K2000E發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)升級(jí)改進(jìn)

嚴(yán) 強(qiáng)

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司德興銅礦， 江西 德興市 334224)

0 引 言

德興銅礦有 25臺(tái) 730E電動(dòng)輪汽車標(biāo)配K2000E發(fā)動(dòng)機(jī)，作為 K2000E發(fā)動(dòng)機(jī)的大腦——CM440-CENSE模塊已不再生產(chǎn)及銷售。因此，K2000E發(fā)動(dòng)機(jī)CM440-CENSE模塊損壞無(wú)法使用，必須升級(jí)為新版的CM2330-CENSE模塊。

升級(jí)為新版 CM2330-CENSE模塊后，發(fā)動(dòng)機(jī)紅燈132#假故障頻繁，達(dá)到了每臺(tái)車每月平均4次假報(bào)警，每出現(xiàn)一次紅燈亮及通訊故障，都要占用車輛作業(yè)時(shí)間2 h以上進(jìn)行檢修。分析廠家提供的升級(jí)方案，發(fā)現(xiàn)該模塊接插件多，需要加裝3把線束，其中2把線束處于高溫區(qū)，容易過(guò)熱損壞，還需要將CM500-CENTRY電控線束從車上拆下并改變針件安裝孔。升級(jí)后不能與CM440-CENSE模塊直接兼容互換，升級(jí)工作量大、時(shí)間長(zhǎng)，平均每升級(jí)1臺(tái)車需要8 h，線束多、接插件多造成數(shù)據(jù)通訊故障點(diǎn)多，經(jīng)常出現(xiàn)筆記本電腦不能與 CENSE模塊通訊的故障，約每臺(tái)每月2次，25臺(tái)車每月由于處理 132#及通訊故障導(dǎo)致不能作業(yè)的時(shí)間共計(jì)300 h，按0.5 h運(yùn)輸1車，運(yùn)距5 km，每車裝載166 t，全年共少運(yùn)輸 5976000 t·km。因此，本文針對(duì)CM2330-CENSE電控系統(tǒng)與 CM440-CENSE電控系統(tǒng)不兼容、發(fā)動(dòng)機(jī)紅燈132#假故障頻繁等問(wèn)題進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。

1 電控原理的梳理

根據(jù)歷年故障排查處理情況，梳理K2000E發(fā)動(dòng)機(jī)電控原理，仔細(xì)審閱730E與K2000E發(fā)動(dòng)機(jī)電控原理圖，通過(guò)解體 1臺(tái)套報(bào)廢的 CENSE、CENTRY線束進(jìn)行原理對(duì)比及測(cè)繪，發(fā)現(xiàn)康明斯公司提供的原版(見(jiàn)圖1)K2000E發(fā)動(dòng)機(jī)電控原理圖存在發(fā)動(dòng)機(jī)雙轉(zhuǎn)速傳感器原理邏輯錯(cuò)誤，油門踏板回路信號(hào)與發(fā)動(dòng)機(jī)雙速傳感器其中的一個(gè)傳感器回路信號(hào)有沖突。

圖1 K2000E發(fā)動(dòng)機(jī)電控原理圖

因此，對(duì)K2000E發(fā)動(dòng)機(jī)油門位置傳感器電路與發(fā)動(dòng)機(jī)雙速傳感器電路，即CM500-CENTRY模塊 4#、13#、17#、18#、19#、24#針腳進(jìn)行核實(shí)并測(cè)試，結(jié)果分別為：4#—發(fā)動(dòng)機(jī)雙速傳感器信號(hào)針腳；13#—用于承載GE系統(tǒng)油門頻率信號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)+5 V工作電源針腳；17#—發(fā)動(dòng)機(jī)雙速傳感器信號(hào)針腳；18#—油門位置傳感器回路針腳；19#—實(shí)測(cè)CM500-CENTRY線束19#針腳無(wú)導(dǎo)線連接，不使用（可能是安裝在其它工程機(jī)械裝備上的K2000E發(fā)動(dòng)機(jī)油門位置傳感器回路針腳）；24#—發(fā)動(dòng)機(jī)公用地線針腳。

針對(duì)原版圖紙錯(cuò)誤及730E電動(dòng)輪汽車不需要的線路進(jìn)行簡(jiǎn)化修正，見(jiàn)圖2。CENSE原理圖存在發(fā)動(dòng)機(jī)J1939通訊端口未標(biāo)出（CENSE-B排03#、08#、23#針腳）。

圖2 簡(jiǎn)化修正后的發(fā)動(dòng)機(jī)電控原理

2 技術(shù)準(zhǔn)備及可行性分析論證

針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在 730E電動(dòng)輪汽車上出現(xiàn)紅燈132#故障的問(wèn)題進(jìn)行代碼分析，為了車輛的安全運(yùn)行，只要發(fā)動(dòng)機(jī)紅燈亮，駕駛員必須立即將車輛停放在安全位置并立即熄火，待維修人員用電腦調(diào)閱并排查故障，出現(xiàn)132#故障此前的處理措施是斷開(kāi)24 V蓄電池電源開(kāi)關(guān)，待1 min后再合上24 V蓄電池電源開(kāi)關(guān)，采用該措施有時(shí)并不能消除故障，有時(shí)必須電源開(kāi)關(guān)等待3～4 h或更長(zhǎng)時(shí)間，故障才能消除。經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為是發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)升級(jí)后發(fā)動(dòng)機(jī)軟件沖突導(dǎo)致132#故障頻發(fā)。132#故障的描述是CM500-CENTRY模塊19#針腳（油門位置傳感器回路）檢測(cè)到信號(hào)電壓低于+0.14 V。

從技術(shù)角度出發(fā)，為了消除發(fā)動(dòng)機(jī)132#紅燈亮假故障頻發(fā)現(xiàn)象，必須給 19#針腳加裝信號(hào)導(dǎo)線。為避免改進(jìn)后出現(xiàn)另一發(fā)動(dòng)機(jī)紅燈131#故障，該信號(hào)電壓必須大于+0.14 V且小于+4.71 V；經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)CM500-CENTRY模塊18#針腳到GE系統(tǒng)556的回路信號(hào)電壓+2.4 V符合這一技術(shù)要求。

131#故障的描述是在CM500-CENTRY模塊19#針腳（油門位置傳感器回路）檢測(cè)到信號(hào)電壓高于+4.71 V。

3 制定升級(jí)改進(jìn)方案

消除132#故障的改進(jìn)：將CM500-CENTRY線束的19#針腳引出導(dǎo)線經(jīng)過(guò)1個(gè)5 A保險(xiǎn)后并聯(lián)到GE系統(tǒng)的導(dǎo)線編號(hào)556#的接線端子上（見(jiàn)圖3）。

圖3 發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)升級(jí)改進(jìn)

INLINE通訊方式的改進(jìn)：在 730E駕駛室內(nèi)VHMS與發(fā)動(dòng)機(jī)通訊的型號(hào)為 DT04-3P-P007的PB25電氣三通上的原120 Ω電阻上并聯(lián)1只120 Ω電阻，使之達(dá)到J1939通訊協(xié)議的線路阻抗60 Ω要求，并將其按圖4中電壓高、低及屏蔽線分別接入INLINE6通訊端口中，在GE電氣柜后部分別找到TB36接線排的A、B、G、D接線端子，利用阻燃耐磨線束將其引入 INLINE6通訊端口中，將INLINE6通訊端口固定在駕駛室內(nèi)稱重通訊端口附件，便于使用。該改造方式只需要1把駕駛室到控制柜的線束，減少了1把發(fā)動(dòng)機(jī)高溫區(qū)到駕駛室的線束和1把發(fā)動(dòng)機(jī)高溫區(qū)到控制柜的線束，比廠家推薦的方案減少了2把高溫區(qū)線束，且減少接插件，降低了通訊故障率和改造維護(hù)工作量。

圖4 改進(jìn)后的通訊端口針腳分布

4 升級(jí)改進(jìn)的效果

在16#車對(duì)消除132#故障和INLNE通訊方式進(jìn)行了改進(jìn)，在使用CM440-CENSE模塊時(shí)，筆記本電腦的RS232通訊端口與K2000E的RS232通訊端口能夠直接通訊，不需拔拆插件及線路，效果非常好；筆記本電腦、INLINE2適配器與 CM500-CENTRY模塊進(jìn)行通訊連接測(cè)試，能夠直接通訊，不需拔拆插件及線路，效果非常好；拆下 CM440-CENSE模塊，裝上CM2330-CENSE模塊，筆記本電腦、INLINE6適配器與CM500-CENTRY模塊和CM2330-CENSE模塊進(jìn)行通訊連接測(cè)試，也能夠直接通訊，不需拔拆插件及線路，效果非常好；跟蹤運(yùn)行200，500 h未出現(xiàn)過(guò)131#、132#及通訊故障。