Sensori di temperatura per apparecchiature pesanti: tipi, ruoli e guasti

I sensori di temperatura prevengono il surriscaldamento dei componenti più costosi delle apparecchiature pesanti

Sensori di temperatura per attrezzature pesanti monitorare continuamente la liquido di raffreddamento del motore, olio motore e fluido idraulico , fornendo dati in tempo reale al modulo di controllo della macchina in modo che possa avvisare l'operatore (o attivare uno spegnimento automatico) prima che si verifichino danni dovuti al calore. Ciò è importante perché il calore è uno dei modi più rapidi per distruggere componenti costosi: il liquido di raffreddamento surriscaldato deforma le testate dei cilindri e fa saltare le guarnizioni della testata, l'olio motore surriscaldato perde viscosità e smette di proteggere i cuscinetti e il fluido idraulico surriscaldato accelera il degrado delle guarnizioni e l'usura della pompa. Una rete di sensori funzionante è ciò che trasforma un guasto lento e invisibile in un allarme precoce su cui l’operatore può agire.

Il resto di questa guida analizza ciascun tipo di sensore, dove si trova, cosa protegge e come riconoscere quando uno non funziona.

I principali tipi di sensori di temperatura su attrezzature pesanti

La maggior parte delle attrezzature pesanti (escavatori, minipale, pale gommate, apripista) utilizzano diversi sensori di temperatura dedicati anziché un sensore generale, poiché ciascun sistema di fluidi ha un diverso intervallo operativo sicuro e una diversa modalità di guasto.

Come ciascun sensore si inserisce nel sistema di controllo

Sensori di temperatura del liquido di raffreddamento

I sensori del liquido di raffreddamento monitorano sia la temperatura che, in molti sistemi, il flusso del liquido di raffreddamento che circola attraverso il motore. Se la temperatura supera la soglia di sicurezza, il modulo di controllo in genere attiva prima la ventola di raffreddamento e, se la temperatura continua a salire, emette un avviso o forza uno spegnimento. Su alcune minipale e minipale cingolate, è stato segnalato che un sensore del liquido di raffreddamento difettoso innesca un falso arresto per alta temperatura entro pochi minuti dall'avvio, anche a basse temperature, che sembra un motore surriscaldato ma in realtà è un errore di lettura del sensore.

Sensori di temperatura dell'olio motore

Il sensore della temperatura dell'olio motore (spesso abbreviato EOT o OTS) segnala la temperatura dell'olio al modulo di controllo in modo che possa calcolare viscosità dell'olio in condizioni operative reali. Questi dati alimentano le decisioni sui tempi di iniezione del carburante, sull’attivazione della ventola di raffreddamento e, su molte macchine diesel, sui limiti di protezione del motore. Quando questo sensore si guasta, il modulo di controllo di solito torna alla temperatura del liquido di raffreddamento per stimare la viscosità dell'olio, che è meno accurata e può consentire al motore di funzionare al di fuori dell'intervallo di lubrificazione ideale senza attivare un avviso.

Sensori di temperatura del fluido idraulico

I sistemi idraulici funzionano ad alta pressione e generano una quantità significativa di calore attraverso l'attrito del fluido, soprattutto in condizioni di carico pesante continuo. Un sensore di temperatura idraulico, solitamente montato sulla base del filtro o sul serbatoio, monitora la temperatura del fluido per prevenire degrado accelerato delle guarnizioni, riduzione della viscosità e usura della pompa o del motore che si verificano quando l'olio idraulico si surriscalda per periodi prolungati. Molte macchine accoppiano questo sensore con una ventola di raffreddamento idraulico automatico che si attiva quando il fluido supera una soglia prestabilita.

Riconoscimento di un sensore di temperatura guasto

I guasti ai sensori non sempre sembrano guasti ai sensori: spesso imitano veri e propri problemi di surriscaldamento, che portano gli operatori a cercare la riparazione sbagliata. Il segno più chiaro di un sensore difettoso piuttosto che di un vero e proprio surriscaldamento è una mancata corrispondenza tra la lettura dell'indicatore e la realtà: un controllo manuale della temperatura sul blocco motore o sulla linea idraulica mostra un calore normale mentre l'indicatore del cruscotto o l'allarme indicano una lettura pericolosamente alta.

• L'indicatore della temperatura viene raggiunto al massimo in pochi secondi dall'avvio, anche quando fa freddo.
• La ventola di raffreddamento si attiva immediatamente all'avvio e si spegne nuovamente in pochi secondi.
• L'allarme di alta temperatura suona, quindi si cancella pochi istanti dopo senza alcuna azione da parte dell'operatore.
• La spia si accende senza alcun cambiamento corrispondente nelle prestazioni o nel suono della macchina.
• Codice di errore registrato (ad esempio un DTC sulla temperatura del liquido di raffreddamento o dell'olio) senza altri sintomi di surriscaldamento.

Un vero e proprio evento di surriscaldamento, al contrario, di solito arriva con segnali corroboranti: potenza del motore ridotta, odori insoliti, vapore visibile o una lettura dell'indicatore che sale gradualmente sotto carico anziché aumentare istantaneamente.

Diagnosi e sostituzione di un sensore difettoso

1. Estrarre eventuali codici di errore memorizzati dal modulo di controllo della macchina per identificare quale circuito del sensore è contrassegnato.
2. Confronta la lettura del misuratore con una lettura manuale della temperatura (termometro a infrarossi o misuratore di temperatura laser) nella stessa posizione.
3. Ispezionare il cablaggio e il connettore del sensore per verificare la presenza di corrosione, sfregamento o perni allentati, una causa sorprendentemente comune di letture errate.
4. Conferma che stai sostituendo il sensore corretto: molte basi di filtri idraulici lo hanno due sensori separati (un'unità a due fili e una a tre fili) montate vicine tra loro, quindi tirare quella sbagliata spreca un ciclo di riparazione.
5. Sostituirlo con un sensore con specifiche OEM classificato per l'intervallo di temperatura e il tipo di uscita corretti (analogico, PWM o CAN bus/SAE J1939), poiché i segnali di uscita non corrispondenti non comunicheranno correttamente con il modulo di controllo.

Perché l'affidabilità dei sensori è importante per il costo totale di proprietà

I sensori di temperatura sono economici rispetto a ciò che proteggono: la sostituzione di un sensore in genere costa una piccola frazione del costo di riparazione per una pompa idraulica grippata, una testata deformata o cuscinetti del motore rigati. Poiché questi componenti fanno parte di una rete di monitoraggio continuo che alimenta il modulo di controllo, un singolo sensore guasto può causare tempi di inattività non necessari attraverso falsi spegnimenti o, peggio, mascherare un reale problema in via di sviluppo finché non diventa catastrofico. L'ispezione di routine del cablaggio del sensore e la verifica periodica rispetto ai controlli manuali della temperatura rappresentano un modo economico per mantenere affidabile il sistema di monitoraggio e l'apparecchiatura che protegge per tutta la vita utile della macchina.