挖掘机起动机不能起动故障的检测与排除

主讲:四川交通职院自动化工程系 徐生明 教学情境教学情境项目一项目一起动机不能起动故障的检测与排除起动机不能起动故障的检测与排除项目二项目二交流发电机不发电故障的检测与维修交流发电机不发电故障的检测与维修项目三项目三挖掘机电子监测仪表工作不良的检测挖掘机电子监测仪表工作不良的检测项目四项目四挖掘机空调不制冷故障的检测与维修挖掘机空调不制冷故障的检测与维修项目五项目五挖掘机电子动力优化系统（挖掘机电子动力优化系统（EPOS/CAPO）工作不良的检测工作不良的检测 现代工程机械的组成部分:一、动力装置一、动力装置二、车辆底盘二、车辆底盘三、电气设备三、电气设备四、工作装置四、工作装置五、液压系统五、液压系统电气设备电气设备工作性能的好坏直接影响车辆的动力性、经工作性能的好坏直接影响车辆的动力性、经济性、可靠性及安全性济性、可靠性及安全性.工程机械电气部分工程机械电气部分:（一）基本组成（一）基本组成1.电源系统（蓄电池、发电机、电压调节器）电源系统（蓄电池、发电机、电压调节器）2.点火装置（点火线圈、分电器、火花塞等）点火装置（点火线圈、分电器、火花塞等）3.用电设备（电力起动机、照明、信号、仪表）用电设备（电力起动机、照明、信号、仪表）4.电控装置（传感器、控制系统、执行装置等）电控装置（传感器、控制系统、执行装置等）5.配电设备（电路开关、全车线路等）配电设备（电路开关、全车线路等）电控系统发动机泵阀阻块微机电磁阀继电器箱大臂小臂铲斗回转行驶挖掘机电气设备的基本组成挖掘机电气设备的基本组成（二）基本特点（二）基本特点1.双电源供电双电源供电蓄电池、发电机蓄电池、发电机2.低压直流低压直流6V、12V、24V(?人体安全电压人体安全电压U=?)3.单线制单线制所有用电设备一律并联，电源到用电设备只用所有用电设备一律并联，电源到用电设备只用一根导线连接，另一根用金属机体作为公共导一根导线连接，另一根用金属机体作为公共导线。规定一律负极搭铁。线。规定一律负极搭铁。项目一项目一起动机不能起动故障的检测与排除起动机不能起动故障的检测与排除 任务任务1 1 铅蓄电池构造与原理认识铅蓄电池构造与原理认识发电机是主要电源、蓄电池是辅助电源，两者并联工作。调节器用于保持发电机是主要电源、蓄电池是辅助电源，两者并联工作。调节器用于保持发电机输出电压的稳定。发电机输出电压的稳定。思考：柴油机用24V电源，而蓄电池是六只单格电池，怎么办？对蓄电池的要求对蓄电池的要求:启动发动机时，蓄电池在启动发动机时，蓄电池在510S内，要向内，要向起动机连续供给强大电流（因此，对蓄电池的要起动机连续供给强大电流（因此，对蓄电池的要求是：容量大、内阻小、有足够的启动能力。求是：容量大、内阻小、有足够的启动能力。思考思考:起动电流有多大呢起动电流有多大呢?思考思考:正负极板数量一样多吗正负极板数量一样多吗?为什么为什么?2)蓄电池的型号蓄电池的型号 机械工业部JB2599-85铅蓄电池产品型号编制方法标准规定，蓄电池的型号为：第I部分表示串联的单格电池数，用阿拉伯数字表示，蓄电池的标准电压是该数字的2倍。第II 部分表示电池类型和特征，用两个汉语拼音字母表示。第一个字母为“Q”表示启动型铅蓄电池。第二个字母表示电池结构特征。如：启动型铅蓄电池。第二个字母表示电池结构特征。如：干荷蓄电池用干荷蓄电池用“A”表示；薄型极板用表示；薄型极板用“B”表示；免表示；免（无）维护蓄电池用（无）维护蓄电池用“W”表示。表示。第第III部分表示额定容量，用阿拉伯数字表示，部分表示额定容量，用阿拉伯数字表示，单位为单位为Ah，单位略去不写。在其后用一个字母表示，单位略去不写。在其后用一个字母表示特殊性能，如：高启动率用特殊性能，如：高启动率用“G”表示；塑料槽用表示；塑料槽用“S”表示；用表示；用“D”表示低温启动性好。表示低温启动性好。例：例：6-Q-105 6-QA-60 3)蓄电池的选择蓄电池的选择 1.电压必须和工程机械电器系统的额定电压一致电压必须和工程机械电器系统的额定电压一致2.容量必须满足车辆启动的要求。容量必须满足车辆启动的要求。一、工作原理一、工作原理 铅蓄电池的电化学反应及工作特性铅蓄电池的电化学反应及工作特性 蓄电池的化学反应方程式为蓄电池的化学反应方程式为:蓄电池的电动势是正、负极浸入电解液后蓄电池的电动势是正、负极浸入电解液后产生的。其反应过程产生的。其反应过程:负极板：铅溶于电解液中，失电子生成负极板：铅溶于电解液中，失电子生成Pb2+Pb-2ePb2+电子留在负极板上，和电子留在负极板上，和Pb2+吸引，使负吸引，使负极具有负电位，为。极具有负电位，为。正极板：正极板：PbO2溶于电解液溶于电解液PbO2+2H2OPb(OH)4 Pb(OH)4Pb4+4OH-OH-留在电解液中，留在电解液中，Pb4+沉附在正极表面沉附在正极表面,使正极板有使正极板有+2.0V在外电路未接通时，反应达到动态平衡时，在外电路未接通时，反应达到动态平衡时，静止电动势为：静止电动势为：(0.1)=2.1V 1)放电过程放电过程 将蓄电池的化学能转换成电能的过程称为放电过程。将蓄电池的化学能转换成电能的过程称为放电过程。化学反应过程化学反应过程:正极板：正极板：Pb4+2ePb2+Pb2+SO42-PbSO4负极板：负极板：Pb2ePb2+Pb2+SO42-PbSO4电解液：电解液：H+OH-H2O提问提问:蓄电池放电特征有哪些蓄电池放电特征有哪些?（1）活性物质）活性物质PbO2和和Pb均逐渐变为均逐渐变为 PbSO4。（2）放电过程中，电解液密度下降，所以，）放电过程中，电解液密度下降，所以，可通过电解液密度判断放电程度可通过电解液密度判断放电程度。（3）蓄电池内阻逐渐增大。）蓄电池内阻逐渐增大。2)充电过程充电过程将电能转换成蓄电池化学能的过程称为充电过程，它将电能转换成蓄电池化学能的过程称为充电过程，它是放电反应的逆过程。是放电反应的逆过程。化学反应过程：化学反应过程：PbSO4Pb2+SO42-H202H+OH-正极板：正极板：Pb2+2ePb4+Pb4+4OH-Pb(OH)4 PbO2+2H2O负极板：负极板：Pb2+2ePb电解液：电解液：2H+SO42-H2SO4 充电末期，充电末期，PbSO4基本还原为基本还原为PbO2和和Pb，部分充电电流电解水，其反应方程式为：，部分充电电流电解水，其反应方程式为：H2SO4 2H+SO42-负极：负极：4H+4e2H2正极：正极：2H2SO4+2H2O4e 2H2SO4+O2总反应式：总反应式：2H2O2H2+O2 充电过程演示充电过程演示 铅蓄电池的容量及影响因素铅蓄电池的容量及影响因素 蓄电池容量C等于放电电流If与放电时间tf的乘积：CIf tf 一、额定容量一、额定容量二、起动容量二、起动容量三、影响因素三、影响因素检测视频演示检测视频演示一、充电设备一、充电设备 工程机械上的充电设备为直流发电机或交流发电机；工程机械上的充电设备为直流发电机或交流发电机；充电车间专用设备：可控硅整流充电机、晶闸管整流充电车间专用设备：可控硅整流充电机、晶闸管整流充电机、快速充电机、智能充电机充电机、快速充电机、智能充电机 二、充电方法二、充电方法1定电流充电法定电流充电法(恒流充电恒流充电)充电过程中，充电电流恒定不变（通过调整电压，保充电过程中，充电电流恒定不变（通过调整电压，保证电流不变）。恒流充电的优点为：充电电流可任意证电流不变）。恒流充电的优点为：充电电流可任意选择，有益于延长蓄电池寿命，可用于初充电和去硫选择，有益于延长蓄电池寿命，可用于初充电和去硫化充电。化充电。2定电压充电法定电压充电法(恒压充电恒压充电)在充电过程中，充电电压恒定不变。是蓄电池在工在充电过程中，充电电压恒定不变。是蓄电池在工程机械上由发电机对其充电的方法。程机械上由发电机对其充电的方法。3改进恒流充电法改进恒流充电法两阶段充电法，在第一阶段用较大电流充电，当两阶段充电法，在第一阶段用较大电流充电，当单格电池电压升到，电解液开始产生气泡，将充电电单格电池电压升到，电解液开始产生气泡，将充电电流减小一半进行第二阶段恒流充电，直到蓄电池完全流减小一半进行第二阶段恒流充电，直到蓄电池完全充足电为止。充足电为止。三、充电种类三、充电种类1.初充电初充电(新蓄电池首次充电新蓄电池首次充电 40-60h)2.补充充电补充充电3.间歇过充电间歇过充电4.循环锻炼充电循环锻炼充电5.去硫化充电去硫化充电四、铅蓄电池的技术使用四、铅蓄电池的技术使用1.铅蓄电池的常见故障铅蓄电池的常见故障分组讨论分组讨论故障特征故障特征故障原因故障原因排除方法排除方法1）外部故障）外部故障（1）外壳裂损）外壳裂损（2）封口胶破裂）封口胶破裂2）铅蓄电池的内部故障）铅蓄电池的内部故障（1）极板硫化）极板硫化（2）极板活性物质脱落）极板活性物质脱落（3）极板短路）极板短路（4）故障性自放电）故障性自放电（5）故障性电解液减少）故障性电解液减少2、铅蓄电池的检测与保养、铅蓄电池的检测与保养（1）渗漏）渗漏（2）紧固）紧固（3）清洁）清洁（4）密度和液高）密度和液高（5）放电和补充充电）放电和补充充电 新型铅蓄电池新型铅蓄电池一、干荷蓄电池一、干荷蓄电池 极板处于干燥的已充电状态和无电解液贮存的蓄电池。极板处于干燥的已充电状态和无电解液贮存的蓄电池。干荷蓄电池加足电解液后，静放干荷蓄电池加足电解液后，静放2030min即可使用。即可使用。干荷蓄电池的工艺特点干荷蓄电池的工艺特点提高了负极板上的海绵状纯铅的憎水性和抗氧化性：提高了负极板上的海绵状纯铅的憎水性和抗氧化性：（1）在负极板的铅膏中加入抗氧化剂；）在负极板的铅膏中加入抗氧化剂；（2）在化学过程中，有一次深度放电或反复充放电循）在化学过程中，有一次深度放电或反复充放电循环；环；（3）负极板在化成过程中进行水洗和浸渍；）负极板在化成过程中进行水洗和浸渍；（4）正负极板和隔板用特殊工艺干燥处理。）正负极板和隔板用特殊工艺干燥处理。二二.免维护蓄电池免维护蓄电池1)免维护蓄电池的结构特点免维护蓄电池的结构特点（1）极板栅架采用铅钙锡合金制成，消除了锑的副作用；）极板栅架采用铅钙锡合金制成，消除了锑的副作用；（2）采用袋式聚氯乙烯隔板，可避免活性物质脱落、极板短路；）采用袋式聚氯乙烯隔板，可避免活性物质脱落、极板短路；（3）采用新型安全通气装置；）采用新型安全通气装置；（4）外壳由聚丙烯塑料制成，槽底无筋条。）外壳由聚丙烯塑料制成，槽底无筋条。2)免维护电池的优点免维护电池的优点(1)使用中不需加水使用中不需加水(2)自放电少自放电少(3)耐过充电性能好耐过充电性能好(4)使用寿命长使用寿命长 三、胶体电解质蓄电池三、胶体电解质蓄电池 在胶体电解质蓄电池中，电解质是经过净化的硅酸在胶体电解质蓄电池中，电解质是经过净化的硅酸钠溶液与硫酸水溶液混合后凝结成的稠状胶体物质。钠溶液与硫酸水溶液混合后凝结成的稠状胶体物质。其优点是：电解液不会溅出；在使用维护和运输中，其优点是：电解液不会溅出；在使用维护和运输中，活性物质不易脱落；可延长使用寿命活性物质不易脱落；可延长使用寿命20%；使用中无；使用中无须调整密度，只需添加蒸馏水。须调整密度，只需添加蒸馏水。其缺点是：胶体电解质电阻较大，内阻增加，容量其缺点是：胶体电解质电阻较大，内阻增加，容量降低；与极板接触不均匀，自放电较严重。降低；与极板接触不均匀，自放电较严重。四、密闭式铅蓄电池（四、密闭式铅蓄电池（SLA）特点是：在矩形密闭式铅蓄电池中使用高纯度铅，特点是：在矩形密闭式铅蓄电池中使用高纯度铅，采用低锑多元合金或铅钙合金制造极板栅。在整个使用采用低锑多元合金或铅钙合金制造极板栅。在整个使用寿命期不需要补加水，无酸雾排出。寿命期不需要补加水，无酸雾排出。1.1.直流串激式电动机直流串激式电动机 (1)电枢总成电枢总成 将电能转换成机械能,产生强大在电磁转矩.由电枢铁心、电枢绕组、转轴组成。换向器装在电枢轴上，它由许多换向片组成。换向片嵌装在轴套上，各换向片之间均用云母绝缘。(2)(2)磁极磁极 形成电动机的磁形成电动机的磁场，通常采用四场，通常采用四个磁极或六个磁个磁极或六个磁极。极。思考：你所拆装思考：你所拆装的起动机磁场磁的起动机磁场磁极是四个？六个？极是四个？六个？(1)(1)滚柱式单向离合器滚柱式单向离合器 1-驱动小齿轮驱动小齿轮;2-外壳外壳;3-十字块十字块;4-滚柱滚柱;5-弹簧弹簧;6-垫圈垫圈;7-护盖护盖;8-花键套筒花键套筒;9-弹簧座弹簧座;10-缓冲弹簧缓冲弹簧;11-移动衬套移动衬套;12-卡簧卡簧3.3.控制装置（起动开关）控制装置（起动开关）变型代号设计序号功率等级电压等级QD产品代号：Q表示：“起”，D表示“动”火线接线柱火线接线柱+-保持线圈保持线圈（一端搭铁）一端搭铁）吸引线圈吸引线圈（主电路通后短路）（主电路通后短路）2、起动机的工作特性起动机的工作特性3.9549QQnMP(KW)工作过程动画演示工作过程动画演示工作过程动画演示工作过程动画演示带起动继电器的控制电带起动继电器的控制电路路 无起动继电器的控制电路无起动继电器的控制电路 实例三：实例三：3Y1215型压路机起动电路型压路机起动电路（ST614ST614型型起动机）起动机）单向离合器拆解单向离合器拆解 主要特点有：主要特点有：(1)输出功率大；输出功率大；(2)油耗低；油耗低；(3)尾气排放少；尾气排放少；(4)噪声低；噪声低；(5)故障率小，稳定性强等。故障率小，稳定性强等。1传感器及开关传感器及开关柴油机电子控制系统所用传感器及开关柴油机电子控制系统所用传感器及开关的功能如下所述。的功能如下所述。(1)加速踏板位置传感器：检测加速踏板加速踏板位置传感器：检测加速踏板开启角度和怠速工况。开启角度和怠速工况。(2)进气温度传感器：检测进气温度，以进气温度传感器：检测进气温度，以修正喷油量及喷油正时。修正喷油量及喷油正时。(3)蜗轮增压压力传感器：检测进气歧管蜗轮增压压力传感器：检测进气歧管压力。压力。(4)水温传感器：水温传感器：(5)曲轴位置传感器：检测曲轴转角基准位置。曲轴位置传感器：检测曲轴转角基准位置。(6)速度传感器：检测发动机转速和泵凸轮的转速度传感器：检测发动机转速和泵凸轮的转角。角。(7)燃油温度传感器：检测油泵的燃油温度。燃油温度传感器：检测油泵的燃油温度。(8)泵角传感器：检测喷油泵轴转角，与曲轴位泵角传感器：检测喷油泵轴转角，与曲轴位置传感器配合共同控制喷油量，并保证在喷油正置传感器配合共同控制喷油量，并保证在喷油正时改变时不影响喷油量。时改变时不影响喷油量。(9)着火正时传感器：检测燃烧室开始燃烧的时着火正时传感器：检测燃烧室开始燃烧的时刻，以修正喷油正时。刻，以修正喷油正时。(10)进气压力传感器：检测进气压力，以修正进气压力传感器：检测进气压力，以修正喷油量及喷油正时。喷油量及喷油正时。(11)控制杆位置传感器：检测电子控制柱塞式控制杆位置传感器：检测电子控制柱塞式喷油泵调速器中控制杆的位置，将燃油喷射量的喷油泵调速器中控制杆的位置，将燃油喷射量的增减信号反馈给增减信号反馈给ECU。(12)控制套筒位置传感器：检测电子控制分配控制套筒位置传感器：检测电子控制分配式喷油泵调速器中控制套筒的位置，将燃油喷射式喷油泵调速器中控制套筒的位置，将燃油喷射量的增减信号反馈给量的增减信号反馈给ECU。(13)空调开关空调开关(A/C)：向：向ECU输入空调工作状态输入空调工作状态信号，是怠速控制信号之一。信号，是怠速控制信号之一。(14)动力转向油压开关：检测动力转向管路油动力转向油压开关：检测动力转向管路油压的变化，所获得的信号是怠速控制信号之一。压的变化，所获得的信号是怠速控制信号之一。2.执行器执行器柴油机控制系统的执行器是由执行电器和机械执行柴油机控制系统的执行器是由执行电器和机械执行机构两部分组成。主要有电动调速器、溢流控制电磁机构两部分组成。主要有电动调速器、溢流控制电磁铁、电子控制正时控制阀、喷油正时控制阀铁、电子控制正时控制阀、喷油正时控制阀(TCV)、电、电磁溢流阀、电子液力控制喷油器、喷油量控制阀磁溢流阀、电子液力控制喷油器、喷油量控制阀(SPV)、废气再循环阀废气再循环阀(EGR阀阀)等。其主要元件的功能如下所等。其主要元件的功能如下所述。述。(1)废气再循环阀废气再循环阀(EGR阀阀)：控制：控制EGR气体的流入气体的流入量。量。(2)喷油量控制阀喷油量控制阀(SPV)：控制喷油量。：控制喷油量。(3)喷油正时控制阀喷油正时控制阀(TCV)：控制燃油喷射正时。：控制燃油喷射正时。(4)电动调速器：由电动调速器：由ECU控制其中的控制控制其中的控制套筒位置来实现增减喷油量。套筒位置来实现增减喷油量。(5)电磁溢流阀：直接控制溢流的通路，电磁溢流阀：直接控制溢流的通路，精确控制燃油喷射量。精确控制燃油喷射量。(6)电子液力控制喷油器：受柴油机电控电子液力控制喷油器：受柴油机电控单元控制，实时向缸内喷入柴油，实现喷单元控制，实时向缸内喷入柴油，实现喷油正时、喷油量的控制。油正时、喷油量的控制。1.基本工作原理基本工作原理当预热开关在预热位置时当预热开关在预热位置时,预热器的电预热器的电路被接通路被接通.电热丝通电发热电热丝通电发热,使空气杆发使空气杆发热伸长热伸长,并带动杆身左移并带动杆身左移,使钢球脱离阀使钢球脱离阀座座,打开油道打开油道,柴油自铜球阀处经杆身头柴油自铜球阀处经杆身头部的隙缝流入部的隙缝流入,滴到赤热的电热丝上被滴到赤热的电热丝上被点燃点燃,形成火焰喷出形成火焰喷出,将进入燃烧室的空将进入燃烧室的空气加热气加热.1.基本结构与工作原理基本结构与工作原理安装在进气歧管上，由壳体、电磁铁和发火装置安装在进气歧管上，由壳体、电磁铁和发火装置组成。组成。2.常见故障及排除常见故障及排除（1）接通电源后，电磁开关不动作）接通电源后，电磁开关不动作（2）接通电源后不产生火焰）接通电源后不产生火焰三、电磁式火焰预热器三、电磁式火焰预热器