液壓傳感助力公路非機(jī)動車輛提升效率和安全性

傳感技術(shù)是對移動式液壓系統(tǒng)的成本和安全影響最大的因素之一。合適的傳感技術(shù)可以使系統(tǒng)的操作更容易、使用更安全和快捷。輪式前端裝載機(jī)、挖掘機(jī)和推土機(jī)等重型工程機(jī)械采用傳感設(shè)備監(jiān)測和控制油溫、壓力、液位、輪速及其它關(guān)鍵測量數(shù)據(jù)，提升操作人員的安全性，并減少設(shè)備損壞，降低停機(jī)時(shí)間。

液壓馬達(dá)、泵、儲液罐、閥和氣缸等液壓系統(tǒng)采用液體液壓來驅(qū)動機(jī)械負(fù)載。前端式裝載機(jī)（如圖1所示）的液壓系統(tǒng)應(yīng)用了溫度、速度、角度、位置及壓力等多種類型的傳感器，使車輛更加穩(wěn)定、高產(chǎn)、高效。

例如，溫度傳感器測量液壓系統(tǒng)中的油溫。泵將油從儲液罐中吸出，在壓力作用下將其供給與工作負(fù)載相連的液壓缸。當(dāng)操作員按下駕駛室內(nèi)的控制裝置時(shí)，氣缸伸出或縮回。由于設(shè)備不斷縮回和伸出，液壓液中會產(chǎn)生熱，可能超出系統(tǒng)的最大工作溫度范圍。當(dāng)液壓液達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)，傳感器將發(fā)出一個(gè)信號，打開油冷卻器上的冷卻風(fēng)扇，使系統(tǒng)溫度保持在允許的范圍內(nèi)。這樣即可防止系統(tǒng)過熱或故障。

前端式裝載機(jī)采用的各種液壓系統(tǒng)應(yīng)用溫度、速度、角度、溫度及壓力等多種類型的傳感器，使車輛更安全、更高效。

許多應(yīng)用而言，溫度傳感器平臺是液壓系統(tǒng)保持規(guī)模效益的解決方案。這些傳感器平臺，比如霍尼韋爾傳感與控制部所提供的傳感器平臺，為建筑設(shè)備制造商及其電機(jī)、泵、氣缸供應(yīng)商提供定制適合自身應(yīng)用的溫度傳感器的能力。該平臺的模塊化設(shè)計(jì)提供多種探頭長度、材料、連接器、外殼及輸出類型。

對空間有限的應(yīng)用來說，尺寸和重量通常是重要的考慮因素?；裟犴f爾傳感器平臺設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固耐用，能夠在不影響性能的前提下降低系統(tǒng)的整體尺寸。另外，這些傳感器有多種外殼材料可選，以確保其與幾乎所有類型的液壓液兼容。

此外，系統(tǒng)中的儲液罐可以采用紅外傳感器來測量油液位的高低。該功能也通過機(jī)械浮球式開關(guān)實(shí)現(xiàn)，但是非接觸式紅外傳感器的精度更高，使用壽命更長。

速度傳感器可廣泛應(yīng)用重型工程車輛的移動式液壓系統(tǒng)，比如控制泵的速度、檢測車輪的速度和方向。許多情況下，大型非公路機(jī)動車輛的車輪可以用液壓輪轂馬達(dá)驅(qū)動。泵由柴油機(jī)驅(qū)動，并將液壓液輸送至馬達(dá)。

在空間有限的液壓泵應(yīng)用中，霍尼韋爾傳感和控制部等傳感器制造商可設(shè)計(jì)一個(gè)定制的速度和溫度集成傳感器來監(jiān)控泵的速度以及液壓液的溫度。該集成傳感器也可以提供短路等接線故障的診斷信息，可提高設(shè)備的安全性和效率。

在液壓輪轂電機(jī)應(yīng)用中，需使用傳感器檢測速度和方向。某些情況下，傳感器制造商將提供將融速度和方向檢測于一體的集成傳感解決方案。這類應(yīng)用所使用的霍爾效應(yīng)磁傳感器的主要特點(diǎn)是抖動保護(hù)，可消除錯(cuò)誤信號或脈沖，當(dāng)電機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)，這一特性對于移動式液壓系統(tǒng)尤為重要。

例如，如果車輛以某一傾斜角度開始向前或向后開，電子控制系統(tǒng)為補(bǔ)償抖動并使車輛穩(wěn)定，就需要知道車輛的具體傾斜角度。該傳感器獲取輪子是否移動，向哪個(gè)方向移動的信息，然后將數(shù)據(jù)傳輸給電子控制模塊，它給液壓系統(tǒng)提供反饋以補(bǔ)償抖動。

圖片：霍尼韋爾RTY系列霍爾效應(yīng)位置傳感器

霍尼韋爾RTY系列霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器封裝在一個(gè)防護(hù)等級為IP67密封包內(nèi)，可在惡劣的運(yùn)輸環(huán)境下工作，適用于測量旋轉(zhuǎn)斜盤在液壓馬達(dá)內(nèi)的位置角度。

角度傳感器監(jiān)控旋轉(zhuǎn)斜盤在液壓馬達(dá)內(nèi)的位置。旋轉(zhuǎn)斜盤通過控制電機(jī)抽送的液壓液的量來控制車輪的速度。設(shè)備制造商可以根據(jù)應(yīng)用選擇非接觸式MR傳感器或霍爾效應(yīng)傳感器。

非接觸式MR傳感器通常具有較長的使用壽命、較高的準(zhǔn)確性，并可以承受較高的溫度、振動和惡劣的環(huán)境條件，但與成本低、性能好的霍爾效應(yīng)傳感器相比要昂貴許多?？梢愿鶕?jù)車輛的技術(shù)和成本要求來選擇傳感器類型。

許多類型的建筑施工設(shè)備，尤其是有多個(gè)防止側(cè)翻的支腿的挖掘機(jī)（見圖2）上都有智能位置傳感器的身影。某些類型的施工設(shè)備每一臺可能采用多達(dá)5個(gè)智能位置傳感器。每個(gè)支腿上安裝一個(gè)傳感器，每個(gè)反向鏟、前端裝載機(jī)、鏟斗的大臂上也各安裝一個(gè)傳感器。

霍尼韋爾智能位置傳感器采用非接觸式磁阻技術(shù)來準(zhǔn)確檢測在惡劣的運(yùn)輸應(yīng)用中的位置信息，可應(yīng)用于挖掘機(jī)上，有助于保持車輛穩(wěn)定，確保操作人員的安全。

這些傳感器可以控制擴(kuò)展液壓缸（支腿）的角度，防止挖掘機(jī)翻倒或損壞，還可保證挖掘的準(zhǔn)確性。操作人員在輸電線一英寸范圍內(nèi)進(jìn)行挖掘時(shí)，準(zhǔn)確性尤為關(guān)鍵。操作人員需要非常精確地知道溝的位置、深度。

通過準(zhǔn)確測量鏟斗的位置，例如操作人員可以精確地挖一條溝，不需檢查溝的深度和重新挖掘。這意味著不太熟練的操作人員也可以操作，可以更快地完成任務(wù)，并提升效率。這同時(shí)還意味著設(shè)備的磨損較少（由此引起的停機(jī)時(shí)間和成本降低）、用工少、排放少，工作更加智能化。另外，可增加自動挖掘功能來提高生產(chǎn)力，降低操作人員的工作負(fù)荷，減少疲勞。

為氣缸控制應(yīng)用選擇位置傳感器時(shí)應(yīng)注意幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，包括精度、密封和輸出類型。需測量的角度度數(shù)也應(yīng)考慮在內(nèi)。比如，如果大臂通常僅有90°的動作，就無需選擇一個(gè)可以測量180°的傳感器。傳感器的輸出范圍是固定的，更寬的移動范圍會引起分辨率、精度和可重復(fù)性上的略微損失。

此外，制造商也可以考慮使用非接觸式傳感器來消除更易于損壞的連桿機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)的損壞通常會導(dǎo)致現(xiàn)場停機(jī)、更換零件。雖然非接觸式傳感器更貴，但它免去了連桿機(jī)構(gòu)及相關(guān)裝配成本，因而降低了車輛整體的安裝成本。

壓力傳感器間接測量罐內(nèi)的液體量，以確保有規(guī)定量的油、燃料和液壓液，可以安全運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，在液壓油箱內(nèi)使用時(shí)，壓力傳感器或開關(guān)可以通過線路上壓力的大小來判斷是否有泄漏。當(dāng)與智能位置傳感器結(jié)合來測量氣缸內(nèi)壓力以便進(jìn)行氣缸控制時(shí)，這些傳感器可保證車輛更穩(wěn)定、更高效。

通過采用傳感技術(shù)優(yōu)化移動式液壓系統(tǒng)，重型工程機(jī)械制造商和分包商可以解決多個(gè)關(guān)鍵的現(xiàn)場施工問題，比如操作人員的疲乏和技能問題，以及安全性、工作準(zhǔn)確性、設(shè)備磨損、停機(jī)時(shí)間、減少排放、提高燃燒效率等難題。

移動式液壓系統(tǒng)采用的傳感器和技術(shù)多種多樣，車輛制造商應(yīng)選擇一個(gè)合適的傳感器制造商來幫助自己解決技術(shù)難題。霍尼韋爾傳感與控制部具有品類齊全的傳感器產(chǎn)品以及豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)知識，提供卓越的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和定制設(shè)備，并助您選擇正確的技術(shù)優(yōu)化性能，是車輛制造商的理想之選。