*挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 学习情境4 挖掘机电气系统的测试和调节 挖掘机集机、电、液、微处理器技术+传感器技术为一体。 挖掘机电控系统主要包括： 电子功率优化系统；自动怠速装置；电子监控 系统和电子油门控制系统等。 l电子功率优化系统EPOS (Electric Power Optimizing System）对发动机和 液压泵进行综合控制，使二者达到最佳的匹配，可以达到明显的节能效果。 l装有自动怠速装置的挖掘机，当操纵杆回中位达数秒时，发动机能自动进入低 速运转，从而可减少液压系统的空流损失，起到节能和降低噪音的作用。 l电子油门控制系统可以实现对柴油机转速的自动控制等。 l电子监控系统对挖掘机的运行进行监视，一旦发现异常能够及时报警，并指出 故障的部位，从而可及早清除事故隐患，减少了维修时间，降低了保养和维修 费用，改善了作业环境，提高了作业效率。 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 学习情境4 挖掘机电气系统的测试和调节 SY200型挖掘机电控系统 的测试和调节 CAT320型挖掘机电控系统 工作原理 本单元通过项目实施 和知识拓展,训练学生对挖 掘机电控系统测试和调整 的技能。 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 SY200型挖掘机电气系统的测试和调节 教学目标 相关知识 项目实施 本单元通过现场学习 和讲授相结合的方式使学 生熟悉SY200挖掘机电气 系统主要元件的功能，掌 握该机型电气系统的调试 与检测方法，具备相关电 气系统检测技能。 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 能力目标 知识目标 能够正确分析SY200挖掘 机电气系统的工作过程； 能够正确运用相关仪器仪 表对该设备电气系统进行 检测； 能够正确拆装该挖掘机电 气系统元件。 教学目标 了解SY200挖掘机电 气系统结构与工作过 程； 掌握该电气系统电气 元件的功用； 熟悉该电气系统的检 测与调试方法。 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 相关知识 挖掘机常用传感器 步进电机 SY200型挖掘机电控系统工作原理 液压挖掘机电气控制系统 主要是对发动机、液压泵、主 阀和执行元件（液压缸、液压 马达）的一些温度、压力、速 度、开关量进行检测并将有关 检测数据输入给挖掘机的专用 控制器（EPOS），（EPOS）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。 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 一、挖掘机常用传感器 温度传感器 转速传感器 压力传感器 位置传感器 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 热敏电阻温度传感器 工作原理：热电阻效应。 物质的电阻率随温度变化而变化的物理现象。 正温度系数热敏电阻(PTC) 温度传感器：电阻值随着温度的升高 而增加的热敏电阻，巨变型； 负温度系数热敏电阻(NTC)温度传感器：电阻值随着温度的升高而 减小的热敏电阻，缓变型，应用广泛； 临界温度热敏电阻(CTR)温度传感器：在临界温度时，阻值发生锐 减的,巨变型。 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 热敏电阻温度传感器 应用： 1、测量发动机冷却水的温度 插头 塞子 热敏电阻 2、空调系统温度控制 将热敏电阻温度传感器安装在空调的蒸发器壳体或者 蒸发器片上，用来检测 蒸发器表面温度的变化，依此来控 制压缩 机的工作状况。 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 热敏电阻温度传感器 应用 3、燃油油量报警 使用热敏电阻温度传感器的燃油油面报警电路 外壳 指示灯 金属 网丝 热敏 电阻 油箱 外壳 接线柱 当燃油箱内燃油量多时，NTC热 敏电阻元件3浸没在燃油中散热 快，其温度较低，电阻值大所以 电路中电流很小，报警灯处于熄 灭状态。 当燃油减少到规定值以下时， NTC热敏电阻元件3露出油面，散 热慢，温度升高，电阻值减少， 电流增大，则报警灯发亮。 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 转速传感器 （变磁阻式） 工作原理 1-感应线圈；2-软磁铁芯；3-连接线； 4-永久磁铁；5-外壳；6-接线片 当齿轮转动时，齿峰与齿谷交替地通 过传感器软磁铁心，空气隙的大小发生 周期性变化，使穿过铁心的磁通也随之 发生周期性地变化，于是在感应线圈中 感应出交变电动势。 该交变电动势的频率与铁心中磁通变 化的频率成正比，也就与通过铁心端面 的飞轮齿数成正比，即fnZ60（ Hz），其中n为齿轮转速，Z为齿轮齿 数。将传感器输出信号经过放大、整形 后，送到计数器或微机处理器中处理， 就可以得出转速。 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 转速传感器 （变磁阻式） 应用 测量发动机转速 金属丝 电磁铁 端子 壳体 插头 转速 传感器 锁紧 螺母 齿环 飞轮 外壳 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 压力传感器 工作原理 当油从压力进口进入，将压力施给 油压检测器的膜板时，膜板弯曲变形。测 量层安装在膜板对面，测量的电阻值将膜 板的弯曲度变为输出电压传给电压放大器 ，放大器将电压进一步放大，然后传给控 制器。 压力传感器安装在控制阀入口油 路端，将泵输出压力转变为电压信号。 应用 压力传感器 插头 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 角位移传感器 工作原理 衬套； 外壳； 垫片； 锁止片 电阻元件；电刷；转轴；端盖 电阻 元件 电刷 电刷与电位器间始 终有一定的接触压力。 检测角位移时，将传感 器的转轴与被测角度的 转轴相连，被测物体转 过一定角度时，电刷在 电位器上有一个对应的 角位移，于是在输出端 就有一个与转角成比例 的输出电压。 应用 测量发动机油门拉杆的转角 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 二、步进电机 步进电机的工作原理 步进电机的主要参数 步进电机的驱动技术 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 步进电机的工作原理 步进电机是一种将数字脉冲电信号转换为机械角位移或线位移的 执行机构。 需用专用电源供给点脉冲，每输入一个脉冲，电机转子就转过一 个小角度或前进一“步”。其位移量与输入脉冲数成正比，其移动 速度和脉冲频率成正比。 作用：控制发动机转速。 步进电机分类： 磁阻式 永磁式 混合式 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 磁阻式步进电机 电源若按相序A-B-C的顺序通电，即A相通电， 而B、C相断电；再B相通电，而A、C相断电； 再C相通电，而A、B相断电； 按此规律反复，此图中的转子就每一步60度的 连续旋转。每变换一次通电方式称为一拍，转 子受到磁阻转矩就转过一步，相应的角度称为 步距角 。 通电方式如： 1）按A-C-B-A顺序通电，转子将反转，前两种 情况称为三相单三拍。 2）按AB-BC-CA-AB顺序两相同时通电，转子 每走一步60度，称为三相双三拍运行。 3）按A-AB-B-BC-C-CA-A顺序通电，则称为三 相六拍运行，其步距角为30度。 步距角：=360/mt (m为拍数，t为转子齿数) *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 磁阻式步进电机 单段式的磁阻式步进电机 定子机壳 定子绕组 定子铁心 轴承 转轴 转子铁心 多段式的磁阻式步进电机 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 永磁式步进电机 永磁体建立的磁场与定子绕组 电流产生的磁场相互作用而产 生转矩，使转子运转。 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 混合式步进电机 兼有磁阻式和永磁式步进电机的部分特征 。其定子结构与磁阻式的相似，定子冲片 上有大极（或大齿），每个极上有控制绕 组和小齿，其转子结构与永磁低速同步电 机的相同。 步距角：=360/mt (m为拍数，t为转子齿数) *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 步进电机的主要参数 电机固有步距角：表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度 。 eg：86BYG250A型电机给出的值为0.9/1.8（表示半步工作时为0.9、整步 工作时为1.8。） 步进电机的相数 ：是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四 相、五相步进电机 。 保持转矩 （HOLDING TORQUE） ：步进电机通电但没有转动时，定子锁 住转子的力矩。 eg： 2N.m的步进电机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步 进电机。 锁定转矩（DETENT TORQUE）：步进电机没有通电的情况下，定子锁住转 子的力矩 。 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 步进电机驱动技术 使用和控制步进电机必须有一套驱动系统给步进电机提 供驱动电源，该系统一般由脉冲发生器，功率放大等环 节组成。 电机 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 步进电机驱动技术 脉冲信号的产生 一般由单片机或CPU产生。 信号分配 eg：混合式二相电机工作方式有二相四拍和二相八拍二种，具体分配如下： 二相四拍为 ,步距角为1.8度；二相八拍为 ,步距角为0.9度。四相电机工作方式也有 二种，四相四拍为AB-BC-CD-DA-AB,步距角为1.8度；四相八拍为AB-B-BC-C-CD -D-AB,(步距角为0.9度）。 功率放大 平均电流越大电机力矩越大，要达到平均电流大这就需要驱动系统尽量克 服电机的反电势。 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 三、SY200挖掘机电控系统工作原理 功率优化系统 自动怠速系统 电子油门控制系统 电子监控系统 辅助功能（照明、刮雨器、喷水器、空调 器和收放音机等） *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 三、SY200挖掘机电控系统工作原理 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 三、SY200挖掘机电控系统工作原理 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 功率优化系统 闭环控制 工作中能根据发动机负荷的变化，自动调节液压泵所吸收的功率，使液压泵的 功率始终与发动机的功率相匹配 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 功率优化系统 各种输入信号 EPOS控制器 液压泵 发动机转速传感器检测发动机的实际转速， 油门位置传感器为检测油门的实际位置， 压力传感器测得工作实时负荷大小， 由控制器程序计算液压泵的需求功率。 从而自动调节功率阀电流，实现液压泵的功率调节，使液压系统 充分吸收柴油机发出的功率，又不会使柴油机熄火，充分发挥挖掘机 的工作能力 。 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 功率优化系统 作业模式 模式的选择通过模式选择按钮实现。 H模式 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 标推作业模式。液压泵输入功率的总和约为发动机最大功率的85。 L模式 轻载作业模式。液压泵输人总功率约为发动机最大功率的60，适合 于挖掘机的平整作业。 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 自动怠速系统 当操纵杆回中位达5秒后，压力开关将检测到的油压信号传 给EPOS控制器，控制器降低发动机的转速，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。 压力开关 EPOS控制器 步进电机驱动器 油门马达 发动机 *挖掘机运用与维护 总目录本情境内容 电子油门控制系统 油门旋钮