挖掘机电气控制系统维修 一

项目一 起动机不能起动故障的检测与排除

能力目标

1.能对蓄电池技术状况进行检查和维护;

2.能通过现象判断蓄电池的常见故障;

3.会对电力起动机进行拆装、检查和维护;

4.能通过现象判断电力起动机的基本故障。

挖掘机电气控制系统维修 一

知识目标

1.挖掘机常用蓄电池的结构与工作原理;

2.蓄电池技术状况的检查和维护;

3.蓄电池的常见故障及其排除方法;

4.起动机的结构，工作原理及拆装、检查和维护;

5.起动机的基本故障。山东挖掘机

任务 1 1 ：铅蓄电池构造与原理认识

为了能安全和舒适的驾驶，挖掘机装有许多电气装置。挖掘机不但在行驶时要用电，停

车时也用电。因此挖掘机电源系统有蓄电池作为电源，并有充电系统，通过发动机运行来发

电。充电系统向所有的电器设备供电并对蓄电池充电。

挖掘机电源系统主要包括：发电机、调节器(装在发电机内)、蓄电池、放电警告灯、

点火开关等。

蓄电池、发电机与挖掘机用电设备都是并联的。在发动机正常工作时，发电机向用电设

备供电和向蓄电池充电;起动时，蓄电池向起动机供电;放电警告灯用来指示蓄电池的充放

电状况;调节器的作用是使发电机在转速变化时，能保持其输出电压恒定。

挖掘机蓄电池是一种储存电能的装置。一旦连接外部负载或接通充电电路，它便开始了

能量转换过程，在放电过程中，蓄电池中的化学能转变成电能。在充电过程中，电能被转变

成化学能。

蓄电池的主要用途为：

(1)在起动发动机期间，它为起动系统、点火系统、电子燃油喷射系统和挖掘机的其

它电气设备供电;

(2)当发动机停止运转或低怠速运转的时候，由它给挖掘机用电设备供电;

(3)当出现用电需求超过发电机供电能力时，蓄电池也参加供电;

(4)蓄电池起到了整车电气系统的电压稳定器的作用，能够缓和电气系统中的冲击电

压，保护挖掘机上的电子设备;

(5)在发电机正常工作时，蓄电池将发电机发出多余的电能存储起来——充电。

在发动机起动后，当发电机的转速达到一定转速时，车辆的电源系统即开始向蓄电池充

电。

目前挖掘机上常用的蓄电池有：普通蓄电池、免维护蓄电池、封闭式免维护蓄电池等，

此外还有混合型蓄电池和重组式蓄电池。

掘机蓄电池由单个的单格电池组成，蓄电池的结构如图 1-1 所示，。单格电池由正板、

负板、隔板、电解液、电池盖板、加液孔塞和电池外壳组成。

横板上联有桩，各片间留有间隙。安装时正负板相互嵌和，中间插入隔板。在每个

单格电池中，负板的数量总比正板多一片。

为了减小蓄电池的内阻和尺寸，蓄电池内部正负板应尽可能的靠近，但为了避免彼此

接触造成短路，正负板之间要用隔板隔开(图 1-3)。隔板材料应具有多空性且化学性能

稳定，以便电解液渗出，并具有良好的耐酸性和抗氧化性。

电解液是蓄电池内部发生化学反应的主要物质，由化学纯净硫酸和蒸馏水按一定的比例

配制而成。水的密度为 1 g/cm

3 ，硫酸的密度为 1.84 g/cm 3 ，两者以不同的比例混合后形

成不同密度的电解液。

蓄电池电解液的密度一般为 1.24 g/cm

3 ～1.30g/cm 3 ，使用中密度应根据地区，气候

条件和制造厂的要求而定，见表 1-1。

不同地区和气候条件下电解液的相对密度 表 1-1

气候条件

完全充足电的蓄电池在 25℃时的电解液相对密度

冬季 夏季

冬季温度低于零下 40℃的地区 1.30 1.26

冬季温度在零下 40℃以上的地区 1.28 1.24

冬季温度在零下 30℃以上的地区 1.27 1.24

冬季温度在零下 20℃以上的地区 1.26 1.23

冬季温度在零 0℃以上的地区 1.23 1.23

蓄电池的电解液和板组装在外壳中，外壳应耐酸、耐热、耐震动冲击。有硬橡胶外壳

和聚丙烯塑料外壳两种。

蓄电池的正负板所能产生的电动势大约为 2V，为了获得更高的电动势，通常要将多

个 2V 的蓄电池单元串连起来，为此，在制造蓄电池外壳时，将一个整体的外壳分成若干个

单格，一般是将整个外壳分成 3 个或 6 个互不相通的单格，安装 3 组或 6 组板组，形成

6V 或 12V 的蓄电池。

外壳的每个单格的底部制有凸起的肋条用来搁置板组。肋条之间的空隙可以积存板

脱落的活性物质，防止正、负板短路。蓄电池各单格电池之间均用铅质联条串联。联条安

装在盖上是一种传统的连接方式，不仅浪费材料，而且还使蓄电池内阻增大，所以此种连接

方式正在被穿壁式连接所取代。采用穿壁连接方式连接单格电池时，所用联条尺寸很小，并

设装在蓄电池内部。

每个单格电池都有一个加液孔，旋下加液孔盖(图 1-4)，可以加注电解液或检测电解

液密度;旋入孔盖便可防止电解液溅出。孔盖上设有通气孔，该小孔应保持畅通，以便随时

排出蓄电池内化学反应放出的氢气(H 2 )和氧气(O 2 )，防止外壳胀裂和发生事故。

蓄电池盖有硬橡胶盖和聚丙烯耐酸塑料盖两种，前者与硬橡胶外壳配用，盖子与外壳之

间的缝隙用沥青封口剂填封;后者与聚丙烯耐酸塑料外壳配用，其盖子为整体结构，与外壳

之间采用热接合工艺粘合。 蓄电池外壳上还有正负桩(图 1-4)。

干式荷电铅蓄电池与普通蓄电池的区别是板组在干燥状态的条件下，能够较长时间

(两年)地保存在制造过程中所得到的电荷。如果干式荷电铅蓄电池在规定的保存期内需要

使用，只要加入符合规定密度的电解液，搁置 15～20 分钟，调整液面高度和密度至规定标

准后，不需要进行充电即可使用。

免维护蓄电池是目前普遍使用的铅酸蓄电池，维护蓄电池的结构特点：

(1)板栅架采用铅钙锡合金材料制成，消除锑的副作用。

板栅架采用铅低锑合金(含锑 2%—3%)材料制作的蓄电池称为少维护蓄电池。锑的

存在，不仅会在电化学反应中不断地从正板析出并迁移到负板表面为自放电创造条件，

而且使蓄电池电动势降低，充电电流增大，水的电解速度加快。

(2)采用袋式聚氯乙烯隔板，将正板装在隔板袋内，既能避免活性物质脱落，又能

防止板短路。

(3)通气孔塞采用新型安全通气装置，孔塞内装有氧化铝过滤器和催化剂钯。过滤器

能阻止水蒸气和硫酸气体通过，避免其与外部火花接触而发生，催化剂能促使氢氧离子

结合生成水再回到池内而减少水耗。

如果相对密度计顶部的圆点呈绿色，蓄电池荷电充足(大约 65%充电);如果圆点模糊，

蓄电池荷电不足，如果圆点呈黄色，给蓄电池再充电也无济于事，如果此“眼睛”是透亮的，

是电解液不足。这两种情况都必须更换蓄电池。

(4)外壳用聚丙烯塑料热压而成，槽底无筋条，板组直接安放在壳底上，使板上

部容积增大 33%左右，电解液储存量增大。

免维护蓄电池的使用特点

(1)在整个使用过程中无须补加蒸馏水，减少了维护工作量。

(2)电池盖上设有安全通气装置，可阻止水蒸气和硫酸气体的通过，减少了电解液的

消耗，并能减弱电桩和附近机件的腐蚀。

(3)自放电少，可储存 2 年以上，使用寿命长，约为普通蓄电池的 4 倍。

(4)耐过充电性能好，免维护蓄电池的过充电电流，在充满电时可接近零，减少了电

和水的损耗。

(5)内阻小，起动性能好。

蓄电池的型号、规格及选用

按照我国原机械工业部 JB2599-85《起动型铅蓄电池标准》规定，其型号的编制由五部

分组成，蓄电池的型号一般都标注在外壳上，蓄电池产品型号和含义如下：

1 — 2 3 — 4 5

部分表示蓄电池总成由几个单个格电池组成，用阿拉伯数字表示。

第二部分表示蓄电池用途，用大写字母表示，如挖掘机用蓄电池用“Q”表示，摩托车

用蓄电池用“M”表示，船用铅蓄电池用“JC”表示，飞机用铅蓄电池用“HK”表示。

第三部分表示蓄电池特征，用大写字母表示，干封普通板铅蓄电池可省略不写，蓄电

池特征代号见表 1-2。

第四部分表示 20h 放电率的额定容量，用阿拉伯数字表示，单位是 A·h(安培小时)。

第五部分表示特殊性能，用大写字母表示(无字为一般性能蓄电池)，如薄型板的高

起动率电池用“G”表示。

蓄电池特征代号 表 1-2

特征代号 蓄电池特征 特征代号 蓄电池特征 特征代号 蓄电池特征

A 干荷电 J 胶体电解液 D 带液式

H 湿荷电 M 密闭式 Y 液密式

W 免维护 B 半密闭式 Q 气密式

S 少维护 F 防酸式 I 激活式

铅酸蓄电池的基本工作原理：蓄电池的工作原理就是化学能与电能的相互转化。当蓄电

池将化学能转化为电能而向外供电时，称为放电过程;当蓄电池与外界直流电源相联而将电

能转化为化学能储存起来时，称为充电过程。