農(nóng)用挖掘機的電氣系統(tǒng)分析

摘要：農(nóng)用挖掘機是農(nóng)業(yè)設(shè)備中不可或缺的機械，本文通過對挖掘機工作情況的研究，從實用性出發(fā)，對挖掘機電氣系統(tǒng)進行了分析。并通過比例閥的應用，使節(jié)能效果得到大幅顯現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)用挖掘機；電氣化；節(jié)能

中圖分類號： S222.5+5 文獻標識碼： A 文章編號： 1674-0432（2013）-14-59-1

0 引言

隨著農(nóng)業(yè)新型合作社的蓬勃發(fā)展，原有的生產(chǎn)力已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需要，農(nóng)業(yè)機械的批量應用已經(jīng)成為大勢所趨，而農(nóng)用挖掘機因其用途廣、可操作性強等特點成為農(nóng)機設(shè)備中不可或缺的重要生產(chǎn)工具。國產(chǎn)挖掘機以其優(yōu)異的性價比，近幾年在市場中所占比例越來越大。筆者選取其中優(yōu)秀型號泰山嘉和-JH90，通過對整機性能的全面分析，通過合理電氣化改造，使挖掘機操控性能大幅提升，節(jié)能效果大幅體現(xiàn)。

1 農(nóng)用液壓挖掘機的基本構(gòu)造及功能

農(nóng)用液壓挖掘機結(jié)構(gòu)主要是由發(fā)動機、液壓系統(tǒng)、工作裝置、行走裝置等部分組成。主要功能部件有：鏟斗缸、斗桿缸、動臂缸、回轉(zhuǎn)馬達、冷卻器、濾油器、油箱、液壓泵、組合閥、中央回轉(zhuǎn)接頭、回轉(zhuǎn)制動閥、行走馬達。

挖掘機是通過柴油機把柴油的化學能轉(zhuǎn)化為機械能，由液壓柱塞泵把機械能轉(zhuǎn)換成液壓能，通過液壓系統(tǒng)把液壓能分配到各執(zhí)行元件，由各執(zhí)行元件再把液壓能轉(zhuǎn)化為機械能，實現(xiàn)工作裝置的運動、回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)運動、整機的行走運動。

2 農(nóng)用挖掘機電氣系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

如果將挖掘機比作是人體的話，那電氣部分就相當于神經(jīng)，我們通過電器激活發(fā)動機，通過傳感器了解發(fā)動機的工作狀況（水溫、轉(zhuǎn)速、機油壓力），通過比例閥節(jié)約能源，通過空調(diào)、音響等設(shè)備降低工作的枯燥程度。相應的，挖掘機電氣系統(tǒng)也就由這幾部分組成。電氣原理圖如下圖：

挖掘機電氣原理

2.1 挖掘機電源部分

（1）電瓶：由發(fā)動機電壓以及起動機功率決定。（2）發(fā)電機：一般發(fā)動機自帶，由于發(fā)電機發(fā)出的電壓為交流電，所以需要通過整流來改為直流電。（3）電磁總開關(guān)、繼電器等輔助元件，這類元件實質(zhì)是在起動過程中防止過大電流對發(fā)動機的沖擊，增加起動機的使用壽命。

2.2 發(fā)動機電氣部分

（1）起動機：起動機又叫馬達，它將蓄電池的電能轉(zhuǎn)化為機械能，驅(qū)動發(fā)動機飛輪旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)發(fā)動機的啟動。（2）電熄火：為了方便操作，在JH-90上面又添加了電熄火，通過對熄火電磁閥的控制，實現(xiàn)直接熄火。

2.3 照明及音響部分

通過大臂與車架上的照明燈（12V55W、24V70W）方便夜間工作，高品質(zhì)的多功能收錄機為操作者帶來樂趣。

2.4 空調(diào)調(diào)節(jié)裝置

挖掘機的空調(diào)由空壓機、冷凝器、干燥瓶（儲液罐）以及蒸發(fā)箱構(gòu)成，它通過空壓機做功，將冷媒壓縮經(jīng)冷凝器至干燥瓶，由膨脹閥在蒸發(fā)箱中噴出，達到制冷效果，根據(jù)實際測量，可有效降低駕駛室內(nèi)溫度15℃。

3 電氣系統(tǒng)的作用

發(fā)動機水溫（冷卻液）溫度太高，直接影響發(fā)動機的性能。而機油壓力過低，會直接導致無法正常工作，過高就有可能爆管。液壓油隨著溫度的變化品質(zhì)將會發(fā)生巨大的變化，尤其是當油溫超過85℃以后，將嚴重影響挖掘機的效率，并對油缸等部件造成大的損傷。轉(zhuǎn)速只可以直接指導操作者工作，一般工作時轉(zhuǎn)速保持在1700～2000轉(zhuǎn)/分鐘。

儀表主要通過安裝在挖掘機各部件上的傳感器采集信號，經(jīng)過儀表本身采集系統(tǒng)或控制器的處理，轉(zhuǎn)換為圖象或指示燈（發(fā)光二極管），完成模擬量和開關(guān)量的顯示及報警，以便駕駛員在第一時間做出反應，避免造成大的損失。

4 挖掘機的節(jié)能

液壓挖掘機在作業(yè)中速度與負載是成反比的，就是流量和泵的輸出壓力乘積是一個不變量，泵的輸出功率恒定或近似恒定。

在發(fā)動機最低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，全部操作閥都在中位時，挖掘機發(fā)動機上的轉(zhuǎn)數(shù)傳感器把發(fā)動機的轉(zhuǎn)動數(shù)據(jù)提供給控制器，控制器根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)給定比例閥一個固定的電流值。外控壓力油經(jīng)過比例減壓閥作用在調(diào)節(jié)器內(nèi)伺服補償器活塞的小端面上，使活塞向右移動來推動連桿也向右移動，達到開口狀態(tài)，另一路外控壓力油通過比例減壓閥上的兩個單向閥后，進入調(diào)節(jié)器內(nèi)的孔道，這股外控壓力油經(jīng)閥桿控制邊流向伺服活塞的大端，伺服變量活塞在壓力油的作用下向小端方向移動，使斜盤的傾角最?。愣龋?，來減少發(fā)動機的負荷，這樣就可防止不必要的能源消耗。

作者簡介：吳乃剛，男，山東泰安人，就職于泰安市農(nóng)業(yè)機械科學研究所，研究方向：農(nóng)業(yè)機械電氣信息與自動化。