柳工挖机培训课程资料---电器系统

柳工挖机培训课程资料---电器系统
本资料包括以下部分：电路基础、工程机械电器系统介绍（以CLG200-3挖掘机为主）、电器系统维修的基本常识以及故障判断和故障排除。
一、	电路基础：
1.	电路：为了某种需要而由电源、导线、开关和负载按一定方式组合起来的电流的通路称为电路。
2.电路的主要功能：进行能量的转换、传输和分配；实现信号的传递、存储和处理。
3.电路基本物理量：电流（I）、电压（U）和功率（P）；
3.1 电流：电荷的定向移动形成电流，电流的大小用电流强度表示，单位为安培（A）；
3.2 电压：电路中a、b点两点间的电压等于a、b两点的电位差，Uab=Ua-Ub；
3.3 功率：电场力在单位时间内所做的功称为电功率，简称功率；
电流（I）、电压（U）和功率（P）三者之间的关系为：P=UI
4．常用电路元件：
4.1 电阻元件：电阻元件是一种消耗电能的元件，电阻的单位为欧姆，符号如下：
4.2 电感元件：电感元件是一种能够贮存磁场能量的元件，是实际电感器的理想化模型，只有电感上的电流变化时，电感两端才有电压。在直流电路中，电感上即使有电流通过，但ｕ＝０，相当于短路。Ｌ称为电感元件的电感，单位是亨利（Ｈ），符号如下：
4.3 电容元件：电容元件是一种能够贮存电场能量的元件，是实际电容器的理想化模型，只有电容上的电压变化时，电容两端才有电流。在直流电路中，电容上即使有电压，但ｉ＝０，相当于开路，即电容具有隔直作用，C称为电容元件的电容，单位是法拉（F），符号如下：

   4.4 电压源：电压源：u=uS 端电压为us，与流过电压源的电流无关，由电源本身确定，电流任意，由外电路确定；
   4.5 电流源：电流源： i=iS流过电流为is，与电源两端电压无关，由电源本身确定，电压任意，由外电路确定； 
5、最基本电路定律：欧姆定律：R=U / I；
6、电路的连接形式：
 6.1 串联：串联电路实现分压，n个电阻串联可等效为一个电阻。
分压公式为 
两个电阻串联时

6.2 并联： 并联电路实现分流，n 个电阻并联可等效为一个电阻。
当两个电阻并联时：




7、常用的基本电路维修工具：指针式万用表和数字式万用表
万用表可以测量交直流电压值，交直流电流值，电阻值，电容值等物理量。
7.1 电压测量：测量电压值时，先选择相对应的交直流电压挡和相对应的量程，然后将万用表表笔并联在被测电路上，注意，如是指针式万用表要注意表笔的正负极，否则有可能将表头打坏；
7.2电流测量：测量电流值时，先选择相对应的交直流电流挡和相对应的量程，然后将万用表表笔串联在被测电路上，注意，如是指针式万用表要注意表笔的正负极，否则有可能将表头打坏；
7.3电阻值测量：测量电阻值时，先选择相对应的欧姆挡和相对应的量程，然后将万用表表笔接在被测电路两端便可读出电阻值，注意，在回路中测量电阻值时一定要将回路断开；
8、电路的状态：导通、短路、断路；
9、常用的电路保护器件：
     9.1 熔断器：熔断器主要作短路或过载保护用，串联在被保护的线路中。选择熔断器的一般为1.5~2倍回路的额定电流（对直流而言）；

9.2 热继电器；
二、	工程机械常用电器元件及其工作原理：
1.	蓄电池：蓄电池为可逆的直流电源，在机器上与发电机并联，向用电设备供电。在发电机工作时，用电设备所需电能由发电机供给。蓄电池的作用是：
a、	发动机起动时，向起动电机供电，如是汽油机时，还向点火系供电；
b、	在发电机不发电或电压较低的情况下，向用电设备供电；
c、	当用电设备同时接入较多，发电机超载时，协助发电机供电；
d、	蓄电池储存电能；
e、	因为蓄电池相当于一个大电容器，吸收电路中随时出现的瞬时过电压，以保护其他元器件；
蓄电池的通用符号：                  
在工程机械中，系统电压有12V和24V两种，因为单只蓄电池为12V，所以系统电压是24V时，应将两只同规格同型号的蓄电池串联： 。
一般地，在工程机械上，电气系统采用单线制，即负极接地，也就是将蓄电池负极与机器的金属车身接在一起。
2.	发电机：我们所说的发电机一般包括交流发电机和电压调节器，这两者有相互独立的和集成在一起的。发电机的作用是：
a、	向用电设备供电；
b、	向蓄电池充电；
  发电机的原理图如下：发电机（以BOSCH发电机为例）一般有	B+，D+、W、E几个接线端。B+是发电机电压输出端，向用电设备供电；D+是充电指示端，与充电指示灯接；W是转速信号端；E是接地端；
   发电机的工作原理：三相交流线圈切割励磁线圈（其实也有部分剩磁）产生的磁力线，产生感应电动势，一路经整流二极管整流后由B+输出向用电设备供电；一路经励磁二极管整流后接到励磁调节器和D+。当发电机产生的电压低于28V时励磁调节器不对励磁线圈的电流进行调节，当发电机产生的电压超过28V时，励磁调节器对励磁线圈的电流进行调节，使发电机输出的电压稳定在28V。
         当励磁调节器，也可以说是稳压调节器出现故障时，发电机可以输出很高的电压，造成严重的后果。
 








3.	起动机：
发动机借助外力由静止状态过渡到能自行运转的过程，称为发动机的起动。帮助发动机完成起动的便是起动机，起动机主要由电磁控制装置即起动电磁开关（磁力包）、直流电机、传动拨叉、驱动齿轮等部件组成。










来自起动开关的起动控制信号加载在电磁控制装置（实际上是双线圈继电器）后，电磁控制装置动作接通两个主接线柱触点，使电动机通电，同时传动拨叉拨动驱动齿轮与飞轮啮合起动发动机。
因为起动发动机需要很大的扭矩，所以起动时，为了获得大扭矩起动发动机，电机的电枢要通过很大的电流，大约几百安培，所以起动的时间不能太长（控制在15秒左右），避免烧毁起动电机。
 起动部分常见的故障有：
3.1 起动机不转，一般有以下原因：
a．	蓄电池严重亏电，能量不足导致不转；
b．	导线连接处接触不良，或接头处氧化污损；
c．	点火开关（起动开关）损坏；
d．	起动继电器故障；
e．	起动电机上的电磁控制装置故障；
f．	起动电机故障；
3.2 起动电机运转无力，一般有以下几种原因：
a.	蓄电池充电不足；
b.	导线连接处接触不良；
c.	起动电机故障，主要是直流电动机故障，例如电枢绕组或磁场绕组匝间短路，使电枢电流强度和磁场强度减弱，使起动机运转无力，另外换向器污损，电刷弹簧力不足或电刷过度磨损，使电路中电阻值增大，电机的效率降低，以及轴承过紧加大机械损失，这些故障也都会导致起动机运转无力；
4、点火开关（电锁，钥匙开关）：点火开关是工程机械重要的控制开关，一般包括电源控制，预热控制，起动控制。
	30	75	15	50		
OFF						
ON	 ●	 ●	 ●			
START	 ●	 	 ●	 ●		
						
“●”表示接通。
4.	继电器：继电器的基本工作原理是这样的：通电的线圈产生磁场吸力使衔铁动作，将触点吸合，接通被控制回路。继电器一般用于小电流控制大电流和小电压控制打电压的场合，有时候也经常用于信号转换电路。继电器的画法符号：
   
 目前，CLG系列挖掘机用的继电器有：主电源继电器MZJ100A/006，起动继电器、断油阀继电器MZJ50A/006，快慢速继电器。（讲课时准备继电器）

5.	断油阀（熄火电磁铁）：其实断油阀（熄火电磁铁）的工作原理与继电器的一样，只是它控制的油路而已。断油阀（熄火电磁铁）控制发动机燃油油路的开启（为发动机起动做准备）与关闭（使发动机停止）。
     CLG200-3、CLG230、CLG300使用的是新格斯达（Synchro-Start）公司的产品，
断油阀（熄火电磁铁）外接红、白、黑三线，红线与黑线之间的线圈（维持线圈）电阻约40欧姆，白线与黑线之间的线圈（推拉线圈）约1欧姆。
断油阀（熄火电磁铁）工作正常时，将点火开关旋到“ON”挡，断油阀维持线圈（红线与黑线之间）得电（用万用表测为24V），但断油阀不动作；将点火开关旋到“START”挡瞬间，断油阀推拉线圈（白线与黑线之间）得电（用万用表测为24V），断油阀吸合，同时断油阀维持线圈（红线与黑线之间）继续保持有电（用万用表测为24V），松开点火开关，点火开关回位后，断油阀推拉线圈立即掉电，断油阀仍然保持吸合状态。
此外，断油阀（熄火电磁铁）的安装需保证拉杆的同轴度与行程，更换熄火电磁铁时请严格按照新格斯达的要求安装。
   7. 线圈管理器：线圈管理器是用来保护断油阀（熄火电磁铁）的延时器，它和断油阀（熄火电磁铁）串联在一起，它的工作原理是这样的：线圈管理器的输入端和输出端各有红、白、黑三根线，红黑两线控制断油阀的维持线圈，白黑两线控制断油阀的推拉线圈。输入端和输出端的红线是常通的（即输入端得电则输出端马上得电，输入端失电则输出端马上失电），只是输出端的白线受延时断开控制（大约1秒左右），即输入端的白线得电则输出端的白线马上得电，但延时大约1秒左右后，输出端的白线不在有电，虽然此时输入端的白线依然有电，这样便避免了断油阀推拉线圈长时间通电将断油阀烧毁。
8.	二极管：是一种半导体器件，只允许电流单方向流过。在电路中，可用于整流电路、续流电路、稳压电路等电路。
    当阳极接电源正极，阴极接电源负极时，如图1，回路中的电流I不为0；当阳极接电源负极，阴极接电源正极时，回路中的电流I为0。
 

9.	传感器和仪表、报警开关和报警单元：
传感器是将被测量的某一物理量按一定的规律转换成另一种便于测量或应用的物理量的装置，一般是将被测量的物理量转换成电压值或电流值，所以有时也将传感器称为变换器。
        报警开关是反映被测量的某一物理量的阈值或极限值的装置。
        仪表是将传感器检测的物理量显示出来以便观察的装置。目前，仪表有指针式仪表和数字式仪表。指针式仪表属电磁式仪表，其工作原理如图5所示：
数字式仪表的工作原理是这样的：仪表内部的模拟/数字转换电路将从传感器采样到的数据转换成数字信号，然后通过驱动电路在液晶显示屏（LCD）相应的信息。
报警单元是根据报警开关提供的信号而产生声光报警信号的装置。
        在CLG挖掘机用到的传感器主要有：
a.	燃油量传感器和燃油量表：是用来监控燃油箱内储存燃油量的多少的仪表。传感器为可变电阻式，燃油量表为电磁式仪表；
b.	机油压力传感器（带报警端）和机油压力表：是用来监控发动机机油压力的仪表。机油压力传感器为可变电阻式，机油压力表为电磁式仪表；
c.	冷却水温传感器（带报警端）和冷却水温表：是用来监控发动机冷却水温的仪表。冷却水温传感器为可变电阻式，冷却水温表为电磁式仪表。一般的，冷却水温传感器为热敏电阻，有正温度系数和负温度系数两种，所谓正温度系数是指，传感器的阻值随温度的升高而增加，负温度系数的则相反；CLG挖掘机用的是负温度系数的传感器。
d.	电压表：使用来监控电气系统的电压变化的，电压表亦为电磁式仪表；
e.	转速表（带小时计）和转速传感器：转速表是用来监控发动机转速的仪表，转速表表头属电磁式仪表表头，但表头的驱动信号是传感器信号经数模转换后得来的，传感器信号可以取自发电机的“W”端，也可以取自转速传感器。转速传感器为磁电式传感器，此传感器安装在飞轮壳
小时计是记录机器工作时间的仪表，为数字式仪表。
           目前，CLG挖掘机的燃油量表、冷却水温表、机油压力表、电压表是合成在一组合表中，如图示：
 
    转速表和小时计也是合成在一个表中，如图示：
 
           CLG挖掘机的报警单元如下表所示
a.	快速：灯亮表示当前机器处于快速行进状态；
b.	慢速：灯亮表示当前机器处于慢速行进状态；
c.	充电指示灯：灯亮表示当前机器处于不发电状态；灯灭表示当前机器处于发电状态；
d.	水温：灯亮表示当前发动机的冷却水温超高状态；
e.	液压油温：灯亮表示当前机器的液压油温超高状态；
f.	机油压力：灯亮表示当前发动机的机油压力偏低；
g.	柴油滤芯阻塞报警：灯亮表示当前柴油滤芯阻塞；
h.	空气滤芯阻塞报警：灯亮表示当前空气滤芯阻塞；





序号	名     称	符      号
1	快速	

2
慢速	
3
充电指示	
4
水温	
5	油温	

6	油压	

7
柴油滤芯	
8
空气滤芯	


10、其他用电设备：
a．	雨刮和清洗器：
b．	照明灯和信号灯：
c．	电喇叭：
d．	收放机：

三、	故障判断及维修基本：
1、	维修人员须知：
a．	数字万用表的使用方法：
         a.1    直流电压的测量方法：
将量程开关置于所需电压量程（由于本机系统电压为直流24V，故一般采用直流200V档），黑表笔接“COM”插孔，红表笔接“V Ω”插孔，红表笔接至被测点，黑表笔接搭铁，显示出来的数值即为被测点的电压值。
a.2   电阻的测量方法：
黑表笔接“COM”插孔，红表笔接“V Ω”插孔，
将量程开关置于所需电阻量程，
将表笔跨接在被测电阻的两端，显示出来的数值即为被测电阻的阻值。

   a.3   二极管的测量方法：
将量程置于“    ” 档位，
黑表笔接“COM”插孔，红表笔接“V Ω”插孔，
将红表笔接二极管正极，黑表笔接二极管负极，应显示读数“510”（对本机所使用的二极管组件而言），如反接，显示读数“1”。
b. 读图：
电路图一般由图形符号、文字符号、连线以及节点组成。一个完整的电路由电源、受电元件、控制元件和导线组成（画图）。工程机械的电源包括蓄电池和发电机，二者并联；受电元件。。。；控制元件。。。；导线就是线束而已；
读图时要注意“技术要求”中的说明，例如：
 
常用电器设备的图形符号的画法必须了解，同时注意文字符号。
C、常识：
1.所有元器件的接线必须严格正负极；
2.线路必须有保护措施，例如保险片，保险片不能随意用其他金属丝代替；
3.所有的电气接线必须牢靠；如不牢靠，WHAT WILL HAPPEN？
4.拆换电器元件时应关闭电源，否则会出现意想不到的后果；
5.蓄电池：不同型号的电瓶不能混用，拆换电瓶时应注意顺序，电瓶的透气孔千万不能堵了。。。
6.要在机器上进行焊接时，一定记住要将电源总开关（或者负极开关）断开，而且要尽可能将焊接的负极靠近要焊接处；
7.接线一定要接可靠，包括插接器的接牢；
8.换器件或维修时，一定要切断电源；

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