淺析挖掘機(jī)電控操縱系統(tǒng)故障

近年來隨著電液控制技術(shù)的發(fā)展，電控操縱系統(tǒng)已成為電子負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)的組成部分，在發(fā)達(dá)國家的工程機(jī)械領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用。小松各系列履帶式液壓挖掘機(jī)在我國工程領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，其中PC200-6、PC120-6等部分機(jī)型配置有電控操縱系統(tǒng)。本文系統(tǒng)介紹小松電控操縱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、原理和調(diào)整，并對其常見故障進(jìn)行分析，以有助于對此類系統(tǒng)的了解。
　　1、電控操縱控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、原理和調(diào)整
　　小松電控操縱系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)有數(shù)據(jù)信息傳送但相對獨(dú)立，硬件系統(tǒng)包括左、右電控操縱手柄、控制裝置ECU、先導(dǎo)控制比例閥。
　　1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　?。?）控制裝置ECU。
　　控制裝置ECU除接收左、右操縱手柄8個操作位置指令信號之外，還從動力控制ECU獲取發(fā)動機(jī)和泵運(yùn)行狀態(tài)信息，向顯示器傳遞系統(tǒng)控制和故障信息；利用各控制信息對回轉(zhuǎn)、動臂、斗桿、鏟斗等4個動作機(jī)構(gòu)的8個動作先導(dǎo)控制比例閥進(jìn)行控制。  
　　（2）操縱手柄。
　　該操縱手柄為電阻式電控手柄，其結(jié)構(gòu)為X、Y每軸各有2個同軸相連電位式傳感器，分別作為每軸正、反向操作的位置信號，每個手柄共有4路模擬信號輸出，主要向控制ECU輸出操縱手柄4個操作位的位置指令信號。操縱手柄位于中位時每個傳感器電壓為2.5±0.2V，操作時，被操作位的傳感器輸出在2.5～4.6V間，而相反位傳感器輸出在2.5～0.6V間，它們的輸出信號隨操作位置的變化而變化。 
　?。?）先導(dǎo)控制比例閥。
　　先導(dǎo)控制比例閥為電磁控制式，在控制裝置ECU電流的控制下，控制各動作的先導(dǎo)濁壓，從而控制各換向閥的開度和換向。
　　1.2控制原理
　　（1） 操縱手柄X軸（或Y軸）的正、反向2個位置傳感器輸出信號電壓應(yīng)在0.4～4.6V范圍內(nèi)，并存在U正=5-U反的關(guān)系，其關(guān)系誤差應(yīng)在0.3V之內(nèi)，否則認(rèn)定該軸的傳感器有故障，控制器ECU將對該動作機(jī)構(gòu)的2個控制比例閥電流進(jìn)行安全鎖定，使該動作機(jī)構(gòu)無法工作，并進(jìn)行故障報警。 
　?。?）操縱手柄位置傳感器發(fā)出的信號隨其操縱位置的變化而變化，當(dāng)手柄位于中位或反位操作時，其輸出信號在0.6～2.8V之間，ECU控制相應(yīng)比例閥電流約90mA左右，該比例閥處于關(guān)閉狀態(tài)，相應(yīng)的先導(dǎo)控制油壓為零（不動作）；當(dāng)操作該操縱位時，其輸出信號在3.0～4.4V之間，隨操作幅度增大而增大，ECU控制相應(yīng)比例閥電流隨之按比例在300～1000mA間變化，相應(yīng)的先導(dǎo)控制油壓在0.5～2.9MPa間變化，從而控制相應(yīng)的動作換向閥開度。 
　?。?）為確保安全，在打開電源和起動前，控制裝置ECU需確認(rèn)各操縱位置位于中位（8個位置傳感信號電壓均應(yīng)為2.5±0.3V，否則以操縱手柄不在中位而對動臂、斗桿、鏟斗、回轉(zhuǎn)等所有動作的控制比例閥電流進(jìn)行鎖定保護(hù)，禁止其工作。
　　1.3系統(tǒng)調(diào)整
    系統(tǒng)的調(diào)整主要是操縱手柄位置傳感器的調(diào)整和先導(dǎo)油壓力的調(diào)整。
    位置傳感器為電位式，其電源為5V，其軸可360°旋轉(zhuǎn)，每個操縱手柄有4個位置傳感器，調(diào)整時使手柄立于中位，首先調(diào)整手柄圓盤與柱塞間的間距（1～2mm），然后分別調(diào)整各位的傳感器輸出信號電壓在2.5±0.2V范圍。分別操作每位到最大，檢測其傳感器輸出信號電壓應(yīng)大于4.2V，否則應(yīng)再次檢查手柄圓盤與柱塞間的間距和手柄萬向節(jié)的磨損度并進(jìn)行修復(fù)。
    先導(dǎo)油壓正常與否關(guān)系到系統(tǒng)動作先導(dǎo)控制油壓是否正常，其標(biāo)準(zhǔn)值為2.9MPa。
    2、故障診斷系統(tǒng)　　
    故障診斷系統(tǒng)通過顯示器進(jìn)入，分為服務(wù)程序和故障診斷程序。通過服務(wù)程序可檢測系統(tǒng)各傳感器的輸出電壓信號參數(shù)和電磁閥控制電流參數(shù)；通過故障診斷程序可查詢過去的故障或現(xiàn)故障的故障代碼
    3、常見故障分析
    常見故障一：鏟斗、斗桿、動臂、回轉(zhuǎn)均不能動作，并有故障報警。　　
    故障分析：①誤操作。打開鑰匙和起動前操縱手柄不在中位，引起控制裝置ECU進(jìn)行安全鎖定保護(hù)，只要使2個操縱手柄位于中位后，再重新開電門起動即可恢復(fù)正常。
②操縱手柄故障。如某組位置傳感器搖臂斷裂或變形，即使操縱手柄在中位，該組的傳感器并不在中位（輸送信號不在2.5±0.2V范圍內(nèi)），引起控制裝置ECU進(jìn)行安全鎖定保護(hù)。

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