项目五挖掘机电子动力优化系统（ epos) 工作不良的检测

《挖掘机电气控制系统维修》精品课程课题组


项目五挖掘机电子动力优化系统（ EPOS)工作不良的检测


1. 斗山 DH280 电子功率优化系统2. 现代挖掘机 9 系列电子功率优化系统

一、电子监测控制系统

二、自动怠速控制系统

三、柴油发动机负荷电子控制系统

四、电子功率优化控制系统

五、挖掘机电子控制系统的故障诊断


一、电子监测控制系统作用：运行状态进行监视，如果发现异常情况能够一目了然并及时报警，并指出故障部位，以便及早消除事故隐患，减少维修时间，降低维修费用，改善作业环境，提高作业效率。CAT ： 60% 以上装备。通过鸣叫、闪亮。大宇重工：配置有电子监控系统，由仪表板、仪表、报警灯、蜂鸣器、控制器及传感器组成。例如：发动机起动后，充电指示灯和机油压力指示灯亮，蜂鸣器报警。


一、电子监测控制系统例如：空滤和机滤堵塞，相应的报警灯将常亮；当柴油机过热、冷却液温度过高超过 103℃时，报警灯和蜂鸣器同时报警。


二、自动怠速控制系统装有自动怠速控制系统的挖掘机，当操纵杆回到数秒后，发动机能自动进入低速运转，可减小液压系统的空流损失和发动机的磨损，起节能和降噪作用。自动怠速控制系统在液压回路中装有两个压力开关，在挖掘机工作过程中两个开关都处于开启状态。


三、柴油机负荷电子控制系统例如 : 日本小松挖掘机亦称 : 节气门控制系统


柴油机负荷电子控制系统组成功能组成：节气门控制器、调速器电机、燃油控制盘、监控仪表板、蓄电池等组成。

自动升温控制

柴油发动机停车控制

柴油发动机转速的控制

系统功能


1.柴油发动机转速的控制柴油发动机的转速是通过燃油控制盘来选定。工作原理 :

将节气门控制盘旋至不同位置 , 电位器便输出不同电压 , 装有微机的的节气门控制器E1 （ MIC21 ）据此电压 , 便可以计算出选定的柴油机转速的大小。在一定的负荷下，柴油机发动机的转速与喷油泵的循环油量，即供油拉杆的位置有关。


1.柴油发动机转速的控制柴油发动机的转速是通过燃油控制盘来选定。工作过程 :

控制器根据所测得的的燃油控制盘电位器的输出电压的大小 , 驱动调速器使其正转或反转 , 直到电机转角电位器所反馈的电机实际转角位置与燃油控制盘的位置相符为止。


2. 自动升温控制柴油发动机起动后，监控计算机通过热敏电阻式温度传感器不断监控柴油机冷却水温。

如果低于 30℃,n 升至 1200r/min, 以缩短暖机时间。

以下三个条件满足时，升温功能便直接消除：

（１）Ｔ>30℃

（２）燃油控制盘 > ７０％，空转 > 3s

（３）升温时间超过１０分钟


四、电子功率优化控制系统（ EPOS ）液压挖掘机能量的总利用率仅为 20% ，造成巨大的能量损失。采用 EPOS对发动机和液压泵系统进行综合控制，使两者达到最佳的匹配，节能效果好。EPOS ：闭环控制系统，在工作中它可以根据发动机负荷的变化，自动调节液压泵所吸收的功率，使发动机转速始终保持在额定转速附近，可以使发动机始终以全功率投入工作。充分利用发动机的功率，提高挖掘机的作业效率，又可以防止发动机过载熄火。


1. 斗山 DH280 电子优化系统柱塞泵斜盘角度调节装置、电磁比例减压阀、 EPOS 控制、柴油发动机转速传感器、柴油发动机节气门传感器等组成。

工作过程： H-----EPOS端子 8 电压信号 ----- 检测发动机的实际转速 ---增大减压阀电流 ---- 输出压力增大 ---- 减小斜盘角度—降低泵的排量。


2. 现代挖掘机 9 系列电子优化系统正确使用


Ⅰ． 9-9- 系列挖掘机特征系列挖掘机特征

Ⅱ． CAPOCAPO 系统概要系统概要

Ⅲ． CAPOCAPO 系统系统

Ⅳ ．紧急措施紧急措施

Ⅴ．燃油消耗量及性能测试结果燃油消耗量及性能测试结果


Ⅰ. 9- 系列挖掘机特征

“聪明”液压系统

节省燃料实时掌握工作状况，在适当工作自动设定最适合的功率 ( 经济模式 ) 。为了避免不必要的燃料消耗 , 适用了自动怠速 (3级 ) 及发动机高低怠速功能。

大臂和回转 , 小臂向里油量再生等复合或单独动作时会自动分配最佳油量 ( 优化作业装置速度 ) 。考虑了使用多样化选用作业装置时的流量调节及流量合流功能 - 如破碎器 , 碾碎机等。


Ⅰ. 9- 系列挖掘机特征

迅速而简单的服务

信息技术7 寸宽 LCD显示屏 , 提供 10 个国家语言

Hi Mate : 提供装备位置及服务信息

⇒ 迅速确认装备状态及可采取的措施

实时确认装备状态及诊断功能

配备无线诊断装置 (HRDT)

⇒ 节俭服务费用及时间


区分对比 7A型改善的技能新增技能

共同轮胎式

主要技能

指触式怠速感应力度增大

防止过热自动预热准备

感应发动机速度行走速度变速

模式选择系统自动功率控制

作业装置油量控制过负荷补偿

大臂 / 回转优先调整小臂向里油量再生控制

速度仪 ( 巡航 )

1 主要技能

2 构成区分

压力传感器 EPPR阀电磁阀共同履带式轮式共同履带式轮式共同履带式轮式

标准 9 1 5 2 - - 3 - 1

选用 2 - - 6 - 1 4 - -

合计 11 1 5 8 - 1 7 - 1

Ⅱ. CAPO 系统概要


2-1. 履带式 2-2. 轮胎式

Pump1 Pump2 Pump3

Attachmentpilot

pressureN1

pressureN2

pressurework

pressure

AOBIBU AI

Rear ViewCamera

P3

Swing pressure

ECM

SLSR

Acceleration dial position

Arm2

Bucket

Boom1

Travel(LH)

Option

Boom2

Swing

Travel(RH)

Arm1

Cooling fan EPPR

Left tiltEPPR

Right tiltEPPR

P1pressure

P2pressure

Governoractuatorposition

Cluster

Power max S/W

P3pressure

Armregen

Powerboost

Travelspeed

Ramlock

Cooling fan reverse

Attachmentsafety

Attachmentconflux

Attachmentpressure

Travel Rpressure

Right rotate EPPR

Travellever

F

CruiseS/W

PowerMode

WorkMode

UserMode

TravelMode

AutoIdle

E SC /C AM

MCU

HYU

ND

AI

Warking brake pedal

pressure

Travel F pressure Boom up

pressure Arm in/out & bucket in

pressure

R

Left rotateEPPR

Attachmentflow EPPR

Boom priority EPPR

MCV

J oystick

TPW

Parking, Working, Travel S/W

Pump shift EPPR

Breaker

Solenoide

EPPR Valve

OFF ON AUTO

Ram lockS/W

Overload pressure

Brake oilpressure

Transmissionoil pressure

Travel EPPR


Power Shift EPPR

ECM

Accel.Dial

Cluster

Engine

PowerMode

WorkMode

UserMode

TravelMode

AutoIdle

E SC /C AM

MCU

HYU

ND

AI

1-1. 功率模式

P( 重挖掘功率 )

S( 标准挖掘功率 )

E( 经济挖掘功率 ) ☜ 基本 ( 最初自动选择 )

1-2. 工作模式

普通模式 ( 一般作业 )

工作装置模式 ( 破碎器，碾碎机作业 )

1-3. 用户模式

用户设定

发动机高怠速 , 发动机低怠速及液压泵功率设定

Ⅲ. CAPO 系统1. 模式选择区分


区分 7A 系列 9 系列

功率模式 - M, H, S 模式

- P, S, E 模式 * P : 自动升压得到最大功率 * E : 为了燃料消耗最小化，自动功率控制系统

工作模式- 重载 : 大臂优先- 一般 : 回转优先- 破碎器 : 最大流量切断

- 普通模式 : 一般作业- 工作装置模式 : 破碎器 , 碾碎机作业 * 工作装置油量及压力调节 * 大臂 / 回转优先 ( 可变 )

U 模式- 发动机高怠速 , 发动机低怠速及液压泵功率设定

- 发动机高怠速 , 发动机低怠速及液压泵功率设定 ( 功率切换压力 ) - 基本 ( 最初自动选择 ) 可使用模式设置

Ⅲ. CAPO 系统2. 比较（ 7A对比 9 系列）


MCU

MCV

Accel.Dial

ECM

Pump PowerShift EPPR

RCV

knobDialPower

ModeWorkMode

UserMode

TravelMode

AutoIdle

E SC /C AM

HYU

ND

AI

AOBIBU AI

Boom up pressure

Arm in/out & bucket in

pressure

N1pressure

N2pressure

P1pressure

P2pressure

Cluster

Travel Rpressure

Travel F pressure

自动功率控制：感知作业装置动作 , 泵的负荷状况，实现发动机及液压泵的最佳功率匹配 .→节省燃料及操作柔和

区分功率模式工作模式传感器条件 E 普通模式正常

◆ 条件

Ⅲ. CAPO 系统3. 自动功率控制 - E 模式


区分工作状况发动机速度控制

( 如 )

RCV二次压力( 共同 )

过负荷作业

1600 ~ 1750 rpm

1450 ~ 1600 rpm

轻负荷作业( 大臂下降 , 回转 , 铲

斗翻出等 )

1600 rpm

1450 rpm

行走 RCV 二次压力( 履带式 )

行走作业较多 1400 ~ 1750 rpm

行走脚踏二次压力

( 轮胎式 )

行走脚踏作业

行走模式 800 ~ 2300 rpm

作业模式 800 ~ 1800 rpm

* 履带式 : R210LC-9, 轮式 : R1400W-9

压力传感器

压力传感器

( 负反馈压力 )

( 主压力 )

压力传感器

(RCV 二次压力 )

功率模式

工作模式

油门旋钮

参照功率模式

设定表

计量

计量

RP

M 指令

值R

PM

指令值

EP

PR

指令值

计算功率指令值

++ 发动机 ECM

速度控制

EPPR 阀

自动功率控制器

RPM 指令

EPPR 计量

控制器

Ⅲ. CAPO 系统3-1. E-模式 : 自动控制技能构成


区分条件比较

功率增大

系统溢流压力上升 ( 约 10%) ： RCV 上的升压开关作动时发动机及液压泵的功率增大约 8 秒钟(※ 除轮胎式挖掘机的行走模式外 )

技能改善

自动功率增大

只在 P 模式上动作 , ; 过负荷情况 ( 压力感知 ) 持续达到一定时间时，功率提升电磁阀自动工作约 8 秒钟

- 技能增加-可设置技能作动或取消

行走功率增大行走 RCV 作动时，功率提升电磁阀会自动工作一部分型号

Ⅲ. CAPO 系统3-2. 升压系统


1. 自动功率增大系统(1) 工作条件- P 模式-设置仪表盘 : -模式设置→自动升压 -‘执行’

2) 输出 - 升压 ( 主溢流阀 ): 350 → 380bar - 升压维持时间 : 8 秒

- P1 & P2 压力平均达到 330Bar 以上，维持1 秒以上时作动

P mode


1 阶段 ] 动作迟延时间 : 4 秒 - 工作装置 /行走中立 .- 发动机速度减速 : 1,000 rpm※ 油门旋钮位置 : 在 4档以上动作 2 阶段 ] 动作迟延时间 : 60 秒 - 发动机速度减速 : 850( 启动 ) rpm

1) 构成及动作

Ⅲ. CAPO 系统3-3. 多阶段自动怠速系统


RPM엔진

시간

레버중립

4 sec

1sec

레버동작

Auto Decel. RPM

60 sec

Low IdleRPM

100 RPM

1단계

2단계

3단계

High IdleRPM

2) E模式下：


区分

发动机冷却水或

液压油温度范围

备注

1 阶段作

动100~105

℃

- 过热警报灯亮，蜂鸣器响- 泵压力面扭矩 ↓

2 阶段作

动105℃ ~

- 紧急警报灯 ’ON’ : 2 阶段警报条件符合时 .-发动机速度变更 : 2阶段作动 -条件符合后经过 10秒 . * 发动机速度 : 油门旋钮 7 挡设定速度

1 阶段解

除100℃ 以下 - 发动机速度恢复原状

2 阶段解

除95℃ 以下 - 高热警报灯 ‘ OFF’.

- 泵输入扭矩恢复原状

备注 : 1. 发动机冷却水温度 : 在 ECM收到信息 . 2. 油门旋钮8 档以上条件下技能工作

Ⅲ. CAPO 系统3-4. 防止过热技能


Ⅲ. CAPO 系统3-5. 大臂优先自动技能

指考虑到 RCV 二次压力和负荷量 , EPPR阀控制量的大臂和回转的最佳油量分配技能


动作条件

依照作业模式选择，固定式优先技能 . - 中负荷 : 大臂优先 - 一般 , 破碎器 : 回转优先

- 只同时动作时技能工作 . : 大臂上升 + 回转- 多种的大臂优先 : 手动 /自动设置

调节油量在回转优先阀的 ON/OFF方式( 电磁阀 )

因适用 EPPR阀，控制多样的回转优先阀

减少冲击 - 比例阀作动后，操作更柔和 .

(1) 大臂优先自动技能是：

(2) 比较


(3) 大臂优先技能的选择R210LC-9

① ‘手动’选择 ; 固定为大臂优先 .

☜‘ 고정’


‘可变’

② ‘ 自动’选择 ; 大臂，回转同时工作时 , 感知先导压力，向压力高处提供多的油量

☜

☜

R210LC-9


CN 51-2

CN 51-5

CN 52-23

电瓶电源 24V

接地

大臂上升压力

CN 52-24回转压力

( 붐 PS)

( 스윙 PS)

MCU( 控制器 )CN 53-9

CN 53-19

大臂优先 Eppr +

大臂优先 Eppr -

P3

▲

R300LC

(4) 大臂 /回转压力传感器及大臂优先EPPR阀电气回路

大臂优先 EPPR 阀

备注 ] 压力传感器 (PS) 特性 --- 50/100/500Bar Max. 同样 .

SIG. 电压(V)

压力 (Bar)



模式破碎器工作装置 ( 破碎器，碾碎机 )

技能作动 /关闭 ( 最大流量切断电磁阀 )

选用装置调节最佳的油量

新增技能

-

- 只为了进行选用作业的油量调节- 几种阶段的作用装置速度调节- 按照选择破碎器和碾碎机的油量自动设置 (1 路 / 2 路 )- 压力升压 ( 碾碎机模式 ). ; 210bar → 280bar

Select V/V

ECM

펌프 레귤레이터

MCU

主油量调节 EPPR

主升压电磁阀

ATT 负荷动作电磁阀

Arm2

Bucket

Boom1

Travel(LH)

Option

Swing

Travel(RH)

Arm1

Main Relief V/V

ATT pilot压力传感器

功率模式 , 工作模式ATT 式 , ATT 油量信息

调节主油量输出

工作模式

安全电磁阀

MCV

仪表盘

RCV

破碎器

功率模式

油门旋钮

3-6. 选用作业装置选择技能


① ③②

⑥⑦

⑧

④

P3

备注 ] 9- 系列 (R300LC)

① 选用工作装置安全电磁阀

② 选用工作装置增压电磁阀

③ 选用工作装置合流电磁阀 .

④ 选用工作装置油量调节阀

⑥ 先导选择阀

⑦ 选用合流换位阀

⑧ 选用双级溢流阀

1) 选用作业装置液压回路


在仪表盘选择破碎器模式时， CPU向工作装置油量控制 EPPR阀发送电流，将输出油量调节至最高 7 级油量 . - 破碎器模式上， 1P/2P合流电磁阀是不工作的，也不使用双级溢流阀。

2) 选用作业装置选择

R300LC

①

②

③④

(1) 破碎器选择

(9- 시리즈 , R220LC)


CPU向工作装置油量控制 EPPR阀发送电流，将输出油量减少至 4 阶段油量 1P/2P合流电磁阀起动后将产生合流 , 双级溢流阀是依靠工作装置电磁阀起动，因此可使用高压。

(2) 碾碎机选择

①

②

③④


CN16 ↔ CN16A 分离 CN16 →← CN16B 连接

CN16

CN16A

CN16

CN16B

ECM (CN-93)

MCU(Controller)正常连接状态

总线通信油门旋钮

...

...

高压泵R. THROTTLE RETURNR. THROTTLE POS SIGNALR. THROTTLE +5VR. THROTTLE ON/OFF ( 油门旋钮

信号 )

( 接地 )

(Accel On/Off)

(Accel GND)

( 旋钮电源 , +5V )

( 非常连接 )

Ⅳ. 紧急措施


五、挖掘机电控系统故障诊断

以微型计算机为核心的电子控制系统通常都具有自诊断功能，在工作过程中，控制器能不断地检测和判断各主要元件的工作是否正常。

如异常，控制器通常以故障代码的形式向操作者提出警告，并能指示出故障部位，便于维修。



１ . 大宇重工 DH220L 和 DH280 机型观察ＥＰＯＳ控制器上的检测屏幕，显示的英文字母，如表所示。



•2. 小松ＰＣ２００－５挖掘机•三个发光二极管，通过发光二极管亮与灭的组合来显示整个电控系统工作是否正常。•将起动机开关转至接通位置时 , 三只发光二极首先进行车型标记显示 , 表 6-4•PC200,PC200-5•正常标记显示 :绿亮•故障自诊断显示 : 表 6-6


故障排除基本要点：1. 了解各部件的工作原理及作用。2. 通过对故障的现象和特征进行，利用听、看、闻、测、摸、敲等手段，准确找出原因。

故障排除基本原则：先想后做、由浅入深、由表到里；由易到难、系统分清、分析把握、下手准确、根除故障。

电气系统故障的特点：直观性差、复杂性高。

项目五挖掘机电子动力优化系统（ epos) 工作不良的检测

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