1、内燃式叉车燃油容量指示应用现状分析摘 要： 叉车是一种常用的装卸搬运设备，目前在我国内燃式叉车是叉车市场的主流产品。内燃式叉车的燃油容量指示主要应用浮子式传感器技术实现，其测量方法通常有比较大的误差，并造成一定的安全隐患，因此可以考虑采用电容式传感器改进内燃式叉车燃油容量指示器。 关键词：容量指示；内燃式叉车；现状分析 中图分类号： TB 文献标识码：A 文章编号：16723198（2013）10019501 1 内燃式叉车应用现状 叉车一般是指用来对成件的托盘货物进行装卸、堆垛等短距离运输作业的搬运车辆，广泛用于车站、港口、机场、工厂、仓库等。自行式叉车按其动力来源通常可以分为内燃式叉车、电
2、动式叉车以及混合动力叉车。从目前的国内情况看来，在未来至少 5 年内，内燃式叉车仍将占据叉车行业的主导地位，导致这一现象的主要原因在于，一是内燃式叉车产生的燃油成本仍在物流领域的承担范围内，二是中国的燃油能源还能满足需求，还未达到迫使叉车行业寻求变革的地步。从产品的角度来看，内燃式叉车市场成熟，型号众多，维修保养方便，相较于电动式叉车，内燃式叉车动力性能更强，稳定性好，行驶速度快、货叉升降速度快，适用于重载，使用时间无限制，长时间作业能力强。课题组经过抽样调研发现江浙沪地区物流企业、场站仓库的内燃式叉车与电动式叉车使用大约为 919。 2 内燃式叉车燃油容量指示应用现状 内燃式叉车按其燃料类型
3、主要分为柴油机、汽油机、天然气、液化石油气等类型，经过抽样调研发现江浙沪地区的汽油、柴油、天然气、液化气、其他内燃式叉车所占比例为 4938841。 其中，柴油和汽油叉车都需要有燃油容量指示器，来指示油箱中所剩燃料的容量。燃油容量指示器作为叉车仪表盘上一个重要的指示参数，随着电子技术的快速发展，从模拟到数字化得到不断地发展，成为高度集成化的机电一体化产品，为监控叉车发动机安全可靠工作提供了重要保障。 经抽样调查发现，目前在江浙地区的内燃式叉车，绝大多数都是采用浮子式传感器来测量油箱中燃油余量的。将敏感元件机械信号转化为电信号的检测方法目前主要有两大类： （1）用滑动电位器为基本检测元件，目前生
4、产的中低档叉车以及汽车多采用此类检测元件。它是由浮子通过连杆带动电位器，其阻值变化改变电路中静电流失小，从而改变线圈的磁场强弱，决定指针的偏转角度。简单来说就是利用电阻表检测电位器的阻值，从而达到显示油位的目的。但当油箱中的油垢覆盖电位器后，其阻值会发生变化，使误差大大增加，甚至不能使用，使此类油箱传感器成为寿命很短的易损件。 （2）用电感线圈为基本检测元件，例如现在生产的高档汽车多采用此类检测元件。它是用浮子带动电感线圈，改变振荡电路的振荡频率，再通过频率计检测其频率来测定液位。但其结构复杂，调试麻烦，成本高，价格贵，不能被广泛使用。 浮子式燃油传感器的机械运动部件比较多，例如滑动变阻器式检
5、测元件需要连杆通道铰链驱动滑动触点在变阻器上移动，在叉车油箱恶劣的使用环境中，机械运动部件容易磨损而导致传感器失灵，难以保证在叉车使用的生命周期中传感器持续有效。 另一方面，异型油箱决定了燃油的高度变化与其体积的变化并不成线性关系，使用模拟电路标定比较难以实现，所以现有的测量方法通常有比较大的误差。而且驾驶员仪表盘上的燃油表一般用 1、1/2、0 分别表示满油、半箱油和无油，这样刻度很模糊，达不到精确计量的要求。 3 内燃式叉车燃油容量指示器的改进思路 针对上述背景，本课题组认为可以从基本物理原理上改进传统测量手段，摒弃机械运动部件，采用固定在油箱中的电场传感器，以电极间电容值为相关变尝试采用
6、纯粹的电子测量方法，实现对油箱油量比较精确测量的要求。先测量、计算油箱内的液位高度，然后根据事先通过标定获得油箱的高度与体积关系，积分计算出燃油的体积。 叉车燃油是具有电气绝缘性的液体混合物，黏度低、流动性好、挥发性强，燃油的这些物理特性为使用电容式传感器创造了前提条件；另一方面，高速发展的微电子技术已经能够以相当低的解决方案去实现小电容的精确测量，这种测量方案具有较好的市场前景。 温度变化对电容值测量有比较大的影响，所以在测量电容的同时，必须将温度变化对测量结果进行补偿和校正。另外由于叉车行驶过程中，油箱中的燃油液面上下振动，也考虑通过软件滤波消除这种影响，使用防抖算法。为适应叉车车身网络通
7、讯的趋势，传感器的测量结果通过 CAN通讯接口向外发送，还可以通过数码管显示相关数据。 近三十年来电子技术在汽车类产品上的成功应用，使得汽车电子化的程度越来越高，采用新的设计方法取代机械浮子式传感器是技术发展的需要。半导体技术中的“摩尔定律”决定了电子产品的成本将会越来越低，而且应用嵌入式系统的解决方案更加灵活，适用性更高。电子测量容易实现数字化，能与现代汽车车身通讯网络进行结合，进行测量数据的传送，同时还能够嵌入故障诊断功能，使其成为一个智能传感器。 在汽车由比较纯粹的机械产品正在迅速的转变成越来越多的电子化集成的高度机电一体化产品的技术大背景下，叉车使用者和研究者可以考虑研究采用无机械运动部件的电容式传感器改进内燃式叉车燃油容量指示的技术方案。 参考文献 1陈幕忱.装卸搬运车辆M.北京：人民交通出版社，1999. 2万育嫒.叉车的动力形式及其选用J.起重运输机械，2001， （9）.
