Avanzamento del mezzo
Elen propone diversi pedali acceleratorix ad elevata robustezza meccanica, idonei per motori a controllo elettronico soggetti alle nuove normative sulle emissioni (Stage IIIB, TIER IV final, stage V).
Soluzioni Elen dedicate all'applicazione selezionata.
Selezione di prodotti e componenti dedicati a questa applicazione.
L'applicazione dell'elettronica sulle macchine movimento terra presenta criticita particolarmente elevate, dovute alla combinazione di ambienti di lavoro estremamente aggressivi, carichi meccanici molto elevati e cicli operativi intensivi. Rispetto ai veicoli stradali e anche ai trattori agricoli, queste macchine operano spesso in condizioni ancora più gravose, con sollecitazioni continue e concentrate su specifici organi della macchina.
Le macchine movimento terra lavorano in presenza di polvere fine, sabbia, ghiaia, fango e detriti solidi, spesso altamente abrasivi. Operano in cantieri, cave, miniere e ambienti industriali dove sono frequenti pioggia, neve, gelo, umidità elevata e lavaggi ad alta pressione. Le escursioni termiche possono essere molto ampie, tipicamente da -30 C a +85 C, con temperature localmente superiori in prossimita di motori, sistemi idraulici, trasmissioni e impianti di scarico. L'esposizione a oli idraulici, gasolio, grassi, additivi e agenti chimici accelera il degrado dei materiali e dei componenti elettronici.
Dal punto di vista meccanico, le macchine movimento terra sono soggette a vibrazioni elevate, urti ripetuti e shock impulsivi generati dalle operazioni di scavo, carico, sollevamento e movimentazione di materiali pesanti. I continui cambi di carico, le brusche inversioni di moto e gli impatti contro materiali duri generano sollecitazioni estreme che possono causare rotture meccaniche, microfratture nelle saldature, allentamenti strutturali e guasti intermittenti dei sistemi elettronici e dei sensori.
L'impianto elettrico rappresenta un ulteriore fattore critico. Le elevate correnti di avviamento, i carichi induttivi dell'impianto idraulico, l'uso intensivo di elettrovalvole, relè e motori elettrici generano forti disturbi elettrici ed elettromagnetici. Sono frequenti sovratensioni, transitori rapidi, cadute di tensione e disturbi EMC, amplificati da cablaggi lunghi, spesso esposti e soggetti a danneggiamenti meccanici.
Un guasto elettronico su una macchina movimento terra puo causare l'arresto immediato delle attivita di cantiere, con costi elevati dovuti ai fermi macchina, ai ritardi nelle lavorazioni e ai rischi per la sicurezza dell'operatore e del personale circostante. Per questo motivo, l'elettronica di bordo deve essere progettata privilegiando robustezza, affidabilità e continuità operativa, anche a scapito di soluzioni tecnologiche più complesse ma meno resistenti.
Caratteristiche richieste ai sensori per macchine movimento terra
I sensori impiegati sulle macchine movimento terra devono essere specificamente progettati per applicazioni heavy-duty e off-highway, con requisiti di robustezza superiori rispetto all'automotive tradizionale.
Dal punto di vista ambientale, i sensori devono garantire un elevato grado di protezione contro polvere, fango e liquidi, con grado di protezione minimo IP67 e preferibilmente IP69K. Devono resistere a immersioni temporanee, getti d'acqua ad alta pressione e a lavaggi frequenti, oltre a essere realizzati con materiali compatibili con oli idraulici, carburanti, grassi e agenti chimici industriali.
Dal punto di vista meccanico, e fondamentale un'elevata resistenza a vibrazioni, urti e shock meccanici. I sensori devono mantenere la stabilità della misura anche in presenza di carichi dinamici elevati, forti accelerazioni e impatti ripetuti. La struttura meccanica deve essere rinforzata e i sistemi di fissaggio progettati per evitare allentamenti e cedimenti nel tempo.
Per quanto riguarda le prestazioni metrologiche, e richiesta un'elevata stabilità nel tempo, con bassa deriva termica e buona ripetibilità su tutto il campo di temperatura. I sensori devono garantire un funzionamento affidabile per l'intero ciclo di vita della macchina, spesso superiore ai 10-15 anni, senza necessità di frequenti ritarature o interventi di manutenzione.
Dal punto di vista elettrico ed elettromagnetico, i sensori devono essere protetti contro inversioni di polarita, sovratensioni, load dump, scariche elettrostatiche e disturbi impulsivi. Devono essere conformi alle normative EMC per macchine off-road e heavy-duty. Sono preferibili interfacce di uscita robuste, come 4-20 mA o bus digitali quali CAN o J1939, rispetto alle uscite analogiche in tensione, più sensibili ai disturbi e alle cadute di tensione.
Un requisito essenziale e la presenza di funzioni di autodiagnostica, in grado di rilevare guasti come cortocircuiti, circuito aperto, segnali fuori range o anomalie interne. I sensori devono supportare strategie di sicurezza funzionale e modalita fail-safe, in conformità alle normative applicabili alle macchine movimento terra.
Infine, e fondamentale la facilita di integrazione e manutenzione. I sensori devono essere dotati di connettori sigillati di tipo industriale o automotive heavy-duty, cablaggi standardizzati e soluzioni che ne permettano la rapida sostituzione in campo, riducendo i tempi di fermo macchina.
Conclusione
L'elettronica applicata alle macchine movimento terra deve essere progettata secondo criteri di estrema robustezza e affidabilità, in grado di garantire un funzionamento continuo in ambienti altamente aggressivi e sotto sollecitazioni meccaniche ed elettriche molto elevate. In questo contesto, i sensori rappresentano componenti critici per il controllo, la sicurezza e l'efficienza della macchina e devono assicurare misure affidabili, stabili e sicure per l'intero ciclo di vita operativo della macchina.
I prodotti Elen sono progettati per integrarsi su macchine movimento terra garantendo continuità operativa e riduzione dei fermi macchina.