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工程机械电气控制基础 1.3 电子电路基础
电子技术是在常规电气技术基础上发展起来的，却具有与常 规电气不同的技术概念。其基础理论主要包括模拟电子技术和 规电气不同的技术概念。其基础理论主要包括模拟电子技术和数 字电子技术。 字电子技术。
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模拟电子技术 是处理连续变化的电信号的技术，一般来说电压、电流、阻 抗等都是模拟信号，即用电信号的变化来传递“量”的变化。 应用举例分析 1. 温度测量电路
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（四）电子控制系统组成 工程机械电子控制系统组成框图
人机交互
传感器
控制器
执行器
被控对象
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传感器 传感器是将某种变化的物理量或化学量转化成对应的电信号的元件。
电子控制单元 电子控制单元ECU(Electronic Control Unit)即工程机械的微机控制 系统，是以单片机为核心而组成的电子控制装置，具有很强的数学运 算和逻辑判断功能， 执行器 执行器是ECU动作命令的执行者，主要是各类机械式继电器、直流电动 机、步进电动机、电磁阀或控制阀等执行器件。
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（一）数字电路的主要特点 1） 数字信号采用数字形式表示，在时间上是不连续的，总 是发生在一系列离散的瞬间； 2）数字信号的表示方法采用二值逻辑，用1和0表示电压或电 ）数字信号的表示方法采用二值逻辑，用1 流的两种对立状态, 流的两种对立状态,对电压的高低或者电流的大小并不十分讲究； 3）数字技术主要研究电路的逻辑功能，反映电路的输出和输 入之间的逻辑关系。
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专业线束用附件
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表一 代表导线颜色的字母标记 棕 N/Br 红 R 橙 H/O 黄 Y 绿 G 蓝 U/Bl 紫 V 灰 S/Gr 白 W 黑 B 粉 F
表二 低压导线允许负载的电流值 导线截面 允许截流 mm2 A 1.0 11 1.5 14 2.5 20 3.0 22 4.0 25 6.0 35 10 50 13 60
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应用举例分析（一） 应用举例分析（ 主油泵排量控制电路
I
a D b R T Y
发动机转速控制电路
发动机 油门控 制
+5V
（ a）
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（b）
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PWM：输出频率不变(频率变化容易引起设备振动,不推荐使用)， ： 占空比可调的连续脉冲串。 应用：液压泵流量控制、液压马达转速控制及直流电动 机调速。 满足以下公式：
U •τ R 式中，τ为脉冲输出占空比 I =
PTO：输出频率可变，脉冲数可变，脉冲宽50%的脉冲串。 ： 应用：步进电机转速控制
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应用举例 YZ18全液压压路机电子控制系统示意图 YZ18全液压压路机电子控制系统示意图
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工程机械电气控制基础 1.2 电气线路基础
（一） 电路的基本概念 电路：电流的通路，为了某种需要有某些电工设备或元件按 一定方式组合起来的。包括电源、负载和中间环节。 回路：电路中任一闭合路径称为回路。 电源：电路中提供电能的设备。 负载：电路中取用电能的设备。 中间环节：传输、控制和分配电能的作用。 电路通常有通路、断路、短路及接触不良四种状态。
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（四）电线与线束 常用的电线有低压导线、高压导线、防干扰屏蔽线等 线束：为了使机器电气线路安装方便、牢固和整齐美观，在布 置和连接导线时，将走向相同的导线用聚氯乙烯塑料带包扎成束， 称作线束。有的还套上胶管或波纹管，为方便维修，线束两端通常 用接插件连接。 接插件：由插头与插座两部分组成， 有片式和针式之分。 组成：主要由电线、聚氯乙烯塑料带、波纹管及接插件组成。
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1）脉冲的主要技术参数： 脉冲幅值U ：脉冲从起始的静态值到峰值之间的变化量。 脉冲幅值Um：脉冲从起始的静态值到峰值之间的变化量。 脉冲宽度t ：脉冲从前沿的0.5U 变化到后沿的0.5U 脉冲宽度tp：脉冲从前沿的0.5Um变化到后沿的0.5Um所需要时间 脉冲周期T 脉冲周期T：周期性的脉冲信号，前后相邻的两个脉冲的前沿或 后沿之间的时间间隔。 占空比τ：脉冲宽度t 与脉冲周期T 占空比τ：脉冲宽度tp与脉冲周期T的比值，一般用百分比来表示 2）脉冲的主要控制方式： 脉冲的调幅、调频、调脉宽 （演示教学仿真动画）
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表三
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
汽车用电系统双色低压线主色规定
用电系统名称 电气装置接地线 点火、起动系统 电源系统 灯光信号系统（包括转向指示灯） 防空灯系统及车身内部照明系统 仪表及报警指示系统和喇叭系统 前照灯、雾灯等外部灯光照明系统 各种辅助电动机及电气操纵系统 收放机、电子钟、点烟器等辅助装置系统 其它 电线主色 黑 白 红 绿 黄 棕 蓝 紫 紫 橙 代号 B W R G Y Br Bl V V O
Rt 为热敏电阻式水温传感器 ， 为热敏电阻式水温传感器， 通过与一个电阻R 串接到5 通过与一个电阻 R1 串接到 5V 电压电路， 电压电路 ， 把随温度变化的 阻值变换成变化的电压值， 阻值变换成变化的电压值 ， 输出给ECU。 输出给ECU。
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数字电子技术 是处理脉冲信号的技术，用两个符号即”0“和”1“来表示量， 是处理脉冲信号的技术，用两个符号即”0“和”1“来表示量， 它是离散的数值和符号, 它是离散的数值和符号, 相对应的有通、断型传感器，或者是开 关触点的通、断状态。 应用举例分析 2. 节气门开关电路
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5）工作装置控制电路：由主液压泵、主液压马达或主油缸及相关控制 阀组上的电磁阀组成的电路。 6）辅助装置控制电路：为提高车辆安全性、舒适性、经济性 等各种功能的电气装置组成的电路。包括风窗刮水装置、音响装 置、空调装置及照明电路等。
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（三）电路的保护 电气控制系统必须在安全可靠的条件下来满足施工工艺的要求， 因此在下线路中必须设有各种保护装置，保证设备和人身安全。 1）短路保护：熔断器或低压断路器来实施保护； 2）过载保护：电器因长期超载运行而引起的温升和电流超过 额定值，一般利用热继电器、电流反馈实施监测和保护； 3）零位保护：确保工作装置在非工作位置才容许机器起动而 实施的保护，如发动机或电动机起动； 4）自锁及互锁：统称为电器的联锁控制。
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（五）电路图的识别 电气控制系统是由许多电气元件按一定要求连接而成。为了表 达生产机械电气控制系统的组成及工作原理，便于电气元件的安装、 调试和维护，在图上用不同的图形符号 图形符号来表示各种电气元件，并用 图形符号 文字符号来进一步说明个电气元件，用在个电器接线端子用字母数 文字符号 字符号标记（GB4728-1984）。 常用的电气控制系统图纸有五种：电气原理图、电器布置图、 电气互连图、电气接线图及安装线束图。
主讲：李和清（高级讲师） 主讲：李和清（高级讲师）
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第一节 电气控制基础
1.1 概述
（一）电气系统的组成 工程机械电气系统的组成：电气设备和电子系统。 工程机械电气设备包括：蓄电池及发电机、起动系统、充电系统 和各种用电设备。 工程机械电子系统包括：发动机电子控制燃油喷射系统电子检测 与监控系统、电子智能控制系统等。
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（二）脉冲的波形及其参数 数字电路中的工作信号是不连续变化的脉冲信号， 即指脉动、 数字电路中的工作信号是不连续变化的脉冲信号， 即指脉动 、 短促和不连续的意思，它是有一系列暂态过程所组成。 短促和不连续的意思，它是有一系列暂态过程所组成。脉冲的波 形可以是多种多样的，列如常见的有矩形波、尖脉冲波、三角波、 形可以是多种多样的，列如常见的有矩形波、尖脉冲波、三角波、 锯齿波等。 锯齿波等。
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泵车电源控制回路原理图
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（二）整机线路的分类 整机线路按功能划分一般包括以下几个部分： 1）电源电路：由蓄电池、发电机、电源开关及相应指示装置 电路组成； 2）起动电路：由点火开关、继电器、起动马达、发电机、预 热控制器及相关保护装置电路组成； 3）仪表电路：由仪表、传感器、各种报警指示灯及控制电器 组成的电路； 4）行走控制电路：由行走液压泵、行走液压马达及相关控制 阀组上的电磁阀组成的电路；
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（二） 电气系统的特点 工程机械电气设备的组成：电源设备、用电设备和其它辅助设备。 工程机械电气设备的特点：低压、直流、单线制和负极搭铁。 工程机械电子系统的组成：传感器、微机控制器和执行装置等。
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（三）电子控制系统分类 电子控制装置，这类装置与车上机械部件进行配合使用，形成 “机电一体化”系统，直接用于控制设备运行并改善其性能。 如发动机电子控制、底盘电子控制、工作装置电子控制等。 车载电子装置，是在设备工作环境下独立使用的电子装置，和设 备本身的性能无直接关系。 如车载GPS、车载电话、汽车音响及多媒体等。