挖掘机发动机停车(熄火)装置的工作原理

挖掘机采用柴油机作为动力, 燃油喷射一般采用直列式柱塞泵, 发动机停止运转必须将供油拉杆推至不供油的位置方可熄火, 即可采用手拉熄火拉杆, 也可采用电机控制。目前国外进口挖掘机大多采用电机控制熄火, 下文就大宇挖掘机采用的永磁电机式停车装置进行论述其组成和工作原理。1 停车装置应用的目的采用停车装置后, 既可实现电控停止供油, 又可实现在熄火过程中保持电源继电器继续通电而保持充电电路的连接状态, 以防止发电机产生冲击电流和瞬时过电压击穿电控设备( 如 EPOS, 油门控制器及 LCD 仪表等) 。2 停车装置的组成( 参见图 1) 3 停车装置的工作原理3.1 停车装置在发动机开始工作时的过程分析发动机运转时的工作原理: 如图 1、图 2 所示。由“OFF”扳 到“ON”位 置, 启 动 开 关 中“B”与“BR”、“ACC”接柱接通, 在启动开关扳动前如图 1 所示。一部分电流流过的路径为: 蓄电池 7→熔断丝 10→保险丝11→启动开关 12 的“ACC”接柱→停车继电器13的 86 接柱→继电器 13 的 85 接柱→搭铁。此时继电器 13 的 30 接柱和 87 接柱接通。另一部分电流流过的路径为: 蓄电池 7→熔断丝 10→保险丝11(另一路)→触点臂 B→铜环 2→触点 P2→停车继电器 13 的 87 接柱→停车继电器 13 的 30 接柱→触点A→永磁直流电机 5→触点 E→搭铁。此时蜗轮 1 将沿图中方向旋转, 并带动蜗轮上的固定销 15旋转,推动联结板 14 下移, 联结板又推动滑块上的销 17,从而推动滑块 19 下移, 使拉索 20 松弛, 直至滑块19 运动至图 2 所示的位置时(蜗轮旋转180°), 触点1. 蜗轮 2、3. 铜环 4. 触电臂 5. 永磁直流电机 6. 发电机 7. 铅蓄 电 池 8. 蓄 电 池 继 电 器 9. 断 路 器 10. 熔 断 丝 11. 保 险 丝12. 启动开关 13. 停车继电器 14. 联结板 15、17. 销轴 16. 拉紧弹簧 18. 滑块槽板 19. 滑块 20. 拉索图 1 停车装置在发动机停机后( 启动开关 12 在“OFF”) 位置

87a 端子接通, 电流通过蓄电池 7→熔断丝 10→保 险丝 11(另一路)→触点臂 B→铜环 2→触点 P1→停 车继电器 13 的 87a 接柱→停车继电器 13 的30 接 柱→触点 A→永磁直流电机 5→触点 E→搭铁。此时蜗轮 1 将沿图 3 中所示方向旋转, 并带动 蜗轮上的固定销 15 旋转, 推动联结板 14 上移, 联结 板又通过弹簧拉动滑块上的销 17, 滑块 19 上移, 使 拉索张紧, 直至滑块 19 运动至图 1 所示的位置时 (蜗轮旋转 180°), 触点臂 B 与触点 P1 通过蜗轮 1 的 尼龙部分而绝缘, 切断了通向电枢组的电流, 因而电 动机 5 停转。这时电枢组所产生的反电动势电流为: 从永磁直流电机左电刷→ 触点臂 A→停车继电器 13 的 30 接柱→停车继电器 13 的 87a接柱→触点 P1 →铜环 3→触点 E ( 搭铁) →永磁直流电机右电 刷→永磁直流电机左电刷形成回路, 产生制动作用。此时, 发动机喷油泵的熄火拉杆被拉紧至停止供油 位置, 喷油泵停止供油, 从而发动机熄火。

臂 B 与触点 P2 通过蜗轮 1 的尼龙部分而绝缘, 切断 了通向电枢组的电流, 因而电动机 5 停转。然而由 于电枢旋转时的惯性, 它不可能立即停下来, 这时电 枢组所产生的反电动势方向与外施加的电势方向相 反, 永磁直流电机 5 左电刷为正, 右电刷为负, 加此 电流从永磁直流电机左电刷→ 触点臂 A→停车继 电器的 30 接柱→停车继电器 13 的 87 接柱→触点 P2 →铜环 3→触点 E ( 搭铁) →永磁直流电机右电 刷→永磁直流电机左电刷形成回路。这时永磁直流 电机运行中贮藏电枢转动部分的动能变为电能, 在 线路中消耗掉, 同时电枢电流所产生的电磁作用力 与原来电枢旋转方向相反, 因而产生制动作用。此 时, 发动机熄火拉杆处发动机的正常工作位置, 从而 发动机可正常工作。3.2 停车装置在发动机关闭时的工作过程分析 发动机正常熄火时, 操作者将启动开关由“ON” 扳到“OFF”位置, 启动开关中的“B”与“BR”、“ACC” 接柱断开, 在启动开关扳动前如图 2 所示。在启动开关扳到“OFF”位置的瞬间, 发电机继 续发电。其瞬时电流: 一部分经发电机的 D+接柱→ 二极管DIODE2→蓄电池继电器的线圈→搭铁, 使 蓄电池继电器继续闭合( 直到交流发电机停止发电 才断开) 。另一部分, 经发电机的→B+→接柱→断路 器9→蓄电池继电器 8→蓄电池 7→搭铁, 给蓄电池 继续充电, 以防止在发动机熄火过程中因蓄电池继 电器的突然断开而产生的冲击电压, 保护全车用电 设备。停车装置在发动机关闭时工作过程为: 发动机 停车继电器 13 线圈中的电流被切断, 30 号端子和87a 端子接通, 电流通过蓄电池 7→熔断丝 10→保 险丝 11(另一路)→触点臂 B→铜环 2→触点 P1→停 车继电器 13 的 87a 接柱→停车继电器 13 的30 接 柱→触点 A→永磁直流电机 5→触点 E→搭铁。此时蜗轮 1 将沿图 3 中所示方向旋转, 并带动 蜗轮上的固定销 15 旋转, 推动联结板 14 上移, 联结 板又通过弹簧拉动滑块上的销 17, 滑块 19 上移, 使 拉索张紧, 直至滑块 19 运动至图 1 所示的位置时 (蜗轮旋转 180°), 触点臂 B 与触点 P1 通过蜗轮 1 的 尼龙部分而绝缘, 切断了通向电枢组的电流, 因而电 动机 5 停转。这时电枢组所产生的反电动势电流为: 从永磁直流电机左电刷→ 触点臂 A→停车继电器 13 的 30 接柱→停车继电器 13 的 87a接柱→触点 P1 →铜环 3→触点 E ( 搭铁) →永磁直流电机右电 刷→永磁直流电机左电刷形成回路, 产生制动作用。此时, 发动机喷油泵的熄火拉杆被拉紧至停止供油 位置, 喷油泵停止供油, 从而发动机熄火。4 结束语 通过介绍大宇挖掘机停车装置的工作原理, 使 人们对挖掘机采用电控装置进行发动机的熄火控制 能有一个全面了解, 对于国内挖掘机发动机的熄火 控制可以借鉴, 从而加速国内挖掘机的电子控制化 进程。