Pompe idrostatiche e a cilindrata variabile: Unità di potenza idraulica (HPU) ad alta efficienza Danfoss

Chiedete a dieci ingegneri specializzati in idraulica di spiegare la differenza tra un circuito idrostatico e un sistema standard a cilindrata variabile con circuito aperto e otterrete dieci risposte ragionevolmente corrette, ma significativamente diverse. Questo non è affatto un problema: la distinzione merita davvero di essere compresa a fondo, poiché determina se una macchina funziona in modo efficiente, risponde in modo prevedibile e resiste al tipo di inversioni di carico che distruggono sistemi mal abbinati.

Danfoss ha sviluppato la propria gamma di unità idrauliche intorno a entrambe le architetture, e la scelta tra di esse non è arbitraria. Essa deriva direttamente dalle effettive funzioni svolte dall’applicazione.

Circuito aperto a cilindrata variabile: quando è la soluzione adatta

Una pompa a cilindrata variabile in un circuito aperto preleva il fluido da un serbatoio, lo pressurizza in base alla richiesta del circuito e restituisce il flusso di scarico allo stesso serbatoio attraverso una tubazione di ritorno. La posizione della piastra inclinata si regola continuamente per adeguarsi alla richiesta del sistema: minore portata quando gli attuatori mantengono la posizione o si muovono lentamente, maggiore portata quando il lavoro viene eseguito a velocità elevata.

I progetti a cilindrata variabile Danfoss in questa configurazione si abbinano bene a blocchi valvola a rilevamento di carico. La pompa riceve un segnale che rappresenta la pressione di carico più elevata nel circuito e si regola per mantenere un margine di pressione superiore — tipicamente compreso tra 20 e 25 bar. Il risultato è che non viene consumata energia inutilmente per mantenere una pressione superiore a quella effettivamente richiesta da qualsiasi attuatore. Per macchinari industriali multifunzione e per equipaggiamenti mobili con diversi utilizzatori contemporanei, questa è l’architettura che consente di tenere sotto controllo i consumi di carburante e la generazione di calore.

Circuiti idrostatici: un insieme di problemi diverso

Una pompa idrostatica funziona in un circuito chiuso. La sua uscita va direttamente a un motore idraulico — nessun serbatoio nel circuito principale, nessuna valvola di comando direzionale, nessuno stadio di strozzamento. La pompa controlla tutto: la direzione del flusso determina la direzione di rotazione del motore, mentre l’entità della cilindrata ne determina la velocità. Un piccolo circuito di carica mantiene una pressione minima all’ingresso per prevenire la cavitazione all’aspirazione della pompa.

Questa architettura chiusa elimina le perdite per strozzamento che sono inevitabili nei circuiti aperti ogni qualvolta una valvola direzionale modula il flusso. Consente inoltre il recupero di energia — un motore che agisce come freno di carico può essere fatto funzionare da pompa, restituendo energia al sistema anziché dissiparla sotto forma di calore. Nei macchinari mobili soggetti a frequenti eventi di decelerazione, tale recupero si traduce in una riduzione misurabile del consumo di carburante.

L'approccio Danfoss HPU

Le unità idrauliche di potenza Danfoss non sono assemblaggi catalogo di componenti scelti separatamente. Pompa, azionamento del motore e elettronica di controllo sono progettati congiuntamente, in modo che le ottimizzazioni dell’efficienza che richiedono una coordinazione lungo l’intera catena di potenza siano effettivamente realizzabili nella pratica. Un azionamento a velocità variabile del motore che regola la velocità di ingresso della pompa in coordinamento con la posizione della piastra inclinata può raggiungere punti di funzionamento che nessuno dei due livelli di controllo riuscirebbe a individuare autonomamente.

Per gli ingegneri di impianti industriali che specificano unità idrauliche di potenza, questa integrazione riduce i tempi di messa in servizio ed elimina la fase di tentativi ed errori necessaria per far cooperare componenti provenienti da fornitori diversi. Per i costruttori di macchine mobili (OEM), essa fornisce un gruppo propulsivo validato, in grado di soddisfare gli obiettivi di efficienza e di basse emissioni senza richiedere competenze interne approfondite nel campo dei sistemi idraulici, competenze che altrimenti sarebbero indispensabili per la progettazione.

HOVOO / HOUFU fornisce kit di tenuta per le piattaforme di pompe a cilindrata variabile e idrostatiche Danfoss. Lo stato delle tenute interne costituisce la base su cui poggiano tutte le dichiarazioni di efficienza: una pompa con tenute usurate presenta perdite interne e non è in grado di mantenere la portata richiesta dal sistema di controllo. I kit di tenuta HOUFU sono verificati dimensionalmente secondo le specifiche Danfoss. Maggiori dettagli su hovooseal.com.

Fonte: www.hovooseal.com