Fluido 446- Maggio 2022

33 fluidotecnica 446 • maggio 2022 Le trasmissioni di potenza a fluido sono note per la capacità di offrire il controllo ottimale ove vi sia l’esigenza di potenze ele- vate e una certa complessità architetturale. I sistemi oleodinamici utilizzanocomponenti affidabili e tuttora insuperati in fatto di densità di potenza, e infatti equipaggiano la quasi totalità delle macchine operatrici mobili agricole, material handling, movi- mento terra e speciali. Nel contempo però il mondo delle macchine sta vivendo una forte spinta da un lato da parte di policy e dall’altro da parte delle nuove tecnologie ormai mature, verso soluzioni più ecologi- che ed efficienti in primis attraverso l’elet- trificazione ed ibridazione del powertrain. Ripensare i sistemi oleodinamici in chiave dell’ibridizzazione e dell’elettrificazione ap- parequindi una stradaormai quasi obbliga- ta per migliorare i rendimenti energetici e per rimanere al passo con i requisiti imposti dalle macchine di nuova generazione. Tendenze e prestazioni L’obiettivo di questo articolo è quello di fornire un colpo d’occhio riguardo le ten- denze e le opportunità di miglioramento delle prestazioni delle macchine operatrici mobili. Facendo questi discorsi è bene sgombrare il campo da slogan di marketing eda commentimanichei su tecnologiebuo- ne contrapposte ad altre cattive. L’obiettivo non deve essere quello di sostituire sem- plicemente gli impianti oleodinamici con trasmissioni elettriche, ma di scegliere la soluzione di volta in volta migliore anche sfruttando la possibilità di integrare le due tecnologie cercando di sfruttare i benefici di entrambe le tecnologie. L’oleodinamica, infatti, offre soluzioni per la trasmissione di potenza estremamente affidabili, dotate di straordinaria densità di potenza (esprimi- bile come rapporto potenza/peso), pratica- mente esenti di problemi del surriscalda- mento e del sovraccarico, se progettate cor- rettamente. La debolezza maggiore d’alta parte è presto detta: l’efficienza energetica ègeneralmentemoltopeggiore rispettoalle tecnologie concorrenti, in questo ambito le tecnologie elettriche eccellono. Facendo qualche ricerca bibliografica si possono trovare stime dei bilanci energe- tici delle macchine mobili [1], questi anche prescindendo dalla bassa efficienza del motore endotermico evidenziano una bas- sa efficienza dell’idraulica che è chiamata a movimentare leattrezzaturee spessoanche il sistema di traslazione. In questo ambito, l’impianto dell’escavatore viene spesso considerato l’epitome tra le macchine da lavoro, esso infatti comprende sia funzioni di lavoro conmovimenti lineari da eseguire con la miglior sincronizzazione possibile, siamovimenti rotativi come la torretta oltre alla funzione della trazione tramite i cingoli (o ruote nelle versioni gommate). Integrazione di tecnologie L’impianto (figura 1) è in generale centraliz- zato con la potenza idraulica generata da un numero ‘basso’ di pompe principali (2 o 3 in molti casi) chedevonoalimentaremolteplici funzioni (fino a 9/10). Pensare di elettrificare la totalità di queste funzioni prescindendo dalle trasmissioni oleodinamiche appare piuttosto velleitario permotivi di costi, spazi ed ingombri. Tuttavia, integrando le tecno- logie è possibile ottenere ottimi risultati di risparmio energetico attraverso l’utilizzo di tre paradigmi che sono l’utilizzo potenza on demand con sistemi idraulici mossi da servomotori elettrici, l’implementazione di sistemi per la rigenerazione e recupero energetico ed infine l’impiego di impianti distribuiti. Tramite l’impiegodi servomotori elettrici per movimentare le pompe (figura 2) è possibile superare uno dei limiti dei sistemi conven- zionali che mantengono ad alto numero di giri le pompe per tutta la durata di utilizzo della macchina, il numero di giri delle pom- pe varia relativamente poco perché queste sono direttamente calettate a un motore diesel, mentre conmotori elettrici controllati in velocità è possibile adattare la velocità di rotazione alla richiesta istantanea degli Figura 1 – Layout impianto idraulico per escavatore convenzionale. Figura 2 – Layout impianto elettrico e idraulico per escavatore ibrido.