浅析工程机械电气系统设计和常见故障分析的方法

姜兰兰

摘 要：社会经济的迅猛发展，推动了工程项目建设的前进步伐。因此，在项目建设中逐渐提高了对电气系统设备的要求。文章通过结合实际，介绍了工程机械电气系统的组成部分、设计方法与步骤。同时，文章还指出了电气系统的常见故障，对其解决办法进行了认真分析，可为工程机械电气系统故障的检修提供参考。

关键词：工程机械；电气系统；常见故障；分析方法

前言

工程机械在我国制造业中发展较为迅速，且相对平稳，市场前景和经济效益都十分可观。电气系统就好比是工程机械的“神经网络”，对整个工程机械发挥着重要作用。因此，在整个工程机械设计工作中，最重要的是对电气系统进行设计。文章一方面阐述了电气系统的设计方法，另一方面对电气系统经常出现的故障及解决方法进行了总结分析。

1 电气系统的组成部分

电气系统按照功能，可大致分为电源电路、仪表和传感器、照明系统、指示器四个部分。以下对每个部分进行的基本介绍[1]。

1.1 电源线路。文章以工程机械中最常见的单线制直流电气系统作为研究对象，以工作时的电压为标准进行划分，主要分为两种，即12V和24V。直流电源主要由电源总开关、发电机、蓄电池、起动机等部件组成。

1.2 仪表。工程机械设备中最常用的仪表主要包括冷却液温度表、电压表、传感器和变矩器油温表等几大类型。对仪表的要求主要是根据机械设备的不同而进行选择的，比如，有些工程机械设备还配有车速表、转速表以及相应的传感器，属于定位高端的工程机械设备[2]。

1.3 照明系统。常见的照明系统一般由前组合灯、工作灯、报警灯和后组合灯等部件组成。当工程机械设备在运行过程中出现某种障碍时必须由照明系统来提供信号和报警指示，除此之外，照明系统还具有照明的作用，特别是机械设备在夜间工作时尤为需要。

1.4 指示器。工程机械设备中指示灯是最常用的指示器，使用时通常和仪表组合在一起。指示器的主要作用是为机械设备的操作人员提供指示信息和提醒功能，从而保证机械设备的正常运行以及相关作业人员的安全。

2 工程机械电气系统的设计方法与步骤

工程机械中电气系统的设计要求十分严格，因为一旦设计不合理，将会对整个机械设备造成安全隐患使得机械设备电器件无法正常的进行工作。因此，在对电气系统进行设计工作时必须充分考虑它的安全性能，并对电器件型号、成本、性能等方面的因素进行综合考虑[3]。机械工程电气系统设计一般分为五个步骤，如图1所示。

图1 电气系统设计步骤

第一步：设计原理图。在电气系统设计工作中，原理图的设计是非常关键的一个步骤，主要包括电器件符号和标志的设计。在对电器将的符号和标志进行设计工作时，必须按照国家的相关标准，采用使用较为普遍的标志和符号代替相应的电器件。除此之外，由于电气系统中电路十分复杂，在进行原理图设计时，通常会将线束中使用的插件和插件孔位进行表示[4]。通常在对整个机械设备的原理图进行设计工作时，应该首先确定各个系统的实际需求再进行合理的构思和绘制。

第二步：成本控制。在电气系统的设计工作中，成本控制是非常重要的一个步骤。首先应该对整体的费用进行初步预算，然后根据机械设备对电气系统的技术要求和机械设备工作的具体环境进行综合考虑，选择出性价比最高的电器配件。例如，3吨重的电气系统，其成本一般控制在4000-5000元之间较为合适。

第三步：选择电器件。在电气系统设计中，常用的电气配件有仪表、蓄电池和灯具。在选购这些电器件时，必须选择符合国家标准的产品，并充分考虑产品的成本及通用性能，然后根据自己的实际需求购买合适的电器件。

第四步：设计线束。在电气系统设计中，对线束的设计十分复杂，是非常关键的一个步骤。在进行线束设计工作时，应该根据整个机械设备的结构进行合理的布局，并充分考虑保护线束的方法。

第五步：设计装备配置。电气系统中装配的设计和线束设计相同，也要根据整个机械设备的结构进行设计。除此之外还要充分考虑设计的合理性。

3 关于工程机械设备中电气系统常见故障的分析

电气系统由大量电器组成，其电路非常复杂。因此，相关作业人员的在对电气系统进行组装工作时很容易出现差错，使得电气系统存在很多方面的故障，最常见的是以下几个方面：

第一种，传感器受损。传感器是电气系统中非常重要的一种配件。传感器的主要功能是可以实现非电信号和点信号之间的转变，一旦传感器不能正常工作，与之相对应的电气控制系统也会出现异常[5]。传感器出现故障的主要表现有电阻失准、工作特性转变、短路和断路三个内容。

第二种，报警灯异常。在电气系统中报警灯出现故障主要表现包括：发电机不能自行发电，通常可采取的解决方法是先启动发动机后将它的转速保持在中速，然后检测报警灯的B+端，使其电压值保持在30V左右，再检测其输出端对地的电压，通常情况下，其正常值为15V，如果低于正常值，则表明发电机或者是存在安全隐患；线束出现异常，解决该问题首先要进行电路检测，然后判断电路是否出现断路，再分析报警灯有没有异常情况。

除此之外，还有保险丝的问题。解决该问题最简单的方法是直接检查保险丝有没有熔断现象。

第三种，机油压力灯异常。电气系统中机油压力过低和压力开关损坏是引起机油压力报警灯发生闪亮故障的主要原因，解决该问题我们通常采取对机油的压力进行测量的方式，如果有异常，需要进行维修工作。另外，线束短路也有可能引起此类故障。解决该问题则需通过检测电阻表，然后观察电阻值，如果阻值为零则表明电路有问题。

4 结束语

综上所述，在工程机械设备的电气系统主要由电源线路、仪表、照明系统和指示器四个部分组成；在进行电气系统设计工作时需要按照设计原理图、成本控制、选择电器件、设计线束、设计装配五个步骤进行；工程机械设备电气系统中常见的故障主要表现在传感器受损、报警灯异常、机油压力报警灯异常三个方面。文章从以上内容进行分析，并对电气系统中常见的故障问题进行归纳和总结，并题出解决方法，以供同行业者借鉴。

参考文献

[1]秦冰.工程机械专业校外实训基地建设的困境及对策[J].黑河学刊，2012，33（01）：52-55.

[2]闫丽娟，孙辉，刘伟，等.行走工程机械液压混合动力技术[J]，吉林大学学报（工学版），2014，19（02）：28-30.

[3]马登成，马登慧，蒋小明，等.基于液压泵DA与马达HA联合控制的工程机械波动载荷抑制及节能[J].中国公路学报，2011，52（01）：34-37.

[4]赵向雷，赵良举，杜长春，等.考虑唇口温度变化时的油封摩擦学性能研究[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2013，47（12）：12-15.

[5]顾丽雅.振兴民族工业争创国产名牌-装载机用加力器技术标准研讨会在渝召开[J].工程机械，2012，44（06）：14-16.endprint

摘 要：社会经济的迅猛发展，推动了工程项目建设的前进步伐。因此，在项目建设中逐渐提高了对电气系统设备的要求。文章通过结合实际，介绍了工程机械电气系统的组成部分、设计方法与步骤。同时，文章还指出了电气系统的常见故障，对其解决办法进行了认真分析，可为工程机械电气系统故障的检修提供参考。

关键词：工程机械；电气系统；常见故障；分析方法

前言

工程机械在我国制造业中发展较为迅速，且相对平稳，市场前景和经济效益都十分可观。电气系统就好比是工程机械的“神经网络”，对整个工程机械发挥着重要作用。因此，在整个工程机械设计工作中，最重要的是对电气系统进行设计。文章一方面阐述了电气系统的设计方法，另一方面对电气系统经常出现的故障及解决方法进行了总结分析。

1 电气系统的组成部分

电气系统按照功能，可大致分为电源电路、仪表和传感器、照明系统、指示器四个部分。以下对每个部分进行的基本介绍[1]。

1.1 电源线路。文章以工程机械中最常见的单线制直流电气系统作为研究对象，以工作时的电压为标准进行划分，主要分为两种，即12V和24V。直流电源主要由电源总开关、发电机、蓄电池、起动机等部件组成。

1.2 仪表。工程机械设备中最常用的仪表主要包括冷却液温度表、电压表、传感器和变矩器油温表等几大类型。对仪表的要求主要是根据机械设备的不同而进行选择的，比如，有些工程机械设备还配有车速表、转速表以及相应的传感器，属于定位高端的工程机械设备[2]。

1.3 照明系统。常见的照明系统一般由前组合灯、工作灯、报警灯和后组合灯等部件组成。当工程机械设备在运行过程中出现某种障碍时必须由照明系统来提供信号和报警指示，除此之外，照明系统还具有照明的作用，特别是机械设备在夜间工作时尤为需要。

1.4 指示器。工程机械设备中指示灯是最常用的指示器，使用时通常和仪表组合在一起。指示器的主要作用是为机械设备的操作人员提供指示信息和提醒功能，从而保证机械设备的正常运行以及相关作业人员的安全。

2 工程机械电气系统的设计方法与步骤

工程机械中电气系统的设计要求十分严格，因为一旦设计不合理，将会对整个机械设备造成安全隐患使得机械设备电器件无法正常的进行工作。因此，在对电气系统进行设计工作时必须充分考虑它的安全性能，并对电器件型号、成本、性能等方面的因素进行综合考虑[3]。机械工程电气系统设计一般分为五个步骤，如图1所示。

图1 电气系统设计步骤

第一步：设计原理图。在电气系统设计工作中，原理图的设计是非常关键的一个步骤，主要包括电器件符号和标志的设计。在对电器将的符号和标志进行设计工作时，必须按照国家的相关标准，采用使用较为普遍的标志和符号代替相应的电器件。除此之外，由于电气系统中电路十分复杂，在进行原理图设计时，通常会将线束中使用的插件和插件孔位进行表示[4]。通常在对整个机械设备的原理图进行设计工作时，应该首先确定各个系统的实际需求再进行合理的构思和绘制。

第二步：成本控制。在电气系统的设计工作中，成本控制是非常重要的一个步骤。首先应该对整体的费用进行初步预算，然后根据机械设备对电气系统的技术要求和机械设备工作的具体环境进行综合考虑，选择出性价比最高的电器配件。例如，3吨重的电气系统，其成本一般控制在4000-5000元之间较为合适。

第三步：选择电器件。在电气系统设计中，常用的电气配件有仪表、蓄电池和灯具。在选购这些电器件时，必须选择符合国家标准的产品，并充分考虑产品的成本及通用性能，然后根据自己的实际需求购买合适的电器件。

第四步：设计线束。在电气系统设计中，对线束的设计十分复杂，是非常关键的一个步骤。在进行线束设计工作时，应该根据整个机械设备的结构进行合理的布局，并充分考虑保护线束的方法。

第五步：设计装备配置。电气系统中装配的设计和线束设计相同，也要根据整个机械设备的结构进行设计。除此之外还要充分考虑设计的合理性。

3 关于工程机械设备中电气系统常见故障的分析

电气系统由大量电器组成，其电路非常复杂。因此，相关作业人员的在对电气系统进行组装工作时很容易出现差错，使得电气系统存在很多方面的故障，最常见的是以下几个方面：

第一种，传感器受损。传感器是电气系统中非常重要的一种配件。传感器的主要功能是可以实现非电信号和点信号之间的转变，一旦传感器不能正常工作，与之相对应的电气控制系统也会出现异常[5]。传感器出现故障的主要表现有电阻失准、工作特性转变、短路和断路三个内容。

第二种，报警灯异常。在电气系统中报警灯出现故障主要表现包括：发电机不能自行发电，通常可采取的解决方法是先启动发动机后将它的转速保持在中速，然后检测报警灯的B+端，使其电压值保持在30V左右，再检测其输出端对地的电压，通常情况下，其正常值为15V，如果低于正常值，则表明发电机或者是存在安全隐患；线束出现异常，解决该问题首先要进行电路检测，然后判断电路是否出现断路，再分析报警灯有没有异常情况。

除此之外，还有保险丝的问题。解决该问题最简单的方法是直接检查保险丝有没有熔断现象。

第三种，机油压力灯异常。电气系统中机油压力过低和压力开关损坏是引起机油压力报警灯发生闪亮故障的主要原因，解决该问题我们通常采取对机油的压力进行测量的方式，如果有异常，需要进行维修工作。另外，线束短路也有可能引起此类故障。解决该问题则需通过检测电阻表，然后观察电阻值，如果阻值为零则表明电路有问题。

4 结束语

综上所述，在工程机械设备的电气系统主要由电源线路、仪表、照明系统和指示器四个部分组成；在进行电气系统设计工作时需要按照设计原理图、成本控制、选择电器件、设计线束、设计装配五个步骤进行；工程机械设备电气系统中常见的故障主要表现在传感器受损、报警灯异常、机油压力报警灯异常三个方面。文章从以上内容进行分析，并对电气系统中常见的故障问题进行归纳和总结，并题出解决方法，以供同行业者借鉴。

参考文献

[1]秦冰.工程机械专业校外实训基地建设的困境及对策[J].黑河学刊，2012，33（01）：52-55.

[2]闫丽娟，孙辉，刘伟，等.行走工程机械液压混合动力技术[J]，吉林大学学报（工学版），2014，19（02）：28-30.

[3]马登成，马登慧，蒋小明，等.基于液压泵DA与马达HA联合控制的工程机械波动载荷抑制及节能[J].中国公路学报，2011，52（01）：34-37.

[4]赵向雷，赵良举，杜长春，等.考虑唇口温度变化时的油封摩擦学性能研究[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2013，47（12）：12-15.

[5]顾丽雅.振兴民族工业争创国产名牌-装载机用加力器技术标准研讨会在渝召开[J].工程机械，2012，44（06）：14-16.endprint

摘 要：社会经济的迅猛发展，推动了工程项目建设的前进步伐。因此，在项目建设中逐渐提高了对电气系统设备的要求。文章通过结合实际，介绍了工程机械电气系统的组成部分、设计方法与步骤。同时，文章还指出了电气系统的常见故障，对其解决办法进行了认真分析，可为工程机械电气系统故障的检修提供参考。

关键词：工程机械；电气系统；常见故障；分析方法

前言

工程机械在我国制造业中发展较为迅速，且相对平稳，市场前景和经济效益都十分可观。电气系统就好比是工程机械的“神经网络”，对整个工程机械发挥着重要作用。因此，在整个工程机械设计工作中，最重要的是对电气系统进行设计。文章一方面阐述了电气系统的设计方法，另一方面对电气系统经常出现的故障及解决方法进行了总结分析。

1 电气系统的组成部分

电气系统按照功能，可大致分为电源电路、仪表和传感器、照明系统、指示器四个部分。以下对每个部分进行的基本介绍[1]。

1.1 电源线路。文章以工程机械中最常见的单线制直流电气系统作为研究对象，以工作时的电压为标准进行划分，主要分为两种，即12V和24V。直流电源主要由电源总开关、发电机、蓄电池、起动机等部件组成。

1.2 仪表。工程机械设备中最常用的仪表主要包括冷却液温度表、电压表、传感器和变矩器油温表等几大类型。对仪表的要求主要是根据机械设备的不同而进行选择的，比如，有些工程机械设备还配有车速表、转速表以及相应的传感器，属于定位高端的工程机械设备[2]。

1.3 照明系统。常见的照明系统一般由前组合灯、工作灯、报警灯和后组合灯等部件组成。当工程机械设备在运行过程中出现某种障碍时必须由照明系统来提供信号和报警指示，除此之外，照明系统还具有照明的作用，特别是机械设备在夜间工作时尤为需要。

1.4 指示器。工程机械设备中指示灯是最常用的指示器，使用时通常和仪表组合在一起。指示器的主要作用是为机械设备的操作人员提供指示信息和提醒功能，从而保证机械设备的正常运行以及相关作业人员的安全。

2 工程机械电气系统的设计方法与步骤

工程机械中电气系统的设计要求十分严格，因为一旦设计不合理，将会对整个机械设备造成安全隐患使得机械设备电器件无法正常的进行工作。因此，在对电气系统进行设计工作时必须充分考虑它的安全性能，并对电器件型号、成本、性能等方面的因素进行综合考虑[3]。机械工程电气系统设计一般分为五个步骤，如图1所示。

图1 电气系统设计步骤

第一步：设计原理图。在电气系统设计工作中，原理图的设计是非常关键的一个步骤，主要包括电器件符号和标志的设计。在对电器将的符号和标志进行设计工作时，必须按照国家的相关标准，采用使用较为普遍的标志和符号代替相应的电器件。除此之外，由于电气系统中电路十分复杂，在进行原理图设计时，通常会将线束中使用的插件和插件孔位进行表示[4]。通常在对整个机械设备的原理图进行设计工作时，应该首先确定各个系统的实际需求再进行合理的构思和绘制。

第二步：成本控制。在电气系统的设计工作中，成本控制是非常重要的一个步骤。首先应该对整体的费用进行初步预算，然后根据机械设备对电气系统的技术要求和机械设备工作的具体环境进行综合考虑，选择出性价比最高的电器配件。例如，3吨重的电气系统，其成本一般控制在4000-5000元之间较为合适。

第三步：选择电器件。在电气系统设计中，常用的电气配件有仪表、蓄电池和灯具。在选购这些电器件时，必须选择符合国家标准的产品，并充分考虑产品的成本及通用性能，然后根据自己的实际需求购买合适的电器件。

第四步：设计线束。在电气系统设计中，对线束的设计十分复杂，是非常关键的一个步骤。在进行线束设计工作时，应该根据整个机械设备的结构进行合理的布局，并充分考虑保护线束的方法。

第五步：设计装备配置。电气系统中装配的设计和线束设计相同，也要根据整个机械设备的结构进行设计。除此之外还要充分考虑设计的合理性。

3 关于工程机械设备中电气系统常见故障的分析

电气系统由大量电器组成，其电路非常复杂。因此，相关作业人员的在对电气系统进行组装工作时很容易出现差错，使得电气系统存在很多方面的故障，最常见的是以下几个方面：

第一种，传感器受损。传感器是电气系统中非常重要的一种配件。传感器的主要功能是可以实现非电信号和点信号之间的转变，一旦传感器不能正常工作，与之相对应的电气控制系统也会出现异常[5]。传感器出现故障的主要表现有电阻失准、工作特性转变、短路和断路三个内容。

第二种，报警灯异常。在电气系统中报警灯出现故障主要表现包括：发电机不能自行发电，通常可采取的解决方法是先启动发动机后将它的转速保持在中速，然后检测报警灯的B+端，使其电压值保持在30V左右，再检测其输出端对地的电压，通常情况下，其正常值为15V，如果低于正常值，则表明发电机或者是存在安全隐患；线束出现异常，解决该问题首先要进行电路检测，然后判断电路是否出现断路，再分析报警灯有没有异常情况。

除此之外，还有保险丝的问题。解决该问题最简单的方法是直接检查保险丝有没有熔断现象。

第三种，机油压力灯异常。电气系统中机油压力过低和压力开关损坏是引起机油压力报警灯发生闪亮故障的主要原因，解决该问题我们通常采取对机油的压力进行测量的方式，如果有异常，需要进行维修工作。另外，线束短路也有可能引起此类故障。解决该问题则需通过检测电阻表，然后观察电阻值，如果阻值为零则表明电路有问题。

4 结束语

综上所述，在工程机械设备的电气系统主要由电源线路、仪表、照明系统和指示器四个部分组成；在进行电气系统设计工作时需要按照设计原理图、成本控制、选择电器件、设计线束、设计装配五个步骤进行；工程机械设备电气系统中常见的故障主要表现在传感器受损、报警灯异常、机油压力报警灯异常三个方面。文章从以上内容进行分析，并对电气系统中常见的故障问题进行归纳和总结，并题出解决方法，以供同行业者借鉴。

参考文献

[1]秦冰.工程机械专业校外实训基地建设的困境及对策[J].黑河学刊，2012，33（01）：52-55.

[2]闫丽娟，孙辉，刘伟，等.行走工程机械液压混合动力技术[J]，吉林大学学报（工学版），2014，19（02）：28-30.

[3]马登成，马登慧，蒋小明，等.基于液压泵DA与马达HA联合控制的工程机械波动载荷抑制及节能[J].中国公路学报，2011，52（01）：34-37.

[4]赵向雷，赵良举，杜长春，等.考虑唇口温度变化时的油封摩擦学性能研究[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2013，47（12）：12-15.

[5]顾丽雅.振兴民族工业争创国产名牌-装载机用加力器技术标准研讨会在渝召开[J].工程机械，2012，44（06）：14-16.endprint