技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种工程机械电气实训装置，特别是一种教学用的工程机械电气故障诊断与维修实训装置，属于
机电一体化技术领域。
背景技术
[0002] 工程机械是我国机械装备工业的重要组成部分,它被广泛应用于
水利、电
力、建筑、道路、矿山、港口和国防等工程领域。随着科学技术的突飞猛进, 现代工程机械的结构越来越复杂, 自动化水平也越来越高。由于许多无法避免的因素的影响,机械设备会出现各种各样的故障,其中电气设备故障率比较高，以致降低或失去其预定的功能, 甚至造成严重的影响。因此，电气系统故障诊断与维修对于保证设备安全可靠运行就显得尤其重要。而电气系统故障诊断与维修是工程机械专业学生必修的一
门专业课，学生能否具备工程机械电气系统故障诊断和解决实际问题的能力是教学的关键。
[0003] 目前市场上教学用工程机械电气系统仿真实训装置居多，各个组成部份是独立的，没有系统性，且无法将真实的工程机械电气系统反映在教学过程中，工程机械专业学生对很多电器元件和线路连接缺少直观的认识，无法面对真实的整车线路能够进行检修，达不到很好的学习效果。
[0004] 目前国外的工程机械电气实训装置大部份使用实物，直接在实物上进行改造，解剖等，这种方式成本昂贵，不适合国内的实际情况。而国内
汽车电气实训装置也比较完善，如
专利200920057340.2，在整车电气实训装置中已经包括了交流发
电机、
蓄电池组、起动机、大灯、
转向灯、
雾灯、牌照灯、
尾灯、车门、
天窗、中控门
锁、可视倒车雷达显示器、DVD影音系统、仪
表盘、喇叭及模拟实车
发动机的发动装置等，真实感强，成本低。又如专利201120184753.4，可以在汽车电气装配培训台上进行多个接
插件操作的模拟培训，可以提高新员工对电气装配插装操作的熟练度。这些专利技术虽然有其自身的优点，对汽车实训具有很好的帮助，但是不能方便地设置故障，并且难以找到针对工程机械的电气实训台，市场上无法购置到类似的设备。
发明内容
[0005] 本实用新型的目的在于提出一种工程机械电气实训装置，以便能直观地查看电气系统各部分的线路连接，并方便地设置故障，便于教学过程中进行讲解、演示、检测、观察、诊断，从而解决目前教学用工程机械电气系统的实训存在的不足。
[0006] 本实用新型是这样实现的：一种工程机械电气实训装置，其特征在于，包括：电源单元[1]、起动单元[2]、照明仪表单元[3]、控制单元[4]、保护单元[5]、
传感器单元[6]、附属部件单元[7]、故障设置单元[8]、检修工具单元[9]；各单元安置在可移动的双层平台上；其中：
[0007] 电源单元[1] 包括：24V直流发电机[25]、220V交流
电动机[26]、24V蓄
电池组及负极
开关[31]，安置在可移动双层平台的上层；
[0008] 起动单元[2] 包括：24V直流启动机[30]，安置在可移动双层平台的上层；
[0009] 照明仪表单元[3] 包括：车架灯[11]、小时计[15]、壁灯[16]、动臂灯[19]，以及由转速表、水温表、油温表、油压表、燃油表组合的监视器[12]，安置在可移动双层平台的上层；
[0010] 控制单元[4] 包括：由动臂灯开关、车架灯开关、机油压力报警开关组合的开关[13]、电动机控制箱[27]、
油门执行器
控制器[35]、整车控制
电路板[36]、左手先导及先导切断开关组成的左
扶手箱[37]，以及由右手先导、点火开关、调速开关、油门备用开关、系统转换开关、雨刮组合开关组合成的右扶手箱[39]，安置在可移动双层平台的上层；
[0011] 保护单元[5] 包括：保险丝组和继电器组[20]、继电器控制箱[22]；其中的继电器组[20]包括油
泵继电器、车架灯继电器、动臂灯继电器、行走速度继电器、行走报警继电器、雨刮继电器、启动辅助继电器、预热中间继电器；继电器控制箱[22]包括电源继电器、启动继电器、断油
阀继电器、预热继电器，安置在可移动双层平台的上层；
[0012] 传感器单元[6] 包括：由主泵
压力传感器、先导压力传感器、先导压力开关组成的传感器组[21]、燃油位传感器[29]、以及由机油压力传感器及报警开关、液压油温传感器、
发动机转速传感器、发动机水位报警开关组成的传感器组[32]，安置在可移动双层平台的上层；
[0013] 附属部件单元[7] 包括：点烟器[14]、收音机[17]、扬声器[18]、喇叭[23]、车窗洗涤器[24]、熄火
电磁阀[28]、油门执行器[34]、
雨刮器[40]、座椅[38]、脚
先导阀[41]，安置在可移动双层平台的上层；
[0014] 故障设置单元[8] 包括故障布线区[33]、开关板[42]，故障布线区[33]安置在可移动双层平台的上层，开关板[42]安置在可移动双层平台的下层；在故障布线区[33]，将需要设置故障的线路两端分别接到两组接线
端子排[102]和[104]的端子上，
导线[101]从一组接线端子[102]上分成两路：一路用绝缘线[103]从平台的上层连接到另一组
接线端子排[104]的端子上，另一路用真实的导线[106]连到平台下层的开关板[42]上，
串联开关[108]后再连接到另一组接线端子排[104]的端子上，再从另一组接线端子排[104]的端子上用真实导线[105]连接到相关的电气元件上；在结构形式上，从平台的上层连接的绝缘线[103]与从平台的下层用真实导线[106]、[107]及开关板[42]中的开关串联而成的支路是并联的。
[0015] 检修工具单元[9] 包括工具箱[43]、仪表箱[44]，工具箱[43]中的工具用于实训时拆装导线、电气元件、零部件，仪表箱[44]中的仪表用于实训时检测故障。 [0016] 本实用新型的优点及效果：
[0017] (1)通过本实用新型所述的工程机械电气实训装置，能直观地查看电气系统各部分的线路连接，主要电气元件安装在可移动双层平台的上层，便于教学过程中进行讲解、演示、检测、观察、诊断，从而解决了目前教学用工程机械电气系统的实训存在的不足。
[0018] (2)可以设置常见电气故障，培养学生检测并排除工程机械电气系统的故障的能力，便于贴近学生毕业后的实际工作，创造出逼真的教学情景。
[0019] (3)利用交流电动机代替
柴油发动机，在实现驱动发电机的功能的同时减少了占地面积，也减少了发动机购置的
费用。
附图说明
[0021] 图2是本实用新型
实施例的柳工CLG922挖掘机电气实训台上层平台的元件安置简图。
[0022] 图3是本实用新型实施例的柳工CLG922挖掘机电气实训台下层平台的单元安置简图。
[0023] 图4是本实用新型实施例的故障设置单元原理示意图。
[0024] 图5是本实用新型实施例的电源控制原理图。
具体实施方式
[0025] 下面结合附图详细说明本实用新型的实施例。
[0026] 请参看图1，一种工程机械电气实训装置，包括：电源单元[1]、起动单元[2]、照明仪表单元[3]、控制单元[4]、保护单元[5]、传感器单元[6]、附属部件单元[7]、故障设置单元[8]、检修工具单元[9]；各单元安置在可移动的双层平台上。
[0027] 结合图1，并参看图2和图3，针对柳工CLG922挖掘机制作的电气实训台分为上层平台和下层平台，进一步说明如下：
[0028] 电源单元[1] 包括：24V直流发电机[25]、220V交流电动机[26]、24V
蓄电池组及负极开关[31]，安置在可移动双层平台的上层；
[0029] 起动单元[2] 包括：24V直流启动机[30]，安置在可移动双层平台的上层；
[0030] 照明仪表单元[3] 包括：车架灯[11]、小时计[15]、壁灯[16]、动臂灯[19]，以及由转速表、水温表、油温表、油压表、燃油表组合的监视器[12]，安置在可移动双层平台的上层；
[0031] 控制单元[4] 包括：由动臂灯开关、车架灯开关、机油压力报警开关组合的开关[13]、电动机控制箱[27]、油门执行器控制器[35]、整车控制
电路板[36]、左手先导及先导切断开关组成的左扶手箱[37]，以及由右手先导、点火开关、调速开关、油门备用开关、系统转换开关、雨刮组合开关组合成的右扶手箱[39]，安置在可移动双层平台的上层；
[0032] 保护单元[5] 包括：保险丝组和继电器组[20]、继电器控制箱[22]；其中的继电器组包括油泵继电器、车架灯继电器、动臂灯继电器、行走速度继电器、行走报警继电器、雨刮继电器、启动辅助继电器、预热中间继电器；继电器控制箱[22]包括电源继电器、启动继电器、断油阀继电器、预热继电器，安置在可移动双层平台的上层；
[0033] 传感器单元[6] 包括：由主泵压力传感器、先导压力传感器、先导压力开关组成的传感器组[21]、燃油位传感器[29]、以及由机油压力传感器及报警开关、液压油温传感器、发动机
转速传感器、发动机水位报警开关组成的传感器组[32]，安置在可移动双层平台的上层；
[0034] 附属部件单元[7] 包括：点烟器[14]、收音机[17]、扬声器[18]、喇叭[23]、车窗洗涤器[24]、熄火电磁阀[28]、油门执行器[34]、雨刮器[40]、座椅[38]、脚先导阀[41]，安置在可移动双层平台的上层；
[0035] 故障设置单元[8] 包括故障布线区[33]、开关板[42]，故障布线区[33]安置在可移动双层平台的上层，开关板[42]安置在可移动双层平台的下层；
[0036] 检修工具单元[9] 包括工具箱[43]、仪表箱[44]，工具箱[43]中的工具用于实训时拆装导线、电气元件、零部件，仪表箱[44]中的仪表用于实训时检测故障。
[0037] 故障设置单元[8]以及220V交流电动机[26]不是柳工CLG922挖掘机的部件，是为了方便实训教学设置的；故障设置单元[8]串联在需要设置故障的电气线路中；220V交流电动机[26]是代替CLG922挖掘机的柴油发动机，在实现驱动发电机的功能的同时减少了占地面积，也减少了发动机购置的费用。除此之外，其它各电气元件按柳工CLG922挖掘机的实际电气
连接线路进行连接，属于公开技术，不在此叙述。
[0038] 进一步参看图4，故障设置单元[8] 的故障布线区[33]包括导线[101]和[105]、接线端子排[102]和[104]、绝缘线[103]，安置在可移动双层平台的上层。最常见的电气故障是线路
接触不良或开路、保险丝熔断，为此，将需要设置故障的线路断开，并两端分别接到两组接线端子上。在柳工CLG922挖掘机的实际电气连接中，导线[101]和[105]通常是直通的导线，但在教学实训装置中，为了教学方便，将导线断开，用于设置故障，说明如下： [0039] 在故障布线区[33]，将需要设置故障的线路两端分别接到两组接线端子排[102]和[104]的端子上，导线[101]从一组接线端子[102]上分成两路：一路用绝缘线[103]（图4中用虚线表示）从平台的上层连接到另一组接线端子排[104]的端子上，另一路用真实的导线[106]连到平台下层的开关板[42]上，串联开关[108]后再连接到另一组接线端子排[104]的端子上，再从另一组接线端子排[104]的端子上用真实导线[105]连接到相关的电气元件上；在结构形式上，从平台的上层连接的绝缘线[103]与从平台的下层用真实导线[106]、[107]及开关板[42]中的开关串联而成的支路是并联的。这样，平台上层的绝缘线[103]只是代表连线的路线，而电路是否真正接通由平台下层的导线[106]、[107]和开关[108]决定，当开关[108]接通时，下层的导线[106]、[107]可正常流过
电流，当开关[108]断开时，下层的导线开路，完成故障设置。在开关[108]与对应的导线[101]、[105]、[106]、[107]上，以及绝缘线[103]上都有编号标记，便于老师设置故障和查看，而学生需要根据故障现象用万用表测量相关的导线是否开路或接错，通过检测的情况来判断哪里有故障。
[0040] 图4中只画了4根导线的开关，是为简洁地说明其原理，实际的实训台中设置的开关数量根据需要设定，并且还可以设置线路的交叉连接。在已经制作的柳工CLG922挖掘机实训台上可以设置的故障有：无法启动、全车无电、动臂灯不亮、动臂灯和车架灯串线、喇叭不响、断油阀不通、油位传感器不显示、雨刮器不能工作。
[0041] 请参看图5， 220V交流电动机用电气符号M1表示，是代替CLG922挖掘机的柴油发动机，在实现驱动发电机的功能的同时减少了占地面积，也减少了发动机购置的费用；24V直流发电机用电气符号G1表示，该直流发电机实际是三相
交流发电机，经三相整流后输出脉动的直流
电压；24V蓄电池组用电气符号BT1表示；负极开关用S3表示；点火开关用SW表示，点火开关SW有两对电气触点，分别用S1和S2表示。电源单元的原理说明如下： [0042] 需要使用实训装置时，先合上负极开关S3，使用完毕后，及时断开负极开关S3，以避免24V蓄电池组BT1放电。SW为点火开关，
位置0是停止位，位置1是运行位，位置2是启动位。SW置于2位时，触点S1和S2均接通，继电器KJ1和 KJ2的线圈得电动作，KJ1和 KJ2的常开触点闭合，220V交流电通过KJ1和 KJ2的触点加到220V交流电动机M1上，M1启动，带动24V直流发电机G1运转，发出的直流电通过限流
电阻R给24V蓄电池组BT1充电，并向实训装置其它单元供电；当24V直流发电机发出的电压正常时，从24V直流发电机内部的一根交流相线及中性线上经整流
二极管取出电压加到DC1，发电检测继电器KJ3的线圈得电动作，KJ3的常开触点闭合；SW置于1位时，仅触点S1接通，继电器KJ1线圈得电动作，KJ1的常开触点闭合，由于启动成功后，KJ3的常开触点闭合，因此，220V交流电通过KJ1、KJ3的触点加到220V交流电动机M1上，使发电机G1维持运转，发出的直流电通过限流电阻R给24V蓄电池组BT1充电，并向实训装置其它单元供电。如果在运行时发电机G1出现故障，无电压输出，则KJ3线圈失电而释放，KJ3的常开触点断开，220V交流电动机M1失电而停止。SW置于0位时，触点S1和S2均断开，KJ1线圈无电压，KJ1的常开触点不能闭合，因而220V交流电动机M1处于停止状态。
