工程机械电气控制系统故障研究

毛兴奎 李中源

摘要：以常见的工程机械设备为例，探究了工程机械电气控制系统中的常见故障及处理办法，为电气工程师的检修工作提供参考。

关键词：工程机械;电气控制系统;故障检测

1 工程机械电气控制系统中的常见故障及处理方法

1.1    混凝土泵车停机及非正常报警故障

故障案例：在正常使用过程中，混凝土泵车大臂中部的喇叭出现不正常报警现象，故障报警时间持续，故障代码显示液压油温过高，此时混凝土泵车停止工作，但在一段时间后又会自动恢复工作。根据故障提示，借助红外温度测量仪测量液压油温度，却发现温度不高。拔下机油温度传感器，依然没有任何作用。卸下计算机板上的传感器线，并使用模拟的正常油温电信号引导计算机插针，该插针仍会显示温度过高并警报。

故障检测及处理：油温显示正常，说明红外检测仪油温示数不准确或油温传感器出现故障。若两者都经检查更换后，混凝土泵车电气控制系统故障仍没有解除，则需要对电脑主板进行检测。此外，还需要对电脑一侧的接线进行全面检查，判断是否存在接头内部积水、接线断开等现象，在确定故障发生位置后，要加强防水措施，保证混凝土泵车电气控制系统处于干燥运行环境。

1.2    挖掘机非正常熄火故障

故障案例：在开挖过程中，挖掘机发动机突然停机。如果再次启动发动机并正常运行，则发动机可以继续工作，但稍后会突然关闭，不规律熄火。在故障期间，显示面板上没有故障提示，柴油回路清洗后，排气仍然存在故障。

故障检测及处理：当该故障出现时，首先需要检查油路是否堵塞，柴油路是否漏气，如果两者正常，则需要检查主机控制电脑和传感器接头情况。在排除故障時，可以将能够正常运行的挖掘机柴油机与故障挖掘机柴油机进行交换，确定故障位置。

1.3    挖掘机发动机无力故障

故障案例：当空载时挖掘机发动机转速达到1 870 r/min，吊杆举升时，速度降至1 350 r/min以下，面板上显示红色发动机警报图标，发现管道中存在大量气泡，并且气泡主要出现在二次柴油滤清器元件之后。

故障检测及处理：挖掘机发动机无力故障可能是由于电泵和滤清器有问题，如果对电泵和滤清器进行更换，并对油路采取防渗气保护后故障仍未排除，则故障可能来源于压力传感器。此时，需要对压力传感器及接线进行细致检查，着重检测共轨压力是否充足以及SCV阀的接头处是否损坏。

1.4    轻卡发动机转速低故障

故障案例：某轻卡的驾驶室内装有电喷电脑板，发动机为四缸电喷柴油机，高压泵内设置了控制板。轻卡在行进过程中，难以提高发动机速度，发动机抖动且转速较低，此时没有发出故障预警。

故障检测及处理：需要对轻卡电气控制系统进行检测。首先，调换电脑板，更换气门和空气滤芯，对发动机进行保养，如果故障还没有解除，就需要使用检测仪器，检测发动机的运行参数。如果发动机运行参数中存在提前角持续超时和提前角过低现象，就需要更换柴油滤清器。

2 工程机械电气控制系统故障原因分析

工程机械电气控制系统大部分故障来源于没有对工程机械电气控制系统进行定期维护与检测，设备使用不当及运行不规范。同时，电气控制系统的运行状况会受到机械作用力的影响。此外，工程施工现场的温度、湿度及施工过程中形成的烟尘等都会对电气控制系统造成不利影响，继而导致电气控制系统运转迟缓、电气性能降低。电磁波对于电气控制系统的影响也不容忽视，当电气控制系统受到电磁波干扰时，电气控制系统输出的稳定性降低，还会出现非正常故障报警现象。

3 工程机械电气控制系统检修注意事项

3.1    切断电源

在工程机械电气控制系统检修前，首先要关闭整机的供电电源。如果在导线与连接器连接的情况下进行检修，一方面，电线束与保险丝易熔断和损坏，另一方面则会因短路而引发火灾。因此，工程机械电气控制系统检修的第一个注意事项为切断整机供电电源。

3.2    识别导线

部分工程机械电气控制系统的电线束用代码表示导线颜色，如RW、LG等（左边字母表示电线束的底色，右边字母表示电线束的标志色）。在检修时，首先要区分不同代码及导线颜色，避免乱搭及错搭导线。为此，检修人员需要学习工程机械电气控制系统电线束的不同代码。导线代码及颜色如表1所示。

3.3    正确连接与拆开端子连接器

在拆开电线束时，不能拉扯电线，而是要抓住与其相连的连接器，在松开锁扣后，拆开连接器，避免因用力过大而损坏电线及接头;在检修防水连接器前，要将连接器周围的水擦拭干净，避免积水进入连接器。如果积水已经进入连接器内部，则需要烘干连接器，才可以将连接器重新连接;在连接端子连接器以前，需要检查端子是否生锈，如果端子生锈，则需要用砂纸将锈迹去除，在连接时需保证端子伸直，不能超出外边界。

3.4    使用电路检测仪表

在使用电路检测仪表前，需要详细了解电路仪表的使用规范、条件及流程。以电压、电路测量为例，需要确定被测电压及电路是否在电路检测仪表量程范围内。在测量时要注意电路检测仪表使用合理，如电流档用于电流测量，电压档用于电压测量。此外，在检修时要认真分析电路图，掌握端子数量及位置，如果电路检测仪表探针过大，难以进行测量，可以在探针上缠绕细金属丝，以方便测量。

3.5    读懂电路工作原理图

电路工作原理图是电气控制系统结构、元件、器件之间电路连接的直观表达，为此，需要从电路工作原理图中发现电气控制系统各元件之间的工作关系，便于精准找到故障位置，避免因全部检修而降低工作效率。

3.6    做好参数记录及检修后的导线处理

在对工程机械电气控制系统检修时，为了避免遗漏参数，检修人员需要对所测量参数进行完整记录，便于日后分析。同时，在检修工作完成后，要对已经拆开的电线束进行处理，如绑扎电线束，或对已损坏或不合格电线进行更换等。在绑扎电线束时，注意不能硬折、硬弯导线束，绑扎工具尽可能远离导线束，防止造成导线束磨损或断裂。

4 结语

工程机械电气控制系统的电气性能容易受到环境、设备使用情况等因素的影响，电气工程师需要正确识别工程机械电气控制系统故障类型，深入分析电气控制系统故障产生的原因，以提高故障排除效率，保证工程机械的正常运行。

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收稿日期：2020-04-30

作者简介：毛兴奎（1987—），男，重庆人，助理工程师，研究方向：电气工程。