工程机械电气系统设计及故障研究

李书航

摘要：随着国家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

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 工程机械电气系统的具体设计方法

2.1 装载机相关原理图设计

在对装载机相关原理图的设计过程中，对于各个电器件会应用符号或图案的方式对其进行标注。例如关于线路的设计方法，一般会用数字或符号在线路的一边将相关的线路数据进行标注。之后对于整个原理图中的所有线路则运用接插件的方式进行重点标注，并按顺序排列，避免出现线路繁杂纷乱的情况。对线路进行号码标注的主要原因是为了便于区分，接插件的主要原因则是要将整体线束与各个电器件完美连接，依照其截面的具体情况进行科学选择。

2.2 设计成本分析

对于工程机械电气系统设计来说，原理图的设计仅是第一步，要进行完整的设计还需要考虑工程机械电气系统的设计成本，不能盲目的设计，更不能超核算、高成本、不切实际的去设计，因此，工程机械电气系统设计应做好设计的成本分析。首先，对工程机械电气系统能实现的功能进行定位，再结合实际的经济情况和原理图设计的基础上对其设计成本进行分析，前提是要确保工程机械的质量达标、技术达标等，否则成本分析、原理图设计以及其他的设计环节也将成为空谈。工程机械电气系统设计成本分析，是确保工程机械的质量、性能等都达标的基础上，再对其成本进行合理的预算，工程机械以及电气系统性价比高对于企业的发展也有着很大的作用，能在设计中节省企业的大量成本。

2.3 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刊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。

2.4 线束的设计

任何工程机械电气系统中，都存在不同的线路，而且有很多线束的使用状态也各不相同，如，外包扎方式的、线路有颜色的等，这需要在工程机械电气系统设计中要明确的标识出来。线束的设计主要在设计图上显示出来，其中要将其详细信息明确的标注出来，例如，线束的型号、线束的颜色、线束是否需要保护套等，尤其是电气系统中的地线，在设计的过程中必须用黑色标注出来，这样才能将工程机械电气系统设计清晰性、条理性、明晰性充分的體现出来。

3 工程机械电气系统的故障分析

3.1 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。

3.2 报警灯闪烁

在工程机械电气系统设计中，会对系统的多个部位设置报警灯，一旦该部位出现异常，报警灯将自动启动报警装置出现闪烁。在工程机械电气系统中机油压力报警灯经常会出现闪烁的问题，造成这类状况的主要原因是电气系统油压过低、线束短路、压力开关故障等引起的，机油压力的故障会影响到工程机械电气系统的正常运转。对于这类故障的解决措施，应对其机油的压力进行检查，是否符合压力指标，如不符合要对其进行维修;如果疑似是线束短路问题所导致的话，可以利用专用的电阻检测表，对其电阻进行测量，如果测量电阻值为零的话，说明线束出现了短路的问题，应及时维修或更换线路;如果疑似是压力开关的故障，应对压力开关进行检测，如果是压力开关的故障也应及时进行更换，以此来确保工程机械电气系统的正常运转。另外，工程机械电气系统中充电报警灯也经常会出现闪烁的现象，提示电源供电可能出现故障，可能使发电机停止发电的故障，因此，要对工程机械电气系统的发电机进行检查，是否正常运转，如果正常运转说明是中间线路的问题，要对中间线路进行检测，如果未正常运转说明是发电机的问题，要对其进行维修，确保发电机正常供电，才能维持工程机械电气系统的运转。

结语

由于人们对工程机械的相应标准要求不断加强，工程机械类产品不断增多，对于其内部系统的设计规范也越发严格繁杂，出现的故障也越来越多。对电气系统进行科学合理的设计，并对常见故障进行分析，能够有效提高工程机械的整体性能质量水平，促进其良好稳健的发展。

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，2017（09）.

[2]范瑞云.浅谈工程机械中电气工程的维护与管理毋科技创新导报，2016（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），2016（02）.

[4]韩贵杰.工程机械液压系统问题分析与维护对策[J].装备制造，2018（12）.

[5]李栋.浅谈工程机械液压系统的污染控制[J].科技创新导报，2017（15）.

[6]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），2017（02）.