La trasmissione idraulica negli autocarri è un sistema che sfrutta la potenza di un fluido per compiere lavoro. Questo tipo di trasmissione offre numerosi vantaggi, tra cui la capacità di trasmettere grandi potenze a distanza e tramite tubi flessibili, realizzando trasmissioni disassate e senza vincoli di allineamento. Inoltre, offre un'ottima capacità di assorbire i picchi di carico derivanti da urti e sovraccarichi.
Componenti Chiave e Funzionamento
Il cuore del sistema di trasmissione idraulica è la presa di forza (PTO), una fonte di azionamento meccanico commutabile per autocarri o altri veicoli. La presa di forza viene posta su un’uscita di forza secondaria della trasmissione esistente e genera energia meccanica di azionamento che può essere utilizzata per azionare pompe idrauliche o alberi di trasmissione.
Se si collega una pompa idraulica idonea alla presa di potenza, è possibile far funzionare un sistema idraulico. Le pompe ad ingranaggi sono spesso utilizzate a questo scopo, in quanto potenti e robuste. Le prese di forza possono essere attivate manualmente tramite paranco a fune e leva manuale oppure pneumaticamente o elettricamente con un apposito interruttore.
Modificando il numero di giri del motore o un rapporto di trasmissione nella presa di forza, è possibile variare la portata della pompa. La potenza idraulica è esprimibile come prodotto fra portata e pressione (P = Q p). In realtà la potenza reale è diversa dalla potenza teorica, e si introducono quindi diversi rendimenti, sempre inferiori a 1: il rendimento volumetrico (ηq) e il rendimento meccanico (ηp) o di pressione.
Tipi di Pompe Idrauliche
Le pompe idrauliche forniscono fluido ai componenti nel sistema e solitamente ricevono potenza da un motore elettrico o a scoppio, connesso tramite cinghie, ingranaggi, o accoppiamenti flessibili. Esistono diversi tipi di pompe idrauliche:
- Pompe ad ingranaggi: Economiche, a durata elevata, dal funzionamento semplice. Sono meno efficienti perché hanno una cilindrata fissa e sono solitamente utilizzate per pressioni sotto ai 20 MPa.
- Pompe a pistoni: Vengono progettate in genere con un meccanismo a spostamento variabile, per modificare il flusso in uscita e controllare la pressione del sistema.
Applicazioni della Trasmissione Idraulica
L’impianto idraulico può essere utilizzato per una vasta gamma di applicazioni, tra cui:
- Azionare un verricello
- Sollevare un cassone ribaltabile
- Alimentare una gru di carico
- Estendere e ritrarre una piattaforma
- Azionare uno sgombraneve
Questi sono solo alcuni esempi dei molti requisiti per l’utilizzo di sistemi idraulici su camion, trattori, furgoni o macchine semoventi.
Installazione e Considerazioni
Molti autocarri di note marche automobilistiche consentono l’installazione a posteriori delle prese di forza. Eccone alcuni:
- Mercedes-Benz
- MAN
- Renault
- Volvo
- Iveco
- Scania
Oltre ai diversi produttori di autocarri, esistono anche tipi di cambio installati diversamente per i singoli veicoli. La presa di forza installata a posteriori deve adattarsi perfettamente al tipo di cambio esistente dal punto di vista meccanico. Pertanto, la potenza fornita dal cambio manuale o la coppia in Nm deve essere idonea per la pompa idraulica collegata.
Qualora una nuova presa di forza dovesse sostituirne una già esistente e difettosa, occorre prendere in considerazione la potenza, la velocità e il senso di rotazione della presa di forza al momento dell’acquisto del pezzo di ricambio. Alcune pompe idrauliche, come ad esempio le pompe ad ingranaggi, possono essere azionate solo in un senso di rotazione, ovvero in senso antiorario o orario. Il senso di rotazione è indicato nei dati tecnici della pompa.
Esempio di Utilizzo: Combinazione Caricatore-Rimorchio
Un esempio pratico di utilizzo della trasmissione idraulica è la combinazione caricatore-rimorchio. Juha Mönkkönen ha scelto una combinazione caricatore-rimorchio perché si adattava meglio alle sue esigenze e la potenza di traino del rimorchio è stato un grande vantaggio. Il rimorchio scelto è un KESLA 122ND 2WD, con capacità di 12 ton. Secondo Mönkkönen, il caricatore KESLA 316T si confronta favorevolmente con le gru per camion, grazie alla sua capacità di gestire carichi incredibili, alle buone proporzioni del braccio, all'agilità e alla forza di sollevamento regolare.
Fluidi Idraulici
Come già spiegato, il fluido idraulico è il mezzo che permette la trasmissione idrostatica della potenza nel circuito. Sono solitamente olii di origine petrolifera, con aggiunta di vari additivi. I campi di temperature ammesse sono, per funzionamento continuo, 130°C per olii di origine petrolifera, 200°C per esteri siliconici e 260°C per esteri.
Perdite nei Circuiti Idraulici
Oltre alle perdite nelle pompe e nei motori, vanno considerate le perdite all’interno dei circuiti con trasmissioni idrostatiche. Queste sono generalmente di due tipi: localizzate o distribuite. Le seconde sono relative alla resistenza dovuta al flusso di fluido all’interno delle tubazioni.
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