工程機(jī)械全車電氣系統(tǒng)模擬試驗(yàn)臺(tái)的研制

張正華 楊長(zhǎng)征 吳永健

摘 要：參照常林956裝載機(jī)的全車電氣系統(tǒng)，研制了適合其工作原理演示和故障診斷的模擬試驗(yàn)臺(tái)，根據(jù)教學(xué)演示和故障排除練習(xí)的要求，設(shè)計(jì)了翻轉(zhuǎn)式試驗(yàn)臺(tái)；同時(shí)將原來(lái)的壓力傳感器等信號(hào)源替換為清潔環(huán)保的壓縮氣體。該試驗(yàn)臺(tái)的研制滿足了工程機(jī)械使用與維修培訓(xùn)的硬件需求，實(shí)現(xiàn)了電氣系統(tǒng)原理學(xué)習(xí)和故障維修練習(xí)的有機(jī)統(tǒng)一，提高了維修人員的學(xué)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械；電氣系統(tǒng)；裝載機(jī)；試驗(yàn)臺(tái)

中圖分類號(hào)：U415.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.07.002

1 概述

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)程的加快，各類工程建設(shè)施工中的機(jī)械電氣設(shè)備越來(lái)越多。工程機(jī)械電氣設(shè)備的質(zhì)量在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用越發(fā)突出，我國(guó)工程機(jī)械目前的市場(chǎng)保有量連續(xù)破新高，已超過(guò)700萬(wàn)臺(tái)，工程機(jī)械的售后服務(wù)水平迫切需要提高，尤其是電氣系統(tǒng)的故障診斷與維修，直接影響了設(shè)備的使用壽命和工作效率。

2 試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)

工程機(jī)械行業(yè)的發(fā)展急需大量合格的高素質(zhì)的服務(wù)人才，而目前工程機(jī)械類專業(yè)建設(shè)與其他交通類專業(yè)相比，存在硬件設(shè)施，特別是實(shí)訓(xùn)設(shè)施較少和落后的弊端。針對(duì)工程機(jī)械結(jié)構(gòu)龐大，電器元件隱蔽分散的特點(diǎn)，難以實(shí)現(xiàn)整機(jī)電器元件的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物培訓(xùn)，工程機(jī)械整車電氣系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái)，可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的直接實(shí)驗(yàn)的目的，滿足工程機(jī)械電氣系統(tǒng)模擬培訓(xùn)的要求。該裝載機(jī)全車電氣系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)具有以下學(xué)習(xí)功能：

完成956裝載機(jī)整車電路的學(xué)習(xí)：全車電路的學(xué)習(xí)是工程服務(wù)人員理解整車電氣系統(tǒng)和進(jìn)行電氣故障維修的基礎(chǔ)，本試驗(yàn)臺(tái)真實(shí)模擬了常林956裝載機(jī)的全車電路，學(xué)員可在本試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行全車電器的連線練習(xí)，對(duì)照整車電路，理解各用電設(shè)備間相互連接關(guān)系。

完成電氣故障排除的學(xué)習(xí)：工程機(jī)械設(shè)備具有單價(jià)高，設(shè)備體型大，實(shí)車運(yùn)行耗費(fèi)高，整車電器元件分散且不方便維修等特點(diǎn)。本試驗(yàn)臺(tái)的研制可克服以上困難，把工程機(jī)械電氣故障排除的學(xué)習(xí)移到試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，可讓學(xué)員交互完成工程機(jī)械常見故障的設(shè)置和故障的排除練習(xí)，既練習(xí)了本領(lǐng)，又節(jié)約了開支，學(xué)習(xí)環(huán)境也較實(shí)車更好。

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)臺(tái)以工程機(jī)械行業(yè)最具有代表性的裝載機(jī)為例，以我院“常林班”校企合作資源為條件，設(shè)計(jì)956裝載機(jī)電氣系統(tǒng)仿真試驗(yàn)臺(tái)，系統(tǒng)包括裝載機(jī)全車電器元件、臺(tái)架、面板及全車電路總成等，如表1所示。

2.2 臺(tái)架設(shè)計(jì)與部件安裝

為方便學(xué)生理解裝載機(jī)電氣線路的走向和電器元件間的相互關(guān)系，試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)成了翻轉(zhuǎn)式。通過(guò)鉸鏈連接和銷軸配合，可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)臺(tái)水平和豎直兩種狀態(tài)演示，對(duì)學(xué)員在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行練習(xí)和故障診斷提供了便利。

部件采用支架固定，螺栓連接的方式。運(yùn)動(dòng)件包括起動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)，采用有機(jī)玻璃封閉起來(lái)，既保證工作時(shí)的安全，又方便學(xué)員觀察。試驗(yàn)臺(tái)線束的布局包括整車電氣系統(tǒng)線束圖上的所有內(nèi)容，導(dǎo)線規(guī)格參考JB/T8139-1999公路車輛用低壓電纜（電線）的國(guó)家機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，線號(hào)與系統(tǒng)電路圖上所注一致，顏色除搭鐵線為黑色外，其他設(shè)備所用線根據(jù)需要進(jìn)行選擇。

試驗(yàn)臺(tái)線束設(shè)計(jì)與常林956實(shí)車基本一致，由于電器元件搭鐵方式無(wú)法通過(guò)車體，所以搭鐵線路設(shè)計(jì)較實(shí)車復(fù)雜，搭鐵線布置于臺(tái)架下方，避免了臺(tái)面線束雜亂和搭鐵不良，方便故障設(shè)置和維修。

3 故障分析

電器設(shè)備常見的故障有傳感器故障，充電報(bào)警燈、轉(zhuǎn)向信號(hào)和機(jī)油壓力報(bào)警燈發(fā)生故障等，系統(tǒng)常見故障車輛無(wú)法啟動(dòng)，整車無(wú)電等。電氣故障診斷原則遵循從易到難、由外到里的順序逐個(gè)排除。以下以常見的兩種電氣故障在試驗(yàn)臺(tái)上的排除過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。

3.1 信號(hào)系統(tǒng)故障排除

信號(hào)系統(tǒng)常見的故障有轉(zhuǎn)向信號(hào)和電喇叭等的故障，以本試驗(yàn)設(shè)置轉(zhuǎn)向燈不亮為例，學(xué)員故障診斷步驟見圖1。

3.2 啟動(dòng)系統(tǒng)

本試驗(yàn)臺(tái)可對(duì)整車系統(tǒng)故障排除進(jìn)行模擬，以啟動(dòng)系統(tǒng)為例，原理如圖2所示。預(yù)設(shè)故障案例起動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。

故障排除方法為，首先接通試驗(yàn)臺(tái)前照燈，若燈亮說(shuō)明電源系統(tǒng)無(wú)故障，進(jìn)行第二步檢查，否則檢查電源系統(tǒng)；第二步，故障可能在起動(dòng)機(jī)、電磁開關(guān)或外部電路中，可用跨接線短接兩個(gè)主接線柱，若起動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，則電動(dòng)機(jī)有故障，若起動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)正常，則說(shuō)明電磁開關(guān)或控制電路有故障。最后，若確定是電動(dòng)機(jī)或控制系統(tǒng)故障，則進(jìn)行進(jìn)一步檢修或更換。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著工程機(jī)械自動(dòng)控制的發(fā)展，工程機(jī)械上電器元件越來(lái)越豐富，維修難度也越來(lái)越大，這就為后續(xù)的工程機(jī)械維修服務(wù)提出了更高的要求，單純依靠經(jīng)驗(yàn)和口手相傳的服務(wù)人員培訓(xùn)方式，已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代工程機(jī)械維修人員的培養(yǎng)，工程機(jī)械維修領(lǐng)域迫切需要高技能型服務(wù)人才。本試驗(yàn)臺(tái)的研制成功，解決了工程機(jī)械電氣系統(tǒng)維護(hù)人員培訓(xùn)存在操作難、效率低和成本高的難題，為后續(xù)高級(jí)工程機(jī)械電氣維修人員的培養(yǎng)，提供了硬件支撐和發(fā)展思路，解決了工程機(jī)械維修人員培訓(xùn)的硬件設(shè)施不足，為培養(yǎng)高技能人才提供了參考。

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