工程机械电气系统故障诊断与检修

工程机械电气系统故障诊断与检修

何俊美 陈红梅

云南交通职业技术学院 昆明 650500

【摘要】当前，工程机械电气系统的发展呈现出明显的自动化与复杂化倾向，工程机械电气系统的故障表现也日益复杂，因此，故障的诊断思路和排除方法，对快速、准确排除故障至关重要。笔者在本文中对工程机械电气系统的常见故障及诊断方式进行了简单总结和浅要分析，旨在为工程机械电气系统检测及维修工作提供参考。

【关键词】工程机械 电气系统 故障

1．工程机械电气系统的组成及特点

工程机械电气系统由电器设备及电子系统两部分组成。工程机械电气设备包括发电机、蓄电池、启动机及各类用电设备。工程机械电子系统则有发动机电子控制燃油喷射系统、电子检测与监控系统、电子功率控制系统、电子控制自动变速器、电子负荷传感系统、电子智能控制系统等。

1.1 工程机械电气设备的特点

工程机械电气设备的组成部分有电源、电气控制装置及用电设备。其中，电源可以是蓄电池或发电机，输出电压多为12V或24V的直流电；用电设备则有起动机、信号、灯光等，为防止各电气设备之间工作互相干扰，在公路工程机械上的主要电气设备一般采用并联的连接方式。同时，工程机械电气设备最明显的特点就是直流、负极搭铁、低压和单线制。

工程机械电气设备中的电路绝大部分属于模拟电路，这类电路的故障表现极为多样化。由于模拟电路信号具有明显的非线性、连续性及容差，又会受到噪声干扰，使得诊断过程变得极其复杂，不仅诊断的难度大、稳定性不佳，诊断的精度也不高。

1.2 工程机械电子系统的特点

与工程机械电气设备相类似，工程机械电子系统采用的一样是低压、直流、单线制，最常见的组成部件有传感器、执行装置及微机控制器。从总体上来说，电子控制系统使用的是数字电路，并且采用了高度集成的模块化结构。

数字电路的状态只有0和1两种，所以，只要将其输入、输出关系的真值表罗列出来，就能够直接、迅速地寻找到其中的原因—结果对应关系。和模拟电路相比，数字电路的故障诊断具备明显的逻辑性、规范性及可监测性。所以，对数字电路的故障诊断理论已经发展的较为成熟，发展速度也非常喜人。截止到目前为止，已经形成了众多的诊断程序，据此研发出的诊断设备也已经投入实际使用之中。

2.电气系统故障分类及常见诊断方法

电气设备发生的故障有的源于自身的问题，有的故障源于外界的因素。对工程机械各种故障进行归纳总结，可以发现，故障原因主要为设备本身故障或线路故障，设备本身故障包括电器元件损坏或调整不当、电源设备损坏等，线路故障主要为电路断路或短路等。

在对发生电气故障的工程机械检修过程中，诊断思路大致是：先进行症状分析，再进行设备检查，确定故障点，最后跟踪并排除故障。进行诊断时要严格采用六诊，即口问、眼看、耳听、鼻闻、手摸、表测的六种诊断方法，简单来讲就是通过问、看、听、闻、摸、测来发现电气设备的异常情况，从而找出故障原因和故障所在的部位。前五诊是凭借人的感官对电气设备故障进行有的放失的诊断，称为感官诊断，后一种的表测则通过万用表检测明确故障部位。

感觉诊断法适用于比较明显的设备异常表现的情况，可以直观的辨识设备出现的问题；而对于不能直观的辨识故障问题，就应当使用仪表检查法对电器元件进行直接检测。同时，机械设备电气系统的故障并不都是完全一样的，既有间歇出现的故障，也有在特定条件下才能呈现出来的故障。在诊断电气系统故障时，可以借助改变条件的方式，来对故障进行查找和诊断，常用的条件改变法有条件附加法与条件去除法。

分段法和跟踪法也是电气系统检修中常用的方法。分段查找法，就是对工程机械电气系统按照结构关系进行划分，将其分成几个部位，并测量各段的电压或电阻，从而快速判断故障的发生点。而跟踪查找法通过步步缩小范围的方式，逐渐找到故障产生的真实部位。在检查电路故障时，可以采用顺查法和逆查法两种方式。

3.工程机械电气系统故障的诊断和排故原则

在熟悉机械故障的特征，掌握电气机械故障诊断的常用方法和手段的前提下，当工程机械电气系统发生故障时，通过故障表现分析故障的可能原因，才能快速、准确的排除故障。总的来说，不同类型及机型的工程机械电气系统设计各不相同，但其基本原理和构成都是相似的。因此，在工程机械电气系统出现故障时，维修人员必须有清晰的故障处理思路：调查故障现场→确认故障现象→分析故障原因→指定故障诊断及检测方案→根据方案检测电器元件及电路→分析检测数据并确定故障点→排除故障。在检修过程中，应充分掌握故障信息，做到“多动脑，慎动手”避免故障的扩大化。此外，在检修工作中，根据所掌握故障信息及故障的复杂程度，可列出故障部位的全部疑点，并通过技术资料，如电气控制原理图、装配图等，以此为基础分析故障原因，制定合理的排除故障的方案，思路要开阔，不应将故障局限于系统的某一部分。

工程机械电气系统检修中应采用先简单，后复杂的方法。一是检修故障要先用最简单易行的方法去处理，再用复杂、精确的方法。二是排除故障时，先排除直观、显而易见、简单常见的故障，后排除难度较高，没有处理过的疑难故障。

先外部检查，后内部处理。外部是指暴露在电气设备外壳或密封件外部的各种开关、按钮、插口及指示灯。内部是指在电气设备外壳或密封件内部的电路板、元器件及各种连接导线。先外部调试，后内部处理，就是在不拆卸电气设备的情况下，利用电气设备面板上的开关、旋钮、按钮等调试检查，压缩放障范围。

先静态测试，后动态测量“静态”是指发生故障后，在不通电的情况下，对电气设备进行检修;“动态”是指通电后对电气设备的检修。许多电气设备发生故障检修时，不能立即通电，如果通电的话，会人为扩大故障范围，烧毁更多的元器件，造成不必要的损失。因此，在故障机通电前，先进行电阻的测量，采取必要的措施后，才通电检修。

先检修通病，后攻疑难杂症 电气设备经常容易产生相同类型的故障就是“通病”。由于通病比较常见，积累的经验较丰富，因此可以快速地排除，这样可以集中精力和时间排除比较少见、难度高、古怪的疑难杂症，简化步骤，缩小范围，有的放矢，提高检修速度。

综上所述，工程机械电气系统是集数字化、智能化和专业化为一体的设备，其故障诊断与维修工作较复杂，因此，要求维修人员在掌握相关理论知识的同时，还需有丰富的实践经验。在弄清楚各电器设备的结构与运行机能的前提下，在处理故障问题时善于按照电器设备运行原理进行故障分析与判断，才能进一步地进行针对性地故障检测和排除，行之有效地解决故障问题，且达到举一反三的效果。

4.总结

笔者在本文中列举了工程机械电气系统故障诊断与检修的多种方式，每一种方式都有其优势及应用条件。当电气系统发生故障时，要根据实际情况，制定合理的排故方案，采取可行的检测方法，才能快速处理故障，保证工程机械电气系统快速恢复运转。

【参考文献】

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基金项目：基于“三教”的《工程机械电气系统检修》课改与实践（2019SK006）