第一部分 动力传动系统.docx

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第一部分动力传动系统

第一部分动力传动系统

ZF动力传动系统

（1）液压原理图

（2）原理简述

采用液力机械传动，配装双变一体的ZF变速箱。

变矩器为单相三元件，直接驱动内置式变速泵。

变速箱为定轴式，其二、三、四轴上各装有两个多片摩擦离合器，采用电液控制方式，由5个电磁阀控制六个离合器以不同的组合构成前4后3的动力传递方式（不同档位时相关电磁阀的励磁状况见上表）：

KV、K1组成前进1档；KR、K1组成倒退1档；

KV、K2组成前进2档；KR、K2组成倒退2档；

KV、K3组成前进3档；KR、K3组成倒退3档。

K4、K3组成前进4档；

注意：

在空档状况时K3离合器始终位于结合工况！

K3离合器只在1、2档工况时分离；

变速箱换档压力：

1.6—1.8Mpa

变矩器进口压力：

1.1—1.3Map

变矩器出口压力：

0.43—0.73Map

正常工作油温在80-110℃内，在承受重负载时，允许短时间上升到120℃。

•

变速箱控制系统带有电脑控制器，当车辆出现问题需要进行电焊维修时，必须将电脑控制器上的电缆插头拔掉（切断通往电脑控制器的电路），否则可能会因电焊时的冲击电流将电脑控制器烧毁。

ZF半自动变速操纵系统原理图

◆系统主要功能说明

1）空档/起动联锁保护功能：

只有当换档手柄挂空档时整车才能起动，这是本系统特有的空档保护功能。

见图57，当手柄挂空挡时，584号导线输出24V电压至档位/起动联锁继电器线圈，使档位/起动联锁继电器触点闭合，接通后续电路，整车方可起动。

2）动力切断功能（刹车脱档功能）

控制单元EST-25通过检测制动阀上的制动灯开关及紧急制动回路中的紧急制动压力开关的状态后，决定是否给电液换档单元（也称变速操纵阀）发出切断动力的指令。

当司机踩下脚制动踏板时，制动灯开关闭合，EST-25检测到这一信号后给变速操纵阀发出切断动力的指令；同样，当司机提起紧急制动手柄时，紧急制动压力开关闭合，EST-25检测到这一信号后也给变速操纵阀发出切断变速箱动力输出的指令。

动力切断功能在前进或后退1，2档中发生作用，当装载机处于高速档位时，为保证行车安全，控制单元EST-25不会切断变速箱动力输出，这是由装载机的行驶特性决定的。

3）直接换向功能

本机换档手柄没有换向联锁，驾驶员可以根据装载机车速，进行直接换向。

说明如下：

1．对前进1档和2档，可随时直接挂入相应的倒档（1F〈=〉1R和2F〈=〉2R）

2．当超过二档的最高车速时，本系统通过程序控制，先将档位降到目前行驶方向的二档位置，稍后，挂上反方向二档，最后变速至预选的档位。

4）起步限速功能

本机起步时，不管手柄选择的档位如何，变速箱的实际档位都处于一档或二档，也就是说：

机器只能以低于二档的车速起步，起步后方可一步一步往相应的高档挂档。

速度传感器随时将车速传给控制单元EST-25，控制单元EST-25再决定是否允许挂高档，限速值约为14km/h，即最高只能挂2档起步，只有在车速超过限速值时，才允许挂3，4档，如车速末达此值，虽然挂了3或4档，车子也只以2档的速度行走，（也就是根据路面状况决定车速）本功能与空档联锁保护功能均为保护行车安全设置。

5）专用强制换低档功能

通过变速操纵杆上的强制换低档按钮，当档位设置在前进2档“2F”或倒1档“1R”时轻轻按一下这个功能键，变速箱档位可自动切换到前进1档。

通过程序，以下途径可消除强制换低档功能：

．再按强制换低档键；

．改变行驶方向；

．转动手柄改变档位

．超过限速范围；

一旦换入空档后，强制换低档功能便自动中止。

此功能和直接换向功能配合使得装载机在铲装物料作业时，频繁的切换档位变得十分方便。

例如，车子以前进二档的速度行走，接近料堆时，按KD键，自动降为前进一档，在装好料后，再挂倒档，则自动挂为后退二档，装载机以二档速度退出，从而节省了装载机传统的从前二档换至前一档，空档，后一档，后二档的所花费的时间，提高了工作效率。

6）失效时系统自我保护功能

控制单元EST-25连续监控着所有来自换档手柄和速度传感器的的输入信号和电磁阀的输出信号，当出现异常信息组合（如线路断开，控制单元EST-25地线断路，离奇信号）时，控制单元EST-25立即转换至空档状态锁止所有输出信号，电源超过规定限制或发生断路时也如此，因此当装载机出现挂档得不到实现时，请仔细检查控制单元EST-25外围电路，以判断是否出现元件或线路故障。

输出速度传感器发生故障时，挂高档便不能超过2档，但能从3或4档往低档挂，此外倒车时，也只能从3档降至2档，然后挂入相应的最高档位，由于传感器失效，变速箱会自动一步一步换入预选的较低档位（2档）。

◆系统主要部件说明

1）控制单元EST-25

控制单元是本系统的核心，它检测换档手柄的换档指令、压力开关的动力切断信号以及输出速度传感器的频率信号并作出相应处理后，控制电液换档单元的五个电磁铁的组合动作，同时控制输出相应的高、低电平通过584号导线控制档位/起动联锁继电器的线圈，通过588号导线控制倒车警报继电器的线圈。

当机器由于某些原因需要进行电焊维修时，必须将控制单元EST-25上的线束插接件（X1）拔开，否则可能会因电焊时的冲击电流将控制单元EST-25烧毁。

修理完毕后，请您务必按要求将控制单元EST-25的线束插接件（X1）插好，否则车子将不能起动。

插拔方法见图。

控制单元EST-25的安装位置控制单元EST-25上插接件（X1）

的插拔方法

控制单元EST-25是否损坏的判定方法：

1听—开电锁，将耳朵贴近控制单元EST-25，应能听到内部继电器吸合的“滴答”声，否则，可断定控制单元EST-25已损坏。

2闻—如闻到控制单元EST-25烧糊的味道，可断定控制单元EST-25已损坏。

3看—拆出控制单元EST-25的内部印制板，如有明显烧毁的痕迹，可断定控制单元EST-25已损坏。

4有时，控制单元EST-25已损坏，但通过上述三种方法都无法断定。

此时，首先请仔细检查系统其它元件（换档手柄、变速操纵阀、速度传感器、压力开关等）是否损坏、7.5A变速操纵保险是否熔断、线束是否磨损以及各插接件连接是否可靠，如仍不能排除故障，在有条件的情况下，建议更换控制单元EST-25再试车。

5在控制单元EST-25上的线束插接件（X1）处可检测系统的其它电器故障。

具体检测方法如下：

拔开X1插接件（35芯），见图60，插接件插芯的排列顺序为：

左下角为1号芯，顺序排列至左上角的18号芯，右下角为19号芯，顺序排列至右上角的35号芯。

1

检测系统电压与地：

18号芯与35号芯应与车架接通，开电锁后，1号芯与2号芯应有24V的电压。

见下表。

否则检查7.5A变速操纵保险是否熔断，X5插接件是否松动，线束是否磨损并做出相应处理。

2检测速度传感器：

17号芯与27号芯之间的电阻值应在920—1120欧姆之间，见下表。

按以下步骤检查：

A、检查速度传感器处的插接件（X10）连接是否可靠，B、拧开速度传感器处的插接件（X10），观察速度传感器的两个插针上是否有油漆、是否生锈，并作出相应处理。

C、用万用表测量速度传感器两个插针之间的电阻，如测量值接近1020欧姆，检查线束是否磨损；如测量值不在920—1120欧姆之间，可断定为速度传感器损坏，更换速度传感器。

在X1处检测速度传感器

17-27

920至1120欧姆

3检测换档手柄DW-3（DW-3与DW-2可以通用，检测方法也完全一致）：

见下表。

F、R、N1、N2、N3、N4表示手柄挂相应的档位，25、5、8、23、26、29为X1插接件的芯号，“●”表示“通”（如手柄挂在“F”档时，25号芯与23号芯接通，用万用表测量25与23号芯之间的电阻，测量值应在1欧姆以内；又如手柄挂在“N1”档时，25号芯、26号芯、29号芯互相接通，用万用表测量25、26、29号芯之间任意两个插芯之间的电阻，测量值应在1欧姆以内）。

如果测量结果与下表不一致，请检查换档手柄插接件（X2）是否松动，线束是否磨损；否则，可断定换档手柄损坏，更换手柄。

在X1处检测换档手柄

25

5

8

23

26

29

F

●

●

R

●

●

N1

●

●

●

N2

●

●

N3

●

●

●

N4

●

●

4检查变速操纵阀上的五个电磁铁：

用万用表电阻200欧姆档检测，35号芯与14号芯、35号芯与15号芯、35号芯与31号芯、35号芯与32号芯、35号芯与33号芯之间的测量值均应为90欧姆左右。

见下表，否则，检查变速操纵阀上的X9插接件，如插接件连接可靠，可断定为电磁铁损坏。

在X1处检测电磁铁组件

35-14

85至100欧姆

35-15

35-31

35-32

35-33

5检测动力切断压力开关：

A、开电锁，发动机发动大约30秒后，观察仪表板上的行车制动报警灯应不闪烁；按下紧急制动手柄，紧急制动报警灯应由闪烁转至熄灭。

如果不是这样，请停机检查，直至排除故障后方可行车，如果是这样，可进行下一步的检测工作。

B、将车子停在平坦的地方，提起紧急制动按钮，动力切断选择开关（开关上的指示灯亮，表示开关已闭合）关电锁，使整机熄火。

拔下X1插接件，再开电锁，用数字万用表的直流200V档进行测量，红表笔搭X1插接件的22号芯，黑表笔搭地。

C、测量数据应如下表：

如与下表不一致，说明动力切断线路已发生电器故障。

动力切断选择开关状态

行车制动踏板状态

紧急制动手柄状态

22号芯的电压

闭合

不踩

按下

0V

闭合

踩

按下

约24V

闭合

不踩

提起

约24V

断开

任意

按下

0V

2）换档手柄DW-3

1、安装位置与实物①②③

换档手柄安装位置换档手柄

1.KD键2.插接件X23.红色锁定钮

换档手柄原理与档位检测插接件X2在整车上的安装位置

2、换档手柄原理与检测方法：

“●”表示与红线（ED1）“通”（如手柄挂在“F1”档时，有且仅有导线AD4（黄色）与红线接通，AD1（兰色）与红线接通，AD3（黑色）与红线接通。

当按“KD”键时，AD7（紫色）与红线接通）。

注意：

不管手柄处于任何档位，AD3（黑色）与ED1（红色）总接通。

如果检测结果与图示不一致，说明手柄损坏，需更换换档手柄。

3、手柄损坏可能导致：

①整车无任何档位。

②无前进档或后退档。

③无某一档位。

④档位混乱。

3）换档电磁铁组件

指变速操纵阀上的五个电磁铁，作为本系统的执行元件，换档电磁铁接收控制单元EST-25发出的换档指令，通过控制变速操纵阀内部油路来控制变速箱内的档位离合器，从而使整车处于某一档位。

变速操纵阀的实物及安装位置见下图。

变速操纵阀的安装位置变速操纵阀

1．插接件X92．五个电磁铁

五个电磁铁的电阻均为90欧姆左右，X9插接件处有A、B、C、D、E、F六个插芯，F为五个电磁铁的公共插芯。

可用万用表的电阻200欧姆档在X9插接件X9处检测，A—F、B—F、C—F、D—F、E—F的电阻值均应在85欧姆至100欧姆之间，否则，可断定电磁铁损坏，需更换电磁铁。

注：

X9插接件松动会导致整车无任何档位或档位时有时无。

4）速度传感器

速度传感器检测变速箱输出齿轮的转速，控制单元EST-25采集此转速信号后，再综合换档手柄的档位指令，决定是否将变速箱挂高档（由2档至3档）。

因此，如果速度传感器损坏，整车将无三、四档。

速度传感器的安装位置见下图。

速度传感器的安装位置

注意：

连接速度传感器处的插接件X10必须如上图所示，线束朝下，以免雨水沿线束流入插接件内，腐蚀插接件插芯与速度传感器的插针。

速度传感器的电阻值为1020±100欧姆。

可用万用表电阻档进行检测，拧松后拔下插接件X10，测量速度传感器两个插针之间的阻值，测量值应在1020欧姆左右，否则，可断定速度传感器损坏。

此外，速度传感器插针上有油漆、灰尘等脏物或插针生锈等都会导致接触不良，从而导致整车无三、四档或三、四档时有时无。

5）插接件X5

插接件X5是柳工线束与ZF线束的连接端口，插接件X5的位置见下图。

具体接线见下表（也可参考图60）。

插接件X5的安装位置

4、几点重要说明：

1起动车子时，手柄一定要挂空档，否则整车无法起动。

2关于“KD”键的使用，请仔细阅读本系统关于“专用强制换低档功能”说明。

3

关于红色锁定钮的使用：

当机器熄火后或维修检测时，请将锁定钮旋向“N”位置，此时，手柄内部机械锁定，手柄无法挂“F”与“R”档，请勿用力前推或后拉手柄，否则将损坏手柄！

应先将红色锁定钮旋至“D”位置，方可挂“F”或“R”档行车。

4插接件X2（在整车上的位置见图66）松动将导致整车无任何档位或档位时有时无。

导线

对应插芯

功能描述

584

2

空档联锁信号输出

588

3

后退档位信号输出

600

6

动力切断信号输入

410

9

电源

410

10

电源

200

14

地

200

15

地

注意：

在连接插接件X5时请严格按上表接线，否则，系统无法正常工作，甚至引起控制单元EST-25损坏。

插接件X5处的检测数据如下表：

检测条件

检测数据

故障原因

开电锁

410线为24V

7.5A变速操纵保险熔断

开电锁，手柄挂“N”挡

584线为24V

换档手柄或控制单元EST-25损坏

开电锁，手柄挂“R”档

588线为24V

换档手柄或控制单元EST-25损坏

发动后，踩刹车（动力切断选择开关闭合时）或提起紧急制动按钮

600线为24V

动力切断线路故障

此外，还须检测200线接地是否牢靠

（3）故障分析与处理

●通过变速油压的变化来判断故障

通过仪表板上的变速油压表观察变速油压可大致判断故障情况。

正常情况下，换档手柄在1、2、3档（不管是“前进”、“后退”还是“空档”）之间切换时，油压表指示应由1.6-1.8MPa刻度迅速返回0刻度再回升至1.6-1.8MPa刻度。

否则可断定系统已发生电器故障或机械故障（如阀卡、油路泄漏等）。

故障现象

原因分析

诊断程序与方法

诊断结果

故障表现部位

故障件号

处理方法

不能起动

1．未挂空挡

2．7.5A保险烧断

3．控制单元EST-25损坏

4．手柄DW-3损坏

1．检查变速手柄是否位于空档

2．检查7,5A保险丝

3．按注解2进行检查

4．a检查变速手柄的外围电路

b检测变速手柄

1．不在空档

2．7.5A保险烧断

3．控制单元EST-25损坏

4．变速手柄DW-3损坏

1．变速手柄DW-3

2．保险丝盒

3．控制单元EST-25

4．变速手柄DW-3

2．

3．

4．

1．挂空档，重新起动

2．更换7.5A保险，如保险仍然熔断，需仔细检查电路，查明原因后再更换

3．更换控制单元EST-25

4．修理或更换变速手柄DW-3

无任何档位

1．紧急制动按钮未按下

2．手柄DW-3损坏。

3．控制器EST-25损坏。

4．变速箱油位不正常，

5．变速泵失效

6．变速阀故障

7．变矩器失效

8．电磁阀失效

1．检查紧急制动按钮是否按下

2．a检查变速手柄的外围电路

b检测变速手柄

3．按注解2进行检查

4．检查变速箱油位

5．a检查变速箱油

位

B更换精滤器

c检测变速压力

冷、热车压力变化明显

6．a检查变速箱油

位

b更换精滤器

c检测变速压力d检测电磁阀

冷、热车压力无明显变化，电磁阀正常

7．a检查变速箱油

位

b更换精滤器

c检测变速压力

d检测变矩器进口压力

e检测变矩器出口压力

8．a检查变速箱油

位

b更换精滤器

c检测变速压力

d检测电磁阀

1．紧急制动未释放

2．变速手柄DW-3损坏

3．控制单元EST-25损坏

4．变速箱油位不正确

5．变速泵磨损过大失效

6．变速阀故障

7．变矩器失效

8．相关的电磁阀失效

1．紧急制动按钮

2．变速手柄DW-3

3．控制单元EST-25

4．变速箱

5．变速泵

6．变速阀

7．变矩器

8．相关的电磁阀

1．

2．

3．

4．

5．

6．

7．

8．

1．按下紧急制动按钮，重新挂档

2．修理或更换手柄

3.更换控制单元EST-25

4．检查油位，使之达到规定

5．检修或更换变速泵

6．检修或更换变速阀

7．检修或更换变矩器

8．检修或更换相关的电磁阀

无三、四档

1．速度传感器坏

（见注解1）

2．变速阀故障

3．手柄DW-3损坏

1．检测速度传感器电阻值

2．a检查变速箱油

位

b更换精滤器

c检测变速压力d检测电磁阀

冷、热车压力无明显变化，电磁阀正常

3．a检查变速手柄的外围电路

b检测变速手柄

1．速度传感器失效

2．变速阀故障

3．变速手柄DW-3损坏

1．变速箱上的速度传感器

2．变速阀

3．变速手柄DW-3

1．

2．

3．

1．更换速度传感器

2．检修或更换变速阀

3．检修或更换变速手柄DW-3

无一、二档

1.制动灯开关损坏

2．紧急制动动力切断开关损坏

1．拔下制动灯开关插线

2．a拔下制动灯开关插线

b在插接件X5处断开600号导线

1．制动灯开关损坏

2．紧急制动动力切断开关损坏

1．制动灯开关

2．紧急制动动力切断开关

1．

2．

1．更换制动灯开关，应急处理时可断开动力切断选择开关

2．更换紧急制动动力切断开关，应急处理时可断开动力切断选择开关

无某一档

1．相关电磁阀失效

2．该档离合器失效

3．手柄DW-3损坏

1．检测控制该档离合器的相关电磁阀电阻值

2．a检测控制该档离合器的相关电磁阀

b拆下通往该档离合器的油管，堵死油路，检测该档压力

3．a检测控制该档离合器的相关电磁阀

b检测手柄DW-3

1．相关电磁阀有的失效

2．该档离合器密封失效或活塞卡滞

3．手柄DW-3故障

1．变速阀处的相关电磁阀

2．变速箱中该档离合器

3．变速手柄

1．

2．

3．

1．更换失效的电磁阀

2．检修变速箱

3．修理或更换变速手柄

铲掘无力

1．一档离合器密封失效造成结合不良

2．变矩器内漏严重

1．a检测一档压力

b断开一档油管堵死油路，检测该档压力

2．a检测变速压力

b检测变矩器进口压力

c检测变矩器出口压力

1．一档离合器密封失效

2．变矩器内漏严重

1．变速箱内一档离合器

2．变矩器

1．

2．

1．检修变速箱

2．检修变矩器

油温过高

1．档位离合器密封失效造成打滑

2．变矩器内漏严重

3．散热器堵塞

4．油位不合要求

1．分别堵死各档油口，检测各档压力找出泄漏严重的档位

2．a检测变速压力

b检测变矩器进口压力

c检测变矩器出口压力

3．a检测油温传感器

b检测散热器进出口温差以判断有否堵塞

4.检查油位是否

达标

1．档位离合器密封失效

2．变矩器内漏严重

3．散热器堵塞

4．油位不合要求

1．相应的档位离合器

2．变矩器

3．散热器

4．变速箱

1．

2．

3．

4．

1．检修变速箱

2.检修变矩器

3．疏通散热器

4．在1000转/min时使油位保持在规定标准

注解1：

有的时候，车子表面故障现象也无三、四档，实际上是由于挂不上二档（通过仪表板上的变速油压表可以判断，手柄在1档与2档之间切换时，如变速油压表无反应，说明整车无二档），整车速度无法达到二档至三档的切换速度，从而使整车无三、四档。

注解2：

1听—开电锁，将耳朵贴近控制单元EST-25，应能听到内部继电器吸合的“滴答”声，否则，可断定控制单元EST-25已损坏。

2闻—如闻到控制单元EST-25烧糊的味道，可断定控制单元EST-25已损坏。

3看—拆出控制单元EST-25的内部印制板，如有明显烧毁的痕迹，可断定控制单元EST-25已损坏。

有时，控制单元EST-25已损坏，但通过上述三种方法都无法断定。

此时，首先请仔细检查系统其它元件（换档手柄、变速操纵阀、速度传感器、压力开关等）是否损坏、7.5A变速操纵保险是否熔断、线束是否磨损以及各插接件连接是否可靠，如仍不能排除故障，在有条件的情况下，建议更换控制单元EST-25再试车。

（4）故障分析与处理流程框图

3.其它原因分析