石川岛CCH1000起重机电气系统改造

□杨光跃 付振涛

一、整车电气构成

(一)概览。石川岛100t履带吊是公司于1992年购买，日本石川岛株式会社生产的履带式起重机，整车最大起重能力100t。该车的电控系统相对比较简单，主要包括以下几部分。

1.驾驶室电气。包含前面板上的按钮、钮子开关、指示灯、力矩限制器、油温表；左面板上的雨刷、暖风、大灯开关、起动钥匙开关、钮子开关、指示灯、独立式圆形仪表，左控制箱里面的保险组、继电器组、报警蜂鸣器；雨刮器；冷气空调，暖风机。

2.电瓶室电气。包含2块电瓶、总电源电磁开关、起动安全继电器、预热继电器、灭车紧急继电器(已缺失)。

3.发动机电气。包含发动机上的发电机、起动机、进气预热器、灭车电磁铁、各个传感器、空调压缩机等。

4.车身电气。包含各控制电磁阀、扒杆及过卷限位开关、电喇叭等。

5.灯光系统。包含车身左右两侧的大灯，回转警示灯、蜂鸣器等。

(二)线束组成。原车主线束是由不同颜色、5种线径的电线组成，包括0.75mm2，1mm2，2mm2，5mm2以及电瓶线70mm2这5种截面积的电线构成了整车电气线束，基本能按线色区分各条线路，没有线号。线束与各个开关、电磁阀、电气件都由各种接插件连接，少数直接用螺栓连接。

(三)左面板控制箱。原车驾驶室在座椅左侧面板下的控制箱里面有8连继电器组及老式的底座、胶木片式保险及底座，继电器接线都是直接焊在底座上的，不便于后续检修；控制箱空间较小，检修很不方便，而且由于该车经过多年使用维修，车内线路比较乱。

二、修复方案

由于该车已经使用26年之久，整车电气在这些年的维修过程中，私拉乱接现象较多，有不少原车电线已经断线，各接插头在海边潮湿、高盐环境下工作多年，已锈蚀严重，电气件被腐蚀，基本都不能继续再用，故本次维修计划将整车电气全部换新，并尽可能地恢复之前已经失效的电气功能，且对一些地方做相应的国产化改造。

本次修复的内容包括：整车线束的换新，开关、按钮、指示灯换新；独立式仪表改装集成式数显仪表，废除原车独立式圆形仪表；大灯换新、回转警示灯及蜂鸣器恢复；力矩限制器换新；空调及暖风改装成一体机，放置在驾驶室后侧底部，取缔原单冷空调(后装的，原车没有)及原车暖风机；新做电控箱1个挂在驾驶室后侧上部，且将新线束中相关部分引至新电控箱里面；改装雨刷器；全车电磁阀全部换新；发动机的传感器改成与集成仪表配套的；起动机及发电机经拆解、清洗、保养后使用。

三、修复过程

(一)整车线束拆除及重新制作。整车线束拆除前，需要做一些准备工作，将驾驶室里的所有开关、继电器、蜂鸣器、仪表上的接插头或连线全部断开，保险座拆下；车身上所有传感器、压力开关、电磁阀接插头断开；电瓶室的电瓶线、各继电器接线全部拆下；注意拆的时候都要做好记号并记录在记事本上。所有的连接线都拆掉后，将固定线束的卡子都拆掉，然后将旧线束从驾驶室里一点点整个抽出来。

为了制止新线束的需要，本次购买了4种规格的电缆线，30*1.25mm2和37*0.75mm2带数字自编号的多芯线作为主线束，8*2mm2的不同线色的多芯线作为驾驶室里面的各支路电源线，6mm2单芯线作为驾驶室总电源线及发电、起动线。然后根据旧线束各条线路的长度，由近至远分配好各线芯，长度稍长于旧线束的长度，并预留几条备用线束。待所有线芯都分配完毕，用塑料绝缘胶布缠绕新线束，包2层。各个分支也对照旧线束做好，由于本次修复需要进行一些改动，故预先将线芯留好。至此，新线束基本成型。

(二)重新绘制整车电路图，编写线号。由于原车电气原理图与实际电气线路存在一些出入，而且是英文版的，布局还比较混乱，且各线芯没有编号，故本次决定重新绘制整车电路图，并将各条线路进行了编号，改变了原来的布局，使其看起来比较直观简洁，在后续安装、接线甚至检修的时候更加轻松。本次使用Autocad Electrical 2014绘图软件进行了原理图的绘制，共3页，绘图过程中几经修改，最后成图(由于篇幅有限，新图只给出了2张)。新旧图对比如图1、图2所示。

图1 旧图纸 图2 新图纸

(三)TP76线号机的应用。据上所述，新电路图绘好之后，线号也一并编好了。本次购买了TP76型号的电脑线号机，具有打印套管线号、贴纸打字以及热缩管打字等功能，非常适合线路较多的场合使用。线芯套上线号后，对后续布线、接线工作都有很大的便利，而且能有效减少差错，降低工作强度。该线号机也可以打印相应贴纸贴在电线上、开关周围，做标识用。待线号打好之后，就套到对应的线芯上。在接线的时候，将线号套齐即可。

(四)各个按钮、开关、指示灯拆除及换新。驾驶室前面板及左面板的按钮及开关、指示灯全部拆除之后，2块安装板做喷砂、喷漆等防腐处理，待油漆完全干了之后，将新的部件装上去，新扩了2个孔，一个安装灭车按钮，一个安装报警指示灯。新的左面板如图3所示。

图3 新的左面板

(五)集成仪表选型改装。之前在分公司其它设备上使用过的发动机数显仪表GM50H，简单明了、功能齐全，自带报警功能，比较适合这种老旧设备。本次修复也使用了这款仪表，发动机转速、机油压力、水温油温、供电电压、运转时间都能直观地显示出来，如图4所示，其中水温和油温是交替显示，交替时间可以设置。利用发电机中心点输出来做为发动机的转速信号使用，只是需要设置一下仪表中的飞轮参数到合适的值即可。同样，其它传感器可以用配套的，也可以用其他品牌的或者自己选的，在参数设置里设置好就可以使用了，具体的情况可以参照说明书进行相关设置。

图4 数显集成仪表

(六)电控箱制作。鉴于原来的继电器组和保险座都不能继续再用，且安装方式和位置不利于检修，所以本次修复需要制作一个新的控制箱，将继电器和保险安装在该箱子里，将该电控箱安装于新驾驶室后侧上部，并将其相关线路扩展至该控制箱。在做新线束时，即将这部分线路预留足够长了。本次选用了1个500*400的横版基业箱、配套线槽、接线端子排、带灯保险组、导轨式继电器底座及继电器等，在底板上打孔过丝，然后将各元件都安装好之后，对照新的电路图，将箱体内部的接线连接好。

(七)冷暖一体式空调选型加装。该车原来的空调也是后加装的，现已不能再用，原车的暖风机亦不能再使用，本次选购了1台冷暖一体机，安装比较简单，在驾驶室后侧的底板上焊上4条螺栓，中间再开一个下水孔，即可安装；冷凝器外机固定在紧贴驾驶室后方的罩子上；空调压缩机还是安装在原来的位置。到此，空调系统安装完成。

(八)全车电气回装。全车具备电气回装条件之后，先把新做的大线束从驾驶室往下穿出去，一直到车身左侧前面最末端的地方，还是按照原来的路径走，都穿好之后，挨个上固定卡子，在裸露或者拐弯处，另加保护套。

发动机上的接线大部分是螺栓连接的，都对应接好；电瓶室设置的几个继电器及保险大部分用螺栓连接；驾驶室的线束线芯最多，各个按钮、开关、指示灯大部分通过接插头与线束连接，少数螺栓连接；控制箱安装到驾驶室后侧上部，窗户底下，然后将线束顺到箱子里面，按照新电路图将各线头与端子连接好，前风挡玻璃雨刷器与右大灯安装在驾驶室顶部前端，由1根5芯2.5mm2的电线从驾驶室引出来，通过插头连接至雨刷和大灯；所有的电磁阀更换新的，线芯直接接在插头上；再将车上其它的线束都接好。至此，整车电气接线基本完成。

四、试车

全车具备试车条件后，进行着车、试车。顺利着车后，发现集成数显仪表上的发动机机油压力过低、发动机转速为0，其余正常。后经排查，发现机油压力传感器接头堵塞，经清理，后又调整仪表中的飞轮参数到40，再次着车后，机油压力正常，发动机怠速转速在550rpm左右，误差在允许的范围内。后续安装了国产JL-3000型力矩限制器，经过调试后，能较准确地显示所吊重物的重量，误差在允许的范围内。该力矩限制器具有过载和臂杆大角度保护功能，控制信号通过单独电缆线引至电控箱，控制相关的继电器，当控制信号有输出时，对应的继电器动作，电磁阀失电，这样就能防止起重机往危险方向继续操作。

后来测试了吊车的其他动作，也都正常，各个限位开关动作正常，调整了臂杆限位开关，使其能在规定角度动作，切断相应继电器输出，避免臂杆继续上扬。

五、结语

至此，本次对于石川岛100t履带吊的整车电气换新修复及改造已经全部结束，经过努力，过程中遇到的问题也都一一得到了解决，并对原电气系统做了几处改动，使得电气系统能完全满足其正常作业的需求，电气安全装置经过调试之后，也能起到其应有的作用。

总之，本次电气修复改造还是比较成功的，当然，这其中也可能会存在不足、不妥之处，后续使用过程中也会根据具体情况进行改进。