史志远

（神华准格尔能源有限责任公司设备维修中心 内蒙古鄂尔多斯）

一、引言

美国GE公司为小松德莱赛公司生产的630E电动轮自卸卡车从1992年开始在神华准能黑岱沟露天煤矿投入生产，时至今日，已经成为露天矿拉运岩石和煤的主要设备。在日常工作中，由于矿内道路不平、天气干燥炎热，同时随着卡车投入使用年限增加，驾驶室内弱电电气线束、相关继电器以及其插件板等有严重被损坏分散、腐蚀、变形及线号丢失现象，导致卡车故障率增加，尤其是24 V电气系统（灯光、喇叭、双闪）电气故障频繁出现，严重影响了设备的出动率。对630E电动轮自卸卡车24 V电气系统电气故障进行深入分析，最终得出解决方案。

二、故障原因分析

小松德莱赛公司生产的矿用自卸卡车630E的24 V电气系统，利用的是开关-继电器-各种灯光-电磁阀等来控制卡车运行，就此剖析630E卡车大灯、双闪、滑路继电器、转向灯失效的故障原因。

（1）厂家的设计存在缺陷。630E卡车没有设计一个专门的24 V辅助电气柜用来单独存放这些辅助电气元件，而是直接将继电器等元件分散设计在驾驶室内方向盘下方的一个狭小空间内，导致司机在操作中经常误碰到这些元件并将其损坏。

（2）恶劣的工作环境所致。630E矿用自卸卡车主要承担着运输煤炭、黄土、岩石等较重的货物，其作业环境极其恶劣，时刻都在承受着高强度的冲击，同时随着使用年限逐年的增加，630卡车的部分线束存在不同程度的腐蚀、磨损、变形、接地、老化的问题，这样无心中会增加发热着火的可能性。

图1 电磁继电器工作原理图

（3）缺乏保护装置所致。当线束被腐蚀、磨损、接地或者长时间虚接时，驾驶室内没有及时报警，导致维修工没能及时发现并处理故障，最终造成24 V电气故障的产生。

（4）根据本车较零碎分散的电器线路，在不改变基本功能的情况下，将其不合理部分删除，然后化零为整设计成布局较为合理的新型电路供生产实践使用。

图2 继电器阵脚图和接线图

图3 设计原理图

三、继电器工作原理

630E卡车选择的是额定电压为24 V、额定电流40 A的电磁继电器，工作电路是由弱电控制电路和强电工作电路组成，工作原理如图1所示。控制电路是由电磁铁、衔铁、低压电源和开关组成；工作电路是由小灯泡（或者其他负载元器件）、电源和相当于开关的静触点、动触点组成。

在常态时，动、静触点未连通，工作电路断开。如动触点被压下，则动触点与静触点接触而将工作电路接通，灯泡发光。闭合开关，电磁铁线圈得电产生磁力，衔铁被电磁铁吸下来，动触点同时与两个静触点接触，使动静触点连通，这时弹簧被拉长，观察到工作电路被接通，小灯泡发光。断开开关，电磁铁失去磁性，对衔铁无吸引力。衔铁在弹簧的拉力作用下回到原来的位置，动触点与静触点分开，工作电路被切断，小灯泡不发光。总之，电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的开关。

所选用的电磁继电器阵脚图和接线图见图2。85和86是继电器线圈，87和87A分别是继电器的常开点与常闭点，当线圈得电后，继电器的动触点动作，由87A动作到87，因此30和87通，通过这种原理来实现对其他电气元件的控制。

四、板件整体设计及分析

630E卡车方向盘下面有1个小平台，原电路设计4个继电器和1个闪光器，均固定在这个小平台上面，但是每个继电器都是相互分散开的，各个继电器控制电路互不关联，而且都设有相应的保护保险。其中大灯继电器保险为30 A，其余4个继电器分别为制动灯继电器、滑路继电器、左右转向继电器，都是15 A保险。将选用的5个同型号的继电器插座固定在电路板板面左端，然后将各继电器的引脚线分别固定在板的右边的端子排上，与此同时，端子排不仅仅连接继电器的线圈，常开、常闭端，还连接到原有电路里各线路的线号，这样做的实际目的是将原来继电器、线束的凌乱化，变的更加系统、调理、清晰化，易于维修又美观。继电器如果坏了及时更换即可，同时线束紧紧地固定在端子排上，不易脱落或者磨损接地，从而降低了24 V电气系统的故障发生率。具体接线图如图3所示。

图4 转向灯继电器原理图

1#继电器线圈86接大灯电源线41H，85接地线710，30接11L线，87常开端接41H2，通过线圈得电，30与87接通，来实现对大灯亮灭控制；2#继电器，86接左转向电源线45L，85接地线710，30接左转向电源45LL，87常开端接11F电源端，87A端接41T双闪电源端，通过线圈是否得电，来控制左转向灯的亮灭；3#继电器，86接右转向电源线45R，85接地线710，30接右转向电源45RL，87常开端接11F电源端，87A端接41T双闪电源端，通过线圈是否得电，来控制右转向灯的亮灭；4#滑路继电器，86接52S滑路电源线，85接地线710，30接33电源线，87A常闭端接33Z的报警线，通过85与86得电，来控制滑路是否投入；5#继电器制动灯继电器，86接44配线，85接地线710，30接712电源线，87常开端接44A，通过线圈得电，来控制制动灯亮灭。为了防止因忘带继电器等元件，而造成维修时间增加，提高维修成本，因此设计了1个备用的继电器底座，用于插备用继电器。

五、板件电路原理分析

大灯继电器电路，滑路继电器电路，仍采用原车电路，大灯继电器控制回路选用15 A保险控制2个高位远光灯，其余6个灯选用30 A保险和2个大灯开关控制，继电器直接装入集成控制继电器板，线号按上述要求接入即可。滑路继电器电路相对比较简单，只有滑路开关继电器和1个5 A的保险，所以电路设计选用原车电路，线号对号入座即可，继电器直接装入集成电路板就可以了。对于双闪继电器电路，电路里除了原有的2个15 A保险，控制左右转向的2个继电器以外，还增加了1个集成闪光板。去掉了原来电路中的闪光器，这样就可以排除因闪光器工作不可靠而造成的接地故障，双闪开关与转向开关并联后，集中控制两个继电器线圈，同时触发闪光板电路上的三极管，这样可以在双闪或转向时都能控制闪光灯及指示灯，从而完成对应功能。改造后的电路原理见图4。

六、结束语

改造后经实践证明，改造效果明显，从根本上遏制了继电器、线束乱捆乱绑现象，实现了布局的精细化、系统化、美观化，节省设备维修成本，设备24 V电气故障发生率降低，保证了设备出动率。