專業(yè)卡特彼勒挖掘機(jī)事實(shí)故障原理分析

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[tr][td]卡特彼勒中型液壓挖掘機(jī)的泵調(diào)節(jié)中都使用動(dòng)力切換壓力（簡(jiǎn)稱為Ps壓力），柴油機(jī)和泵控制器通過調(diào)節(jié)到Ps控制閥的電流以調(diào)節(jié)泵調(diào)節(jié)器的Ps壓力，從而控制泵的輸出流量，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)和泵的功率匹配。

　　一、工作原理
　　卡特彼勒320C型挖掘機(jī)配用3066T型柴油機(jī)，帶動(dòng)3個(gè)液壓泵，即先導(dǎo)泵、左泵和右泵。左、右泵旋轉(zhuǎn)方向相反，都有一個(gè)工作原理相同的調(diào)節(jié)器，可根據(jù)輸送到調(diào)節(jié)器的壓力以調(diào)節(jié)泵的斜盤角度，改變泵的排量和輸出流量。輸送到調(diào)節(jié)器的壓力有：負(fù)流量控制壓力，左、右泵交叉壓力和動(dòng)力切換壓力。
　　其中，動(dòng)力切換壓力Ps來自動(dòng)力切換壓力比例減壓閥。當(dāng)柴油機(jī)和泵控制器使傳到比例減壓閥的電流增大時(shí)，Ps壓力增加，泵的排量、流量、液壓功率均減??；反之亦然。
　　1、動(dòng)力切換（PS）系統(tǒng)的調(diào)節(jié)原理
　　在機(jī)器運(yùn)行過程中，柴油機(jī)和泵控制器接收到柴油機(jī)轉(zhuǎn)速旋鈕、在飛輪殼體上的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、右泵壓力傳感器、左泵壓力傳感器、駕駛室中的監(jiān)控器、油門馬達(dá)上的位置反饋器的信息。柴油機(jī)和泵控制器連續(xù)檢測(cè)到所有的輸入信息，這些信息在電控器中進(jìn)行計(jì)算分析，電控器輸出一個(gè)信號(hào)到右泵上的電磁比例減壓閥。減壓閥將收到的這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)換成液壓信號(hào)（動(dòng)力切換壓力）送到泵調(diào)節(jié)器處輔助控制泵的排量，動(dòng)力切換壓力是電控器通過改變到電磁比例減壓閥上的電流以控制動(dòng)力切換壓力的變化。柴油機(jī)和泵控制器（ECM）根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速旋鈕位置、泵壓力傳感器反饋的泵輸出壓力和柴油機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定動(dòng)力換擋壓力，從而控制泵的輸出。Ps調(diào)節(jié)在旋鈕處于第1-9擋時(shí)是恒功率調(diào)節(jié)，第10擋是欠轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。
　?。?）柴油機(jī)轉(zhuǎn)速旋鈕處于第1-9擋時(shí)是恒功率調(diào)節(jié)。隨著負(fù)載的增加，柴油機(jī)速度降低到柴油機(jī)速度旋鈕所對(duì)應(yīng)的空載轉(zhuǎn)速250r/min時(shí)，動(dòng)力切換壓力開始進(jìn)行調(diào)節(jié)。在柴油機(jī)轉(zhuǎn)速旋鈕在第1-9擋時(shí)，動(dòng)力切換壓力在柴油機(jī)速度下降不超過250r/min時(shí)保持不變。當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速降低到柴油機(jī)轉(zhuǎn)速旋鈕所對(duì)應(yīng)的空載轉(zhuǎn)速250r/min時(shí)，增大動(dòng)力切換壓力使泵的輸出流量減小，柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速維持在速度旋鈕所對(duì)應(yīng)的空載轉(zhuǎn)速250r/min。
　?。?）柴油機(jī)轉(zhuǎn)速旋鈕在第10擋時(shí)，進(jìn)行欠轉(zhuǎn)速控制。這種控制適用于需要大功率或高速行走的狀況。欠轉(zhuǎn)速控制時(shí)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速維持在柴油機(jī)最大功率的轉(zhuǎn)速。動(dòng)力切換壓力不斷調(diào)節(jié)泵的流量使柴油機(jī)處在額定轉(zhuǎn)速（320C型挖掘機(jī)對(duì)應(yīng)的是1800 r/min），當(dāng)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速高于全負(fù)載轉(zhuǎn)速時(shí)，泵的輸出流量會(huì)增加，動(dòng)力切換壓力會(huì)減小。同樣，當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速低于目標(biāo)轉(zhuǎn)速時(shí)，泵的輸出流量會(huì)減小，動(dòng)力切換壓力會(huì)增加。
　　2、PS系統(tǒng)的備用系統(tǒng)
　　柴油機(jī)和泵的控制系統(tǒng)能夠正常工作時(shí)，控制器就能夠正確調(diào)節(jié)泵的功率。當(dāng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，機(jī)器就可能動(dòng)作緩慢或者柴油機(jī)拖曳甚至熄火，所以在挖掘機(jī)中有一套備用系統(tǒng)。當(dāng)備用開關(guān)打到備用位置時(shí)，比例減壓閥就會(huì)和一個(gè)47Ω的備用電阻串聯(lián)，然后將蓄電池電壓加到這個(gè)串聯(lián)電阻上，給Ps閥恒定的直流電，使泵處于中等功率工作，不至于使柴油機(jī)熄火。
　　這個(gè)備用系統(tǒng)可以作為排除PS 系統(tǒng)故障時(shí)的一種手段。如果柴油機(jī)經(jīng)常憋滅熄火，想分清楚是控制系統(tǒng)的問題還是比例電磁閥的問題，可使用備用開關(guān)。當(dāng)備用開關(guān)放到備用位置時(shí)，柴油機(jī)仍然熄火，可能就是柴油機(jī)或者調(diào)節(jié)器的問題；如果不熄火，說明電磁閥和調(diào)節(jié)器可能沒有問題，問題可能出在控制系統(tǒng)中。
　　3、Ps的標(biāo)定和掃描
　　在對(duì)Ps進(jìn)行測(cè)試和調(diào)整中，主要是Ps的掃描和標(biāo)定。
　?。?）Ps電磁閥的掃描
　　Ps的掃描就是用監(jiān)控器或者ET（故障診斷器）啟動(dòng)Ps電磁閥的掃描程序，讓電控器從小到大給Ps電磁閥的一個(gè)電流，再通過壓力表觀察電磁閥輸出的液壓壓力是否從小到大均勻地變化，以測(cè)試電磁閥的工作狀態(tài)。測(cè)試步驟如下：
　　①關(guān)閉柴油機(jī)。斷開比例減壓閥的插頭，連接測(cè)試線束，將萬(wàn)用表串聯(lián)到電路中，使用萬(wàn)用表的電流擋。
　?、谠趧?dòng)力換擋壓力測(cè)壓口上裝一個(gè)量程為4900kPa的壓力表。
　?、蹖溆瞄_關(guān)置于AUT（自動(dòng)）位置。
　?、軐⒉裼蜋C(jī)轉(zhuǎn)速旋鈕設(shè)定在第10擋位置。
　?、菁訜嵋簤河褪蛊溥_(dá)到50℃。
　　⑥保證所有操縱桿處于空擋位置。
　　⑦進(jìn)入監(jiān)控器的維修模式。執(zhí)行“PS PRV-SWEEP（動(dòng)力切換壓力比例減壓閥-掃描）”測(cè)試。
　　⑧萬(wàn)用表上顯示為20s內(nèi)電流從0.2A到0.75A波動(dòng)。同時(shí)，壓力計(jì)應(yīng)該跟隨顯示，從482kPa到3447kPa波動(dòng)。
　?、釞z查電流和壓力是否正常。如果電流正常而壓力不正常，說明電磁閥有問題；如果電流和壓力都正常，電磁閥工作中正常。
　　（2）Ps的標(biāo)定
　　Ps控制系統(tǒng)采用開環(huán)控制，控制器不知道到泵調(diào)節(jié)器聽實(shí)際壓力的大小，所以在更換了比例電磁閥或控制器后，必須對(duì)Ps壓力進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定可以使用ET或監(jiān)控器進(jìn)行，步驟如下：
　?、僭趧?dòng)力切換壓力開關(guān)上裝一個(gè)量程為4900kPa的壓力計(jì)。
　?、趯溆瞄_關(guān)設(shè)定在AUTO位置。
　?、蹖⒁簤河图訜岬?0℃。
　?、苓M(jìn)入維修模式。
　?、萦梅较蜴I高亮第2行，并以方向鍵卷動(dòng)顯示狀態(tài)，直到出現(xiàn)CALIBRATION（校準(zhǔn)）。
　　⑥用方向鍵高亮第3行。校準(zhǔn)裝置的名稱出現(xiàn)在第3行，并以方向鍵卷動(dòng)顯示狀態(tài)，直至出現(xiàn)PS-PRV（動(dòng)力切換壓力比例減壓閥）。動(dòng)力切換壓力可被校準(zhǔn)為低壓和高壓。低壓的壓力為500kPa，高壓的壓力為2500kPa。
　?、哂谩安藛巍苯?，將高亮區(qū)域移至右側(cè)，以便在低壓和高壓健變化，然后用方向鍵改變顯示。
　?、嘤梅较蜴I高亮第4行，改變數(shù)值，按“確認(rèn)”鍵。
　?、岬?行會(huì)顯示一個(gè)數(shù)值。柴油機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)增加到柴油機(jī)轉(zhuǎn)速旋鈕第10擋位置的速度。用壓力計(jì)讀出實(shí)際的動(dòng)力切換壓力。記錄壓力計(jì)顯示的實(shí)際數(shù)值。將壓力計(jì)顯示的數(shù)值輸入到監(jiān)控器的第4行。設(shè)定的數(shù)值應(yīng)盡量接近實(shí)際壓力。
　　⑩按“設(shè)定”鍵可保存動(dòng)力切換壓力的數(shù)值。保存數(shù)值后，第3行會(huì)高亮。
　?、先绻@示器上出現(xiàn)錯(cuò)誤，錯(cuò)誤會(huì)顯示在信息中心的第4行。

　　二、PS系統(tǒng)的常見故障以及排除方法
　　動(dòng)力切換系統(tǒng)故障會(huì)導(dǎo)致主泵調(diào)節(jié)器不能正常調(diào)節(jié)泵的排量，使柴油機(jī)和主泵不能很好匹配。常見故障主要是機(jī)器動(dòng)作緩慢，當(dāng)負(fù)載變化較大時(shí)，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定。
　　當(dāng)出現(xiàn)此類故障時(shí)，應(yīng)先檢查柴油機(jī)進(jìn)氣壓力和傳動(dòng)裝置。如果柴油機(jī)進(jìn)氣壓力正常，無(wú)異響且工作平穩(wěn)，確認(rèn)正常后，再檢查電控系統(tǒng)。在動(dòng)力切換系統(tǒng)中，電控系統(tǒng)任何部分出現(xiàn)問題，都可能出現(xiàn)此類故障。這是由于電控系統(tǒng)具有自我保護(hù)功能。當(dāng)電控器不能接收到完整的輸入信息時(shí)，會(huì)將Ps壓力固定在最大值，以防止柴油機(jī)過載。如果在柴油機(jī)的電控系統(tǒng)中出現(xiàn)故障，一般會(huì)出現(xiàn)相關(guān)的故障代碼，可以通過相應(yīng)的故障排除步驟找出故障點(diǎn)加以排除。如果電控系統(tǒng)正常，可再檢查非電控部分。這部分故障一般無(wú)故障代碼，無(wú)法通過電子診斷工具進(jìn)行診斷。如先導(dǎo)泵壓力不足，比例減壓閥內(nèi)泄漏，比例減壓閥卡死等。對(duì)于這些故障應(yīng)檢查各部分的壓力情況，以確定故障部位。如果通過以上檢查依然未查明故障原因，應(yīng)對(duì)主泵流量進(jìn)行測(cè)試
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