电气系统技术读本.ppt

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1、机电一体化 (基础),小松(中国)培训中心,前 言 当今工程机械的机电技术正在迅速发展，因而服务部门的工作内容也在变化着。尤其在故障诊断方面变化显著。各种工程机械上的机电系统因机型、类别而异，有各种形状，难以学习所有的内容，但希望逐个逐个地掌握各种商品的故障诊断课程。 为了提高故障诊断课程的理解能力，本书主要学习必要的电气知识。在接受故障诊断授课前，服务人员机电课程之一，就是学习“构成机电系统的电气和液压的知识”、“故障诊断的基本动作”。 机电课程的学习人员，其前提必须是先参加液压、电气基础课程服务人员基础课程及检查调试课程，因此，对服务初学人员的基础知识，本书就不详细叙述。如果对自己的记忆及

2、知识感到不放心，或要复习的话，那么可学习液压、电气基础课程的教材“电气的基础”及同名的CD-ROM。 2003年3月,1. 电气的基础知识 1-1 直流和交流 1-2 欧姆定律 1-3 连接方法 (1)电瓶的连接 (2)灯的连接 (3)电阻的连接 2. 电线的知识 2-1 容许电流 2-2被复线的种类 2-3 色别符号 2-4 特殊的电线 2-5 装修手册上的事例 3. 电气线路的知识 3-1 电压下降 3-2 断线 3-3 短路 3-4 接地短路 3-5 接地 3-6 线路保护 4. 线路万用表的知识 4-1 数字万用表 4-2 模拟万用表 5. 电气、电子部品的知识 5-1 开关 5-1-

3、1 拨动式开关 5-1-2 按钮式开关 5-1-3 旋转式开关 5-1-4 限位式开关 5-1-5 簧片式开关 5-2 接插件 (1)接插件的种类 (2)接插件的符号 (3)接插件的编号 (4)接插件的使用 5-3 电阻器 5-3-1 电阻器的作用 (1)电流限制作用 (2)电压调整作用 5-3-2 电阻器的符号 5-3-3 电阻器的种类 (1)固定电阻器 (2)可变电阻器,1 1 1 1 1 2 2 3 3 3 4 4 5 6 6 7 9 10 11 13 15 15 16 17 17 17 18 19 20 21 22 22 22 23 23 24 24 24 24 25 26 26 27

4、,目录,5-4 线圈 5-4-1 电磁力 (1)电磁阀 (2)电磁线电器 5-4-2 电磁感应作用 电磁传感器 5-4-3 自体感应作用 5-5 电容器 5-5-1 电容器的作用 5-5-2 电容器的构造 5-5-3 电容器的符号 5-5-4 电容器充电放电特性 (1)电容器的充电 (2)电容器的放电 5-6 二极管 5-6-1 二极管的作用 5-6-2 二极管的电压下降 5-6-3 二极管的 (1)整流 (2)吸收冲击电压 (3)防止逆电流 5-6-4 二极管的检查 (1)故障模式 (2)用万用表检查 5-7 晶体管 5-7-1 晶体管的形状 5-7-2 晶体管的种类 5-7-3 晶体管的符

5、号 5-7-4 晶体管的作用 5-7-5 晶体管对电磁阀控制的方式 5-8 IC 5-8-1 什么叫IC 5-8-2 IC的形状 5-8-3 IC的作用 5-9 显示元件 5-9-1 发光二极管（LED） 5-9-2 液晶（LCD） 6. 附录 6-1 电气的单位 6-2 电气线路的符号,28 28 29 31 32 32 33 35 35 35 35 36 36 37 38 38 38 38 38 40 41 42 42 42 45 45 45 45 45 47 48 48 49 49 50 50 51 52 52 53,1. 电气的基础知识 1-1 直流和交流 直流电一般用DC表示，符号为

6、一。（DC：DIRECT CURRENT） 交流电一般用AC表示，符号为。（AC：ALTERNATING CURRENT） 万用表测试时，DC和AC的范围不能弄错，否则无法正确测定。 测试发动机转速传感器或车速传感器的输出电压时，必须注意的是要使用AC范围。 1-2 欧姆定律 电压、电流、电阻的符号和单位，以下表表示。,电压、电流、电阻存在下述关系 电压不变，电阻成2倍时，电流减至一半。 电阻不变，电压成2倍时，电流也变成2倍。 这个关系用下述公式表示，这就叫欧姆定律,电压(E)=电流(I)电阻(R),电压(E) 电流(I)= 电阻(R),电力(P)=电压(E)电流(I),功率用下述公式表示,

7、1-3 接线方法 电源与负荷的接线方法，有串联与并联两种方法。 (1) 电瓶的接线 车上的电瓶，一般是串联连接，但有些大机型有4个电瓶，用串联和并联组合连接。,串联接线,并联接线,串联和并联组合的例子,1,(2) 灯的连接 车灯有前照灯、侧隙灯、尾灯、制动灯、左右对称按装，同时点灯，如右图回路那样，属并联连接。 如果串联的话，每个灯的亮度减小，而且一侧的灯泡坏掉，另一侧的灯也会不亮。,(3) 电阻的接线 车上使用的电阻，一般是冗长电阻与电磁阀串联连接，但象发动机空气进气加热器那样，也有随机型不同而成串联与并联。 串联的例子,壳体,加热器线圈,加热器线圈,壳体,前照灯(右),侧隙灯(右),侧隙灯

8、(左),前照灯(左),备注空气进气加热器构造如上图，是电热器的一种，电流通过称作加热器线圈的电阻，从 而产生热量，预热通过那儿的空气，提高发动机寒冷时的启动性。根据发动机吸入空 气的量和温度，需要的热量也不同，越是大的发动机，需要的热量就越多，有的使用 多个空气进气加热器。壳体内加热器线圈有的是1个，有的是2个，配线也有并联和串 联的两类。,并联和串联组合的例子,加热器线圈,壳体,2,2. 电线的知识 2-1 容许电流 电线上可通过的最大安全电流是有规定的，这叫做电线的容许电流。电线的容许电流随周围温度、电线的绝缘材料，每束电线的根数而不同，周围温度赵高，每束电线的根数越多，容许电流就小。而电

9、线越长越细，内部电阻就越大。 注 软线已省略 公称直径0.5的电线扎束使用，单线（仅1根）不得使用。 短时间容许电流是指60秒通电，30秒停止，在4次循环中可能的最大电流。 2-2 被复的种类 线束电线的被复（绝缘体）随使用环境分为下表的两种。,3,2-3 色别符号 对车体的配线（线束），为了能分辨，因此都分别使用被复的颜色。在核对回路图时，色别符号如下表那样用英文字头表示。 2-4 特殊的电线 2-4-1 麻花线 为防止电气噪音（干扰）混入控制信号而采用的一种方法，较简单易行。 它是把易受噪音影响的信号线（正极电线）和接地线（负极电线）互相卷缠在一起，使正极与负极接收的噪音互相反向抵消。 这

10、2根电线扭合在一起的形状象麻花，因而称作麻花线。,例 0.5B电线尺寸：0.5(0.56mm2) 色别：黑（单色） 0.85WY电线尺寸：0.85（0.88mm2） 色别：白底黄线,2-4-2 屏蔽线 为更有效地防止电气噪音（干扰）混入而采用的一种方法，主要使用于易受外部影响的回路。 用金属保护网（屏蔽）复盖通过信号的电线，这金属网仅单面作地线，信号线被地线包围，,例：WA350-3,4,这样就防止了噪音的侵入。这种电线因其形状而称为屏蔽（保护）线。 被网包着的信号线不限于2根，也有很多是使用10根以上，这种信号线，按根数称为2芯屏蔽线、3芯屏蔽线。 该屏蔽线的目的不仅是防止噪音混入，有时还防

11、止该回路放出噪音，防止其成为发生源。,芯线,屏蔽,绝缘聚乙烯,2-5 装修手册的例子 小松工程机械装修手册上有电气回路图，详细标着电线的粗细，被复线的颜色等（参照下图） 能够对照着看回路图与电线实物，是服务技术的重要一环，因此应尽快掌握。,电瓶继电器,电瓶,保险丝盒,5,行程传感器,屏蔽芯,屏蔽,3. 电气回路的知识 3-1 电压下降 电瓶与电磁阀按下图连接后，如果没有其他指定条件的话，一般说电磁阀的端子电压（间电压）为24V。流经电磁阀的电流大小可用欧姆定律计算：,24(V) = 2.4(A) 10(),电磁阀 10,电瓶 24V,这时，必须注意的是，没有考虑该回路上存在配线的电阻（电阻0）

12、。 实际的车体配线中，与回路图不同，它存在电线内的微小电阻“内部电阻”、配线上开关、接插座的电阻“接触电阻”，所以严格地讲，回路中的电阻决不会是0。 举一个简单的例子，电线内部电阻、接触电阻的合计（合成电阻），如果正极和负极的配线各是1的话，那么在回路图上就表现如下：,电磁阀 10,电瓶 24V,1,1,在这个回路上，电磁阀的电压（端子间电压）为几伏呢？ 整个回路的合成电阻=1()+10()+1()=12() 电磁阀的电流= 电磁阀的电压=2(A)10()=20(V) 也就是说，这个例子中电磁阀的电压为20V。 这样，回路内部电阻引起的电压下降称“电压下降”，电磁阀的电压比电源电压（电瓶电压）

13、还要低。 在该例中，如果配线引起的电压下降看作1根线的话，则2(A)1()=2(V)，整体上正极2(V)+负极2(V)=4(V)的电压下降。配线的内部电阻和电流越大，电压下降就越大。,24(V) = 2(A) 12(),6,3-2 断线 一般来说，电气导体切断称为断线。它不仅指电线，还包括电磁阀、继电器线圈等机器内部的断线。 断线后电流不通，电器当然就不工作，但是不一定不工作就是没电流，也不一定机器的端子电压就为0V，理解断线处与测定处的关系对故障诊断很重要。 因断线位置使测试2点间电压变化，可用下列回路图表示。打开开关S时，在下表各条件下，电压计显示为几伏呢，请写进下表。,电磁阀,V,电瓶(

14、24V),S,A,B,C,D,电压计,以上练习题的思考方法和解答，在下页会有答案，但请独立思考，把自己的解答填表中后加以对照。,7, (1)没有断线时 打开开关S，电瓶正极端子与电磁阀端子间的配线为24V。 电瓶负极端子与电磁阀端子间的配线为0V。 万用表接触点，上端的24V，下端为0V，因而电压（电位差）是24V-0V=24V。 (2)仅A点断线时 电瓶正极端（24V）通过开关S，到达断线A点为止。 电瓶负极端从电磁阀的端子进入端子，通过电磁阀，连接断线的A点。 因此，万用表接触点上端下端都是0V，这样电压（电位差）是0V-0V=0V。 (3)仅B点断线时 电瓶正极端（24V）通过开关S，到

15、达断线B点为止。 电瓶负极端从电磁阀端子进入，到端子，通过电磁阀，连接断线B点。 因此，万用表接触点上端为24V，下端为0V，这样电压（电位差）是24V-0V=24V。 (4)仅C点断线时 电瓶正极端（24V），通过开关S进入电磁阀端子，通过电磁阀到端子，到达断线C点为止。 电瓶的负极（0V）通到断线C点止。 因此，万用表接触点上端下端都是24V，电压（电位差）即为24V-24V=0V。 (5)仅D点断线时 电瓶正极端（24V）通过开关S，从电磁阀端子进入通过电磁阀到端子，到达断线D点为止。 电瓶负极端（0V）连接断线D点。 万用表接触点上端为24V，下端为0V，电压（电位差）即为24V-0V

16、=24V。 (6)电磁阀线圈断线时 电瓶正极端（24V）通过开关S，从电磁阀端子进入到达电磁阀的断线上。 电瓶负极（0V）从电磁阀端子进入，连通电磁阀内断线处。 万用表接触点上端24V，下端ON，因此电压（电位差）是24V-0V=24V。,8,3-3 短路 短路是指电路中2点直接连接或用比回路部分小很多的电阻导体相接。车体配线易发生的短路多数是被复线破损而与其他电线或端子接触，或因导电异物而使两点间直接相接。 短路时流径的电流叫短路电流，随短路电流的大小，电线或者过热，或者引起燃烧。即使没有过热或烧损，也会发生短路处电流泄漏引起机械装置错误动作的。因此，用保险丝及保护回路防止其事故于未然。 最

17、近的装修手册因短路起因的故障种类、状况不同，而表述如下： * 短路所有机型的装修手册都用 * 热短路WA500-3，LW100-1等装修手册使用 * 动力短路PC128UU-1，WA80-3等装修手册使用 * 异常接触WA300-3等装修手册使用 短路都被认为是一种故障，有时候根据需要也制造短路。举个例子如短路接插件。短路接插件在故障诊断时使用，代替接点式（ON=OFF式）传感器或ON-OFF开关，从而形成电气回路。诊断故障时，根据内容，电流通过回路进行诊断，但有时无法用液压开关、温度开关简单地ON-OFF，这时通过装拆短路接插件，就能再现故障状态，即为了诊断故障而制造短路，从而进行其他部分的

18、诊断。 例PC200-6“铲斗倾斜液压开关的位模式不亮灯”这一故障进行诊断时，装修手册上就有下 述诊断方法，即把短路接插件连接在插座S07（X2）上，以代替铲斗倾斜液压开关。,泵控制器,铲斗倾斜 液压开关,9,3-4 接地短路 接地短路是指电线与车体间的异常直接连接。从现象上看也可叫做电线与车体的短路，但它与一般的短路不一样，与车体间的接触叫接地短路，其电流叫接地短路电流。 接地短路是电线杆上的输电线断后垂下并接触地面，但车辆上的配线而言，车体相当于地面，因此车体与配线的短路也叫接地短路。 机械工作时由于振动，电线与车体磨擦使绝缘包皮变薄或磨破，或出现裂痕，导线外落与车体接触，从而发生接地短路

19、。 易发生接地短路的地方，是电线弯曲而与车体接触处或夹头附近。有段差的复合板角也容易与电线包皮磨擦而使其损伤，需要注意。 发生接地短路时的现象是：控制信号线接地短路后失去控制机能，控制器可能发生故障。另外，电源线接地短路后，产生强大的接地短路电流，可能烧坏电线。 为防止接地短路引发的大故障，要在电气用品线路上按装保险丝，重要的控制回路上按装过电流保护器，配线本身也采用各种电线保护材料（导线管、螺旋管等），以防止接地短路的发生。线束保护材料的事例如下图。,接地短路发生时，要寻找短路处时的话，往往其绝缘包线破损在看不到的里面，因此要用线路万用表仔细探测。如果不重视接地短路的修复，往往招致日后的重大

20、故障，因此一定要认真修复。,线夹,保护材料 (金属护套管) (塑料护套管),电线,接插件,10,3-5 接地 接地是把车体作为电气回路的一部分，把电气机器一侧的配线连接在车体上。电瓶负极端连接车体的负极接地方式较多。 为了防止电气器具漏电引起的触电，把该器具与大地相接称为接地，对车辆上的设备配线而言，车体相当于大地，因此与车体相接也叫接地。车辆接地的目的不是防触电，而是为了配线简单化，为了减小电气的噪音。 接地的例子，可以举出电气设备中发动机起动马达、喇叭等。它把负极端直接接于车体，使车体作为负极端线路，通过电流，这样，其好处是不需要负极端的配线。 喇叭的例子,发电机、吸气予热的加热器虽有负极

21、端配线，但较短且与发动机身直接相接，所以也可称为负极接地方式。 空气进气加热器的例子,加热器线圈,灯（前照灯、工作灯）的负极接法有2种，一种是按装螺丝自身成为负极端而没有负极引线，另一种是负极端短的引线拉出而与车体接地。 灯例子,11,传感器有接地的，也有不接地的，例如发动机液压开关、发动机油传感器、燃油油位传感器都是负极接地方式，没有负极端的引线。 发动机油量传感器的例子,另外，发动机转速传感器、水箱水位传感器、发动机水温传感器都不是负极接地方式，因而正负极都有引线。 发动机水温传感器(防冻液温度传感器)的例子,把负极接地方式的设备按装在车体上时，必须把按装面的涂装及油脂清除后再接，如果电气

22、难以流动，会成为该设备工作不良的原因，所以必须加以注意。 另外，还有少量的不得与车体接地的设备，这种设备的按装部分有绝缘材料，按装时必须注意不要使其脱落。,机油传感器,油理检测部,防冻液温度传感器,温度检测部,12,3-6 线路保护 线路中发生短路、接地短路时，过电流可能会损坏装置和部 品，或烧坏配线，为了防止这种事故，现采用线路保护的手段。 例如，不让超过定值电流流过的电流限制机能，还有如过电 流产生后，把重要部分切断电流的保护机能，而最简单的方法是， 在线路上加保险丝，保险丝在线路图上的文字符号为F。 工程机械及汽车的保险丝多是一直用玻璃管的筒形保险丝 （玻璃管保险丝），近年则主要流行半透

23、明的彩色塑料叶片型保 险丝。 当线路上流经异常的大电流时，保险丝自身电阻的发热使其 熔断，从而切断电流，使线路避免危险。 保险丝熔断速度随电流大小而异。电流越大，熔断时间越短，比额定电流稍大一点，则不会马上熔断（参照下表）保险丝在使用中即使没有过大电流，有时也会自然切断。例如，马达及灯的线路上，额定电流并不是那么大，但打开开关瞬间的突入电流很大，这突入电流通过时间极短，因而不会马上熔断，但反复地开和关使疲劳积聚，最终熔断。 它易发生在下列时候： 象马达回路、头灯回路，通过突入电流使使用中的疲劳增大的回路。 保险丝座接触松时。 周围温度太高时。 在电瓶正极回路（它是各种电气回路的电源）上，现使用

24、瞬间大电流不易熔断的缓熔断保险丝及可熔环。它的目的是超过额定的大电流长时间（超过熔断时间）通过时，使其熔断，而突入电流是难以熔断的。 叶片型保险丝与缓熔断保险丝的“电流和熔断时间的特性”如下表。,叶片型保险丝的熔断时间,缓熔断保险丝的熔断时间,保险丝的符号（图符号）,筒型保险丝,叶片型保险丝,或,13,有的机器现使用复归操作容易的断路器，以代替熔断保险丝。 保险丝熔断时，观察熔断状况后，可作出如下判断： 保险丝毫不痕迹地飞散时，说明短路、接地短路引起电流异常的可能性大。 保险丝仅一部分稍有熔断时，疲劳寿命引起的可能性大。 所以，虽然同样是保险丝熔断，但不确认原因就换上更大容量保险丝的话，是危险

25、的。而用铜丝代替，则非常危险，是绝对禁止的。 车体分解、装配时，如果电线被夹入，装好后打开键开关的瞬间就会发生短路，或烧掉电线，或保险丝飞散开，所以分解、装配时要十分注意电线的卷绕，避免发生事故。,14,4. 线路万用表的知识 如果不使用线路万用表，就无法诊断机电系统的电气故障，当然需要用得熟练，但重要的是掌握正确的使用方法。 例如：电阻值0时，是断线还是短路。 电阻值无限大时，是连接着还是断开了。 这时，一定要做出正确的判断。 4-1 数字万用表 (1)测试前的确认,打开电源开关时，确认显示有没有残缺。看一下小数点、单位的显示是否齐全。 内置干电池剩余熔量太少时，会出现警告显示。各种万用表不

26、同，显示方法也不同，事先要确认使用说明书。 要确认电阻测试范围其显示是0和无限大。 测试棒短路时，如果是1以下的误差，是正常的。电阻无限大的显示说明已超过测试范围。,(2)测试时的确认 确切对准测试项目范围。 用电阻范围、电流范围测试电压的话，万用表会坏掉，因此要特别注意。 注意小数点和单位的表示 特别是看漏小数点，看漏K的K，看漏mV的m，这类事情要注意。 测试电阻时，不要手持测试棒的金属部分。 测试高电阻（几十K以上）时，同时用手接触红（）和黑（）的金属部分，会引起 测试误差，因而要注意。 在导通检查范围蜂鸣器响的话，要按照使用说明书，确认是在几以下时响的。,液晶表示器,电源开关,功能开关

27、,共同负极端子 (-COM),V. .二极管试验 导通试验 测定端子,数据保持开关,范围保持和转换开关,DC/AC转换开关,200mA测定端子,12A大电流测定子,数字万用表的例（SANWA CD-720C）,15,(3)测试后的确认 要查一下电源开关关掉没有，测试棒电线是否断开，电池剩余容量多少，然后收起来。 测试项目转换范围放在最高电压范围。 测试开始时，疏忽大意会损坏万用表，一定要防止。收藏时，要养成习惯，放置于电压的最高范围或OFF范围。,4-2 模拟万用表 (1)测试前的确认 表本身和电阻范围调整至0。 调到电阻范围的0点时，如果指 针不摆到0，则要换电池。 (2)测试时的确认 要对

28、准测试项目范围。如用电 阻范围、电流范围测试电压， 万用表会破损，所以要特别注 意。 注意使用刻度和倍率，测试电 阻时，刻度是从右侧开始，还 要当心倍率的设定。,测试电阻时，不要手持测试棒的金属部分。 测试高电阻（几十K以上）时，同时用两手接触红（）、黑（）的金属部分的话， 会产生测试误差，因此要注意。 在导通检查范围蜂鸣器响时，要用使用说明书确认在几以下时响。 (3)测试后的确认 查一下指针有否偏差、测试棒电线是否断开，电池容量还剩多少，然后收起来。 把测试项目转换范围放在最高电压范围。 测定开始时，不要因疏忽大意而使万用表破损，收藏时，要养成习惯放在电压最高范围 或OFF范围。,模拟万用表

29、的例（SANWA JP-30）,表指针,0调整钮,共同测定端子(+),共同测定端子(-),表刻度盘,表0点调整器,(+)OUT端子,范围转换钮,16,5. 电气、电子部品的知识 现说明一下工程机械机电系统使用的电气、电子部品中基本的东西。 5-1 开关 开关用于电源的开闭、条件的设定，电气线路图上文字符号码SW及S。 下面说明一下机电工程机械上用的代表性开关。 5-1-1 拨动式开关 电源开闭时经常使用的代表性开关。 代表性的外形如右图。 一般使用于电流容量为直流30V、4A。 这种开关的常见故障是： 反转弹簧断后就无法转换。 接点表面ONOFF时产生火花而粗糙，变得接触不良，厉害时会熔敷。

30、拨动式开关的符号（图纸符号）,随拨动杆的动作，有2位置的，也有3位置的。操作开关拨动杆后，标准型是该杆就停在位置上，还有瞬时型（弹簧返回式）的，即拨动后，该杆因开关内弹簧的力而复位。,开闭线路,转换线路,双线路开关,线路开关,或,17,5-1-2 按钮开关 多半使用于电源的开闭、动作的开始。 使用于电源开闭的叫做交替型，每按一次，就交替ON-OFF。 使用于动作开始的叫做瞬时型，只有按下时才ON（或OFF）。 下图表示外形的例子,按钮开关多半用于控制面板上，但挖掘机喇叭及轻触最大功率的旋钮开关则按装在杆的把手上。,按钮开关,按下时ON 按下时OFF 组合开关,按钮开关的符号（图纸符号）,18,

31、5-1-3 旋转开关 拧动旋钮，就使开关轴转动，从而转换线路的开关。小型开关也有用螺丝刀拧的。 其构造的例子如下图。,旋转开关有很多种形状，使用于各种场合，下面列举几例。,接触端子,共用端子,可动接片,旋转开关的构造 (夹子方式),旋转开关的符号（图纸符号）,直接接于轴上的可动接片插入由2枚组成的接触端子间进行转换。 共用端子则接触可动接片，电气接触由共用端子与接触端子进行。 线路符号如左图。 排列在圆周上的端子表示接触端子，箭头指的是可动接片，中央的端子是共用端子。,PC28UU-2的灯开关(左) 风扇开关(右),显示窗,按钮,旋转开关,使转动,旋转开关,HD785-3的燃料喷射量调整开关,

32、19,WA100-3的雨刷开关,5-1-4 限位开关 为了检测物体的有无即位置而使用的代表性开关。 多数使用于传感器，它用来检测工作装置的位置、操作杆的位置。 由于用弹簧移动接点的快速动作，开关就一定是ON或OFF，不动作时，ON接点称为NC接点（正常关闭接点），这时OFF接点称为NO接点（正常开放接点）。 与该两个接点接触的端子称为COM端子（公共端子），也叫CO端子。 因此，限位开关的3个端子符号分别是NC、NO、COM（或CO）。 以挖掘机行驶限位开关为例，在左右行走操作杆下部，分别有1个，中立时为ON，行驶操作杆向前或向后倒下则是OFF，这样，配线就如下图为COM端子和NC端子。 限位

33、开关符号（图纸符号）,接点构成,限位开关的构造 1.限位开关 2.滚轮 3.轴 4.弹簧,20,5-1-5 簧片开关 簧片开关不单个使用，它与永久磁铁、线圈组合成为传感器的心藏部位。 例如，它组装在发动机冷却水及液压油位传感器、监测液压滤芯堵塞的压差传感器内。,玻璃,簧片,引线,封入非活性气,簧片开关的构造,(1)永久磁铁引起的作动,(2)线圈引起的作动 簧片开关的工作原理,簧片开关在永久磁铁及线圈的磁场作用下工作，把簧片开关放在磁场中，2片簧片被磁化，接点部分产生N极和S极，且互相吸引。这种磁引力大于簧片的机械弹力时，接点关闭（ON），减弱或支开磁场，则接点打开（OFF）。 下图表示以液面高

34、度监测油量及发动机水量的ON-OFF输出传感器原理，液位下降，浮子就下降，结果簧片开关成为OFF。,1.接插件 2.支架 3.浮子 4.开关,机油油量传感器的构造,线路构成,线路构成,1.接插件 2.塞子 3.开关 4.浮子,液压油量传感器的构造,21,5-2 接插件 接插件使用于电气机器与电线连接或电线与电线连接时。 家电要接通电源时，机器电线的顶端带有的插入部分叫插头，墙上一边叫插口，汽车及工程机械则称为接插件。 (1)接插件的种类 接插件有很多种，按形状分类的话，有圆形、四角形、变形型等多种，而且分别分防水型、防滴型、开放型。工程机械上使用的针脚数从1针至21针，因此，把这些组合起来，实

35、际上就超过50种。,(2)接插件的符号 接插件分公和母。一般来说，电源一端作母端较普遍，但线路较复杂时，也有相反的。 在小松，公和母的分辩根据针脚形状判别，而不是按照接插件壳体形状来判断（接插件壳体也叫联结器）。 (注：有的公司也有按接插壳体形状来判别公母的。) 在线路图上，哪一侧是公母，是接线的还是扳开的，它们用下列符号表示，文字符号多数写为CN。,接线状态,拨开状态,四角型接插件的例,圆型接插件的例,4针脚公,4针脚母,接线状态,接插件符号的例子,公接插件例子,拨开状态,母,公,公,母,22,(3)接插件编号 在线路图上，接插件的文字符号简略为CN，然后在后面再写上编号。 例如，在一个线路

36、图上，接插件符号处写着CN-M19（X2）的话，就表示该接插件编号是M19、X型的2针脚。有的线路图上省略了CN，仅写着M19（X2），也是同样的意思。,(4)接插件的使用 接插件使用时要小心，因为其中一个坏了的话，整个系统就会无法工作，所以必须注意。拨开接插件时不能拉电线，而必须手扶接插件壳体。接线时要切实插入到锁定位置，如果不插紧，会因振动而自然脱开。,2级溢流, CO解除电磁阀,行驶速度电磁阀,回转制动电磁阀,窗玻璃清洗,开关,马达,装或拨 时轻按,带抓的锁,插入至发出咔嚓声,非防水型接插件不耐水，即使是防滴型时，如果高压洗车机的水直接射去，水进入内部会引起故障，因此必须当心。驾驶室座椅

37、周围的开放型接插件较多，清洗地板的水蒸发、结露等也会引起故障，尤其是近海地区含盐的水比自来水更易导致故障，即使擦去也会锈蚀。同样，附站的油脂也会使接插件劣化，因此须擦掉。,23,5-3 电阻器 5-3-1 电阻器的作用 电阻器由电阻线组成，其作用是节流电流、降低电压。灯及电线也有电阻，但由于目的不同，所以不叫电阻器。 电阻器本身也消耗电力而发热，但不产生功率及光等。 电阻器用来调整电压、电流，能给予其他部品提供合适的电流、电压。 （1）电流限制作用 如下图左边，12V的电瓶连接12V灯泡，电灯就亮了。 下图右边把电瓶串联于灯泡和电阻器。12V的灯泡也亮，但比起直接连电瓶时亮度减小，这是由于流经

38、灯泡的电流减少的缘故。,因此，与其他部品串联的电阻器能减少流至部品的电流，电阻器的这种作用叫做电流限制作用。,（2） 电压调整作用 2个12V的电瓶串联起来就成为24V的电源，把该电源连接12V灯泡，灯泡瞬时亮起，但立即因电压太高而坏了。 把与灯泡同样大电阻的电阻器串联连接灯泡，结果电灯亮了且没有坏掉，测一下灯泡两端的电压，均为12V。,电流计,电流计,电瓶,电瓶,电阻器,24,这样，与灯泡串联的电阻器降低了灯泡的电压，使12V灯泡从24V的电压下得到保护。 这个作用叫做电阻的电压调整作用。 5-3-2 电阻器的符号 电阻器有固定电阻器和可变电阻器。 电阻大小无法改变的叫固定电阻器，电气线路图

39、的文字符号是R。 电阻大小可以改变的叫可变电阻器，文字符号是VR，以区别于固定电阻器 （电阻器的总称也有写作R的）。 固定电阻器与可变电阻器的符号（图纸符号）也不一样。,固定电阻器 可变电阻器,固定电阻器的符号（图纸符号） 可变电阻器的符号（图纸符号）,电瓶,电瓶,电阻器,轴旋转使箭头 的位置移动,25,5-3-3 电阻器的种类 （1） 固定电阻器 固定电阻器广泛应用于电流限制作用及电压调整作用。 电子线路上一般使用的碳极保护膜电阻器，其构造如下图。,基体（陶瓷） 碳极保护膜电阻器 引线 外体 彩线,控掘机的泵控制系统冗长电阻也是固定电阻器，其形状如下图，作用是限制流经电磁阀的电流。,1、电阻

40、 2、接插件,26,（2） 可变电阻器 利用它能连续改变电阻大小的特点，而广泛使用于收音机、电视机的音量调节及控制传感器上。 尤其重要的是电位计这一用法。 把可变电阻器按下图连接，旋转轴，在B-C间获得与轴旋转角度对应的电压，即输入电压（电源电压）一定，而输出电压可从最小电压（0V）到最大电压（与输入电压相同，5V）之间的任意电压上调节。,1、旋钮 2、刻度盘 3、弹簧 4、球 5、电位计 6、接插件,该原理被广泛地应用于各种传感器上。 下图是越野起重机大臂角度传感器的原理图，这样就能得到与角度对应的正确电压。,其他应用电位计的，还有挖掘机燃料标度盘、装载机和自卸卡车的油门踏板节流位置传感器、

41、越野起重机大臂长度传感器、燃油箱的油位传感器等。,向左回转,向右回转,0-5V间变化,燃油刻度盘的构造（剖面图）,壳体,电阻体,轴,重锤,27,5-4 线圈 把电线卷绕成圆圈后称为线圈。 线路图符号（图纸符号）如其形状见右图。 文字符号为L。 关于线圈的作用，可列举下述4个。 电磁力（线圈中放铁芯，通电流后铁芯就成电磁铁） 电磁感应（线圈上的磁力线分成强弱后，线圈上产生电流） 自体感应（切断线圈电流时，线圈上产生非常高的电压） 相互感应（卷数不同的2个线圈之间能产生电压差） 上述作用中，项与工程机械机电系统关系密切，因此说明如下。 5-4-1 电磁力 利用线圈电磁力，使用于由控制器发出的信号来

42、操作机构部分的电磁阀、继电器、马达等。 电流流经线圈后就成为磁铁，能吸引铁质磁性体，因此，利用线圈的吸引力作为滑阀的拉力及使继电器接点ON-OFF的力。 电流流经线圈产生磁铁作用称作励磁，切掉电流使其失去磁铁作用称作消磁。 现在再看一上线圈引力与电流大小的关系。 线圈、线轴、弹簧构成的电磁线圈与干电池、可变电阻器、电流计、开关按下图连接。这时，把可变电阻器的电阻设为最大，对线轴的吸引力就减小。,开关OFF（释放） 开关OFF后，线圈上没有电流，不发生电磁力，线轴在弹簧的引力下处于右端。,开关ON（吸引） 开关ON后，旋转可变电阻器，减小电阻，电流计的针逐渐加大振动，流经线圈的电流增大。 不久，

43、电流达一定强度后，线圈吸引力胜过弹簧的的弹力及摩擦力，从而使线轴移动至最左端，这时的电流叫工作电流，吸引力叫工作力。,线圈,弹簧,线轴,开关,可变电阻器,干电池,电流计,线圈,反弹力,吸引力,干电池,电流计,28,线圈符号(图纸符号),这样，线圈的吸引力受线圈电流大小的影响，而且与线圈的卷数、流经电流的大小基本成正比。线圈吸引磁性体时，有这样的关系，即工作电流保持电流、工作力保持力。 另外，如图那么样，卷在圆筒形卷轴上的长线圈叫螺线管。 下面看一下应用螺线管电磁力的例子。 （1）电磁阀 电磁阀是圆筒形线圈（螺线管）与液压回路控制阀组成的，因此就称作电磁阀。 回路图符号（图纸符号）用螺线管与阀合

44、并的图表示。 电磁阀的符号（图纸符号）,螺线管（线圈）部 阀（液压控制阀）部,开关ON（保持） 开关保持ON，线轴在被吸引状态（保持状态）下加大可变电阻器的电阻，这时线圈的电流就减小。 电流减小至一定程度，线圈吸引力小于弹簧张力，线轴就向右移动。,文字符号为SV（或V） 电磁阀通过电气信号而控制油的流动，有多种多样，按基本机能大致可分为比例电磁阀和ON-OFF电磁阀。 下面说明一下这两种电磁阀。 （a）比例电磁阀 变更电磁阀电流，可得到与电流成正比的吸引力。在吸引力与弹力取得平衡时，线轴停止移动。 举例说，装载机的电子调制阀（ECMV）如下图所示，TVC电磁阀等也都相同。,这时的电流叫保持电流

45、，吸引线轴的力叫保持力。,线圈,反弹力,吸引力,干电池,电流计,29,这样，线轴移动量与电磁阀电流成正比地变化，因而叫比例电磁阀。线轴移动量变化后液压油油路大小变化，这样就能控制液压回路的流量与压力。它广泛用于控制工作装置液压油缸的速度及力。 （b）ON-OFF电磁阀 与比例电磁阀不同，使一定的电流通过螺线管并产生电磁力，该电磁力超过弹簧力后，关决定了线轴的位置。 举例来说，装载机的停车制动阀如下图，与这一样的有挖掘机的回转停车制动阀、行走速度阀、CO解除阀等。,该电磁阀的工作如下。 控制器输出的信号电流流经线圈（2），使机体（1）和柱塞（5）励磁，结果柱塞（5）被机体（1）吸引，向左移动，移

46、动量与信号电流成正比。,1、机体 2、线圈总成 3、机壳 4、调整螺钉 5、柱塞 6、轴,该电磁阀的工作如下。 打开停车制动开关后，线圈（1）的电流切断，电磁阀成OFF状态，启开排放回路，泵先导回路的油流向排放回路，使停车制动工作。,1、线圈 2、阀总成 3、弹簧 4、机体 A、IN板 B、OUT板,30,该电磁阀由于流经线圈的电流流通或切断，使液压回路的液压油流通或停止。电气线路上以开关使电流ON或OFF，同样地使液压油ON-OFF的就叫ON-OFF电磁阀。 ON-OFF电磁阀与比例电磁阀一样无法控制流量，因此无法微妙地控制工作装置的液压油缸。所以，它使用于挖掘机回转停车制动的动作或解除、轻

47、触最大功率的动作 或解除中两者择一的控制、使用于越野起重机外伸支架伸出、保持或收藏三者择一的控制。 （2） 电磁继电器 电磁继电器几乎使用于所有机型，多的机型中1台达20-30个。 电磁继电器如图所示，是利用通电产生的电磁力，开闭开关接点的部品。 右图中，(a)-(b)间是线圈电流没有时ON的接点。 这样的接点叫作NC接点（常闭）。,(b)-(c)间在电流通过线圈时ON的接点，这样的接点叫作NO接点（常开）。 如(a)-(b)-(c)那样，ON和OFF的接点组合而成的接点叫作传送接点。 (b)端子是 (a)和 (c)的共用端子，因此叫作共用端子，一般省略为COM（CD）。 电气线路图上使用的符

48、号（图纸符号）如右图所示。 即使不写上NC、NO、COM的端子名，接点附着画的就是NC。 文字符号为R（或RL） 下面看一下使用继电器的电气线路方式中具代表性的两个方式。 例子中是用继电器的灯工作线路，也可以不接灯而接电磁阀。,电磁继电器原理图,绝缘材,接点,铁,电流,铁芯,线圈,端子号1,端子号5,端子号3,端子号6,黑色,端子号2,继电器的符号（图纸符号）,31,ON-OFF动作线路 与开关ON-OFF同步，继电器也ON-OFF。,(b) 自保持线路 开关1先ON，继电器保持ON（自保持），直至开关 2 OFF为止。,电磁传感器 电磁传感器构造如下图。该传感器如右边的图那样，接近并装在转动的铁板叶片上，叶片通过电磁传感器的前面时，就产生（3）那样的脉冲，这是由于电磁传感器内永久磁铁产生、通过线圈的磁通量接近铁板叶片就增大，离开铁板叶片就减小，因而线圈内产生了电压。所以，电磁传感器与叶片的间隙越大，通过线圈的磁通量就减少，叶片接近、离开引起磁通量变化量变小，电压就变小，使间隙保持在适当值十分重要。, 关掉开关 灯灭 打开开关