摘要：随着我国基础建设逐年加大投资，工程机械设备的总量也在逐步增长，电气系统作为工程机械的控制中心起到至关重要作用。工程机械的使用范围越来越广，但是在设备运行过程中可能因电气系统突发故障而延误工程建设工期。电气系统作为工程机械的重要环节必须给予一定的重视。本文以工作中的经验为基础，浅析工程机械电气系统设计与常见故障解决方法。
关键词： 工程机械电气系统;电气设计；常见故障;分析方法;
引言：
随着电气技术在各行业的应用，使得电气系统的应用领域在逐步拓展。但是由于电气系统内部构造的复杂性，以及组成元件的多样性，常常受到外界影响或系统自身问题而发生故障，给生产建设带来不利影响。电气系统作为维护工程机械正常运行的“神经网络”，可实现对工程机械工作模式、传动、制动等的有效调控，是提高工程机械运行效率、保障其安全生产的重要条件。
1 电气系统的组成
从功能上划分电气系统主要由以下五个部分组成。第一，动力系统部分。在工程机械制造中最常见的就是单线制直流电气系统，其以电压为基础进行划分，可以分为直流12V和24V两种。其中电源总开关、发动机、起动机、发电机、蓄电池是直流电源的重要组成部分。第二，仪表部分。电压表、力矩器、油位表、车速表、转速表、以及冷却液温度表是工程机械中常用的仪表，不同的仪表具有不同的用处，因此在使用过程中主要是根据不同的功能需求选择相应的仪表。第三，照明部分。照明系统在工程机械中主要有两个作用，一方面是照明作用，主要为设备在夜间工作时进行照明;另一方面是警报作用。当设备出现故障时，照明系统会通过信号灯进行警示。照明系统主要是由前组合灯、后组合灯、工作灯以及报警灯等部分组成，在电气系统中起着重要作用。第四，指示器部分。指示器主要起到提醒警示的作用，当工作人员操作成功或者操作失败时，指示器都会发出信号，指示器一般是与组合仪表组合在一起，起到设备工况显示作用。五，辅助配套部分。空调系统，柴油加油系统，清洗装置，工程机械设备多数在露天工作，设备会配有驾驶室及相应辅助设备为工作人员提供舒适的工作环境，设备工作位置相对偏远由于工程机械设备使用内燃机作为动力系统，柴油使用量较大每天都需要进行柴油补给，此时就需要设备自带柴油加油泵。
2 工程机械电气系统的设计方法与步骤
工程机械电气系统是设备正常运转的重要系统，因此对工程机械电气系统的设计要求严格，在电气系统设计的过程中不仅要重视功能性及安全性，还要对成本进行控制。工程机械电气系统的设计主要有以下几个步骤 (如图1) :
(1) 设计原理图。电气原理图的设计是为满足设备工艺需求进行的电气控制设计，所有设计应以相应标准为基础进行。原理图的设计首先应根据设备工艺需求选择合适的控制方式，确定需要不同功能的电气元件，设计电气原理框图确定各部分之间的关系，确定各部分的技术指标，绘制电气原理图并计算各部分技术参数。
(2) 成本控制。电气系统设计过程中要注意对成本的控制，避免造成不必要的浪费。首先，设计人员要要对设备的施工工艺进行分析，选择适合的控制方式，因为不同的控制方式会影响设备的工作精度，不同的控制方式成本差异比较大，应选择符合需求的控制方式。其次，在设计过程中要根据实际工作环境选择性价比较高的电气元件。
(3) 选择电气元件。在选择电气元件时综合考虑设备的工作环境以及设备的工艺技术要求，选择符合国家质量标准的电气元件，因为工程机械施工环境较为恶劣，常选用防护等级较高的的电气元件，主要有接触器、继电器、各类控制开关及手柄、传感器、蓄电池、车载控制器、放大器、开关电源、显示仪表等。
(4) 整机线束及电气系统装配设计。设计线束在电气系统中是一个复杂而又重要的环节，因此在设计线束过程中要充分了解设备的结构，根据实际情况设计合理的线束。应具体到每根导线的作用、线径、长度及线号标识，应有具体的电气元件布置及具体型号和数量。
3 工程机械电气系统常见故障分析的方法
工程机械电气系统是个比较复杂的系统，在设备日常工作过程中可能突发电气故障，这就需要操作人员具备一定的电气排查技能，要学会使用测量工具进行基础故障排查，学会利用分析法与排除法查找问题。常见的故障及解决方法主要有以下几个方面:
(1) 传感器异常。传感器的主要作用就是将外界的信号转变成电信号，当传感器出现异常时就会信号无法识别，无法转化，进而导致整个电气系统停止运行。短路、断路以及电阻失准都是传感器出现故障的表现，因此在日常工作中要及时对传感器进行检查，及时维修和更换。
(2) 发电机异常。在电气系统运行过程中充电报警灯出现异常主要表现在发电机不能正常发电，判断发电机是否正常工作的方法是，启动发动机让其保持在中速运转，通过万用表检测发电机的输出端电压值，工程机械蓄电池采用2块12V的的蓄电池串联使用，待机状态下的电压为直流24V,当发电机正常运转时工作电压在28V左右，利用万用表检测发电机发电输出端，如果电压值明显小于28V就可以判定发电机出现故障，如果电压接近28V，就需要工作人员对线路进行检查，排查是否出现断路的情况。
(3)启动机异常：启动系统的常见故障有启动机无力、启动机不转，可能造成的原因蓄电池亏电造成启动无力，电池正负极接线电缆松动造成启动电阻过大导致启动无力，启动继电器线圈烧坏或者主触点损坏造成无法正常向启动电机供电而无法启动，启动电机过热造成内部线圈损坏无法启动，这些故障如果发生就需要工作人员进行逐个排查，如果启动无力就可排除电缆断路或者启动继电器损坏，需要用万用表检测蓄电池电压及启动电机电阻进行故障排除。
(4) 机油压力灯异常。当设备机油压力灯亮时，首先检测发动机机油液位是否符合要求，如果符合要求在检查机油压力传感器是否受损，传感器受损也会引起机油压力灯异常，在这种情况下就要请专业人员进行维修。同时当线束短路时也会使机油压力灯出现异常，其解决方式是先检测电阻表记录电阻值，如果电阻值为零说明电路存在问题，需要进行维修，如果不为零则电路正常，是其他原因导致机油压力灯异常。
(5) 主令开关异常。工程机械设备执行的每一个动作都需要工作人员主动下发命令，就需要使用按钮开关、旋钮开关、电位计和比例手柄进行指令下发，当这些电气元件出现故障时会造成设备无法正常工作，此时就需要工作人员使用万用表进行电阻值测量，排查出故障问题点。
(6)电磁阀动作异常。工程机械电气系统输出端口用来驱动电磁阀，当电磁阀不工作，同时液压系统无故障的情况下，就需要工作人员对电气系统进行排查，常见的故障有电磁线圈损坏，电磁插件松动，连接导线脱落或者断开，此时就需要工作人员使用万用表电压和电阻档分别对电磁阀的电压与电阻进行测量电压，对连接导线进行测量，排查出故障问题点。
4 结束语
通过对工程机械电气系统的设计及故障进行简单分析，发现电气系统的构成比较复杂其出现的故障的原因有很多。由于电气系统在工程机械中发挥着重要的作用，因此工作人员必须要熟练掌握电气系统的原理，在实际工作中工作人员要根据实际情况对电气系统的关键部分进行检查与维修，找出故障出现的原因，及时解决问题，同时也要对电气系统的故障问题进行分析总结，保证设备的正常运行，提高工作效率。
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论文作者:李赛赛
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/8/23
标签：电气论文; 系统论文; 工程机械论文; 设备论文; 故障论文; 工作论文; 异常论文; 《工程管理前沿》2019年12期论文;