工程机械电气系统设计及故障研究

2023.04.15

王成林

摘要：当下社会发展的脚步越来越快，大型的工程项目日益增多，工程机械的应用也愈发普遍，电气系统作为工程机械当中非常关键的内容，对其合理的设计，并认真分析系统中发生的一些常见故障尤为重要，为整个机械电气系统的正常运行提供了有利的保障。

关键词：工程机械电气系统；设计；故障分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.012

1 电气系统的组成部分

（1）仪表。在工程机械设计当中，主要应用的仪表有电压表、冷却液温度表、变矩器油温表、传感器等几类组成，在定位高端的工程机械设备，还包括一些传感器、转速表、车速表等，可以依据不同的机械设备类型进行合理的选择。

（2）电源线路。针对工程机械当中非常常见的单线制直流电气系统为例，根据工作当中的电压标准，主要将其分为12V和24V两种类型，直流电流是以几个部件所组成，主要有发电机、电源总开关、起动机、蓄电池等部件。

（3）指示器。指示器在工程机机械设备当中是最为常用的指示灯，经常是和仪表相结合，主要是用于为机械设备的操作人员提醒和指示信息，以保证工作人员的安全作业和机械设备的正常运转。

（4）照明系统。在工程机械的正常运转当中，经常会出现一些故障，必须借助照明系统进行报警或者提示信号，并且兼顾照明的作用，机械设备进行夜间工作时起着关键作用，比较常见的照明系统的部件组成是报警灯、前组合灯、后组合灯、工作灯等部件。

2 工程机械电气系统设计

（1）原理设计图。原理图的設计在工程机械电气系统设计当中是基本要素，主要是用于描述和定位工程机械的功能，据此完成原理图的设计。在设计原理图时，需要关注每个细节，一些符号、标志等都表示不同的线路和元器件。还需要针对整套设计的原理图做线号标记和线径标记，可以应用插件或者是插件空位的形式来进行。由于工程机械的电器件非常复杂，还应在设计当中对序号做分区，以有效的区别各个电器件和复杂的线路。原理设计图可以帮助维修人员便捷的分辨元器件，还能更有效的区分整体工程机械电气系统的结构。

（2）分析设计成本。完成了原理图的设计，在工程机械电气系统设计过程中，还需要对工程机械电气系统的成本进行控制，禁止盲目的、不计成本、超过核算预期且不切实际的设计方式，为了避免这种情况的发生，做好设计的成本分析非常必要。在确保工程机械的质量和技术标准的前提下，定位工程机械电气系统的功能，结合实际的投入情况以及原理图的设计，分析设计成本，不然原理图设计、成本分析和其他的一些设计环节将毫无意义。对工程机械电气系统设计进行合理的成本分析，可以更好的保证工程机械的性能指标和质量，再进行成本的预算，使工程机械电气系统更具有性价比，可以有效的节约企业的成本投入，对企业的长远发展起着重要作用。

（3）元器件选型。工程机械电气系统设计当中尤为关键的内容就是元器件的选择，以机械电气系统的总预算为基础，依据设计的原理图再对元器件进行适当的选择。第一，要充分掌握电气系统设计的性能，并且考虑到元器件是否通用和兼容，再进行元器件的选择；第二，以工程机械电气系统设计的总预算为基础，选择高性价比的元器件；第三，选择符合使用标准的元器件，并对元器件进行测试，以保障工程机械电气系统设计更加安全，更加实用。

（4）设计线束。多样复杂的线路存在于工程机械电气系统当中，线束的使用状况也不尽相同，这就要求在工程机械电气系统设计当中，对线束进行明确的标识，在设计图当中可以表示出线束的设计，并且标注好线束的详细信息。比如，线束的颜色和型号、是否需要保护套等信息，电气系统中的地线，要用黑色明显标记出来，让工程机械电气系统可以更加的清晰并且有条理。

3 工程机械电气系统的故障分析

（1）传感器的故障分析。传感器是工程机械电气系统中的重要部件，各个电气控制系统都是需要电信号来实现的，通过传感器将非电信号转变成电信号，实现对各个控制系统传输相应的控制电信号。一旦传感器发生故障，势必会造成相应电气控制系统出现问题，例如，工程机械电气系统中常用的温度传感器，主要应用部位在发动机的位置，用于冷却液温度的控制，如果温度传感器发生故障就失去了对冷却液温度的控制，由于对系统的控制出现异常，造成发动机的故障，主要是传感器内部出现短路问题或电阻失准的问题等。可以将传感器取下来，然后对其两端的引脚进行电阻的测量，如果电阻值为零，说明传感器内部出现了短路的问题，应及时进行更换；如果测量的电阻值高低不等失准的情况，主要是可能使受到外界的干扰而引起的，或是内部热偶点出现将断未断的现象，在排除外部干扰的情况下，如果测量的电阻值还是上下波动的话就说明是热偶点的问题，应进行更换，避免故障的扩大化。

（2）报警灯闪烁。系统中的很多部位都会设置好报警灯，当一些部位发生异样情况时，报警灯就会不停的闪烁对操作人员进行提示。例如，如果机油压力报警灯闪烁，一般是由于电气系统油压过低或者压力开关的故障以及线束的短路造成的，需要检查机油的压力，如果不符合压力标准就要进行维修；如果出现可能是线束短路的问题，就要用电阻检测表，测量电阻，电阻为零证明确实是出现了短路，要及时的更换和维修；如果出现压力开关报警，就要检测压力开关，出现问题要及时更换。此外，充电报警灯出现了闪烁，那么就有可能是电源的供电系统出现了问题，导致发电机发电停止，这时要检查电气系统的发电机，如果非正常运转，那么就应该对发电机进行维修，如果是正常运转状态，那么就一定是中间线路出现了故障，就要对中间线路进行排查检测，以使工程机械电气系统能够正常运行。

4 结语

为了能够达到更好的设计效果，设计人员应该利用更加科学，更加有效的方法，不但要把设计工作做好，还要了解工程机械电气系统当中经常会出现的一些故障，对这些故障进行分析，并且针对性的且有效的解决，这样才能让工程机械电气系统保持良好的运行状态。

参考文献：

[1]王世旺，喻衍，肖春.工程机械电气系统振动台的测试和研究[J].工程机械，2011（09）.

[2]范瑞云.浅谈工程机械中电气工程的维护与管理[J].科技创新导报，2011（15）.

[3]孙海波.浅谈工程机械使用寿命[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2011（02）.