石川島CCH1000起重機電氣系統改造

□楊光躍 付振濤

一、整車電氣構成

(一)概覽。石川島100t履帶吊是公司于1992年購買，日本石川島株式會社生產的履帶式起重機，整車最大起重能力100t。該車的電控系統相對比較簡單，主要包括以下幾部分。

1.駕駛室電氣。包含前面板上的按鈕、鈕子開關、指示燈、力矩限制器、油溫表；左面板上的雨刷、暖風、大燈開關、起動鑰匙開關、鈕子開關、指示燈、獨立式圓形儀表，左控制箱里面的保險組、繼電器組、報警蜂鳴器；雨刮器；冷氣空調，暖風機。

2.電瓶室電氣。包含2塊電瓶、總電源電磁開關、起動安全繼電器、預熱繼電器、滅車緊急繼電器(已缺失)。

3.發動機電氣。包含發動機上的發電機、起動機、進氣預熱器、滅車電磁鐵、各個傳感器、空調壓縮機等。

4.車身電氣。包含各控制電磁閥、扒桿及過卷限位開關、電喇叭等。

5.燈光系統。包含車身左右兩側的大燈，回轉警示燈、蜂鳴器等。

(二)線束組成。原車主線束是由不同顏色、5種線徑的電線組成，包括0.75mm2，1mm2，2mm2，5mm2以及電瓶線70mm2這5種截面積的電線構成了整車電氣線束，基本能按線色區分各條線路，沒有線號。線束與各個開關、電磁閥、電氣件都由各種接插件連接，少數直接用螺栓連接。

(三)左面板控制箱。原車駕駛室在座椅左側面板下的控制箱里面有8連繼電器組及老式的底座、膠木片式保險及底座，繼電器接線都是直接焊在底座上的，不便于后續檢修；控制箱空間較小，檢修很不方便，而且由于該車經過多年使用維修，車內線路比較亂。

二、修復方案

由于該車已經使用26年之久，整車電氣在這些年的維修過程中，私拉亂接現象較多，有不少原車電線已經斷線，各接插頭在海邊潮濕、高鹽環境下工作多年，已銹蝕嚴重，電氣件被腐蝕，基本都不能繼續再用，故本次維修計劃將整車電氣全部換新，并盡可能地恢復之前已經失效的電氣功能，且對一些地方做相應的國產化改造。

本次修復的內容包括：整車線束的換新，開關、按鈕、指示燈換新；獨立式儀表改裝集成式數顯儀表，廢除原車獨立式圓形儀表；大燈換新、回轉警示燈及蜂鳴器恢復；力矩限制器換新；空調及暖風改裝成一體機，放置在駕駛室后側底部，取締原單冷空調(后裝的，原車沒有)及原車暖風機；新做電控箱1個掛在駕駛室后側上部，且將新線束中相關部分引至新電控箱里面；改裝雨刷器；全車電磁閥全部換新；發動機的傳感器改成與集成儀表配套的；起動機及發電機經拆解、清洗、保養后使用。

三、修復過程

(一)整車線束拆除及重新制作。整車線束拆除前，需要做一些準備工作，將駕駛室里的所有開關、繼電器、蜂鳴器、儀表上的接插頭或連線全部斷開，保險座拆下；車身上所有傳感器、壓力開關、電磁閥接插頭斷開；電瓶室的電瓶線、各繼電器接線全部拆下；注意拆的時候都要做好記號并記錄在記事本上。所有的連接線都拆掉后，將固定線束的卡子都拆掉，然后將舊線束從駕駛室里一點點整個抽出來。

為了制止新線束的需要，本次購買了4種規格的電纜線，30*1.25mm2和37*0.75mm2帶數字自編號的多芯線作為主線束，8*2mm2的不同線色的多芯線作為駕駛室里面的各支路電源線，6mm2單芯線作為駕駛室總電源線及發電、起動線。然后根據舊線束各條線路的長度，由近至遠分配好各線芯，長度稍長于舊線束的長度，并預留幾條備用線束。待所有線芯都分配完畢，用塑料絕緣膠布纏繞新線束，包2層。各個分支也對照舊線束做好，由于本次修復需要進行一些改動，故預先將線芯留好。至此，新線束基本成型。

(二)重新繪制整車電路圖，編寫線號。由于原車電氣原理圖與實際電氣線路存在一些出入，而且是英文版的，布局還比較混亂，且各線芯沒有編號，故本次決定重新繪制整車電路圖，并將各條線路進行了編號，改變了原來的布局，使其看起來比較直觀簡潔，在后續安裝、接線甚至檢修的時候更加輕松。本次使用Autocad Electrical 2014繪圖軟件進行了原理圖的繪制，共3頁，繪圖過程中幾經修改，最后成圖(由于篇幅有限，新圖只給出了2張)。新舊圖對比如圖1、圖2所示。

圖1 舊圖紙 圖2 新圖紙

(三)TP76線號機的應用。據上所述，新電路圖繪好之后，線號也一并編好了。本次購買了TP76型號的電腦線號機，具有打印套管線號、貼紙打字以及熱縮管打字等功能，非常適合線路較多的場合使用。線芯套上線號后，對后續布線、接線工作都有很大的便利，而且能有效減少差錯，降低工作強度。該線號機也可以打印相應貼紙貼在電線上、開關周圍，做標識用。待線號打好之后，就套到對應的線芯上。在接線的時候，將線號套齊即可。

(四)各個按鈕、開關、指示燈拆除及換新。駕駛室前面板及左面板的按鈕及開關、指示燈全部拆除之后，2塊安裝板做噴砂、噴漆等防腐處理，待油漆完全干了之后，將新的部件裝上去，新擴了2個孔，一個安裝滅車按鈕，一個安裝報警指示燈。新的左面板如圖3所示。

圖3 新的左面板

(五)集成儀表選型改裝。之前在分公司其它設備上使用過的發動機數顯儀表GM50H，簡單明了、功能齊全，自帶報警功能，比較適合這種老舊設備。本次修復也使用了這款儀表，發動機轉速、機油壓力、水溫油溫、供電電壓、運轉時間都能直觀地顯示出來，如圖4所示，其中水溫和油溫是交替顯示，交替時間可以設置。利用發電機中心點輸出來做為發動機的轉速信號使用，只是需要設置一下儀表中的飛輪參數到合適的值即可。同樣，其它傳感器可以用配套的，也可以用其他品牌的或者自己選的，在參數設置里設置好就可以使用了，具體的情況可以參照說明書進行相關設置。

圖4 數顯集成儀表

(六)電控箱制作。鑒于原來的繼電器組和保險座都不能繼續再用，且安裝方式和位置不利于檢修，所以本次修復需要制作一個新的控制箱，將繼電器和保險安裝在該箱子里，將該電控箱安裝于新駕駛室后側上部，并將其相關線路擴展至該控制箱。在做新線束時，即將這部分線路預留足夠長了。本次選用了1個500*400的橫版基業箱、配套線槽、接線端子排、帶燈保險組、導軌式繼電器底座及繼電器等，在底板上打孔過絲，然后將各元件都安裝好之后，對照新的電路圖，將箱體內部的接線連接好。

(七)冷暖一體式空調選型加裝。該車原來的空調也是后加裝的，現已不能再用，原車的暖風機亦不能再使用，本次選購了1臺冷暖一體機，安裝比較簡單，在駕駛室后側的底板上焊上4條螺栓，中間再開一個下水孔，即可安裝；冷凝器外機固定在緊貼駕駛室后方的罩子上；空調壓縮機還是安裝在原來的位置。到此，空調系統安裝完成。

(八)全車電氣回裝。全車具備電氣回裝條件之后，先把新做的大線束從駕駛室往下穿出去，一直到車身左側前面最末端的地方，還是按照原來的路徑走，都穿好之后，挨個上固定卡子，在裸露或者拐彎處，另加保護套。

發動機上的接線大部分是螺栓連接的，都對應接好；電瓶室設置的幾個繼電器及保險大部分用螺栓連接；駕駛室的線束線芯最多，各個按鈕、開關、指示燈大部分通過接插頭與線束連接，少數螺栓連接；控制箱安裝到駕駛室后側上部，窗戶底下，然后將線束順到箱子里面，按照新電路圖將各線頭與端子連接好，前風擋玻璃雨刷器與右大燈安裝在駕駛室頂部前端，由1根5芯2.5mm2的電線從駕駛室引出來，通過插頭連接至雨刷和大燈；所有的電磁閥更換新的，線芯直接接在插頭上；再將車上其它的線束都接好。至此，整車電氣接線基本完成。

四、試車

全車具備試車條件后，進行著車、試車。順利著車后，發現集成數顯儀表上的發動機機油壓力過低、發動機轉速為0，其余正常。后經排查，發現機油壓力傳感器接頭堵塞，經清理，后又調整儀表中的飛輪參數到40，再次著車后，機油壓力正常，發動機怠速轉速在550rpm左右，誤差在允許的范圍內。后續安裝了國產JL-3000型力矩限制器，經過調試后，能較準確地顯示所吊重物的重量，誤差在允許的范圍內。該力矩限制器具有過載和臂桿大角度保護功能，控制信號通過單獨電纜線引至電控箱，控制相關的繼電器，當控制信號有輸出時，對應的繼電器動作，電磁閥失電，這樣就能防止起重機往危險方向繼續操作。

后來測試了吊車的其他動作，也都正常，各個限位開關動作正常，調整了臂桿限位開關，使其能在規定角度動作，切斷相應繼電器輸出，避免臂桿繼續上揚。

五、結語

至此，本次對于石川島100t履帶吊的整車電氣換新修復及改造已經全部結束，經過努力，過程中遇到的問題也都一一得到了解決，并對原電氣系統做了幾處改動，使得電氣系統能完全滿足其正常作業的需求，電氣安全裝置經過調試之后，也能起到其應有的作用。

總之，本次電氣修復改造還是比較成功的，當然，這其中也可能會存在不足、不妥之處，后續使用過程中也會根據具體情況進行改進。