卡特E240型挖掘机电液控制系统是三级恒功率变量液压系统，主要由负荷反馈控制系统、电液功率自动调节系统、发动机转速自动控制AEC系统和备用应急系统等组成。通过控制发动机和液压泵的输出功率，使挖掘机适应不同的工况，从而达到节能、环保和高效的目的。

1.电液控制的工作原理

（1）液压系统

E240型挖掘机的电液控制系统如图11-2所示。

图11-2 E240型挖掘机电液控制系统示意图

1—多路换向阀 2—比例减压阀 3—比例减压阀线圈 4—转速传感器 5—控制器 6—功率模式开关 7—AEC开关 8—熔丝盒 9—AEC马达 10—AEC继电器 11—AEC压力开关 12—备用开关 13、18—伺服活塞 14、17—切断阀 15、16—变量伺服阀

（2）负荷反馈控制系统

1）反向流量控制：

如图11-2所示，来自多路换向阀中心旁通油道的信号油压p_n作用在泵调节器的伺服阀上，p_n越大，泵的排量越小。p_n只在下列两种情形下起作用：①多路换向阀中位时；②进行微调操作时。当先导操纵阀微动时，由于多路换向阀微开起节流作用，流过中心旁通油道的信号油压p_n减小，使得泵的排量增大，其排量大小由先导阀、多路换向阀的开度决定。当先导阀移至最大位置时，多路换向阀关闭中心旁通油道，p_n为0，泵排量最大。当多路换向阀回到中位时，流过中心旁通油道的油突然增加，当达到反向流量控制溢流阀设定压力时，p_n最大，p_n使泵斜盘角度最小，泵流量变为最小，这样可减小环流损失，达到中位节能的目的。同时，AEC系统使发动机转速降至1300r/min，以达到自动降低空载油耗的目的。

2）切断阀控制：

当主泵出口负载压力接近主溢流阀调定压力时，信号油压p_d使切断阀换位产生节流作用，使泵斜盘角度变小，从而使得溢流功率损失减小。

（3）功率自动调节系统

如图11-2所示，来自功率模式开关、转速传感器的信号，经系统控制器处理后，输出指令给比例减压阀，使之输出相应的功率转换信号油压p_s。p_s作用于泵调节器变量伺服阀上，使泵斜盘角度最佳，发动机功率得到有效利用，达到恒功率调节的目的。

该电子控制系统可提供Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种功率模式。功率模式Ⅲ用于重负荷工况，此时油门控制杆置于最大位置，控制器首先存储发动机空载转速，并标定发动机作业时的转速。当工作负荷增大时，控制器会根据发动机转速变化，输出指令给比例减压阀，使之输出相应的功率转换信号油压p_s来降低泵的排量，增大挖掘力。相反，当工作负荷减少时，p_s会使泵的排量增大。泵的出口压力与流量变化如图11-3中的p-Q特性曲线Ⅲ，在特性曲线上，泵的最大恒功率输出与发动机功率是相匹配的。如表11-1所列及图11-3所示C点，比例减压阀信号油压p_s为1570kPa，此时泵的出口压力p_d为13700kPa。

图11-3 压力—流量特性曲线

表11-1 三种功率模式下的信号油压和泵的输出压力

功率模式Ⅱ用于一般作业，其功率约为模式Ⅲ的85%。功率模式Ⅰ用于轻微作业，约为模式Ⅲ功率的70%。Ⅰ、Ⅱ两种模式，比例减压阀输出的信号油压p_s见表11-1。

（4）发动机转速自动控制

AEC系统是对发动机的高低两速实行自动控制的系统。利用蜗轮蜗杆使油门限位杆件左右移动来控制发动机转速。挖掘机工作时使发动机油门处于高速位置，空载时低速运转。

（5）备用应急系统

当电子控制器失效时，操作者可以启用备用开关，通过图11-2中备用开关12的切换，扳向另一位置，通过辅助模式电阻向电磁比例减压阀提供恒定的电流值，使挖掘机处于功率Ⅱ模式继续工作，此时仪表盘上的辅助模式指示灯常亮。

2.故障诊断

该控制系统有自检功能（表11-2），是用九个发光二极管的显示组合来组成故障代码，指示故障情况。同时用安培表和压力表可进一步检查故障元件。

表11-2 E240型挖掘机的自诊断功能

（1）工作正常

此情况无需解释。

（2）控制器故障

控制器本身损坏，不能正常输出电信号给比例减压阀、AEC马达。其现象是发动机失速熄火或缓慢无力，AEC马达不工作或操纵杆中位时发动机不能降速。

（3）控制器记忆故障

控制器内的调整回路和识别功能损坏，不能正确输出电信号给比例减压阀。此时可检测控制器输出信号：(www.daowen.com)

1）用万用表测量通过比例减压阀电磁线圈的电流，用量程为6000kPa压力表检测信号油压p_s。

2）按住开关SW1检查，万用表读数在4s内必须是1A和0.1A，同时压力表读数相应为3450kPa和980kPa。若符合上述情况，则控制器未损坏，重新调试即可；否则控制器损坏，应更换。

（4）比例减压阀故障

若有断路或短路，功率转换信号油压p_s为0，泵流量变为最大，发动机会失速熄火。拆开比例减压阀的接头，检查接头是否接触良好，用万用表测量电磁阀线圈电阻应为27～40Ω。比例减压阀修理或更换后，应进行如下调试：

1）用量程为6000kPa压力表检测信号油压p_s。

2）功率模式开关置于Ⅲ位置。

3）关掉AEC开关，使发动机高怠速运转，并查看L1～L4，若只有L4亮，则表明控制器、电信号系统正常。

4）按住开关SW2，当功率转换压力p_s达到（2250±100）kPa时，然后按下开关SW1约1s。

5）释放开关SW1、SW2，完成p_s标定操作。

6）移动操纵杆（如铲斗操纵杆）使液压缸完全伸出一次或两次。当操纵杆在中位时，确保功率转换压力p_s为（2250±100）kPa。否则，需校准比例减压阀。

7）比例减压阀的校准如图11-4所示，拧进（减小p_s）或拧出（增大p_s）调整螺母1直到正确标定功率转换压力p_s为（2250±100）kPa。每转一圈的压力改变约为35kPa。

（5）功率模式开关故障

功率模式开关或其回路不正确，功率模式会保持在故障发生前的状态。检查如下：

1）置主开关在ON位，L4亮。

2）按开关SW1，使L4熄灭。

3）按住开关SW1时，操作功率模式开关。若功率模式开关正常，则当开关在Ⅲ位时，L1亮，当开关在Ⅱ位时，L2亮；开关在1位时，L1和L2会亮。

（6）发动机转速传感器故障

传感器发生故障，控制器会自动地改变功率转换压力p_s，变为（2250±100）kPa，接近模式Ⅱ的工作状态。检查时可拆下传感器接头，用万用表测得的电阻应为110～280Ω，在线检查输出电压为交流30～60V，频率为1～5kHz。若电阻值正常，应检查传感器安装及调整间隙，如图11-5所示。发动机熄火后，松开锁紧螺母2，慢慢拧进转速传感器1直到接触齿圈4，再退回1/3～1/4圈，其间隙刚好为0.55～0.83mm。拧紧锁紧螺母2，起动发动机检查，L4灯亮时，即调整正确，否则需重调间隙。

图11-4 比例减压阀简图

图11-5 发动机转速传感器安装简图

1—转速传感器 2—锁紧螺母 3—插接线 4—齿圈 5—飞轮壳 6—飞轮

（7）高怠速输入不正确

控制器更换后，最高怠速标定不正确，应重新输入标定存储。发动机最高怠速为2350r/min，标定转速为2200r/min。

（8）AEC开关系统有问题：

1）让发动机怠速运转，释放安全锁。

2）按下开关SW1。

3）按下SW1开关的同时，使AEC开关置于ON，如果正常，则L3会亮。

4）保持上一步的状态，移动操纵杆，将压力开关置于ON位置，如果一切正常，则L4会亮；否则，进行相关检查。

3.应急措施

若比例减压阀控制器元件有故障，且暂时无法及时修复时，可断开比例减压阀电源，直接调整p_a为（2250±100）kPa，再调整泵功率调整螺钉，使挖掘机固定在模式Ⅱ状态下工作。