Bombas hidrostáticas y de desplazamiento variable: Unidad de potencia hidráulica (HPU) de alta eficiencia Danfoss

Pida a diez ingenieros hidráulicos que expliquen la diferencia entre un circuito hidrostático y un sistema estándar de desplazamiento variable de circuito abierto y obtendrá diez respuestas razonablemente correctas, pero significativamente distintas. Eso no es algo negativo: la distinción merece realmente comprenderse en profundidad, porque determina si una máquina funciona con eficiencia, responde de forma predecible y soporta el tipo de inversiones de carga que destruyen sistemas inadecuadamente combinados.

Danfoss ha desarrollado su gama de unidades de potencia hidráulica alrededor de ambas arquitecturas, y la elección entre ellas no es arbitraria; se deriva directamente de lo que realmente hace la aplicación.

Circuito abierto de desplazamiento variable: cuándo resulta adecuado

Una bomba de desplazamiento variable en un circuito abierto extrae fluido de un depósito, presuriza el fluido según la demanda del circuito y devuelve el caudal de escape al mismo depósito mediante una tubería de retorno. La posición de la placa inclinada se ajusta continuamente para adaptarse a la demanda del sistema: menos caudal cuando los actuadores mantienen su posición o se desplazan lentamente, y más caudal cuando se realiza trabajo a velocidad.

Los diseños de desplazamiento variable de Danfoss en esta configuración se combinan eficazmente con bloques de válvulas con detección de carga. La bomba recibe una señal que representa la presión de carga más alta del circuito y se ajusta para mantener un margen de presión por encima de dicha presión —típicamente entre 20 y 25 bares—. El resultado es que no se consume energía innecesaria para mantener una presión superior a la que realmente necesita cualquier actuador. En maquinaria industrial multifuncional y equipos móviles con varios consumidores simultáneos, esta arquitectura permite controlar el consumo de combustible y la generación de calor.

Circuitos hidrostáticos: Un conjunto distinto de problemas

Una bomba hidrostática funciona en un circuito cerrado. Su salida va directamente a un motor hidráulico: no hay depósito en el circuito principal, ni válvula de control direccional, ni etapa de estrangulamiento. La bomba controla todo: la dirección del caudal determina la dirección de giro del motor y la magnitud de la cilindrada determina la velocidad del motor. Un pequeño circuito de carga mantiene una presión mínima de entrada para evitar la cavitación en la succión de la bomba.

Esta arquitectura cerrada elimina las pérdidas por estrangulamiento que son inevitables en los circuitos abiertos siempre que una válvula direccional esté modulando el caudal. Asimismo, permite la recuperación de energía: un motor que actúa como freno de carga puede funcionar como bomba, devolviendo energía al sistema en lugar de disiparla como calor. En equipos móviles con frecuentes eventos de desaceleración, dicha recuperación se traduce en una reducción medible del consumo de combustible.

El enfoque de Danfoss para las unidades hidráulicas de potencia

Las unidades hidráulicas de potencia de Danfoss no son conjuntos de catálogo compuestos por componentes seleccionados por separado. La bomba, el accionamiento del motor y la electrónica de control están diseñados conjuntamente, de modo que las optimizaciones de eficiencia que requieren coordinación a lo largo de toda la cadena de potencia sean realmente alcanzables en la práctica. Un accionamiento de motor de velocidad variable que ajusta la velocidad de entrada de la bomba en coordinación con la posición de la placa oscilante puede alcanzar puntos de funcionamiento que ninguna de las dos capas de control podría identificar de forma independiente.

Para los ingenieros de plantas industriales que especifican unidades hidráulicas de potencia, esta integración reduce el tiempo de puesta en marcha y elimina la necesidad de ensayo y error para lograr la cooperación entre componentes adquiridos por separado. Para los fabricantes originales de equipos móviles (OEM), produce un tren de potencia validado que cumple con los objetivos de eficiencia y bajas emisiones, sin requerir una experiencia interna profunda en sistemas hidráulicos, tal como exigiría de otro modo el diseño.

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Fuente: www.hovooseal.com