Eco'nergy: Idraulica Eco-Efficiente per escavatori da Manu Lorraine Group
Ancora una volta gli escavatori idraulici sono le macchine movimento terra sugli scudi dell'efficienza. Sono infatti le macchine più utilizzate, il cuore produttivo delle aziende e quelle che operano in modo continuo in tutti i cantieri. Sono i più diffusi perché sono i più polivalenti.
Una sfida continua, giorno dopo giorno, dove i costruttori si sono impegnati per fornire soluzioni che permettano una riduzione dei consumi e un aumento dell'efficienza complessiva.
Soluzioni che non sempre sono applicabili a tutte le classi di peso e che, in molti casi, hanno dei limiti applicativi. Pensiamo ad esempio alla ibridazione diesel-elettrico dove i vantaggi sono quantificabili con un uso intenso della rotazione della torretta e su macchine di una certa importanza dimensionale.
Un limite che esclude di fatto moltissime applicazioni come le demolizioni o l'impiego di attrezzature con l'impiego di molto olio idraulico e dove la staticità della macchina non permette al motore di rotazione elettrico di dimostrare la propria efficienza.
L'ibridazione elettrica impiega, fra le altre cose, una tecnologia il cui maggior costo comporta un allungamento dei tempi di ammortamento della macchina fatto salvo impieghi con un numero molto elevato di ore/anno.
Occorre inoltre affrontare le problematiche relative allo smaltimento delle batterie una volta terminato il loro ciclo di vita.
L'impiego degli escavatori in molteplici contesti li fa oggi vedere come dei veri e propri portattrezzi piuttosto che semplici macchine da scavo.
Questa incredibile polivalenza è una qualità che ha portato lo sviluppo degli impianti idraulici a livelli di assoluta eccellenza rispetto alle altre macchine movimento terra.
I costruttori che hanno abbracciato tecnologie convenzionali si sono da tempo concentrati sul risparmio di carburante con soluzioni che si sono sempre più affinate.
Cura dell'efficienza dell'accoppiamento fra motore e pompe, ricircolo dei flussi di olio idraulico fra un cilindro e l'altro by passando parte dell'impianto, gestione elettronica che opera su portate e pressioni delle pompe a prescindere dal numero di giri del motore, modalità operative preimpostate in modo da migliorare l'operatività.
Macchine che, oggi, possono sostanzialmente definirsi mature e il cui sviluppo sta prendendo strade spesso divergenti a seconda del costruttore.
A parte tutti i costruttori che propongono modelli ibridi diesel-elettrici, ci sono coloro che puntano su macchine con distributori in grado di immagazzinare l'energia idraulica e ridistribuirla verso altre funzioni senza passare per le pompe.
Soluzioni che non sono sempre risolutive. Come anticipato, nel caso dell'ibrido diesel-elettrico, ci sono evidenti cali prestazionali in alcune applicazioni. Laddove il recupero avviene in modo completamente idraulico si ha una complessità dei componenti che comporta difficoltà costruttive e gestionali da non sottovalutare.
Una complessità idraulica che spesso annulla i propri vantaggi rispetto a concorrenti di pari classe in cui si sia ben lavorato sull'efficienza meccanica. Questo sia per le perdite di carico sia per la gestione che avviene con un complesso circuito di elettrovalvole, sia per il fortissimo legame che si instaura con il costruttore nel tempo in termini di manutenzione ordinaria e straordinaria.
Oltretutto in molti casi la scelta di macchine con queste soluzioni si limita a uno, al massimo due modelli, all'interno di una vasta gamma di mezzi convenzionali in cui l'ottimizzazione non è stata per nulla curata.
La natura di portattrezzi degli escavatori non viene quindi praticamente considerata, escludendo dalla ricerca dell'efficienza tutte quelle applicazioni in cui l'idraulica è sollecitata in modo pesante a discapito dei consumi.
Le soluzioni che portano ad ibridazione diesel-elettrico o diesel-idraulico non garantiscono inoltre costi di produzione inferiori rispetto a macchine tradizionali ben concepite in cui gestione elettronica ed efficienza meccanica motore/pompe siano state ben progettate.
Di fatto l'energia idraulica è quella che, all'interno di un escavatore, è prodotta in grande quantità, ma non viene sfruttata al 100%. Energia che, se non utilizzata, si trasforma in calore con tutti i problemi del caso.
Il suo recupero è sicuramente la strada migliore da seguire, soprattutto in funzione del fatto che gli escavatori spendono gran parte delle proprie risorse nella movimentazione a vuoto del braccio e nella rotazione della torretta.
Partendo da questo principio la francese Manu Lorraine Group ha sviluppato e brevettato un sistema applicabile a qualsiasi escavatore idraulico che sfrutta l'energia gravitazionale a cui è soggetto il braccio. (inserire link articolo Manu Lorraine Group)
Negli escavatori il 70% dell'energia idraulica è utilizzata solo per sollevare il braccio, mentre il rimanente 30% serve effettivamente per movimentare la benna, l'avambraccio e la torretta. La percentuale di impiego di quest'ultima può ancora variare a seconda dell'applicazione e può arrivare, da sola, ad utilizzare una percentuale molto alta di energia idraulica.
Una situazione che comporta un forte consumo nel momento in cui si solleva il braccio e una elevata perdita di energia, con relativo sviluppo di calore, quando lo si abbassa.
Se il braccio fosse in equilibrio costante si avrebbe una maggiore efficienza complessiva con la possibilità, per l'impianto idraulico, di ottimizzare i flussi d'olio. Occorre quindi bilanciare l'energia a disposizione, cercando di immagazzinarla e poi restituirla quando necessario.
Nella dinamica di lavoro di un escavatore questa restituzione avviene quasi istantaneamente per far fronte alle manovre in corso che rispondono a una moltitudine di variabili.
Come fare, quindi, per equilibrare il sistema?
Il principio è di fatto molto semplice e sfrutta la forza di gravità. E come tutte le cose semplici si rivela infine molto efficace.
Agendo su uno dei due cilindri di sollevamento, il sistema ECO'nergy di Manu Lorraine Group equilibra il braccio grazie a degli accumulatori ad azoto. Il sistema può essere azionato o disattivato con un pulsante da parte dell'operatore. Una volta messo in funzione, il sistema entra in pressione e, quando si abbassa il braccio, l'energia risultante viene accumulata.
Gli accumulatori sono collegati direttamente con l'impianto idraulico dell'escavatore attraverso l'alimentazione del cilindro di sollevamento. In questo modo l'energia accumulata viene restituita all'impianto aumentando la velocità, ottimizzando i flussi in circolo e riducendo il lavoro del motore.
Un ciclo che si equilibra operando sia in modo naturale sia in modo controllato grazie alla gestione elettronica del sistema di ibridazione di Manu Lorraine Group.
L'utilizzo in coppia di olio e azoto sulle macchine movimento terra è cominciato in grande serie negli anni '80. L'ammortizzazione delle oscillazioni del braccio delle pale gommate durante gli spostamenti è stato ottenuto, e lo è tuttora, con un compensatore olio/azoto che entra in azione al di sopra di certe velocità.
Proposto inizialmente solo su grandi pale gommate è ora praticamente disponibile su qualsiasi dimensione di macchina.
ECO'nergy sfrutta lo stesso principio, ma invece che ammortizzare il braccio ne sfrutta l'energia cinetica per trasformarla in energia idraulica.
L'accumulatore è composto da un corpo in acciaio forgiato omologato per le pressioni di lavoro dell'impianto dell'escavatore su cui è installato. Manu Lorraine prevede infatti un kit a seconda della classe di appartenenza dell'escavatore in cui si tiene conto di pressioni e portate di funzionamento della macchina.
All'interno del corpo metallico trovno spazio una camera d'aria, una valvola di gonfiaggio e una bocca di collegamento. Questa bocca è dotata di una valvola che evita l'estrusione della camera d'aria e una vite di spurgo dell'aria, utilizzata durante la pressurizzazione idraulica del circuito.
L'azoto pressurizzato è contenuto nella camera d’aria. Il fluido pressurizzato viene introdotto nell'accumulatore, comprimeno il gas nella camera d’aria che, a sua volta, restituisce la contropressione all'impianto idraulico secondo le necessità del caso. Contropressione che agisce quindi non solo sul sollevamento ma su tutti i movimenti della macchina, andando ad equilibrare il comportamento complessivo dell'escavatore.
I vantaggi sono molteplici e si riverberano su tutta la macchina.
L'accumulatore consente di immagazzinare una riserva di olio idraulico e la conseguente energia può essere utilizzata immediatamente per svolgere il complesso delle manovre.
L'energia derivante dalla discesa del braccio è assorbita dall'accumulatore e restituita a un ricevitore idraulico per rifornire altri movimenti. Non vi è quindi la priorità verso funzioni specifiche, ma tutti i movimenti, sulla base delle effettive necessità, sono messi sullo stesso piano.
Il sistema ha anche una importante funzione di assorbimento degli shock idraulici.
L'accumulatore, grazie alla sua funzione di ammortizzatore, riduce infatti l’affaticamento dei componenti idraulici e meccanici.
Da non sottovalutare, inoltre, la possibilità per l'ECO'nergy di essere attivato o disattivato a piacimento consentendo, in determinate condizioni operative, di utilizzare l'escavatore in modalità convenzionale. Occorre infatti tenere conto che le temperature di funzionamento ottimali spaziano da -10 °C a +80 °C.
La semplicità del sistema permette il dimensionamento e l'installazione su escavatori di diverse categorie con risparmi di carburante che si attestano su percentuali elevate che, su certe macchine e in certe condizioni operative, possono arrivare fino al 35% rispetto al funzionamento in modalità convenzionale.
Sommando questo risparmio ad un aumento di produttività che si aggira intorno al 10% si rientra dell'investimento effettuato per ECO'nergy in un tempo variabile fra i 12 e i 18 mesi di lavoro a seconda del coefficiente di impiego della macchina.
Le prime due applicazioni di ECO'nergy in Italia sono al lavoro ormai da qualche mese su due macchine Atlas completamente diverse che operano in contesti completamente differenti.
Si tratta nel primo caso di un escavatore cingolato Atlas 160 LC Blue Hybrid impiegato dal Consorzio di Bonifica Renana che opera a cavallo fra Bologna e Ferrara. Un escavatore cingolato dal peso operativo di 18 tonnellate e, quindi, ampiamente fuori dal range di macchine ibride di vario genere proposte da alcuni costruttori.
Una macchina che opera con un braccio a triplice articolazione in configurazione lunga e con una benna falciante, attrezzatura impegnativa per l'impianto idraulico. Il suo lavoro consiste nel lavoro di manutenzione spondale in cui il sollevamento è una funzione particolarmente energivora. (inserire link articolo Atlas 160 Bonifica Renana)
L'altra macchina è un movimentatore industriale gommato Atlas 270 MH Blue Hybrid che lavora nel carico dei mezzi di trasporto e nella selezione dei materiali presso la Nuova Corofer di Piacenza.
Applicazione completamente diversa, senza attrezzature “golose d'olio”, ma con un braccio in cui lunghezza e carichi impegnano l'idraulica in modo stressante per tutto il giorno. Due macchine differenti ma con problematiche del tutto comuni: un impiego intenso dell'idraulica a disposizione. (inserire link articolo Atlas 270 Nuova Corofer)
Entrambe commercializzate, come anche il sistema ECO'nergy di Mannu Lorraine Group, dalla ADV di Bagnacavallo di Romagna, di cui Valerio Venturini è il responsabile commerciale. (inserire link articolo ADV)
Nel caso dell'Atlas 160 LC Blue Hybrid, il dimensionamento dell'accumulatore ha comportato un volume di 20 litri.
Entrando nel dettaglio si è installato un sistema in cui il contenuto di azoto V0 è di 17,8 litri. La capacità massima di questo tipo di accumulatore è di 0,5 x 17,8 = 8,9 litri di olio idraulico.
In questo caso, con la macchina 160LC, il volume del lato inferiore di un cilindro di sollevamento è di 6,7 litri di olio e quindi la riserva dell’accumulatore ha poco più di un 25% di margine aggiuntivo in volume di olio restituito che comporta un'efficienza particolarmente elevata.
Il fratello maggiore Atlas 270 MH Blue Hybrid ha ovviamente esigenze ben diverse.
In questo caso sono stati necessari tre elementi da 20 litri ciascuno per un totale di 60 litri. Tenendo conto che i moduli sono sostanzialmente identici a quelli montati sul più piccolo 160 LC Blue Hybrid, si hanno quindi in totale 8,9 litri x 3 moduli = 26,7 litri di olio idraulico come riserva totale.
In questo caso la riserva dell'accumulatore, sulla base della capacità della base del cilindro, ha una riserva in percentuale che garantisce un'efficienza decisamente alta.
Il sistema, una volta attivato, entra in equilibrio dopo il primo ciclo di sollevamento. Solo dopo aver compiuto un ciclo, infatti, è possibile registrare il peso effettivo del braccio e consentire quindi una completa pressurizzazione.
Le pressioni di lavoro nell'accumulatore spaziano fra 220 bar e 400 bar.
Da un punto di vista operativo, ECO’nergy consente di eseguire i movimenti di sollevamento in modo efficiente, fornendo una maggiore potenza all'avvio e risparmiando carburante.
Durante un movimento di scavo quando il braccio è sollevato, una parte del flusso idraulico che la pompa della macchina non manda verso i cilindri del braccio (poiché questi flussi sono forniti dal sistema di accumulo) è disponibile per gli altri movimenti.
Nel caso dell'Atlas 160 LC Blue Hybrid sono utilizzati soprattutto da benna, avambraccio, triplice articolazione e benna falciante. Nel caso dell'Atlas 270 MH Blue Hybrid si ha invece un flusso impiegato soprattutto da rotazione e traslazione.
Le macchina risultano di fatto più agili e veloci. Tutti i movimenti risultano più rapidi e, grazie al lavoro congiunto di olio e azoto nell'accumulatore, sono anche più morbidi. L'effetto ammortizzante è, infatti, un'altra caratteristica benefica che l'ECO'nergy “regala” all'operatore.
Ciò è dovuto per due motivi sostanziali: la velocità di discesa è leggermente più lenta perché l'accumulatore oppone resistenza e il motore è in generale molto meno rumoroso perché lavora, a parità di condizioni, a circa 200 giri/min in meno rispetto all'impiego in standard.
In realtà occore però valutare il comportamento complessivo della macchina (cronometro alla mano!) in quanto il numero di cicli orari è in realtà superiore sia perché il peso del braccio è supportato dall'accumulatore, sia perché c'è più potenza di sollevamento rispetto alla macchina convenzionale.
Operando con la regolazione automatica del regime motore si lavora a un numero di giri inferiore con minori consumi, minore inquinamento e minore rumore.
Nel caso in cui invece si lavori regolando il règime in modo diretto, occorre abbassare il numero di giri operando nell'intervallo di massima coppia. Conviene ovviamente operare in regolazione automatica in quanto, valutando l'effettiva necessità dell'impianto idraulico, il comportamento dell'escavatore è ottimizzato in ogni istante.
La potenza aggiuntiva della pompa rispetto all'energia accumulata è infatti correlata al règime motore. L'efficienza rispetto al consumo è maggiore a règimi inferiori in quanto, con il sistema attivato, non è necessario che la pompa lavori al massimo della sua capacità.
Le potenza in eccesso in modalità standard non viene infatti utilizzata e serve solo a generare perdite di pressione nell'impianto idraulico. Con l'accumulatore in funzione queste perdite di pressione non si generano e si ha uno sfruttamento ottimale di tutte le capacità della macchina.
Una sfida continua, giorno dopo giorno, dove i costruttori si sono impegnati per fornire soluzioni che permettano una riduzione dei consumi e un aumento dell'efficienza complessiva.
Soluzioni che non sempre sono applicabili a tutte le classi di peso e che, in molti casi, hanno dei limiti applicativi. Pensiamo ad esempio alla ibridazione diesel-elettrico dove i vantaggi sono quantificabili con un uso intenso della rotazione della torretta e su macchine di una certa importanza dimensionale.
I movimentatori industriali come l'Atlas 270 MH Blue Hybrid sono fra le macchine che sfruttano meglio il sistema ECO'nergy
L'ibridazione elettrica impiega, fra le altre cose, una tecnologia il cui maggior costo comporta un allungamento dei tempi di ammortamento della macchina fatto salvo impieghi con un numero molto elevato di ore/anno.
Occorre inoltre affrontare le problematiche relative allo smaltimento delle batterie una volta terminato il loro ciclo di vita.
Una natura da portattrezzi
L'impiego degli escavatori in molteplici contesti li fa oggi vedere come dei veri e propri portattrezzi piuttosto che semplici macchine da scavo.
Questa incredibile polivalenza è una qualità che ha portato lo sviluppo degli impianti idraulici a livelli di assoluta eccellenza rispetto alle altre macchine movimento terra.
I costruttori che hanno abbracciato tecnologie convenzionali si sono da tempo concentrati sul risparmio di carburante con soluzioni che si sono sempre più affinate.
Cura dell'efficienza dell'accoppiamento fra motore e pompe, ricircolo dei flussi di olio idraulico fra un cilindro e l'altro by passando parte dell'impianto, gestione elettronica che opera su portate e pressioni delle pompe a prescindere dal numero di giri del motore, modalità operative preimpostate in modo da migliorare l'operatività.
L'Atlas 160 LC Blue Hybrid acquistato dal Consorzio della Bonifica Renana ha ottenuto ottimi risultati sia da un punto di vista produttivo che da un punto di vista dei consumi.
A parte tutti i costruttori che propongono modelli ibridi diesel-elettrici, ci sono coloro che puntano su macchine con distributori in grado di immagazzinare l'energia idraulica e ridistribuirla verso altre funzioni senza passare per le pompe.
Soluzioni che non sono sempre risolutive. Come anticipato, nel caso dell'ibrido diesel-elettrico, ci sono evidenti cali prestazionali in alcune applicazioni. Laddove il recupero avviene in modo completamente idraulico si ha una complessità dei componenti che comporta difficoltà costruttive e gestionali da non sottovalutare.
Una complessità idraulica che spesso annulla i propri vantaggi rispetto a concorrenti di pari classe in cui si sia ben lavorato sull'efficienza meccanica. Questo sia per le perdite di carico sia per la gestione che avviene con un complesso circuito di elettrovalvole, sia per il fortissimo legame che si instaura con il costruttore nel tempo in termini di manutenzione ordinaria e straordinaria.
Oltretutto in molti casi la scelta di macchine con queste soluzioni si limita a uno, al massimo due modelli, all'interno di una vasta gamma di mezzi convenzionali in cui l'ottimizzazione non è stata per nulla curata.
La natura di portattrezzi degli escavatori non viene quindi praticamente considerata, escludendo dalla ricerca dell'efficienza tutte quelle applicazioni in cui l'idraulica è sollecitata in modo pesante a discapito dei consumi.
Il recupero dell'energia idraulica
Le soluzioni che portano ad ibridazione diesel-elettrico o diesel-idraulico non garantiscono inoltre costi di produzione inferiori rispetto a macchine tradizionali ben concepite in cui gestione elettronica ed efficienza meccanica motore/pompe siano state ben progettate.
Di fatto l'energia idraulica è quella che, all'interno di un escavatore, è prodotta in grande quantità, ma non viene sfruttata al 100%. Energia che, se non utilizzata, si trasforma in calore con tutti i problemi del caso.
La collocazione del dispositivo di recupero dell'energia idraulica sull'escavatore Atlas 160 LC Blue Hybrid avviene comodamente grazie all'ingombro contenuto e allo spazio disponibile sotto il cofano di destra.
Partendo da questo principio la francese Manu Lorraine Group ha sviluppato e brevettato un sistema applicabile a qualsiasi escavatore idraulico che sfrutta l'energia gravitazionale a cui è soggetto il braccio. (inserire link articolo Manu Lorraine Group)
Il collegamento fra impianto idraulico dell'Atlas 160 LC Blue Hybrid avviene tramite una valvola
Una situazione che comporta un forte consumo nel momento in cui si solleva il braccio e una elevata perdita di energia, con relativo sviluppo di calore, quando lo si abbassa.
Se il braccio fosse in equilibrio costante si avrebbe una maggiore efficienza complessiva con la possibilità, per l'impianto idraulico, di ottimizzare i flussi d'olio. Occorre quindi bilanciare l'energia a disposizione, cercando di immagazzinarla e poi restituirla quando necessario.
Nella dinamica di lavoro di un escavatore questa restituzione avviene quasi istantaneamente per far fronte alle manovre in corso che rispondono a una moltitudine di variabili.
L'unità di controllo del sistema ECO'nergy ha un ingombro contenuto ed è installato in posizione protetta, ma comodamente accessibile
Il principio è di fatto molto semplice e sfrutta la forza di gravità. E come tutte le cose semplici si rivela infine molto efficace.
Agendo su uno dei due cilindri di sollevamento, il sistema ECO'nergy di Manu Lorraine Group equilibra il braccio grazie a degli accumulatori ad azoto. Il sistema può essere azionato o disattivato con un pulsante da parte dell'operatore. Una volta messo in funzione, il sistema entra in pressione e, quando si abbassa il braccio, l'energia risultante viene accumulata.
Il montaggio dell'ECO'nergy sull'Atlas 270MH Blue Hybrid avviene in modo semplice nonostante lo spazio a disposizione sia in gran parte occupato dal cinematismo di sollevamento della cabina.
Un ciclo che si equilibra operando sia in modo naturale sia in modo controllato grazie alla gestione elettronica del sistema di ibridazione di Manu Lorraine Group.
Olio e azoto: nel movimento terra dagli anni'80
L'utilizzo in coppia di olio e azoto sulle macchine movimento terra è cominciato in grande serie negli anni '80. L'ammortizzazione delle oscillazioni del braccio delle pale gommate durante gli spostamenti è stato ottenuto, e lo è tuttora, con un compensatore olio/azoto che entra in azione al di sopra di certe velocità.
Proposto inizialmente solo su grandi pale gommate è ora praticamente disponibile su qualsiasi dimensione di macchina.
ECO'nergy sfrutta lo stesso principio, ma invece che ammortizzare il braccio ne sfrutta l'energia cinetica per trasformarla in energia idraulica.
L'accumulatore è composto da un corpo in acciaio forgiato omologato per le pressioni di lavoro dell'impianto dell'escavatore su cui è installato. Manu Lorraine prevede infatti un kit a seconda della classe di appartenenza dell'escavatore in cui si tiene conto di pressioni e portate di funzionamento della macchina.
Sul più grande Atlas 270MH Blue Hybrid i tre compensatori che lavorano insieme sono installati esternamente ai cofani in un apposito elemento scatolare.
L'Atlas 270MH Blue Hybrid presenta tre compensatori, ognuno uguale a quello installato sul più piccolo Atlas 160 LC Blue Hybrid, che lavorano insieme
La valvola di collegamento con l'impianto idraulico dell'Atlas 270MH Blue Hybrid è posizionata in prossimità degli accumulatori ad olio e azoto. Questo fa parte della flessibilità dell'ECO'nergy, installabile su qualsiasi escavatore
La modularità dell'ECO'nergy installato sull'Atlas 270MH Blue Hybrid è uno degli elementi funzionali alla base della polivalenza di questo sistema di ibridazione che recupera, immagazzina e restituisce l'energia idraulica dell'escavatore
I vantaggi sono molteplici e si riverberano su tutta la macchina.
L'accumulatore consente di immagazzinare una riserva di olio idraulico e la conseguente energia può essere utilizzata immediatamente per svolgere il complesso delle manovre.
L'energia derivante dalla discesa del braccio è assorbita dall'accumulatore e restituita a un ricevitore idraulico per rifornire altri movimenti. Non vi è quindi la priorità verso funzioni specifiche, ma tutti i movimenti, sulla base delle effettive necessità, sono messi sullo stesso piano.
L'accumulatore, grazie alla sua funzione di ammortizzatore, riduce infatti l’affaticamento dei componenti idraulici e meccanici.
Da non sottovalutare, inoltre, la possibilità per l'ECO'nergy di essere attivato o disattivato a piacimento consentendo, in determinate condizioni operative, di utilizzare l'escavatore in modalità convenzionale. Occorre infatti tenere conto che le temperature di funzionamento ottimali spaziano da -10 °C a +80 °C.
La valvola di collegamento fra l'ECO'nergy e l'impianto idraulico dell'Atlas 270MH Blue Hybrid avviene in modo molto semplice. La chiarezza di funzionamento del sistema di ibridazione idraulica della Manu Lorraine è alla base della sua efficienza
Sommando questo risparmio ad un aumento di produttività che si aggira intorno al 10% si rientra dell'investimento effettuato per ECO'nergy in un tempo variabile fra i 12 e i 18 mesi di lavoro a seconda del coefficiente di impiego della macchina.
Semplice ed efficace
Le prime due applicazioni di ECO'nergy in Italia sono al lavoro ormai da qualche mese su due macchine Atlas completamente diverse che operano in contesti completamente differenti.
I primi due
I primi due sistemi Eco'Energy di Manu Lorraine sono al lavoro su due escavatori AtlasUna macchina che opera con un braccio a triplice articolazione in configurazione lunga e con una benna falciante, attrezzatura impegnativa per l'impianto idraulico. Il suo lavoro consiste nel lavoro di manutenzione spondale in cui il sollevamento è una funzione particolarmente energivora. (inserire link articolo Atlas 160 Bonifica Renana)
L'altra macchina è un movimentatore industriale gommato Atlas 270 MH Blue Hybrid che lavora nel carico dei mezzi di trasporto e nella selezione dei materiali presso la Nuova Corofer di Piacenza.
Il funzionamento dei compensatori/accumulatori ad olio e azoto è concettualmente molto semplice. I contenitori in acciaio che contengono le membrane sono omologati per le elevate pressioni di lavoro che spaziano da 100 a 380 bar
Entrambe commercializzate, come anche il sistema ECO'nergy di Mannu Lorraine Group, dalla ADV di Bagnacavallo di Romagna, di cui Valerio Venturini è il responsabile commerciale. (inserire link articolo ADV)
A ciascuno il proprio ECO'nergy
Nel caso dell'Atlas 160 LC Blue Hybrid, il dimensionamento dell'accumulatore ha comportato un volume di 20 litri.
Entrando nel dettaglio si è installato un sistema in cui il contenuto di azoto V0 è di 17,8 litri. La capacità massima di questo tipo di accumulatore è di 0,5 x 17,8 = 8,9 litri di olio idraulico.
Il fratello maggiore Atlas 270 MH Blue Hybrid ha ovviamente esigenze ben diverse.
In questo caso sono stati necessari tre elementi da 20 litri ciascuno per un totale di 60 litri. Tenendo conto che i moduli sono sostanzialmente identici a quelli montati sul più piccolo 160 LC Blue Hybrid, si hanno quindi in totale 8,9 litri x 3 moduli = 26,7 litri di olio idraulico come riserva totale.
In questo caso la riserva dell'accumulatore, sulla base della capacità della base del cilindro, ha una riserva in percentuale che garantisce un'efficienza decisamente alta.
Il sistema, una volta attivato, entra in equilibrio dopo il primo ciclo di sollevamento. Solo dopo aver compiuto un ciclo, infatti, è possibile registrare il peso effettivo del braccio e consentire quindi una completa pressurizzazione.
Le pressioni di lavoro nell'accumulatore spaziano fra 220 bar e 400 bar.
Da un punto di vista operativo, ECO’nergy consente di eseguire i movimenti di sollevamento in modo efficiente, fornendo una maggiore potenza all'avvio e risparmiando carburante.
Durante un movimento di scavo quando il braccio è sollevato, una parte del flusso idraulico che la pompa della macchina non manda verso i cilindri del braccio (poiché questi flussi sono forniti dal sistema di accumulo) è disponibile per gli altri movimenti.
Il diagramma di flusso del sistema ECO'nergy è chiaro e semplice. Il sistema si basa sull'equilibrio del peso del braccio di scavo e sul risparmio di energia idraulica per la sua movimentazione.
Le macchina risultano di fatto più agili e veloci. Tutti i movimenti risultano più rapidi e, grazie al lavoro congiunto di olio e azoto nell'accumulatore, sono anche più morbidi. L'effetto ammortizzante è, infatti, un'altra caratteristica benefica che l'ECO'nergy “regala” all'operatore.
Non fidarsi delle sensazioni
Usando sia l'Atlas 160 LC Blue Hybrid sia il 270 MH Blue Hybrid con il sistema ECO'nergy si ha la sensazione che la macchine rallentino.Ciò è dovuto per due motivi sostanziali: la velocità di discesa è leggermente più lenta perché l'accumulatore oppone resistenza e il motore è in generale molto meno rumoroso perché lavora, a parità di condizioni, a circa 200 giri/min in meno rispetto all'impiego in standard.
In realtà occore però valutare il comportamento complessivo della macchina (cronometro alla mano!) in quanto il numero di cicli orari è in realtà superiore sia perché il peso del braccio è supportato dall'accumulatore, sia perché c'è più potenza di sollevamento rispetto alla macchina convenzionale.
Meno giri + risparmio
Il motore lavora a meno giri, con conseguenti risparmi importanti di carburante e nei costi di manutenzioneNel caso in cui invece si lavori regolando il règime in modo diretto, occorre abbassare il numero di giri operando nell'intervallo di massima coppia. Conviene ovviamente operare in regolazione automatica in quanto, valutando l'effettiva necessità dell'impianto idraulico, il comportamento dell'escavatore è ottimizzato in ogni istante.
La potenza aggiuntiva della pompa rispetto all'energia accumulata è infatti correlata al règime motore. L'efficienza rispetto al consumo è maggiore a règimi inferiori in quanto, con il sistema attivato, non è necessario che la pompa lavori al massimo della sua capacità.
Le potenza in eccesso in modalità standard non viene infatti utilizzata e serve solo a generare perdite di pressione nell'impianto idraulico. Con l'accumulatore in funzione queste perdite di pressione non si generano e si ha uno sfruttamento ottimale di tutte le capacità della macchina.
