320D, 321D, 323D, 324D, 325D, 326D, 328D, 329D, 330D, 336D, 336D2, 340D and 340D2 Excavators, 324D Forest Machine and 323D MHPU, 324D MHPU, 325D MHPU, 329D MHPU, 330D MHPU and 336D MHPU Mobile Hydraulic Power Units Machine Electronic Control System Caterpillar


System Operation

Usage:

325D L A3R


发动机转速控制装置



图 1g01153519
发动机转速旋钮


图 2g01215943
(12) 机器 ECM
(14) 发动机转速旋钮
(32) 监视器
(41) 发动机 ECM

机器 ECM 将来自"发动机转速旋钮"的信号转换为脉冲宽度调制 (PWM) 信号。 然后通过 Cat Data Link (CDL) 将该信息发送给发动机 ECM。

发动机转速旋钮 (14) 分为 10 个位置。 旋钮位置显示在监视器面板的字符显示屏上。 空载时每个旋钮位置对应的发动机转速如下表所示。

表 1
发动机转速旋钮开关对应的转速
322D、 324D、 325D、 328D、 330D 
"旋钮位置"  发动机转速  液压扭矩(%) 
950  25 
1020  40 
1160  61 
1300  69 
1470  78 
1590  85 
1700  92 
1800  92 
1900  92 
10  1980  100 

自诊断功能

机器 ECM( (12))是一个自诊断部件。 机器 ECM 监测输入和输出。 机器 ECM 还监测机器运行期间出现的系统问题(警告)。 机器 ECM 在监视器( (32))上显示自诊断功能所产生的系统警告或检测到的问题。 参考图 2。

注: 对于警告,系统会保存一个日志文件。 该日志文件包含每个警告出现的时间和次数。

发动机自动控制 (AEC)



图 3g01215945
(1) 开关面板
(12) 机器 ECM
(14) 发动机转速旋钮
(19) 作业机具压力开关
(20) "向右行驶"压力开关
(21) "向左行驶"压力开关
(29) 直线行驶压力开关
(41) 发动机 ECM

如果机器空载持续约 5 秒钟,AEC 将降低发动机转速。 这种处理的目的是降低噪声和燃油消耗。 AEC 有二级设置。 可以通过右侧控制台上的开关设置 AEC。 开关指示灯在 AEC 的第二设置期间会点亮。 发动机起动开关转到接通位置后便可立即使用 AEC 的第二设置。 按开关可以轮流设置 AEC 的第一级和第二级。

AEC 的第一设置

AEC 第一设置会把"空载"或"轻载"情况下的发动机转速旋钮的设置转速降低约 100 转/分。

AEC 的第二设置

AEC 第二设置会把"空载"情况下的发动机转速降到约 1300 转/分。

注: 当主备用开关 (22) 转到 ON(接通)位置(手动)时,"AEC" 功能停用。

一触式低怠速



图 4g01215947
(12) 机器 ECM
(15) 一触式低怠速开关
(19) 机具压力开关
(20) "向右行驶"压力开关
(21) "向左行驶"压力开关
(29) 直线行驶压力开关
(41) 发动机 ECM

当按下一触式低怠速开关 (15) 且机器空载时,发动机转速的降幅可以超过 AEC 第二级的设置转速。 恢复正常运作后,旋钮设置的发动机转速将回到相应的转速值。

启动一触式低怠速

一触式低怠速功能将在机具、回转、行驶和工具全部"停止"的情况下激活。 以下部件处于断开位置:机具回转压力开关,行程压力开关(右侧),行程压力开关(左侧),附件 (ATT) 踏板压力开关和直行压力开关。 不过,当按下一触式低怠速开关时,控制装置将把发动机转速降到发动机转速旋钮的 "2" 级设置转速,约为 1020 转/分。 此控制超越 AEC。

取消一触式低怠速

当发生下列任一情况时,一触式低怠速就会取消:

  • 再次按下一触式低怠速开关 (15)。

  • 将机具回转压力开关设置到接通位置。

  • 将行驶压力开关设置到接通位置。

  • 将与作业机具有关的压力开关设置到接通位置。

释放开关后,发动机转速发生变化。 转速改变取决于释放的条件。

  1. 当一触式低怠速功能由机具、回转等操作取消时,发动机转速将设置为发动机转速旋钮的设置转速。

  2. 发动机转速由 AEC 设置。 转速将在一触式低怠速取消时设置。 发动机转速受下列情况影响:

    1. 如果选择了 AEC 的第一设置,发动机转速将被设置为 AEC 第一设置的转速。 该转速比发动机转速旋钮设置低约 100 转/分。

    2. 如果选择了 AEC 的第二设置,发动机转速将被设置为 AEC 第二设置的转速。 该转速约为 1300 转/分。

    3. 如果发动机转速低于第二 AEC 的设置,则发动机转速将设置为发动机转速旋钮的转速。 此转速设置不是基于 AEC 的设置。

发动机转速保护

发动机机油压力低期间的超速保护



图 5g06020392

此功能旨在防止发动机在低机油压力情况下以高速起动。 例如,更换发动机机油滤清器后,可能需要短时间运转发动机以加注机油滤清器。 在这段时间内,发动机机油压力将保持低水平。

注: 如果发动机在转速旋钮的高速设置下运行并且发动机机油压力偏低,可能出现发动机损坏。

如果发动机机油压力开关断开,发动机转速将被限制在位置 5 的转速。 发动机将以位置 5 的转速起动。

过热期间的超速保护



图 6g06020401

此功能旨在防止过热期间超速而损坏发动机。 发动机 ECM 接收来自"冷却液温度传感器"的输入并将该信息传递到机器 ECM。 机器 ECM 接收液压油温度传感器发送的输入。

如果机器 ECM 检测到正出现过热条件,机器 ECM 将向"动力换档 PRV" 电磁阀发送信号,以减少液压泵冲程。 机器 ECM 还会向发动机 ECM 发送一个信号,以降低发动机转速。

发动机转速将被降到 AEC 的第二设置 (1300 rpm)。

过热期间将禁止需要高压力的工作。 发动机和其它部件在过热期间会得到保护。

低温时液压油的控制



图 7g06020454

当气候寒冷、液压油温度低时,机器可能不能平稳运转。

液压油温度传感器向机器 ECM 发送信号以监测液压油温度。

泵的输出将会少量减少。 这样可以使操作更加平稳,直到液压油温度升高。 当液压油温度传感器检测到油温低于 15 °C (59 °F) 时,系统会限制液压泵的输出压力,使它只有最大液压功率的 80%。

当液压油温度传感器检测到油温已升高到 20 °C (68 °F) 以上,就会再次开始液压油的正常控制。

泵调节



图 8g06020457

稳定功率控制

稳定功率控制与发动机转速旋钮的设置 1 到 9 有关。 当发动机转速旋钮处在位置 1 到 9 时,泵流量受动力换档压力的控制。 液压输出将根据发动机转速旋钮的位置设置。 即使泵正在输送最大流量,机器 ECM 也会校正动力换档压力,从而维持最大流量。 输送中压和高压时,主泵的功率会受到控制,防止泵以高功率输出时发动机的功率相对较低。 机器 ECM 从发动机转速传感器接收反馈。 动力换档压力与目标流量成比例。 目标流量通过发动机转速设置和输油泵压力传感器的压力计算。 因此,动力换档压力会随着发动机转速旋钮位置和输油泵压力的改变而改变。 发动机的防失速功能用来防止发动机失速。 与发动机转速旋钮设置相比,如果发动机转速降低到比旋钮位置转速低 250 rpm,就会激活防失速功能。

对于位置 1 到 9,动力换档压力是固定的。 发动机转速旋钮处在位置 1 到 4 时,设置不同,动力换档压力也不同。 发动机转速旋钮会设置所需的转速,它将产生所需的流量。 发动机转速旋钮位置 7 到 9 有固定的共同动力换档压力。 位置 1 到 9 使用发动机转速、发动机转速旋钮位置和泵压力来设置固定的输出。 输出是固定的,直到转速降到目标转速以下 250 RPM。 转速比目标转速低 250 RPM 时, 发动机 ECM 将调整动力换档压力,以使发动机转速维持在与目标转速相差 250 RPM 以内。

欠速情况的控制

欠速情况与发动机转速旋钮位置 10 有关。 发动机转速旋钮位置 10 在需要大量功率或请求高速行驶时使用。 发动机以最大马力运行时,需要欠速功能。 欠速功能将发动机转速维持在最高功率水平。 机器 ECM 读取发动机转速,而且机器 ECM 会调整动力换档压力以调节发动机转速。 机器 ECM 控制欠速情况下的动力换档压力。 为了达到最高功率,发动机维持约 1800 rpm 的转速。 因此,当发动机转速高于满载转速时,泵输出将增大,而动力换档压力将减小。 此外,当发动机转速低于目标转速时,泵输出将减小,而动力换档压力将增大。

在下列情况下,发动机功率可能减小:

  • 发动机磨损。

  • 燃油质量差。

  • 发动机在高海拔运转。

机器 ECM 会减小泵输出并增大动力换档压力,从而减少发动机负载而不降低发动机转速。 如果发动机转速降到满载转速以下,就会出现这种情况。

冷却风扇控制 (320D-329D)



图 9g01924629

发动机 ECM 监测发动机冷却液和进气歧管的温度传感器。 机器 ECM 监测液压油温度传感器。

机器 ECM 将基于这些数值,更改供至风扇电子控制线圈的电流量。

供至"风扇控制"线圈的电流增大时,增大的磁通量使"液体控制阀"电枢产生旋转运动。 当油液控制阀旋转时,阀杆关闭储液罐的大孔,使较少油液流至粘滞风扇离合器的工作室。 当电枢的外部叶片试图与储液罐盖上的钢杆对齐时,至油液阀电枢的增大的磁通量使电枢旋转。

机器 ECM 软件中的风扇转速工况图将温度传感器读数与理想的风扇转速工况图进行比较,并根据发动机转速和当前风扇转速确定目标风扇转速。

如果只有一个传感器报告温度偏高或者需要提高冷却能力,机器 ECM 将根据风扇转速工况图的预定百分比降低对风扇控制线圈的供电,而风扇转速将升高。

冷却风扇控制(330D 和 336D)



图 10g06020462

冷却风扇转速的输入由机器 ECM 和发动机 ECM 监控。 机器 ECM 检测液压油温度。 发动机 ECM 监测发动机冷却液和进气歧管的温度传感器。 适用于每个发动机转速的冷却风扇目标转速基于不同温度传感器的输出进行分配。 最大风扇转速的目标值通过 330D/336D 机型专用软件指定。

机器 ECM 监测温度输入以向(比例)风扇泵压力控制电磁阀提供信号。 当电磁阀接收机器 ECM 发送的最小电流时,有最大流量发送至风扇马达,导致风扇以软件控制的最大转速旋转。

需要最大风扇转速时,风扇泵压力控制电磁阀根据温度输入断电,导致风扇以更快转速旋转。 当风扇泵压力控制电磁阀从机器 ECM 处接收的电流量最低时,获得最大受控风扇转速。

如果机器 ECM 和"风扇泵压力控制"电磁阀之间的通信丢失,则风扇将最大机械压力设定值(高压切断)设为默认值。 此动作将导致大约 31000 kPa (4500 psi) 的更高系统压力。 此压力高于通过软件控制的最大压力。 风扇转速也高于通常通过软件控制的最大风扇转速。

Cat ET 或监视器可用于检查或标定风扇转速。 请参阅 330D/336D 测试和调整手册,以了解标定步骤。

行驶速度 - 液压回路变换控制



图 11g01216045
(1) 开关面板
(12) 机器 ECM
(17) 1 号泵压力传感器
(18) 2 号泵压力传感器
(20) "向右行驶"压力开关
(21) "向左行驶"压力开关
(24) "行驶速度变换"电磁阀

行驶速度自动切换

有两种行驶速度模式,一种是低速(龟)模式,一种是高速(兔)模式。 选择"龟"模式时,行驶速度限定为低行驶速度。 选择"兔"模式时,行驶速度将在低/高速度之间自动变换。 行驶速度变换依赖于泵的输送压力。



图 12g01159856
开关面板上的"行驶模式选择"开关

行驶模式选择开关 - "行驶模式选择"开关和行驶模式指示灯(龟和兔)位于开关面板上。 按下"行驶模式选择"开关时,可以将行驶模式设置为兔模式或设置为龟模式。 指示灯(龟或兔)会点亮,以显示所选择的行驶模式。

行驶速度自动变换功能 - 当第一次开动机器时,行驶速度会自动设置为 LOW(龟)速度。 为选择高(兔)速度模式,请按下"行驶模式选择"开关。 尽管泵输出的回路压力保持在某一范围以下,机器仍将以高(兔)速度行驶。 随着机器负载增加,泵输出压力也增大。 当泵输出压力增大到某一较高水平时,机器将自动换档以 LOW(龟)速度模式行驶。 当泵输出压力降到预定范围时,机器会自动回到 HIGH(兔)速度模式。

通过"行驶速度自动变换"功能,机器无需操作员直接输入便可调整速度。 轻载时,机器将以 HIGH(兔)速度行驶。 重载时,机器将以 LOW(龟)速度行驶。 此功能可确保机器具有高机动性和高牵引力。

当机器处在起重模式时,行驶速度将保持 LOW(龟)速度模式。

当行驶速度设置为龟模式时,机器以低速行驶,行驶速度不变。

回转制动器操作



图 13g01216047
(1) 开关面板
(9) 回转微调开关
(12) 机器 ECM
(19) 作业机具压力开关
(20) "向右行驶"压力开关
(21) "向左行驶"压力开关
(23) "回转制动器分离"电磁阀
(45) 液压启动操纵杆(解锁位置)
(46) "液压启动控制"电磁阀
(47) 回转制动器释放先导压力
(48) 微调回转电磁阀

此机器配有液压控制的回转锁系统。 "回转锁定控制"系统回路可控制回转马达、回转制动器、回转微调功能以及机器备用系统。

"回转制动器释放"由液压启动操纵杆 (45) 控制。 当将液压启动操纵杆 (45) 移到锁定位置时,回转制动器即制动。 回转制动器电磁阀通电可释放回转制动器。 在所有操纵杆和踏板都回到 (NEUTRAL(空档))位置后约 6.5 秒,回转制动器电磁阀 23 失能。

当操作以下任何机具时,回转制动器将立即释放:动臂、斗杆、铲斗、回转和附件。

如果将主备用开关置于手动位置,回转制动器将以电动方式释放。

回转微调功能(可选功能)用来断开回转马达 A 端口与 B 端口之间的液压回路,以使回转运动的开始和停止操作平稳进行。

机器 ECM 检测回转微调开关的操作,以便释放回转制动器。

起重模式(可选)



图 14g01216238
(1) 开关面板
(12) 机器 ECM
(28) 重载提升电磁阀
(41) 发动机 ECM


图 15g01159919
开关面板上的"起重模式"开关

请参阅图 14 和图 15。 按"开关面板"上的"重载提升"开关可使重载提升模式打开或关闭。 起重模式处于 ON(打开)时,指示灯会点亮。 当重载提升模式打开时,主安全压力从 35 MPa (5100 psi) 提高到 36 MPa (5200 psi)。 但是,由于流量限制,最大发动机转速被限定为与发动机转速旋钮位置 6 相当的转速,约为 1600 转/分。 液压输出限制在 64%。

工具控制

操作附件工具时,发动机转速和泵流量是根据工具类型进行控制。 关于被维修机器的工具控制的详细信息,请参阅相应的维修手册。

工具选择

共有五种预编程的工具。 由操作员选择工具。 使用监视器进行选择。 下列项目是为适应特定工具而可以调整的一些参数示例:

  • 发动机转速旋钮设置

  • 一台或两台泵的泵流量

  • 单向或双向泵流量

  • 附件泵的功率设置

发动机转速控制装置

操作踏板时,发动机转速旋钮的实际设置会与由参数设置的发动机转速旋钮位置进行比较。 发动机转速控制会把发动机转速降到由可调参数设置的所选发动机转速。

工具停用后,发动机转速会回到发动机转速旋钮设置的实际转速。

操作附件工具时,AEC 和一触式低怠速会被取消。

注: 如果编程值高于发动机转速旋钮指示器,则不会提高发动机转速。

主泵流量控制

一些工具使用主泵的流量。 由压力开关检测压力变化。 由比例减压阀限制主泵流量。 由分解器阀选择控制阀中的压力与比例减压阀中的压力这二者中较高的压力。 此信号将泵流量限制在较低的压力。 主泵流量随后减小。

这种处理使得工具操作与作业机具操作的同步性更好。

使用辅助泵时的主泵控制

机器 ECM 检测到附件泵运行并偏置附件泵的负载。 这种处理也能防止发动机转速降低。 如果附件泵以 50% 的额定负载运转,同时主泵也在运转,则可防止发动机转速降低。

备用系统



图 16g01649056

安装了“备用系统”,使操作员能手动控制有限数量的机器功能,这样如果其他机器功能故障,仍可移动机器。

主备用开关位于控制台右侧后方。 当主备用开关转到 MAN(手动)位置时,粘滞风扇转速设定到最大,机器 ECM 的电源断开,且"有限移动模式"激活。 (参见上文的操作员显示器)。机器液压流量大幅降低,然而操纵手柄和行驶踏板将继续起作用。 尽管机器的泵流量受限,操作员仍能够在有限时间内移动机器或机器的机具。 右侧控制台开关面板上的发动机转速旋钮不起作用。 发动机转速可以通过控制台右侧后方的转速开关来调整。 目前,AEC 和低怠速开关将不起作用。 监控系统将在监控系统上显示信息 "LIMITED MOBILITY MODE(有限移动模式)",而且监控系统会发出行动报警。 备用开关提供最低限度的机器功能。 当机器 ECM 出故障时,"有限移动模式"可以让操作员将机器移动到维修厂。 在"有限移动模式"下,机器不能进行挖掘工作。

泵扭矩控制

选择"泵扭矩控制"后,发动机输出约为发动机额定输出的 60% 至 80%。 动力换档压力是固定的。 当机器的发动机转速旋钮设置在较低位置时,发动机输出显著降低。 必须注意不要让发动机失速。

释放回转制动器功能

回转制动器在正常工作环境下释放。

但是,如果液压系统由于发动机停机而停用,或者液压启动操纵杆移到锁定位置,回转制动器就会制动。

监控系统

监控系统是机器控制系统的输入和输出。 机器控制系统在 CAN Data Link 中来回进行通信 监控系统由以下部件组成:具有多个屏幕和菜单,键盘,指示器和仪表的显示屏。 这些部件将在本手册内进行介绍。

监控系统会通知操作员机器的状态。 监控系统包括图形显示,可以让操作员查看与机器功能相关的信息。 参考图 17。



图 17g01159235
监控系统显示屏
(55) 行动灯
(56) 时钟
(57) 发动机转速刻度盘指示器
(58) 油量表
(59) 液压油温度表
(60) 发动机冷却液温度表
(61) 小键盘

监控系统显示屏显示有关机器状况的各种警告和信息。 监控系统显示屏有 3 个仪表和几个报警指示灯。 每块仪表为机器系统内的一个参数所专用。 用户可以使用监控系统进行以下操作:

  • 查看系统状态信息

  • 查看参数

  • 查看维修间隔时间

  • 执行标定

  • 诊断和排除机器系统故障

机器系统的部分可能参数包括:燃油油位、发动机冷却液温度和液压油温度。 仪表从与 ECM 相连的传感器或发送器接收信息。 ECM 使用各传感器输入的信息计算数值,并在仪表上显示。

当机器系统中出现异常情况时,报警指示灯会通知操作员。 ECM 使用来自压力开关、传感器和其它输入的信息判断是否存在异常情况。 ECM 会向监控系统显示屏发送信息。 然后,监控系统将显示具有异常情况的机器系统的弹出式报警指示器。



图 18g01159236
小键盘
(62) 向上键
(63) 向右键
(64) 主页键
(65) 主菜单键
(66) 向左键
(67) 向下键
(68) 取消键或返回键
(69) OK 键

使用小键盘 (61) 提供输入,并浏览监控系统的菜单结构。 参考图 18。

请参阅维修手册, RENR8068, "监控系统"。

Caterpillar Information System:

320D RR Excavator and 320D RR Forest Machine Hydraulic System Cylinder Drift - Check - Loaded Bucket
320D, 321D, 323D, 324D, 325D, 326D, 328D, 329D, 330D, 336D, 336D2, 340D and 340D2 Excavators, 324D Forest Machine and 323D MHPU, 324D MHPU, 325D MHPU, 329D MHPU, 330D MHPU and 336D MHPU Mobile Hydraulic Power Units Machine Electronic Control System General Information
324D, 325D, 326D and 329D Excavators and 329D MHPU Mobile Hydraulic Power Unit Machine Systems Relief Valve (Pilot) - Remove
3500 and 3500B High Displacement Engines for Caterpillar Built Machines Engine Oil Scavenge Pump - Install
320D and 323D Excavators Hydraulic System Swing Speed and Swing Drift on a Slope - Check
320D and 323D Excavators Hydraulic System Swing Speed and Overswing on Level Ground - Check
320D RR Excavator and 320D RR Forest Machine Hydraulic System Travel on Level Ground - Test - Optional Test
2005/09/26 A New Fuel Lift Pump is Now Available {1256, 1258}
330D, 336D, 336D2, 340D and 340D2 Excavators and 336D MHPU Mobile Hydraulic Power Unit Machine Systems Pilot Valve (Joystick) - Assemble
320D and 323D Excavators Hydraulic System Travel on Level Ground - Test
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PP120 and PH126 Power Pack and Hammer Hydraulic Hand Control - Assemble
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324D, 325D, 326D and 329D Excavators and 329D MHPU Mobile Hydraulic Power Unit Machine Systems Relief Valve (Pilot) - Install
320D, 321D, 323D, 324D, 325D, 326D, 328D, 329D, 330D, 336D, 336D2, 340D and 340D2 Excavators, 324D Forest Machine and 323D MHPU, 324D MHPU, 325D MHPU, 329D MHPU, 330D MHPU and 336D MHPU Mobile Hydraulic Power Units Machine Electronic Control System Diagnostic Operation
330D, 336D, 336D2, 340D and 340D2 Excavators and 336D MHPU Mobile Hydraulic Power Unit C9 Engine Supplement Refrigerant Compressor - Remove and Install
324D, 325D, 326D and 329D Excavators and 329D MHPU Mobile Hydraulic Power Unit Machine Systems Manual Valve (Auxiliary Shutoff) - Remove
320D, 321D, 323D, 324D, 325D, 326D, 328D, 329D, 330D, 336D, 336D2, 340D and 340D2 Excavators, 324D Forest Machine and 323D MHPU, 324D MHPU, 325D MHPU, 329D MHPU, 330D MHPU and 336D MHPU Mobile Hydraulic Power Units Machine Electronic Control System Electronic Control Module (Machine)
330D, 336D, 336D2, 340D and 340D2 Excavators and 336D MHPU Mobile Hydraulic Power Unit C9 Engine Supplement Air Cleaner - Remove and Install
330D, 336D, 336D2, 340D and 340D2 Excavators and 336D MHPU Mobile Hydraulic Power Unit C9 Engine Supplement Alternator - Remove and Install
330D, 336D, 336D2, 340D and 340D2 Excavators and 336D MHPU Mobile Hydraulic Power Unit C9 Engine Supplement Battery - Remove and Install
330D, 336D, 336D2, 340D and 340D2 Excavators and 336D MHPU Mobile Hydraulic Power Unit C9 Engine Supplement Electric Starting Motor - Remove and Install
330D, 336D, 336D2, 340D and 340D2 Excavators and 336D MHPU Mobile Hydraulic Power Unit C9 Engine Supplement Engine Electronic Control - Remove and Install
330D, 336D, 336D2, 340D and 340D2 Excavators and 336D MHPU Mobile Hydraulic Power Unit C9 Engine Supplement Ether Start Valve - Remove and Install
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