Vai trò của cảm biến trong hệ thống điều khiển máy xúc hiện đại

Cảm biến đóng vai trò trung tâm trong hệ thống điều khiển máy xúc hiện đại, giúp tối ưu hóa vận hành, tăng độ chính xác và giảm tiêu hao nhiên liệu.

Trong các dòng máy xúc hiện đại, việc ứng dụng công nghệ cảm biến đã trở thành xu hướng không thể thiếu nhằm nâng cao hiệu suất vận hành, độ an toàn và khả năng tự động hóa. Cảm biến không chỉ giúp ghi nhận thông tin về vị trí, tốc độ, nhiệt độ, áp suất mà còn làm cầu nối giữa máy móc và hệ thống điều khiển điện tử.

Trong bài viết này, Phụ tùng Máy công trình Hà Nội sẽ phân tích sâu các dấu hiệu hỏng hóc, hướng dẫn thay thế và lựa chọn phụ tùng phù hợp, giúp kỹ sư và chủ máy duy trì hiệu suất làm việc tối ưu.

Hãy cùng tìm hiểu chi tiết từng loại cảm biến trên máy xúc, vai trò của chúng trong hệ thống điều khiển và lưu ý kỹ thuật khi bảo trì, thay thế.

---

Các loại cảm biến phổ biến trong hệ thống điều khiển máy xúc hiện đại

Trong hệ thống máy xúc ngày nay, cảm biến được sử dụng rộng rãi ở nhiều vị trí và chức năng khác nhau. Mỗi loại cảm biến đảm nhiệm một vai trò riêng biệt, góp phần giúp máy vận hành chính xác hơn.

Một số cảm biến phổ biến gồm:

• Cảm biến vị trí cần (Boom/Arm/Bucket Position Sensor): Giúp xác định chính xác vị trí cần điều khiển, từ đó hỗ trợ hệ thống điều khiển thông minh như Auto Grade Control.
• Cảm biến áp suất thủy lực (Hydraulic Pressure Sensor): Theo dõi áp suất làm việc trong hệ thống thủy lực, gửi dữ liệu về ECM để điều chỉnh lưu lượng bơm và cảnh báo khi vượt ngưỡng cho phép.
• Cảm biến nhiệt độ (Coolant/Oil Temperature Sensor): Ghi nhận nhiệt độ dầu động cơ, nước làm mát, giúp kiểm soát chế độ làm việc và bảo vệ động cơ khỏi quá nhiệt.
• Cảm biến tốc độ quay (Speed Sensor): Theo dõi tốc độ quay của động cơ, motor thủy lực, quạt làm mát để tính toán mô-men, lưu lượng và bảo vệ hệ thống.
• Cảm biến tải trọng (Load Sensor/Pressure Transducer): Được tích hợp trong hệ thống cảnh báo quá tải, hỗ trợ điều khiển phân bổ lực nâng.

Nhờ các cảm biến này, máy xúc hiện đại không còn hoạt động chỉ theo “cơ khí thuần túy” mà đã tiến gần đến tự động hóa, giảm sự phụ thuộc vào thao tác người vận hành.

---

Nguyên lý hoạt động của cảm biến trong hệ thống điều khiển máy xúc

Mỗi cảm biến hoạt động dựa trên nguyên lý đo đạc vật lý, sau đó chuyển đổi thành tín hiệu điện để gửi về ECM (Electronic Control Module). ECM sẽ phân tích dữ liệu cảm biến theo thời gian thực và đưa ra các tín hiệu điều khiển tương ứng.

Ví dụ:

• Cảm biến áp suất thủy lực sử dụng cell áp điện hoặc strain gauge để ghi nhận thay đổi áp lực, từ đó xuất ra tín hiệu analog 0–5V hoặc 4–20mA.
• Cảm biến vị trí dùng công nghệ từ tính (Hall effect) hoặc chiết áp tuyến tính để xác định vị trí cần.
• Cảm biến nhiệt độ dầu sử dụng điện trở nhiệt (NTC/PTC), giá trị điện trở thay đổi theo nhiệt độ.

Hệ thống điều khiển trên máy xúc hiện đại luôn hoạt động dựa trên thuật toán phản hồi liên tục, với tín hiệu đầu vào là từ cảm biến. Điều này giúp tối ưu hóa:

• Thời gian phản hồi lệnh
• Tối ưu nhiên liệu
• Kiểm soát quá tải
• Bảo vệ thiết bị

Khi cảm biến hỏng hoặc gửi tín hiệu sai lệch, toàn bộ hệ thống điều khiển có thể bị lỗi, làm sai lệch chu kỳ hoạt động, thậm chí gây hỏng các bộ phận quan trọng như bơm, van, động cơ.

---

Dấu hiệu cảm biến máy xúc bị lỗi và hậu quả nếu không thay kịp thời

Cảm biến là thiết bị điện tử nên có tuổi thọ giới hạn và dễ bị ảnh hưởng bởi môi trường làm việc khắc nghiệt như bụi, nhiệt, rung chấn.

Một số dấu hiệu nhận biết cảm biến bị lỗi gồm:

• Máy xúc báo lỗi trên màn hình (mã lỗi như P0193, P0335… tùy hãng)
• Động cơ khó nổ hoặc hoạt động không đều
• Máy yếu lực, chậm phản hồi thao tác
• Quạt làm mát chạy liên tục không dừng
• Cảnh báo áp suất thấp hoặc nhiệt độ cao liên tục dù thực tế không có vấn đề

Hậu quả nếu không xử lý kịp thời:

• Bơm thủy lực hoạt động sai áp suất, dễ gây cháy bơm
• Van điều khiển mở sai thời điểm, gây rung giật hoặc kẹt cơ cấu
• Động cơ dễ quá nhiệt do cảm biến quạt sai
• Dữ liệu gửi về ECM sai khiến toàn hệ thống bị rối loạn

Trong thực tế, nhiều đơn vị sửa chữa máy công trình từng ghi nhận máy xúc Hitachi hay Komatsu bị cháy bơm chỉ vì cảm biến áp suất sai lệch, nhưng chủ máy không kiểm tra kịp thời.

---

Cách kiểm tra, thay thế và lựa chọn cảm biến máy xúc đúng chủng loại

Để đảm bảo hệ thống điều khiển hoạt động chính xác, kỹ sư cần biết cách kiểm tra, lựa chọn và thay thế cảm biến đúng chuẩn.

Kiểm tra cảm biến:

• Dùng đồng hồ đo điện trở (cho cảm biến nhiệt độ, vị trí)
• Dùng đồng hồ đo áp hoặc điện áp ngõ ra (cảm biến áp suất, Hall sensor)
• So sánh tín hiệu thực tế với thông số chuẩn của nhà sản xuất

Lưu ý khi thay thế:

• Không dùng cảm biến thay thế không rõ nguồn gốc vì dễ sai lệch tín hiệu.
• Nên tra mã part number chính xác (ví dụ: 7861-93-1650 cho Komatsu PC200).
• Lắp đúng chiều – đúng cổng – đúng loại ren hoặc jack kết nối.
• Sau khi thay, cần reset ECM hoặc chạy test bằng phần mềm chẩn đoán.

Kinh nghiệm thực tế:

Nhiều máy xúc sau khi thay cảm biến “chợ” hoặc hàng nhái có biểu hiện hoạt động không đều, báo lỗi sai, gây nhầm lẫn cho người vận hành. Do đó, nên mua cảm biến chính hãng hoặc từ kho phụ tùng uy tín như Phụ tùng Máy công trình Hà Nội để đảm bảo độ tương thích và tín hiệu ổn định.

---

Bảng tra cảm biến phổ biến cho các dòng máy xúc hiện nay

Bảng tra cảm biến phổ biến cho các dòng máy xúc hiện nay

Loại cảm biến	Dòng máy sử dụng phổ biến	Mã phụ tùng tham khảo	Thông số kỹ thuật / Ghi chú
Cảm biến áp suất thủy lực	Komatsu PC200-7/8	7861-93-1650	Ren 1/4″, tín hiệu analog 0.5–4.5V, 2 chân
Cảm biến vị trí tay cần (Boom)	Doosan DX225LC	K9001833	Cảm biến từ Hall, lắp gần xi lanh chính
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát	Hitachi ZX200-3	4436539	Loại NTC, ngõ ra điện trở, chân cắm 2 pin
Cảm biến tốc độ động cơ (RPM)	Kobelco SK200-8	YN52S00016P1	Cảm biến từ cảm ứng, ren M18, dây 3 lõi
Cảm biến vị trí bàn xoay	Volvo EC210B	VOE 14518349	Encoder góc quay, giao tiếp CAN
Cảm biến áp suất nhiên liệu	Caterpillar 320D	274-6710	Gắn trên rail nhiên liệu, tín hiệu analog
Cảm biến tải trọng thủy lực	Hyundai R220LC-9S	31Q6-10140	Kết hợp đồng hồ đo áp + cảm biến điện tử
Cảm biến áp suất bơm chính	Hitachi ZX200-5G	9227436	Gắn trực tiếp trên bơm, điện áp 0.5–4.5V
Cảm biến mức dầu thủy lực	Komatsu PC300-7	20Y-06-22410	Cảm biến phao từ, có tiếp điểm ON/OFF
Cảm biến nhiệt độ dầu thủy lực	Doosan DX300LC	401107-00242	Điện trở NTC, ngõ ra điện áp tuyến tính

Ghi chú:

• Mã phụ tùng có thể khác nhau theo đời máy hoặc thị trường (nội địa Nhật, Hàn, Trung Quốc). Hãy luôn kiểm tra Part Number gốc khắc trên cảm biến cũ để đặt đúng hàng.
• Với các máy dùng hệ thống ECU CAN bus, cảm biến cần tương thích chuẩn tín hiệu kỹ thuật số (ví dụ: cảm biến quay bàn Volvo EC210B).
• Một số cảm biến (như cảm biến vị trí tay cần) cần được calibrate lại sau khi thay để ECM nhận đúng dải hoạt động.

---

Kết luận

• Cảm biến là bộ phận không thể thiếu trong hệ thống điều khiển máy xúc hiện đại, đảm bảo sự chính xác và an toàn.
• Việc nhận biết hỏng hóc sớm và thay thế cảm biến đúng loại giúp máy hoạt động ổn định, tránh lỗi hệ thống.
• Hãy ưu tiên sử dụng cảm biến chất lượng từ các đơn vị uy tín như hanoiparts.com – Phụ tùng Máy công trình Hà Nội để đảm bảo hiệu quả và tuổi thọ thiết bị.