自主性刺激電液轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展

自動操作是未來，但電動液壓轉(zhuǎn)向現(xiàn)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(jī)概念正在激發(fā)對電動液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)未來的討論，但推動技術(shù)發(fā)展的其他關(guān)鍵優(yōu)勢也在不斷推進(jìn)。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(zhuǎn)向控制的新支持，靈活的系統(tǒng)性能以及通過從轉(zhuǎn)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(jī)是未來電動液壓轉(zhuǎn)向領(lǐng)域的一個例子，自治是熱門問題，”伊頓公司液壓業(yè)務(wù)部工程經(jīng)理Aaron Krahn告訴“設(shè)計新聞”。“至少，人們很有興趣定義未來的機(jī)器架構(gòu)，以便為這種可能性做好準(zhǔn)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(yīng)商合作是關(guān)鍵。這是大多數(shù)OEM的想法，它已經(jīng)促使他們采取行動并積極調(diào)查對自己產(chǎn)品的影響。“

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電液轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展

“現(xiàn)在在工業(yè)界，我們看到對GPS導(dǎo)航和/或操縱桿轉(zhuǎn)向控制，多個轉(zhuǎn)向輸入以及操作員可以命令的多個設(shè)備的各種形式的電動液壓轉(zhuǎn)向的需求顯著增加，”Krahn補(bǔ)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(zhuǎn)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(rèn)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(yīng)商承擔(dān)更多的責(zé)任，開發(fā)出更專門用于電動液壓轉(zhuǎn)向的產(chǎn)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(nóng)業(yè)市場銷售產(chǎn)品10至15年，傳統(tǒng)上為售后市場導(dǎo)航供應(yīng)商或與供應(yīng)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(xiàn)在的目標(biāo)是開發(fā)具有診斷功能和對系統(tǒng)故障作出反應(yīng)能力的產(chǎn)品，以及對這些設(shè)備使用的控制器的升級。主要關(guān)注GPS導(dǎo)航的系統(tǒng)供應(yīng)商現(xiàn)在正在向伊頓等供應(yīng)商尋求功能安全領(lǐng)域的開發(fā)能力，尋求幫助實施解決方案。關(guān)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(bǔ)充道。“很多人都希望擁有自動駕駛汽車和設(shè)備的未來能力。Case New Holland也有一些關(guān)于自動拖拉機(jī)使用的視頻，以及其他市場領(lǐng)域的興趣。“

一個變化是比電動液壓轉(zhuǎn)向的Ag市場更廣泛的關(guān)注，以及如何區(qū)分新產(chǎn)品以解決其中一些過去曾被視為傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向的據(jù)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(guān)鍵是OEM如何根據(jù)內(nèi)部功能和他們對機(jī)器應(yīng)該如何運(yùn)行的觀點來集成系統(tǒng)。

線控轉(zhuǎn)向的出現(xiàn)

“在過去的一到兩年里，我們已經(jīng)實現(xiàn)了一個拐點，電動液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的價值因為一些關(guān)于自主操作的討論而有所增加，”Krahn說。“完整的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也可以給車輛設(shè)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(zhuǎn)向閥連接到柱上。當(dāng)你轉(zhuǎn)向電動液壓系統(tǒng)時，它解除了這個限制。“

在許多這些應(yīng)用中，轉(zhuǎn)向是在諸如輪式裝載機(jī)之類的機(jī)器中進(jìn)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(zhuǎn)向具有優(yōu)先權(quán)，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(shè)備制造商已經(jīng)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(gòu)的影響

在控制器方面，功能安全要求具有最大的技術(shù)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(chǎn)品的工程團(tuán)隊需要提前了解需求。采用現(xiàn)有的電子硬件并進(jìn)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(jìn)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(jī)械部件提供了指導(dǎo)，這使得事后更容易做到。但當(dāng)然正在開發(fā)閥門產(chǎn)品時，必須考慮閥門組件的結(jié)構(gòu)，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(xiàn)故障，會產(chǎn)生什么影響?系統(tǒng)是否會失去轉(zhuǎn)向控制，系統(tǒng)中是否還有其他閥門可以幫助重新獲得轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向的一些產(chǎn)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(zhuǎn)向。此外，可能有辦法確?？梢哉_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(jìn)行診斷的能力也變得越來越重要，”Krahn補(bǔ)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(dǎo)。“

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(shè)計可以集成各種傳感器，但這不是最有效的方法?？死髡f，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(dǎo)方針，OEM已經(jīng)成為最先進(jìn)的技術(shù)，他們正在開發(fā)一種安全的系統(tǒng)。不遵循準(zhǔn)則可能會產(chǎn)生一些影響......如果他們將來確實存在法律問題，“Krahn補(bǔ)充道。“傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也需要遵循安全指南，但系統(tǒng)不那么復(fù)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(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵在于它們提供了性能優(yōu)勢，尤其是當(dāng)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(jī)器連接。但是對于傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)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(dāng)固定。使用可根據(jù)操作員或工作環(huán)境定制的線控轉(zhuǎn)向使機(jī)器在感覺和性能方面具有很大的靈活性。OEM可以加速轉(zhuǎn)向，或者在車輛或操作員輸入的情況下減慢轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向柱之間的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)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(shè)備制造商追求這條路線的關(guān)鍵驅(qū)動因素，“Krahn補(bǔ)充道。