為了確保重型非公路車輛(例如,土方設備,裝載機和壓路機)的最佳性能,良好的做法要求在每次換檔前抬高發(fā)動機室的引擎蓋并檢查發(fā)動機。然而,這變得越來越具有挑戰(zhàn)性,因為對更高發(fā)動機功能的需求通常需要更大的發(fā)動機室,這反過來又導致了對更大,更重的發(fā)動機罩的需求。
機蓋越重,手動抬起,輕松關閉并保持關閉的難度就越大。這也增加了對機械輔助的需求。氣彈簧和液壓缸一直是用于協(xié)助發(fā)動機罩操縱的最常用技術,但是兩者都具有可靠性,安全性和總擁有成本問題。隨著發(fā)動機罩加重,這些問題變得更加明顯。由于機電線性致動器在增加其他功能的同時克服了這些缺點,因此它們已成為引擎蓋提升解決方案的首選。
氣彈簧和液壓缸掉落的地方
氣彈簧,也稱為氣動執(zhí)行器,以最少的手動增加即可提供動力來升高機罩。當使用新的氣壓彈簧時,必須將有助于抬起引擎蓋的力量抵消以將其關閉,這通常是通過增加某種拉繩來實現(xiàn)的。一個更重要的問題是彈簧隨著年齡的增長而失去強度(據(jù)某些估計每年高達5%),并最終會失效。
氣體彈簧的另一個局限性是它們對氣壓的依賴性,而氣壓高度受溫度波動的影響。這使得它們在極端溫度下不可靠。在某些應用中,如果氣彈簧發(fā)生故障,操作員必須攀爬設備才能打開機蓋,這可能導致滑倒事故。
由于這樣的缺點,傳統(tǒng)上并未部署氣彈簧來提升較重的發(fā)動機罩,而這項工作已被轉移至液壓缸。但是,這些氣缸具有其自身的缺點。
首先,他們需要一個單獨的泵,必須在發(fā)動機運行時為其提供動力。一些使用泵可以手動加壓,但操作員需要更多的時間和精力。液壓缸比氣彈簧還需要更多的維護,并且對保護其免受灰塵,污垢和其他可能干擾操作的物質的需求也更高。
電動推桿的日益普及
越來越多的非公路車輛制造商正在選擇機電動推桿,以克服汽油和液壓系統(tǒng)的缺點。與氣彈簧相比,電動推桿可以在更長的時間內(通常超過10年)保持其強度。而且,一旦機罩升起,便無需費力將其拉緊,因為執(zhí)行器會在提升和降低機罩時施加力。一旦關閉,電動推桿無需閂鎖即可將其保持在適當?shù)奈恢谩?/p>
與液壓缸相比,電動推桿可以直接由發(fā)動機電池供電,從而無需保持發(fā)動機運轉。就強度而言,液壓促動器在典型的發(fā)動機罩舉升裝置上幾乎沒有機電促動器的優(yōu)勢。過去,傳統(tǒng)的機電執(zhí)行器可以處理1500磅(6.8 kN),而現(xiàn)在大多數(shù)人通??梢蕴幚?250磅(10 kN)。湯姆森工業(yè)公司(Thomson Industries,Inc.)是一家公司,很快將提供可處理3035磅(13.5 kN)的機電致動器,其功能強大到足以應付當今幾乎所有可用的發(fā)動機罩。當使用車載電子設備實現(xiàn)時,機電執(zhí)行器也可以跨多個軸實現(xiàn)。
另外,與氣體或液壓缸相比,Thosmon電動推桿更能承受極端溫度和惡劣環(huán)境。它們通常可以達到IP69k(靜態(tài)),IP67(靜態(tài))和IP66(動態(tài))防護等級,這使其可以暴露于高溫高壓清洗之下。這簡化了在某些最惡劣環(huán)境下運行的設備的清潔。它們還可以在-40至85°C(-40至185°F(華氏度))的溫度范圍內工作,可以承受500小時的鹽霧噴射,并通常獲得CE,RoHS和REACH認證。
電動推桿的電氣功能比氣彈簧和液壓缸具有更多優(yōu)勢。致動器可以例如通過電子開關進行操作,從而無需操作員在設備上攀爬以釋放閂鎖或需要同事的幫助。
板載電子設備提供了額外的靈活性,改善了控制和通信,從而降低了運營成本,占用了更少的空間并簡化了設置和安裝。當通過J1939 CAN總線通信實現(xiàn)時,可以使用計算機或任何其他運行協(xié)議的可編程設備來控制和監(jiān)視這些車載電子設備。這可以在現(xiàn)場甚至遠程執(zhí)行,避免了操作員不必要的搬遷。如果需要,還可以實現(xiàn)氣缸的平滑運動和反饋。它們還可以配備手動操作裝置,如果主電池太弱而無法為其供電,則可以進行操作。
板載電子設備還可以實現(xiàn)低級開關,行程終點指示輸出,模擬或數(shù)字反饋選擇以及客戶控制界面,從而提供更多的多功能性。
利用機電功率
充分利用機電促動的功能和多功能性,需要賣方與設備制造商之間的緊密合作。由于發(fā)動機罩的設計對于每種車輛而言都是獨特的,因此每種發(fā)動機罩都會在發(fā)動機罩和發(fā)動機艙內的不同位置部署機電致動裝置。為了幫助制造商確定哪種方法正確,電動推桿供應商通常會使用專有的稱重傳感器分析工具。他們還可以計算電壓,電源和速度要求,以提供合適尺寸的執(zhí)行器,從而在設備的預期使用壽命內以最低的成本提供性能。
總體而言,從最終用戶的角度來看,與氣體或液壓缸相比,電動推桿擁有和操作起來更加可靠,功能更多,更安全且成本更低。這就是設備制造商越來越多地將其稱為設計功能的原因。
案例歷史記錄(側欄):機電式機蓋提升裝置可提高大型土方設備的安全性和便利性
一家位于中國的大型非公路土方設備的設計者和制造商擔心其設備的發(fā)動機艙變得如此巨大,以至于無法用手舉起。此外,安全性是他們的重中之重,他們希望找到一種方法,使操作員無需抬起車就可以抬高引擎蓋。他們得出的結論是,如果在斷電或其他故障的情況下仍然可以通過手動方式升高或降低機罩,則通過開關激活的機電執(zhí)行器即可解決該問題。
該公司與Thomson Industries,Inc.的運動控制工程師密切合作,計算了打開和關閉機蓋所需的負載,該公司選擇了Thomso 電動推桿10系列,該電動推桿還配備了可以提高或降低風門的手動風功能。手動遮光罩?,F(xiàn)在,即使沒有電池,該設備的用戶也可以在不離開機艙的情況下打開和關閉引擎蓋。
Thomson電動推桿具有J1939 CAN總線通訊功能,可為園藝,建筑和服務車輛提供有效控制的性能。
湯姆森工業(yè)公司(Thomson Industries)的Electrak?HD?電動推桿通過內置J1939 CAN總線選件提供業(yè)界領先的車載電子設備,從而增強了可控制性,可消除單個控制并簡化OEM機器設計。
內置對SAE J1939 CAN總線標準的支持為將電動推桿集成到農業(yè),建筑和非公路移動應用中開辟了令人興奮的新可能性。
湯姆森的Electrak?10電動推桿堅固,堅固,幾乎免維護,并結合了螺桿驅動系統(tǒng),可滿足要求最大負載能力的應用。