小型挖掘机具有广泛适用性、多功能性以及投资回报***、成本回收快、便于运输和转移工作场地等优点，这些优势不仅推动了小型挖掘机市场快速发展，同时也导致用户对小型挖掘机提出越来越高的要求，高性能、高可靠性、低能耗和舒适的操作环境成为小型挖掘机必然的发展方向。

    电控系统作为液压挖掘机的重要配套系统，是小型挖掘机(以下简称“小挖”)改善功能和技术发展的核心，小挖由于受到产品成本的限制，其电控系统的配置不能完全按照大型挖掘机的设计思路，本文主要对小挖电控系统的功能、现状和发展方向进行阐述和分析。

小挖电控系统简介

1.1小挖电控系统主要组成

    一般小型挖掘机的电控系统主要包括电源及充电系统控制、发动机控制、液压动作控制、仪表总成及空调、灯光、雨刮系统控制、电气控制盒以及其他附件。其中按照功能，小挖电控系统主要分为:监测与报警功能、控制功能、远程管理功能、照明功能与其他辅助功能等4类。

     C1)监测与报警功能:电控系统在小挖上的监测功能属于电控系统最基本的功能，其主要组成部分是液晶显示仪表和各种传感器。目前的发展趋势是将尽可能多的挖掘机工作参数显示在仪表上，如燃油量、发动机水温、液压油温、机油压力、发动机转速等，显示仪表功能越来越多，越来越复杂。另外需要对报警量进行存储处理，在需要时可以调用，对挖掘机的工作状态进行专业评估，以便于维修、保养。

     c2)控制功能:电控系统的控制功能是通过将控制器采集的参数整合，对发动机、液压泵、液压控制阀和整机进行复合控制，是电控系统最核心的控制技术，其中功率匹配和节能控制，一直是液压挖掘机的***难点。

     C3)远程管理功能:随着GPRS与GPS技术的发展，小挖电控系统采用远程监控模块实现对小挖的远程管理已经成为电控系统的，同时还可以通过该模块实现对小挖的发动机、液压系统、工作状态进行远程在线监控等。

     C4)照明功能与其他辅助功能:主要有司机室厢灯、各个工作装置作业灯、检修灯以及雨刮器、喷水器、空调器和音响等。

1.2小挖电控系统典型设计

    小挖电控系统网络监控总体结构框图如图1所示，监控网络基于GPRS数据传输业务，按照节点理论，每一台安装GPS/GPRS监控模块的小挖都是一个节点，GPS/GPRS监控室为主节点。

    小挖电控系统的典型构造可以简化为仪表显示部分、按键操作部分、油门执行机构、传感器部分(包括转速、压力、温度等类型)、远程监控部分、以及与液压配套的泵控部分(包括电磁阀与泵流量控制)，

2小挖电控系统的现状

2.1电控系统产品的主要供应商

    目前小挖电控系统的研究方面，日本的小松和日立、美国的卡特彼勒和凯斯、欧洲的JCB,阿特拉斯等公司仍处于主导位置，我国则主要有三一、徐工、柳工、广东驭工等厂家。多年以来，国内企业为了缩小与国外产品在主机性能上的差距，多是装配***品牌的液压元件、配套件等，其中主要采用博世力士乐、林德、洋马、KCM川崎等专业公司生产的小挖配套液压和电气控制产品。

    此外，国内的一些企业也相继推出了相关的车载仪表显示与油门执行机构，用户可以根据自身需要来选择车载电控系统的部件，其中主要厂家有贵州永青、合肥协力、湘潭时代、以及广西精详仪表等。基于电控系统各个部件相对独立的要求，车载编程逐渐统一为IEC61131-3标准，车载部件之间的通讯协议也逐渐以CAN总线通讯为主。

2.2电控系统产品应用现状

    比较国内外的小挖电控系统可以发现，虽然国内生产厂家已经采用了进口的液压和电器元件，但在可靠性和技术细节上仍有待进一步提高。尤其是小型挖掘机受到成本等诸多因素的制约，难以实现通过直接引用进口液压产品来解决类似发动机与泵的匹配难题。

    目前，在仪表显示上，国内多数生产厂针对液晶显示屏采用系列化设计，按照不同档次配置不同的控制器和液晶显示屏，如KCM川崎控制器搭配黑白屏、德国屏OPUS46、华兴替代屏(内置GPS)以及触摸屏等。但是高配置的仪表显示器多数应用于大挖或是高端小挖上，在普通小挖上的开发仍需要一定时间。某些专业公司比如贵州永青针对小挖设计了专用仪表总成，采用液晶模拟圆弧显示油温、油压等工作参数，不仅具备基本的报警功能，而且存有文本记录，目前已成功应用于山河智能SWE系列、龙工和三一挖掘机。另外合肥协力也设计了性能较为高端的WZB218A-XG与WZB914型仪表，其中WZB218A-XG配置了5.7"进口彩色TFT液晶屏，并集成CAN通讯功能，配备TTC60控制器;而WZB914仪表硬件主控芯片采用32位ARM内核处理器，以***数据处理速度。除了常规显示外，这两款仪表均增加了维护报警功能，而且WZB914还具有GPS定位功能。

    关于功率匹配控制问题，在专门针对发动机与泵的匹配中，博世力士乐公司开发了液压

挖掘机负载极限电子控制系统，林德公司也在该方面开发了液压挖掘机LSC系统，其功能类似于负载极限控制。基本控制方案是以发动机的工况协调整个系统，自动测试并存储发动机转速特性曲线图，通过直流电机控制发动机的转速，只需通过电位计就能完成发动机的转速及精细作业模式设定，另外具备发动机转速漂移自动补偿功能、暖机功能及过热保护功能等。在20t级液压挖掘机上，国内普遍采用了电控泵和节能控制器来实现不同工况的功率匹配以及节能控制，但小挖由于成本的限制还应用不多。在仪表总成设计时，多数开始引入并使用电子油门执行器。

3小挖电控系统的发展趋势

    由于成本的限制，小挖的技术开发面临的矛盾是技术需要创新，而成本则要求低廉，这必然造成市场上小挖的技术层次参差不齐的局面。尤其是液压系统功率损失问题，使发动机和液压泵采取功率匹配控制的核心技术仍然由若干大公司所垄断，技术门槛较高，限制了它在小挖上的推广应用。

    通过分析可以看到，我国小挖存在很大改进空间。提高产品的竞争力，所需要的不只是功能更加完备的显示器，更需要的是实现节能减排的控制技术，尤其是发动机和液压泵的功率匹配控制，使柴油机在各种负载功率条件下都工作在经济工作区，提高工作效率、降低油耗。小挖上电控泵的引入刻不容缓，小挖电控系统设计上对于液压泵的控制技术开发，打破技术门槛垄断，势在必行。小挖电控系统的设计要实现油门控制系统、泵控系统以及电控仪表系统的综合改进。

    另外，工程机械网络技术已趋成熟，随着GPS, GSM/GPRS等技术的不断发展，利用GSM/

GPRS网络传递挖掘机工作信息也将成为一种发展潮流，小挖的GPRS网络管理和相应的远程监控设备也需日益完善。