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La electrohidráulica hace que los vehículos comerciales sean más ecológicos

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La normativa medioambiental para los vehículos de carretera es cada vez más estricta, y una forma de reducir las emisiones de CO2 puede ser eliminar las correas trapezoidales mecánicas o las tomas de fuerza de los futuros vehículos comerciales. Los sistemas electrohidráulicos de bajo consumo, como los últimos Smart PowerPacks de Bucher Hydraulics, ofrecen una alternativa viable.

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El año pasado, la UE adoptó una Ley Europea del Clima con el objetivo de alcanzar las emisiones netas de gases de efecto invernadero (GEI) en la UE para 2050. La ley establece un objetivo intermedio de reducir los GEI en al menos un 55% para 2030 en comparación con los niveles de 1990. Esto coincide con las medidas adoptadas en 2019 por el Parlamento de la UE para reducir las emisiones de CO2 de los vehículos comerciales pesados en un 30% en comparación con los niveles de 2005, y para alcanzar este nivel en 2030. El primer 15% debe alcanzarse antes de 2025, en sólo tres años. De lo contrario, se impondrán sanciones económicas. Las cantidades reales aún no se han determinado, pero es probable que sean dolorosas.

En la actualidad, sólo se ven afectados los camiones de carretera. Vehículos como los de recogida de basuras y los municipales, o los camiones con grúa de carga, están inicialmente exentos de la normativa. Pero la Comisión Europea está debatiendo actualmente cómo ampliar la normativa en este ámbito. En vista de los cambios climáticos cada vez más drásticos, es probable que la normativa sea notablemente estricta. Un estudio de la Agencia Federal de Medio Ambiente de Alemania sobre el ahorro de energía en la conducción de fluidos evaluó la maquinaria de construcción y agrícola, y las lecciones aprendidas se aplican también a estos vehículos industriales. Entre las recomendaciones, el control basado en la demanda de los actuadores auxiliares es especialmente prometedor.

Eliminación de las tomas de fuerza

Si la normativa de la UE relativa a las emisiones de CO2 se extiende realmente a otros vehículos industriales, los fabricantes de unidades auxiliares se verían especialmente afectados. Estas unidades auxiliares incluyen las bombas de agua de refrigeración y los compresores de aire acondicionado, pero también los equipos complementarios para las funciones de trabajo municipal o las grúas de carga. En las tomas de fuerza convencionales, las bombas hidráulicas están conectadas al motor del camión de forma mecánica a través de una caja de cambios, un árbol de transmisión o una correa trapezoidal, y funcionan de forma continua. En raras ocasiones, pueden desconectarse mediante acoplamientos. Dado que los equipos complementarios de los camiones son especialmente sensibles a los costes, estas unidades suelen basarse en la tecnología más básica, con pérdidas de potencia del 50 al 75%. Por cierto, esa es la razón por la que las grúas de carga montadas en camiones suelen estar equipadas con grandes refrigeradores de aceite.

Los motores diésel para camiones están optimizados para circular a 80 km/h en la carretera, donde funcionan eficazmente a baja velocidad y con mucha carga. Para generar el elevado caudal que se requiere en el uso estacionario -por ejemplo, para levantar cargas- se aumenta el régimen del motor. Esto no sólo es ruidoso, sino también ineficaz, ya que el motor trabaja entonces en un punto de funcionamiento desfavorable, con una combustión deficiente y un elevado consumo específico de combustible.

Para reducir el consumo de combustible y las emisiones, los fabricantes de vehículos están eliminando las tomas de fuerza de sus productos de última generación. Los compresores, los ventiladores, la dirección y las bombas hidráulicas se accionarán eléctricamente según el principio de "potencia a la carta", sin conexión directa con el motor.

Smart PowerPack

La electrificación de las tomas de fuerza hidráulicas permite utilizar la potencia sólo cuando se necesita. Sin embargo, el sistema hidráulico debe ser más eficiente para evitar costosas pérdidas de potencia. Bucher Hydraulics ha desarrollado las nuevas Smart PowerPacks para vehículos utilitarios precisamente con este objetivo.

El paquete se configura para adaptarse a los requisitos de presión y caudal de una aplicación. El sistema modular incluye varias bombas Bucher, accionadas por motores eléctricos duraderos sin escobillas e inversores de la unidad Mobile Drives de la empresa. Un bloque hidráulico "inteligente" genera información sobre la demanda de caudal real e integra la función de alivio de presión. Los inversores del sistema calculan internamente el punto de ajuste de la velocidad, lo que mantiene bajos los costes de instalación.

Los controles digitales establecen los parámetros del sistema en función de la información del sensor de la aplicación, y un sensor de presión integrado ajusta el funcionamiento de la bomba para obtener la máxima eficiencia (control de bypass negativo). La detección térmica protege los sistemas del sobrecalentamiento. Así, la unidad es capaz de detectar la aplicación a la que está conectada y modificar sus parámetros de funcionamiento y la interfaz de usuario en consecuencia. La comunicación se realiza a través de Bluetooth, CANbus o las opciones de control directo por cable, y la información se muestra en la pantalla táctil del operador.

Un componente clave para un mayor rendimiento es la bomba AX. Tiene 24 pistones y está especialmente diseñada para aplicaciones de velocidad variable. El gran número de pistones minimiza las pulsaciones. Una amplia gama de velocidades, de 0 a 3.600 rpm, permite aprovechar todo el rendimiento del accionamiento eléctrico. El límite de velocidad mínima de las bombas convencionales no se aplica a la bomba AX, que puede funcionar desde la velocidad cero sin ningún efecto de ruptura. Con un rendimiento global de entre el 92 y el 94%, supera con creces los valores de los sistemas de bombeo convencionales, según los responsables de Bucher

La Smart PowerPack está disponible en varios tamaños. Por ejemplo, la versión "L" funciona con alta tensión, >400 Vdc y potencias de 10 a 60 kW. El caudal máximo de funcionamiento es de 80 a 140 lpm (21 a 37 gpm) y la presión de 265 a 330 bar (3.840 a 4.790 psi), según el modelo. La versión "S" de bajo voltaje está clasificada para <60 Vdc y <6 kW. El caudal máximo de funcionamiento es de 14,4 lpm (3,8 gpm) y la presión es de 230 bar (3.300 psi). El depósito integrado tiene una capacidad de 5 l (1,3 gal).

La unidad Smart PowerPack es adecuada para prácticamente todos los sistemas de control hidráulico disponibles en el mercado. Las ventajas son:

- Menor consumo de gasóleo gracias a la toma de fuerza desacoplada.

- En las máquinas electrificadas, mejor uso de la capacidad de la batería gracias al suministro de caudal en función de la demanda.

- Reducción de las necesidades de refrigeración.

- Funcionamiento significativamente más silencioso.

Además de la bomba AX de alto rendimiento, el sistema modular también incluye bombas de engranajes externas e internas, cubriendo así una amplia gama de aplicaciones. Dado que muchos fabricantes de carrocerías y reequipadores aún no tienen experiencia con este tipo de accionamientos electrohidráulicos, Bucher Hydraulics ofrece un amplio soporte de diseño.

Bucher Hydraulics

www.bucherhydraulics.com

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