自主性刺激電液轉向系統(tǒng)的發(fā)展

自動操作是未來，但電動液壓轉向現在正在向前發(fā)展，重點是功能安全解決方案，增加靈活性和降低駕駛室噪音。Case New Holland發(fā)布的工業(yè)自動拖拉機概念正在激發(fā)對電動液壓轉向系統(tǒng)未來的討論，但推動技術發(fā)展的其他關鍵優(yōu)勢也在不斷推進。其中包括立即需要開發(fā)功能安全的系統(tǒng)以滿足歐洲新的政府法規(guī)，對多種形式的轉向控制的新支持，靈活的系統(tǒng)性能以及通過從轉向柱上移除傳統(tǒng)閥門接口來降低噪音水平的能力駕駛室區(qū)域。

“自動拖拉機是未來電動液壓轉向領域的一個例子，自治是熱門問題，”伊頓公司液壓業(yè)務部工程經理Aaron Krahn告訴“設計新聞”。“至少，人們很有興趣定義未來的機器架構，以便為這種可能性做好準備。掌握一切電液控制，了解功能安全，確保與具有這些能力的供應商合作是關鍵。這是大多數OEM的想法，它已經促使他們采取行動并積極調查對自己產品的影響。“

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電液轉向系統(tǒng)的發(fā)展

“現在在工業(yè)界，我們看到對GPS導航和/或操縱桿轉向控制，多個轉向輸入以及操作員可以命令的多個設備的各種形式的電動液壓轉向的需求顯著增加，”Krahn補充說。

隨著越來越多的法規(guī)，特別是在歐洲，圍繞如何評估液壓轉向系統(tǒng)的功能安全性，需求增加，但也增加了對具有基本控制的比例閥的認識，同時從性能角度來看，這可能就足夠了更需要實施安全系統(tǒng)。這開始使供應商承擔更多的責任，開發(fā)出更專門用于電動液壓轉向的產品，并開始將一些智能集成到閥門中。

伊頓公司一直在向GPS農業(yè)市場銷售產品10至15年，傳統(tǒng)上為售后市場導航供應商或與供應商合作的OEM提供閥門解決方案，以整合使用各種顯示器和ECU的系統(tǒng)。Krahn表示，現在的目標是開發(fā)具有診斷功能和對系統(tǒng)故障作出反應能力的產品，以及對這些設備使用的控制器的升級。主要關注GPS導航的系統(tǒng)供應商現在正在向伊頓等供應商尋求功能安全領域的開發(fā)能力，尋求幫助實施解決方案。關鍵是如何將滿足這些監(jiān)管要求的系統(tǒng)組合在一起。

“我們也看到Ag以外的需求在建筑和材料處理方面都更加積極，”Krahn補充道。“很多人都希望擁有自動駕駛汽車和設備的未來能力。Case New Holland也有一些關于自動拖拉機使用的視頻，以及其他市場領域的興趣。“

一個變化是比電動液壓轉向的Ag市場更廣泛的關注，以及如何區(qū)分新產品以解決其中一些過去曾被視為傳統(tǒng)轉向的據點的其他市場。流量和壓力需要與OEM過去所做的不同，另一個關鍵是OEM如何根據內部功能和他們對機器應該如何運行的觀點來集成系統(tǒng)。

線控轉向的出現

“在過去的一到兩年里，我們已經實現了一個拐點，電動液壓轉向系統(tǒng)的價值因為一些關于自主操作的討論而有所增加，”Krahn說。“完整的線控轉向系統(tǒng)也可以給車輛設計師帶來自由的價值。它們不再受限于簡單地將軟管連接到駕駛室或駕駛室附近以使傳統(tǒng)的轉向閥連接到柱上。當你轉向電動液壓系統(tǒng)時，它解除了這個限制。“

在許多這些應用中，轉向是在諸如輪式裝載機之類的機器中進行電動液壓的最后一種系統(tǒng)。今天，該行業(yè)使用液壓裝置確保轉向具有優(yōu)先權，并且選項對于一些OEM來說是有趣的。一旦車輛上的一切都是電動液壓的，OEM在某些情況下是否可以使用軟件而不是硬件來減少寄生損耗?Krahn表示，原始設備制造商已經開始對電液系統(tǒng)的價值有了更廣泛的了解，并且這種情況開始加速，至少有興趣在不同市場走下這條道路。

對系統(tǒng)架構的影響

在控制器方面，功能安全要求具有最大的技術影響。法規(guī)可以推動硬件的一些變化，但它確實推動了用于開發(fā)控制器和軟件的過程的變化。開發(fā)這些產品的工程團隊需要提前了解需求。采用現有的電子硬件并進行分析并完成解決功能安全的所有步驟后非常困難。

對于OEM來說，這是一項重大投資，可以滿足要求并開發(fā)該功能，購買特定工具并引入第三方來對其系統(tǒng)進行評估和審核。

“隨著新的閥門開發(fā)，它沒有那么具有挑戰(zhàn)性，因為法規(guī)確實為機械部件提供了指導，這使得事后更容易做到。但當然正在開發(fā)閥門產品時，必須考慮閥門組件的結構，并且需要考慮故障模式，“Krahn說。“如果閥門系統(tǒng)中的某個部件出現故障，會產生什么影響?系統(tǒng)是否會失去轉向控制，系統(tǒng)中是否還有其他閥門可以幫助重新獲得轉向控制?通過閥門邏輯和故障模式的思考變得比以前更加重要。“

對于今天用于轉向的一些產品，將繼續(xù)向冗余型解決方案發(fā)展，其中系統(tǒng)可能具有多個液壓閥，因此系統(tǒng)在發(fā)生故障時仍然可以提供轉向。此外，可能有辦法確保可以正確隔離故障。因此，如果系統(tǒng)確實有一個固定的線軸，例如，它可能不足以停止命令，但也有一些阻止它的方法。

“在整個系統(tǒng)中進行診斷的能力也變得越來越重要，”Krahn補充道。“作為滿足法規(guī)的一部分，需要證明某種程度的診斷覆蓋率。一個是故障模式分析，并確保用戶可以診斷故障將其與系統(tǒng)的其余部分隔離。但從一般系統(tǒng)的角度來看，法規(guī)要求一定程度的覆蓋范圍，并提供如何計算的指導。“

僅這一點就可以推動傳感器的集成，因此集成系統(tǒng)并提出使用更少傳感器獲取診斷信息的巧妙方法是一個優(yōu)先事項，并成為系統(tǒng)討論。新的閥門設計可以集成各種傳感器，但這不是最有效的方法。克拉恩說，車輛上可能已有可用于推斷某些故障的信息。

“重要的是將其視為一個系統(tǒng)，以優(yōu)化解決方案，”克拉恩說。“即使OEM計劃使用液壓元件，所涉及的每個人都需要了解整個系統(tǒng)，否則沒有人能真正提供正確的解決方案。”

“通過制定指導方針，OEM已經成為最先進的技術，他們正在開發(fā)一種安全的系統(tǒng)。不遵循準則可能會產生一些影響......如果他們將來確實存在法律問題，“Krahn補充道。“傳統(tǒng)的轉向系統(tǒng)也需要遵循安全指南，但系統(tǒng)不那么復雜，而且您在更成熟的環(huán)境中處理系統(tǒng)，因此這是一個較小的障礙。”

提高性能和靈活性

電液轉向系統(tǒng)的關鍵在于它們提供了性能優(yōu)勢，尤其是當今無法提供的靈活性，無論OEM計劃如何實施。通過使用方向盤和操縱桿或僅使用操縱桿，操作員可以靈活地與機器連接。但是對于傳統(tǒng)的轉向，閥門具有固定的感覺，因為使用特定的閥門，扭矩與車輪速度和方向盤速度相當固定。使用可根據操作員或工作環(huán)境定制的線控轉向使機器在感覺和性能方面具有很大的靈活性。OEM可以加速轉向，或者在車輛或操作員輸入的情況下減慢轉速，因此具有很大的靈活性。

“另一大優(yōu)勢是降噪。今天，使用閥門和轉向柱之間的傳統(tǒng)轉向接口，您的液壓系統(tǒng)非常靠近駕駛室。隔離噪音始終是一項挑戰(zhàn)，但是，如果您可以將液壓系統(tǒng)完全從駕駛室中取出，那么這在很大程度上解決了這個問題，并成為原始設備制造商追求這條路線的關鍵驅動因素，“Krahn補充道。