农业机械电气系统的组成特点与故障维修方法

2021-11-26李春瑶

农机使用与维修 2021年11期

李春瑶

(逊克县奇克镇农村振兴发展服务中心，黑龙江逊克 164499)

0 引言

随着我国农业机械化技术水平的快速提升，农业机械的功能越加丰富，其在农业生产中所能发挥的效能显著提升，为我国农业生产模式的转型升级创造了良好的基础条件。在现代化农机产品中，除传统机械、液压等技术的应用外，电气系统的功能和重要性越发凸显。尤其在自动化技术与农机充分结合的新时期，电气系统更是涉及到农机产品的各个结构，并精确地控制农机的多项功能。若农机产品的电路系统出现故障，对于农机的工作能力、控制精确性、故障检测功能都会产生严重影响，处理不当还会导致农业生产效率降低、作业质量下降等问题。因此，农机驾驶员需要明确农机产品电气系统组成与工作原理，并掌握常见故障的维修技术，以保证农业机械能够得到最合理的使用与维修。

1 特点与组成

1.1 特点

农业机械的电气系统是为各个工作部位的电气元件进行供电、控制、通讯、调节的系统总称，农业机械的电气系统包括了供电设备、输电线路、控制元件、保护元件、检测原件、警报元件等。农业机械的电气系统通常采用24 V制的工作电压，主要以单线制负极搭铁的方式布置，各个控制元件、显示装置、警报元件以及蓄电池采用并联的方式进行联接，而电源开关、检测元件、电路保险等元件则采用串联的连接方式。农业机械的所有电控元件的电能均通过蓄电池提供，驾驶员可以通过驾驶位置的显示和控制按键对农机电气系统的各个功能进行控制。电气系统的发展使传统农机使用中很多需要采用人工进行调节、检查的工作被电气元件替代，显著减少了农机驾驶过程人员的工作量，并提高了农机使用的可靠性和便捷性。

1.2 组成

我国农业生产中使用的农业机械设备种类很多，如大马力拖拉机、联合收获机、水稻插秧机等都配备了十分复杂的电气系统，而且精量播种机、植保机械、耕整地等需与拖拉机配套使用的农机具也都配套有电气系统，从农机电气系统的规律来看，其主要由以下几大部分构成。

1.2.1 启动电路系统

启动电路主要用于农业机械柴油机的启动使用，其组成元件包括起动机、启动开关、继电器、预热器以及预热开关等，启动电路系统又可分为主电路、控制电路、预热电路三大部分。在蓄电池的供电下，启动电路在启动瞬间所需的电流值很大，因此，启动电路的线路布置多采用粗直径的铜制导线进行连接，以承载启动瞬时的电路负载。控制电路主要用来控制启动系统的电路开闭，通过控制启动开关、开启起动机的电磁开关，并在启动过程中对起动机和继电器进行保护。预热电路是启动电路系统的附属结构，通过启动开关来实现对发电机进气管预热器的控制。

1.2.2 电源系统

电源系统是以发电机与蓄电池为中心的供电系统，包含电源开关、电流表、调节器等元件。在电源系统的电路布置中，发电机与蓄电池为并联连接，农业机械的发动机启动后，在发动机运转过程带动发电机发电，并为蓄电池进行供电。在蓄电池充电过程中，电流表的指针向正数值方向移动，若发动机未启动而使用电气元件，则电流表指针向负方向移动，表明蓄电池处于放电状态。电源系统的另一个功能是形成励磁电路，当驾驶员将农机的启动钥匙插入钥匙孔后，旋转钥匙脱离初始位置后，激磁电路即被接通，并预先为发电机建立磁场，且激磁电路还能随着发电机运转后的电流大小自行调整磁场强弱，使电压达到最佳的稳定状态[1]。

1.2.3 内部监测与故障预警电路

随着电气技术的不断升级，中大型农业机械上的安全电气元件逐渐增多，其中以各个关键部位的安全检测元件与故障预警元件为主。例如，对于大型收割机、大马力拖拉机上都配备了针对柴油机、变速箱的各项功能监测使用的传感器，如温度传感器、转速传感器、振动传感器等，还包括对农机执行功能的监测元件，如对播种机种子剩余量监测，播种量检测；对耕整地机具牵引力监测、耕深监测等。这些传感器通过蓄电池进行供电，并以并联的关系形成内部监测电路系统，当传感器监测数据与农机标准数据存在偏差时，会触发警报系统进行预警。农业机械的电子警报系统主要受ECU控制器的控制，当接收到故障信号后，相应的警报装置工作，以指示灯、蜂鸣器、语音提示、方向盘震颤等形式向驾驶员提出预警，提醒驾驶员及时处理问题。农机电气系统重启后监测系统与预警系统重置，若之前发生的问题被解决，则系统将显示各项参数正常[2]。

1.2.4 辅助系统电路

辅助系统电路主要包括数据信号传输电路和农机照明电路两部分，是农机电气系统运行的辅助系统，其功能发挥对于农机各个功能的实施起到重要的基础作用。数据信号传输系统连接着各个传感器元件及ECU和水温表、油温表、机油压力表等多种仪表，数据信号传输电路采用多条并联的形式连接，负责不同的信号传输功能。农机照明电路承载着农机前小灯、后小灯、仪表灯等光源设备的供电和控制功能，左右两侧同时亮起的灯光连接在同一开关的同一挡位上，例如两远光灯、两近光灯需同时亮起；而交替使用的光源应接在同一开关的不同挡位上，例如远光灯与近光灯、左、右转向灯等。

2 常见故障与维修方法

2.1 启动功能异常

农业机械的启动功能异常主要表现在以下两个方面，一是启动困难，表现为扭转钥匙启动后起动机不工作，机具不启动，此时应当使用万用表检查起动机两侧是否有电压，如果没有电压，很可能是启动开关损坏或接触不良，应进行修理或更换，若起动机两侧电压正常，则应检查起动机是否损坏或存在故障，对其进行维修，必要时进行更换；二是启动无力，表现为启动过程耗时长、感觉费力，此时应重点检查蓄电池位置是否存在虚接，紧固蓄电池极桩后尝试是否启动正常，若仍存在问题，可能是蓄电池电力不足导致的，此时可通过开灯、按喇叭，分析灯源亮度和喇叭声响判断是否存在蓄电池电量不足问题，若发现电量不足，应及时充电。

2.2 仪表指示功能失效

仪表指示功能失效可能是以下原因导致的：若仪表指针始终不动，可能是对应的传感器损坏导致的，可通过将传感器短路，查看仪表指针是否恢复摆动来进行判断，传感器损坏应进行更换，此外仪表指针损坏也可能使仪表失效，应对仪表进行更换；仪表功能失效的另一个表现是仪表指针不回位，这也可能是传感器或仪表损坏导致的，也可通过上述方式进行判断，确定故障问题后进行维修。

2.3 蓄电池亏电故障

蓄电池亏电故障表现为蓄电池充满电后十几小时甚至几个小时就出现电量不足问题。这可能是蓄电池保养不当或长期放置导致的，此时应更换电解液并充满电，观察电池放电状态。通常情况下，功能正常的蓄电池每24 h放电率应不超过额定容量的1%。若更换电解液后电池蓄电能力没有恢复，则应考虑返厂修复或更换新的蓄电池。

2.4 预警系统不工作

预警系统属于电气系统的末端执行机构，当机具出现故障，预警系统却没有进行预警，最可能是传感器装置出现故障，可通过上文提及的检测传感器的方法检查传感器状态。预警系统不工作也可能是数据传输过程存在故障，若传输线路短路也会造成故障发生。此外预警警示灯、蜂鸣器等装置损坏也是预警系统不工作的原因之一，应对损坏装置进行及时更换。