淺析工程機械電氣系統設計和常見故障分析的方法

姜蘭蘭

摘 要：社會經濟的迅猛發展，推動了工程項目建設的前進步伐。因此，在項目建設中逐漸提高了對電氣系統設備的要求。文章通過結合實際，介紹了工程機械電氣系統的組成部分、設計方法與步驟。同時，文章還指出了電氣系統的常見故障，對其解決辦法進行了認真分析，可為工程機械電氣系統故障的檢修提供參考。

關鍵詞：工程機械；電氣系統；常見故障；分析方法

前言

工程機械在我國制造業中發展較為迅速，且相對平穩，市場前景和經濟效益都十分可觀。電氣系統就好比是工程機械的“神經網絡”，對整個工程機械發揮著重要作用。因此，在整個工程機械設計工作中，最重要的是對電氣系統進行設計。文章一方面闡述了電氣系統的設計方法，另一方面對電氣系統經常出現的故障及解決方法進行了總結分析。

1 電氣系統的組成部分

電氣系統按照功能，可大致分為電源電路、儀表和傳感器、照明系統、指示器四個部分。以下對每個部分進行的基本介紹[1]。

1.1 電源線路。文章以工程機械中最常見的單線制直流電氣系統作為研究對象，以工作時的電壓為標準進行劃分，主要分為兩種，即12V和24V。直流電源主要由電源總開關、發電機、蓄電池、起動機等部件組成。

1.2 儀表。工程機械設備中最常用的儀表主要包括冷卻液溫度表、電壓表、傳感器和變矩器油溫表等幾大類型。對儀表的要求主要是根據機械設備的不同而進行選擇的，比如，有些工程機械設備還配有車速表、轉速表以及相應的傳感器，屬于定位高端的工程機械設備[2]。

1.3 照明系統。常見的照明系統一般由前組合燈、工作燈、報警燈和后組合燈等部件組成。當工程機械設備在運行過程中出現某種障礙時必須由照明系統來提供信號和報警指示，除此之外，照明系統還具有照明的作用，特別是機械設備在夜間工作時尤為需要。

1.4 指示器。工程機械設備中指示燈是最常用的指示器，使用時通常和儀表組合在一起。指示器的主要作用是為機械設備的操作人員提供指示信息和提醒功能，從而保證機械設備的正常運行以及相關作業人員的安全。

2 工程機械電氣系統的設計方法與步驟

工程機械中電氣系統的設計要求十分嚴格，因為一旦設計不合理，將會對整個機械設備造成安全隱患使得機械設備電器件無法正常的進行工作。因此，在對電氣系統進行設計工作時必須充分考慮它的安全性能，并對電器件型號、成本、性能等方面的因素進行綜合考慮[3]。機械工程電氣系統設計一般分為五個步驟，如圖1所示。

圖1 電氣系統設計步驟

第一步：設計原理圖。在電氣系統設計工作中，原理圖的設計是非常關鍵的一個步驟，主要包括電器件符號和標志的設計。在對電器將的符號和標志進行設計工作時，必須按照國家的相關標準，采用使用較為普遍的標志和符號代替相應的電器件。除此之外，由于電氣系統中電路十分復雜，在進行原理圖設計時，通常會將線束中使用的插件和插件孔位進行表示[4]。通常在對整個機械設備的原理圖進行設計工作時，應該首先確定各個系統的實際需求再進行合理的構思和繪制。

第二步：成本控制。在電氣系統的設計工作中，成本控制是非常重要的一個步驟。首先應該對整體的費用進行初步預算，然后根據機械設備對電氣系統的技術要求和機械設備工作的具體環境進行綜合考慮，選擇出性價比最高的電器配件。例如，3噸重的電氣系統，其成本一般控制在4000-5000元之間較為合適。

第三步：選擇電器件。在電氣系統設計中，常用的電氣配件有儀表、蓄電池和燈具。在選購這些電器件時，必須選擇符合國家標準的產品，并充分考慮產品的成本及通用性能，然后根據自己的實際需求購買合適的電器件。

第四步：設計線束。在電氣系統設計中，對線束的設計十分復雜，是非常關鍵的一個步驟。在進行線束設計工作時，應該根據整個機械設備的結構進行合理的布局，并充分考慮保護線束的方法。

第五步：設計裝備配置。電氣系統中裝配的設計和線束設計相同，也要根據整個機械設備的結構進行設計。除此之外還要充分考慮設計的合理性。

3 關于工程機械設備中電氣系統常見故障的分析

電氣系統由大量電器組成，其電路非常復雜。因此，相關作業人員的在對電氣系統進行組裝工作時很容易出現差錯，使得電氣系統存在很多方面的故障，最常見的是以下幾個方面：

第一種，傳感器受損。傳感器是電氣系統中非常重要的一種配件。傳感器的主要功能是可以實現非電信號和點信號之間的轉變，一旦傳感器不能正常工作，與之相對應的電氣控制系統也會出現異常[5]。傳感器出現故障的主要表現有電阻失準、工作特性轉變、短路和斷路三個內容。

第二種，報警燈異常。在電氣系統中報警燈出現故障主要表現包括：發電機不能自行發電，通常可采取的解決方法是先啟動發動機后將它的轉速保持在中速，然后檢測報警燈的B+端，使其電壓值保持在30V左右，再檢測其輸出端對地的電壓，通常情況下，其正常值為15V，如果低于正常值，則表明發電機或者是存在安全隱患；線束出現異常，解決該問題首先要進行電路檢測，然后判斷電路是否出現斷路，再分析報警燈有沒有異常情況。

除此之外，還有保險絲的問題。解決該問題最簡單的方法是直接檢查保險絲有沒有熔斷現象。

第三種，機油壓力燈異常。電氣系統中機油壓力過低和壓力開關損壞是引起機油壓力報警燈發生閃亮故障的主要原因，解決該問題我們通常采取對機油的壓力進行測量的方式，如果有異常，需要進行維修工作。另外，線束短路也有可能引起此類故障。解決該問題則需通過檢測電阻表，然后觀察電阻值，如果阻值為零則表明電路有問題。

4 結束語

綜上所述，在工程機械設備的電氣系統主要由電源線路、儀表、照明系統和指示器四個部分組成；在進行電氣系統設計工作時需要按照設計原理圖、成本控制、選擇電器件、設計線束、設計裝配五個步驟進行；工程機械設備電氣系統中常見的故障主要表現在傳感器受損、報警燈異常、機油壓力報警燈異常三個方面。文章從以上內容進行分析，并對電氣系統中常見的故障問題進行歸納和總結，并題出解決方法，以供同行業者借鑒。

參考文獻

[1]秦冰.工程機械專業校外實訓基地建設的困境及對策[J].黑河學刊，2012，33（01）：52-55.

[2]閆麗娟，孫輝，劉偉，等.行走工程機械液壓混合動力技術[J]，吉林大學學報（工學版），2014，19（02）：28-30.

[3]馬登成，馬登慧，蔣小明，等.基于液壓泵DA與馬達HA聯合控制的工程機械波動載荷抑制及節能[J].中國公路學報，2011，52（01）：34-37.

[4]趙向雷，趙良舉，杜長春，等.考慮唇口溫度變化時的油封摩擦學性能研究[J].合肥工業大學學報（自然科學版），2013，47（12）：12-15.

[5]顧麗雅.振興民族工業爭創國產名牌-裝載機用加力器技術標準研討會在渝召開[J].工程機械，2012，44（06）：14-16.endprint

摘 要：社會經濟的迅猛發展，推動了工程項目建設的前進步伐。因此，在項目建設中逐漸提高了對電氣系統設備的要求。文章通過結合實際，介紹了工程機械電氣系統的組成部分、設計方法與步驟。同時，文章還指出了電氣系統的常見故障，對其解決辦法進行了認真分析，可為工程機械電氣系統故障的檢修提供參考。

關鍵詞：工程機械；電氣系統；常見故障；分析方法

前言

工程機械在我國制造業中發展較為迅速，且相對平穩，市場前景和經濟效益都十分可觀。電氣系統就好比是工程機械的“神經網絡”，對整個工程機械發揮著重要作用。因此，在整個工程機械設計工作中，最重要的是對電氣系統進行設計。文章一方面闡述了電氣系統的設計方法，另一方面對電氣系統經常出現的故障及解決方法進行了總結分析。

1 電氣系統的組成部分

電氣系統按照功能，可大致分為電源電路、儀表和傳感器、照明系統、指示器四個部分。以下對每個部分進行的基本介紹[1]。

1.1 電源線路。文章以工程機械中最常見的單線制直流電氣系統作為研究對象，以工作時的電壓為標準進行劃分，主要分為兩種，即12V和24V。直流電源主要由電源總開關、發電機、蓄電池、起動機等部件組成。

1.2 儀表。工程機械設備中最常用的儀表主要包括冷卻液溫度表、電壓表、傳感器和變矩器油溫表等幾大類型。對儀表的要求主要是根據機械設備的不同而進行選擇的，比如，有些工程機械設備還配有車速表、轉速表以及相應的傳感器，屬于定位高端的工程機械設備[2]。

1.3 照明系統。常見的照明系統一般由前組合燈、工作燈、報警燈和后組合燈等部件組成。當工程機械設備在運行過程中出現某種障礙時必須由照明系統來提供信號和報警指示，除此之外，照明系統還具有照明的作用，特別是機械設備在夜間工作時尤為需要。

1.4 指示器。工程機械設備中指示燈是最常用的指示器，使用時通常和儀表組合在一起。指示器的主要作用是為機械設備的操作人員提供指示信息和提醒功能，從而保證機械設備的正常運行以及相關作業人員的安全。

2 工程機械電氣系統的設計方法與步驟

工程機械中電氣系統的設計要求十分嚴格，因為一旦設計不合理，將會對整個機械設備造成安全隱患使得機械設備電器件無法正常的進行工作。因此，在對電氣系統進行設計工作時必須充分考慮它的安全性能，并對電器件型號、成本、性能等方面的因素進行綜合考慮[3]。機械工程電氣系統設計一般分為五個步驟，如圖1所示。

圖1 電氣系統設計步驟

第一步：設計原理圖。在電氣系統設計工作中，原理圖的設計是非常關鍵的一個步驟，主要包括電器件符號和標志的設計。在對電器將的符號和標志進行設計工作時，必須按照國家的相關標準，采用使用較為普遍的標志和符號代替相應的電器件。除此之外，由于電氣系統中電路十分復雜，在進行原理圖設計時，通常會將線束中使用的插件和插件孔位進行表示[4]。通常在對整個機械設備的原理圖進行設計工作時，應該首先確定各個系統的實際需求再進行合理的構思和繪制。

第二步：成本控制。在電氣系統的設計工作中，成本控制是非常重要的一個步驟。首先應該對整體的費用進行初步預算，然后根據機械設備對電氣系統的技術要求和機械設備工作的具體環境進行綜合考慮，選擇出性價比最高的電器配件。例如，3噸重的電氣系統，其成本一般控制在4000-5000元之間較為合適。

第三步：選擇電器件。在電氣系統設計中，常用的電氣配件有儀表、蓄電池和燈具。在選購這些電器件時，必須選擇符合國家標準的產品，并充分考慮產品的成本及通用性能，然后根據自己的實際需求購買合適的電器件。

第四步：設計線束。在電氣系統設計中，對線束的設計十分復雜，是非常關鍵的一個步驟。在進行線束設計工作時，應該根據整個機械設備的結構進行合理的布局，并充分考慮保護線束的方法。

第五步：設計裝備配置。電氣系統中裝配的設計和線束設計相同，也要根據整個機械設備的結構進行設計。除此之外還要充分考慮設計的合理性。

3 關于工程機械設備中電氣系統常見故障的分析

電氣系統由大量電器組成，其電路非常復雜。因此，相關作業人員的在對電氣系統進行組裝工作時很容易出現差錯，使得電氣系統存在很多方面的故障，最常見的是以下幾個方面：

第一種，傳感器受損。傳感器是電氣系統中非常重要的一種配件。傳感器的主要功能是可以實現非電信號和點信號之間的轉變，一旦傳感器不能正常工作，與之相對應的電氣控制系統也會出現異常[5]。傳感器出現故障的主要表現有電阻失準、工作特性轉變、短路和斷路三個內容。

第二種，報警燈異常。在電氣系統中報警燈出現故障主要表現包括：發電機不能自行發電，通常可采取的解決方法是先啟動發動機后將它的轉速保持在中速，然后檢測報警燈的B+端，使其電壓值保持在30V左右，再檢測其輸出端對地的電壓，通常情況下，其正常值為15V，如果低于正常值，則表明發電機或者是存在安全隱患；線束出現異常，解決該問題首先要進行電路檢測，然后判斷電路是否出現斷路，再分析報警燈有沒有異常情況。

除此之外，還有保險絲的問題。解決該問題最簡單的方法是直接檢查保險絲有沒有熔斷現象。

第三種，機油壓力燈異常。電氣系統中機油壓力過低和壓力開關損壞是引起機油壓力報警燈發生閃亮故障的主要原因，解決該問題我們通常采取對機油的壓力進行測量的方式，如果有異常，需要進行維修工作。另外，線束短路也有可能引起此類故障。解決該問題則需通過檢測電阻表，然后觀察電阻值，如果阻值為零則表明電路有問題。

4 結束語

綜上所述，在工程機械設備的電氣系統主要由電源線路、儀表、照明系統和指示器四個部分組成；在進行電氣系統設計工作時需要按照設計原理圖、成本控制、選擇電器件、設計線束、設計裝配五個步驟進行；工程機械設備電氣系統中常見的故障主要表現在傳感器受損、報警燈異常、機油壓力報警燈異常三個方面。文章從以上內容進行分析，并對電氣系統中常見的故障問題進行歸納和總結，并題出解決方法，以供同行業者借鑒。

參考文獻

[1]秦冰.工程機械專業校外實訓基地建設的困境及對策[J].黑河學刊，2012，33（01）：52-55.

[2]閆麗娟，孫輝，劉偉，等.行走工程機械液壓混合動力技術[J]，吉林大學學報（工學版），2014，19（02）：28-30.

[3]馬登成，馬登慧，蔣小明，等.基于液壓泵DA與馬達HA聯合控制的工程機械波動載荷抑制及節能[J].中國公路學報，2011，52（01）：34-37.

[4]趙向雷，趙良舉，杜長春，等.考慮唇口溫度變化時的油封摩擦學性能研究[J].合肥工業大學學報（自然科學版），2013，47（12）：12-15.

[5]顧麗雅.振興民族工業爭創國產名牌-裝載機用加力器技術標準研討會在渝召開[J].工程機械，2012，44（06）：14-16.endprint

摘 要：社會經濟的迅猛發展，推動了工程項目建設的前進步伐。因此，在項目建設中逐漸提高了對電氣系統設備的要求。文章通過結合實際，介紹了工程機械電氣系統的組成部分、設計方法與步驟。同時，文章還指出了電氣系統的常見故障，對其解決辦法進行了認真分析，可為工程機械電氣系統故障的檢修提供參考。

關鍵詞：工程機械；電氣系統；常見故障；分析方法

前言

工程機械在我國制造業中發展較為迅速，且相對平穩，市場前景和經濟效益都十分可觀。電氣系統就好比是工程機械的“神經網絡”，對整個工程機械發揮著重要作用。因此，在整個工程機械設計工作中，最重要的是對電氣系統進行設計。文章一方面闡述了電氣系統的設計方法，另一方面對電氣系統經常出現的故障及解決方法進行了總結分析。

1 電氣系統的組成部分

電氣系統按照功能，可大致分為電源電路、儀表和傳感器、照明系統、指示器四個部分。以下對每個部分進行的基本介紹[1]。

1.1 電源線路。文章以工程機械中最常見的單線制直流電氣系統作為研究對象，以工作時的電壓為標準進行劃分，主要分為兩種，即12V和24V。直流電源主要由電源總開關、發電機、蓄電池、起動機等部件組成。

1.2 儀表。工程機械設備中最常用的儀表主要包括冷卻液溫度表、電壓表、傳感器和變矩器油溫表等幾大類型。對儀表的要求主要是根據機械設備的不同而進行選擇的，比如，有些工程機械設備還配有車速表、轉速表以及相應的傳感器，屬于定位高端的工程機械設備[2]。

1.3 照明系統。常見的照明系統一般由前組合燈、工作燈、報警燈和后組合燈等部件組成。當工程機械設備在運行過程中出現某種障礙時必須由照明系統來提供信號和報警指示，除此之外，照明系統還具有照明的作用，特別是機械設備在夜間工作時尤為需要。

1.4 指示器。工程機械設備中指示燈是最常用的指示器，使用時通常和儀表組合在一起。指示器的主要作用是為機械設備的操作人員提供指示信息和提醒功能，從而保證機械設備的正常運行以及相關作業人員的安全。

2 工程機械電氣系統的設計方法與步驟

工程機械中電氣系統的設計要求十分嚴格，因為一旦設計不合理，將會對整個機械設備造成安全隱患使得機械設備電器件無法正常的進行工作。因此，在對電氣系統進行設計工作時必須充分考慮它的安全性能，并對電器件型號、成本、性能等方面的因素進行綜合考慮[3]。機械工程電氣系統設計一般分為五個步驟，如圖1所示。

圖1 電氣系統設計步驟

第一步：設計原理圖。在電氣系統設計工作中，原理圖的設計是非常關鍵的一個步驟，主要包括電器件符號和標志的設計。在對電器將的符號和標志進行設計工作時，必須按照國家的相關標準，采用使用較為普遍的標志和符號代替相應的電器件。除此之外，由于電氣系統中電路十分復雜，在進行原理圖設計時，通常會將線束中使用的插件和插件孔位進行表示[4]。通常在對整個機械設備的原理圖進行設計工作時，應該首先確定各個系統的實際需求再進行合理的構思和繪制。

第二步：成本控制。在電氣系統的設計工作中，成本控制是非常重要的一個步驟。首先應該對整體的費用進行初步預算，然后根據機械設備對電氣系統的技術要求和機械設備工作的具體環境進行綜合考慮，選擇出性價比最高的電器配件。例如，3噸重的電氣系統，其成本一般控制在4000-5000元之間較為合適。

第三步：選擇電器件。在電氣系統設計中，常用的電氣配件有儀表、蓄電池和燈具。在選購這些電器件時，必須選擇符合國家標準的產品，并充分考慮產品的成本及通用性能，然后根據自己的實際需求購買合適的電器件。

第四步：設計線束。在電氣系統設計中，對線束的設計十分復雜，是非常關鍵的一個步驟。在進行線束設計工作時，應該根據整個機械設備的結構進行合理的布局，并充分考慮保護線束的方法。

第五步：設計裝備配置。電氣系統中裝配的設計和線束設計相同，也要根據整個機械設備的結構進行設計。除此之外還要充分考慮設計的合理性。

3 關于工程機械設備中電氣系統常見故障的分析

電氣系統由大量電器組成，其電路非常復雜。因此，相關作業人員的在對電氣系統進行組裝工作時很容易出現差錯，使得電氣系統存在很多方面的故障，最常見的是以下幾個方面：

第一種，傳感器受損。傳感器是電氣系統中非常重要的一種配件。傳感器的主要功能是可以實現非電信號和點信號之間的轉變，一旦傳感器不能正常工作，與之相對應的電氣控制系統也會出現異常[5]。傳感器出現故障的主要表現有電阻失準、工作特性轉變、短路和斷路三個內容。

第二種，報警燈異常。在電氣系統中報警燈出現故障主要表現包括：發電機不能自行發電，通常可采取的解決方法是先啟動發動機后將它的轉速保持在中速，然后檢測報警燈的B+端，使其電壓值保持在30V左右，再檢測其輸出端對地的電壓，通常情況下，其正常值為15V，如果低于正常值，則表明發電機或者是存在安全隱患；線束出現異常，解決該問題首先要進行電路檢測，然后判斷電路是否出現斷路，再分析報警燈有沒有異常情況。

除此之外，還有保險絲的問題。解決該問題最簡單的方法是直接檢查保險絲有沒有熔斷現象。

第三種，機油壓力燈異常。電氣系統中機油壓力過低和壓力開關損壞是引起機油壓力報警燈發生閃亮故障的主要原因，解決該問題我們通常采取對機油的壓力進行測量的方式，如果有異常，需要進行維修工作。另外，線束短路也有可能引起此類故障。解決該問題則需通過檢測電阻表，然后觀察電阻值，如果阻值為零則表明電路有問題。

4 結束語

綜上所述，在工程機械設備的電氣系統主要由電源線路、儀表、照明系統和指示器四個部分組成；在進行電氣系統設計工作時需要按照設計原理圖、成本控制、選擇電器件、設計線束、設計裝配五個步驟進行；工程機械設備電氣系統中常見的故障主要表現在傳感器受損、報警燈異常、機油壓力報警燈異常三個方面。文章從以上內容進行分析，并對電氣系統中常見的故障問題進行歸納和總結，并題出解決方法，以供同行業者借鑒。

參考文獻

[1]秦冰.工程機械專業校外實訓基地建設的困境及對策[J].黑河學刊，2012，33（01）：52-55.

[2]閆麗娟，孫輝，劉偉，等.行走工程機械液壓混合動力技術[J]，吉林大學學報（工學版），2014，19（02）：28-30.

[3]馬登成，馬登慧，蔣小明，等.基于液壓泵DA與馬達HA聯合控制的工程機械波動載荷抑制及節能[J].中國公路學報，2011，52（01）：34-37.

[4]趙向雷，趙良舉，杜長春，等.考慮唇口溫度變化時的油封摩擦學性能研究[J].合肥工業大學學報（自然科學版），2013，47（12）：12-15.

[5]顧麗雅.振興民族工業爭創國產名牌-裝載機用加力器技術標準研討會在渝召開[J].工程機械，2012，44（06）：14-16.endprint