤交流发电机故障。
• ⑥蓄电池机电器故障。
• ⑦蓄电池容量不足。
• ⑧相关线路断线，接触不良。
 
结束语
本文就SY200C1型号挖掘机为例，分析了其电控系统的常见故障机器排除方法，重点介绍了诊断的步骤、常见的诊断要点和维修方法以及在维修过程中需要注意的一些维修误区。并对其它的部件作了简单的说明，对重要的部件进行了一定的介绍分析。
毕业论文是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次的毕业论文创作，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学专业基础知识，同时也提高我查阅文献资料、设计手册以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌的处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到也正是我们进行毕业设计的目的所在。
虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐，但我的收获却更加的丰富，各种标准件的适用条件及选用标准，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的，和老师的沟通交流更使我从机械工艺的角度对设计有了新的认识也对自己提出了新的要求。
参考文献
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[2] 常治斌，张京辉主编.机械原理.北京大学出版社，北京，2007.2
[3] 魏鸿榕，陶怡，岳彩霞主编.机械设计基础.华中科技大学出版社，武汉，2010.1
[4] 编委会编著.机械设计手册.机械工业出版社，北京，2007.7等