發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路原理及故障診斷方法

【轉(zhuǎn)自　工程機(jī)械與維修】

某型號(hào)挖掘機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓系統(tǒng)均采用電腦控制，若發(fā)動(dòng)機(jī)電路出現(xiàn)故障，直接影響挖掘機(jī)正常作業(yè)。本文介紹該機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路工作原理和故障診斷方法。

1.發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路組成

某型號(hào)型挖掘機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路主要由蓄電池1、發(fā)電機(jī)2、啟動(dòng)繼電器3、啟動(dòng)機(jī)安全繼電器4、油門調(diào)速執(zhí)行器5、時(shí)間繼電器6、點(diǎn)火開關(guān)7、空擋繼電器8、空當(dāng)開關(guān)9、啟動(dòng)機(jī)電磁線圈10、啟動(dòng)機(jī)11、蓄電池繼電器12和相關(guān)導(dǎo)線等組成。點(diǎn)火開關(guān)7有停機(jī)(OFF)、開(ON)和啟動(dòng)(S)3個(gè)位置，如附圖所示。

2.工作原理

(1)全車供電

將點(diǎn)火開關(guān)7置于ON位置，發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路接通，蓄電池正極輸出的電流通過10A保險(xiǎn)、點(diǎn)火開關(guān)7的端子R、蓄電池繼電器12線圈、搭鐵線、斷路開關(guān)回到達(dá)蓄電池-極，將蓄電池繼電器12主觸點(diǎn)K4閉合。觸點(diǎn)K4閉合后，蓄電池正極電流通過蓄電池繼電器K4、用電設(shè)備、搭鐵端子、斷路開關(guān)回到蓄電池負(fù)極，挖掘機(jī)用電設(shè)備電源電路接通。

(2)啟動(dòng)電路

將點(diǎn)火開關(guān)7置于ON位置，蓄電池正極輸出的電流，通過10A保險(xiǎn)、插座CONN89的端子1向時(shí)間繼電器6供電。同時(shí)蓄電池正極輸出的電流通過10A保險(xiǎn)、點(diǎn)火開關(guān)7的端子R、插座CONN89的端子4向時(shí)間繼電器6送入點(diǎn)火開關(guān)7接通信號(hào)，時(shí)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(zhí)行器5供電。蓄電池正極輸出的電流通過10A保險(xiǎn)、點(diǎn)火開關(guān)7的端子R、插座CONN11的端子6向油門執(zhí)行器5送入點(diǎn)火開關(guān)7接通信號(hào)，油門執(zhí)行器按電腦發(fā)送的指令，將發(fā)動(dòng)機(jī)油門調(diào)到油門旋鈕設(shè)定的位置。

空擋開關(guān)9設(shè)置在液壓鎖上，當(dāng)液壓鎖鎖定時(shí)，其負(fù)載斷開，空擋開關(guān)9的觸點(diǎn)K3閉合，此時(shí)24V電壓通過插座CONN89的端子3、插座CONN1的端子C、空擋開關(guān)9的觸點(diǎn)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(diǎn)K2閉合，使發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。當(dāng)液壓鎖解除時(shí)，全車可以動(dòng)作，啟動(dòng)機(jī)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(shí)不能啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)?？論蹰_關(guān)9的作用是防止發(fā)動(dòng)機(jī)帶載啟動(dòng)。

(3)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)

放下液壓鎖操縱桿，液壓鎖鎖定，空擋開關(guān)9的觸點(diǎn)K3、空擋繼電器8的K2閉合。將點(diǎn)火開關(guān)7轉(zhuǎn)到啟動(dòng)位置后，蓄電池正極輸出的電流通過10A保險(xiǎn)、點(diǎn)火開關(guān)7的端子S、空擋繼電器8的觸點(diǎn)K2、插座CONN3的端子1、啟動(dòng)繼電器的線圈3、插座CONN3的端子2、啟動(dòng)機(jī)安全繼電器4上的S、GND端子、插座CONN2的端子3到達(dá)搭鐵線搭鐵。此時(shí)啟動(dòng)繼電器3的觸點(diǎn)K1閉合，啟動(dòng)機(jī)控制電路接通，蓄電池正極輸出的電流通過60A保險(xiǎn)、啟動(dòng)繼電器3的K1觸點(diǎn)，電磁開關(guān)10吸力線圈L2、啟動(dòng)機(jī)電樞繞組L3、搭鐵線、斷路開關(guān)到達(dá)蓄電池負(fù)極，同時(shí)電磁開關(guān)10的保持線圈L1得電，啟動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪推出，使其與飛輪齒圈嚙合。

當(dāng)啟動(dòng)機(jī)齒輪嚙合后，電磁開關(guān)10的觸點(diǎn)K閉合，啟動(dòng)機(jī)主電路接通，蓄電池正極輸出的電流通過電磁開關(guān)觸點(diǎn)K、啟動(dòng)機(jī)繞組L3搭鐵線、斷路開關(guān)、到達(dá)蓄電池負(fù)極，啟動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。此時(shí)，吸引線圈L2被短路，電磁開關(guān)活動(dòng)鐵芯僅靠保持線圈L1的磁力保持在吸合位置，直到發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。

發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，發(fā)電機(jī)2中點(diǎn)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(dòng)機(jī)安全繼電器4的端子P，使安全繼電器4內(nèi)部的端子S和GND斷開，啟動(dòng)繼電器3中線圈電流切斷啟動(dòng)機(jī)繼電器3觸點(diǎn)K1斷開，電磁開關(guān)10中保持線圈L1中的電流消失，活動(dòng)鐵芯回至原位，啟動(dòng)機(jī)主觸點(diǎn)K斷開，切斷了啟動(dòng)機(jī)回路，啟動(dòng)機(jī)失電，啟動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)齒輪在反作用力下退出嚙合狀態(tài)，啟動(dòng)過程結(jié)束。此時(shí)即使點(diǎn)火開關(guān)7仍在啟動(dòng)位置，由于啟動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電路斷開，啟動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止工作，對(duì)啟動(dòng)機(jī)起到保護(hù)作用。

發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)后，發(fā)電機(jī)中點(diǎn)P電壓消失，安全繼電器4中內(nèi)部的端子P和端子GNG閉合，此時(shí)又可以重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

(4)停機(jī)控制

將點(diǎn)火開關(guān)7由ON轉(zhuǎn)到OFF位置，點(diǎn)火開關(guān)7的端子R送出的信號(hào)被切斷，蓄電池繼電器12線圈斷電，其觸點(diǎn)K4斷開，全車用電設(shè)備斷電。此時(shí)點(diǎn)火開關(guān)7的端子R送出的信號(hào)被切斷，插座CONN89的端子4輸入到時(shí)間繼電器6的點(diǎn)火開關(guān)7信號(hào)切斷，時(shí)間繼電器6繼續(xù)輸出10s的24V電壓至插座CONN89的端子3，插座CONN11的端子1繼續(xù)向油門執(zhí)行器5供電10s。點(diǎn)火開關(guān)7的端子R送出的信號(hào)被切斷，插座CONN11的6端子輸入到油門執(zhí)行器5的點(diǎn)火開關(guān)7信號(hào)被切斷，油門執(zhí)行器5將油門轉(zhuǎn)到熄火位置，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。10s后，時(shí)間繼電器6延時(shí)輸出的24V電壓自動(dòng)斷開，停機(jī)控制過程結(jié)束。

由此可見，CAT320D型挖掘機(jī)啟動(dòng)/停機(jī)控制電路保護(hù)功能完善。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，若未及時(shí)釋放點(diǎn)火開關(guān)7，啟動(dòng)機(jī)會(huì)自動(dòng)停止工作，防止啟動(dòng)機(jī)內(nèi)單向離合器接合造成磨損，并蓄電池電能消耗。發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，即使再將點(diǎn)火開關(guān)7轉(zhuǎn)到啟動(dòng)位置，啟動(dòng)機(jī)也不會(huì)工作，從而防止啟動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪齒環(huán)撞擊而損壞。

3.故障排查方法

(1)啟動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)

檢測(cè)插座CONN1的端子C電壓，若無電壓，故障原因?yàn)?0A保險(xiǎn)熔斷或時(shí)間繼電器6、點(diǎn)火開關(guān)7損壞，此時(shí)更換保險(xiǎn)、時(shí)間繼電器6、點(diǎn)火開關(guān)7即可。若插座CONN1的C端子電壓為24V，應(yīng)檢測(cè)插座CONN1的A端子電壓。

檢測(cè)插座CONN1的端子A若無電壓，為空擋開關(guān)9損壞，更換空擋開關(guān)9即可;若插座CONN1的A端子電壓為24V，應(yīng)檢測(cè)插座CONN3的端子1電壓。

檢測(cè)插座CONN3的端子1，若無電壓，為空擋繼電器8、點(diǎn)火開關(guān)7損壞，更換點(diǎn)火開關(guān)7、空擋繼電器8即可。若插座CONN3的端子1電壓若為24V，檢測(cè)啟動(dòng)機(jī)電磁線圈10至啟動(dòng)機(jī)繼電器3之間線路的電壓。若電磁線圈10至啟動(dòng)機(jī)繼電器3之間線路無電壓，為啟動(dòng)繼電器3、安全繼電器4、60A保險(xiǎn)損壞，更換啟動(dòng)繼電器3、安全繼電器4、60A保險(xiǎn)即可。

若檢測(cè)啟動(dòng)機(jī)電磁線圈10至啟動(dòng)機(jī)繼電器3之間線路的電壓為24V，為電磁開關(guān)10或啟動(dòng)機(jī)的線圈L1、L2損壞，更換線路電磁開關(guān)10、啟動(dòng)機(jī)11即可。

(2)啟動(dòng)機(jī)不能自動(dòng)停止

發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后若啟動(dòng)機(jī)不能自動(dòng)停止時(shí)，應(yīng)檢測(cè)發(fā)電機(jī)中點(diǎn)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(fā)電機(jī)中點(diǎn)P電壓小于12V或無電壓，為發(fā)電機(jī)繞組、整流二極管故障，應(yīng)更換或修理發(fā)動(dòng)機(jī)。

(3)關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)不能停機(jī)

檢測(cè)點(diǎn)火開關(guān)7至蓄電池繼電器12的電壓，若電壓為24V，則為點(diǎn)火開關(guān)7損壞，應(yīng)更換點(diǎn)火開關(guān)7。若點(diǎn)火開關(guān)7至蓄電池繼電器12無電壓，則檢測(cè)CONN11的端子1，CONN11的端子1電壓為24V，則為油門執(zhí)行器5故障，應(yīng)更換油門執(zhí)行器5。若CONN11的端子1無電壓，則為時(shí)間繼電器6故障，應(yīng)更換時(shí)間繼電器6。

4.檢修實(shí)例

(1)導(dǎo)線斷路

1臺(tái)某型號(hào)挖掘機(jī)，司機(jī)在放下液壓鎖操縱桿(液壓鎖止)下車時(shí)，誤將鑰匙轉(zhuǎn)到了啟動(dòng)位置，出現(xiàn)了啟動(dòng)機(jī)嚴(yán)重打齒現(xiàn)象。該挖掘機(jī)為二手機(jī)，買來就有此故障。分析認(rèn)為，故障可能出在發(fā)電機(jī)和安全繼電器處。用萬用表測(cè)發(fā)電機(jī)中點(diǎn)P，有14.3V電壓，證明發(fā)電機(jī)正常，檢查發(fā)電機(jī)中點(diǎn)P至插座CONN2電路，發(fā)現(xiàn)CONN2的連線已被剪斷，重新接好線后，故障排除，啟動(dòng)功能恢復(fù)正常。

(2)時(shí)間繼電器損壞

1臺(tái)某型號(hào)型挖掘機(jī)，出現(xiàn)熄火功能失靈故障，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)有時(shí)不能用點(diǎn)火開關(guān)停機(jī)。分析認(rèn)為，故障可能出在時(shí)間繼電器和油門執(zhí)行器處。用萬用表測(cè)量時(shí)間繼電器至蓄電池繼電器之間的線路，其通斷信號(hào)正常，在插座CONN11上測(cè)時(shí)間繼電器輸出信號(hào)，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)后24V信號(hào)時(shí)有時(shí)無，說明故障出在時(shí)間繼電器，更換同型號(hào)的時(shí)間繼電器后試機(jī)，故障消失。