Współczesne maszyny budowlane, takie jak koparki JCB, wykorzystują zaawansowane systemy sterowania, często oparte na joystickach, które umożliwiają precyzyjne i płynne wykonywanie ruchów. Chociaż niniejszy artykuł koncentruje się na opisie ruchów joysticka w kontekście JCB, wiele z przedstawionych problemów i rozwiązań jest uniwersalnych dla różnych typów koparek i ładowarek.
Typy joysticków i systemów sterowania
Joysticki potencjometryczne
W wielu maszynach stosuje się joysticki potencjometryczne. Działają one na zasadzie zmiany oporności w zależności od położenia dźwigni. W koparko-ładowarce, przykładem może być zawór Danfoss (model 157B4035) na napięcie 11-30V, gdzie przycisk wbudowany w joystick jest potencjometrem (podnoszenie 0-120 Ohm, opuszczanie 0-150 Ohm). Takie rozwiązanie pozwala na proporcjonalne sterowanie, czyli płynne i niecałkowite otwieranie oraz zamykanie zaworów hydraulicznych.
Sterowanie elektrohydrauliczne
Coraz częściej spotykane jest sterowanie elektrohydrauliczne. W takiej konfiguracji, joystick przetwarza sygnały analogowe z położenia dźwigni na sygnały cyfrowe, które następnie są przesyłane do sterownika wykonawczego hydrauliki (np. poprzez magistralę CAN bus). Przykładem jest sterownik w koparko/ładowarce CASE 585, który wykorzystuje procesor do przetwarzania tych sygnałów. Do płynnego sterowania w takich systemach potrzebne są odpowiednie joysticki z potencjometrami lub innymi czujnikami, a także moduły sterujące cewkami w PWM (Pulse Width Modulation) oraz proporcjonalne cewki i zawory.
Hydrauliczne joysticki bezpośrednie
W dżojstiku hydraulicznym operator ma bezpośredni wpływ na proporcjonalne sterowanie. Może płynnie i niecałkowicie otwierać i zamykać zawory. Wymiana takiego joysticka na elektrohydrauliczny jest zazwyczaj kosztowna i skomplikowana, wymagająca zmiany całego systemu sterowania.
Problemy związane z joystickami i hydrauliką
Brak reakcji na ruchy joysticka
Jednym z często zgłaszanych problemów jest brak reakcji na ruchy joysticka. Może to być spowodowane różnymi czynnikami, takimi jak:
- Problemy z komputerem sterującym: W jednej z minikoparek niemieckiej firmy, wyposażonej w sterowanie joystickami i elektroniką, problemem okazał się uszkodzony komputer, a następnie cewki i joysticki. W innym przypadku, usterka komputera objawiła się wadą jednego z wyjść na elektrozaworach.
- Uszkodzony switch FNR w joysticku: W koparce JCB 3CX z 2005 roku problem z niezawsze działającym joystickiem, zwłaszcza po obróceniu fotela, został rozwiązany poprzez wymianę switcha FNR w prawym joysticku. Koszt części wynosił około 1600 zł, a cała rączka ze switchem około 3,5 tys. zł.
- Problemy z pompą hydrauliczną: W koparce gąsienicowej Terex, po regeneracji tłoczkowej pompy hydraulicznej, maszyna początkowo wykonywała ruchy ramieniem, by po 5 minutach pracy zgasnąć i przestać reagować na joysticki, nie dając ciśnienia.
- Usterki losowe po uruchomieniu: W minikoparce Neuson 2402 RDU oraz O&K MH 2.5C, po odpaleniu maszyny, często trzeba odczekać dłuższą chwilę lub przegazować silnik, zanim funkcje hydrauliczne zaczną działać, włącznie z jazdą. Podobny problem występuje w JCB 4CX z 2006 roku, gdzie joystick po przełączeniu osprzętu nie reaguje na ruchy, dopóki maszyna nie zostanie wyłączona, ponownie zasilone prądem, joystick aktywowany i dopiero wtedy uruchomiona.
- Zacinki w systemie: W Terex Atlas TC 225 LC po około 20 minutach pracy przestaje działać obrót, znikając reakcja na joystick. Problem ustępuje po zgaszeniu maszyny i odczekaniu około 15 minut, po czym po kolejnych kilkunastu minutach pracy usterka pojawia się ponownie.
- Zablokowanie układu hydraulicznego: W jednej z koparek po odpaleniu silnika, joysticki były podniesione, co powodowało blokadę układu hydraulicznego, a jeden siłownik na ramieniu mimo to się otwierał.
Słaba siła hydrauliki
Kolejnym problemem może być słaba siła na głównych siłownikach. W minikoparkach Neuson 2402 RDU oraz O&K MH 2.5C, maszyny mają trudności z podniesieniem się na łyżce o zaledwie kilkanaście centymetrów. W Neuson 2503 z 2001 roku, pług podnosi się bez problemu, ale opuszcza wolniej i zatrzymuje się przy podłożu, wymagając ruchu drugim joystickiem do podniesienia koparki.
Problemy z obrotem i jazdą
W Terex TW 110, przy obrocie, koparka straciła całą hydraulikę, co spowodowało brak działania pługa, napędu i funkcji ramienia. W mini Terex TC48, przy próbie zawracania koparki poprzez "krzyżowanie" wajch od jazdy, brakuje siły, co uniemożliwia prawidłowe manewrowanie.
Personalizacja i modyfikacje sterowania joystickami
Zmiana funkcji joysticka
W JCB 3CX z 2011 roku z systemem Easy Control, możliwa jest zmiana funkcji joysticka. Należy jednak pamiętać, że inne przepływy sekcji i inne ciśnienie mogą wymagać odpowiednich modyfikacji. W przypadku zamiany funkcji ramię z wysięgnikiem (ISO na SAE i odwrotnie) może to być skomplikowane.
Przekładanie przewodów
W przypadku chęci zmiany funkcji joysticka na zasadzie "krzyżowania" funkcji, istotne jest prawidłowe przełożenie przewodów hydraulicznych. W niektórych przypadkach, zamiast wajchy od ładowarki, użytkownicy rozważają wykorzystanie joysticka dla większej precyzji pracy, choć wiąże się to z kosztami rzędu kilku tysięcy.
Budowa własnego systemu sterowania
Niektórzy entuzjaści rozważają budowę własnych maszyn sterowanych joystickiem, np. wykorzystując ramy starego wózka i silnik spalinowy. Jednakże, jak podkreślają doświadczeni użytkownicy, budowa takiego systemu w warunkach domowych jest niezwykle trudna i często niemożliwa do zrealizowania bez specjalistycznej wiedzy i sprzętu.
Inne problemy diagnostyczne
Wskaźnik temperatury cieczy chłodzącej
W JCB 4CX z 2006 roku, po rozgrzaniu maszyny, wskaźnik temperatury cieczy chłodzącej często wędruje poza skalę. Podobny problem występuje w JCB 3CX z 2005 roku, gdzie wskaźnik temperatury idzie na maksa po chwili i wymaga uderzenia, aby wrócił do właściwej pozycji. Serwisanci często wskazują na problem z instalacją elektryczną, a nie z samymi zegarami.
Kontrolka ładowania i obrotomierz
W JCB 3CX z 2005 roku, po porannym odpaleniu, często zapala się kontrolka ładowania, która świeci około pół godziny, a następnie gaśnie. W tym czasie obrotomierz może pokazywać błędne wartości (np. prawie 2 tys. obr. na wolnych obrotach). Zauważono, że problem ten ustępuje po nagrzaniu się jakiegoś elementu.
Spawanie aluminiowego rozdzielacza hydraulicznego
W przypadku pęknięcia aluminiowego rozdzielacza hydraulicznego w koparce JCB 3CX, odpowiedzialnego za sterowanie tylnej łyżki, konieczne jest znalezienie fachowca lub firmy specjalizującej się w spawaniu aluminium, ponieważ nawet ledwo widoczne pęknięcie może powodować sączenie się oleju.