Pompa

Da cosa dipende la capacità della pompa utilizzata in un autocarro con cassone ribaltabile? È tutto legato al peso sollevato dall'autocarro con cassone ribaltabile?

La cilindrata della pompa idraulica utilizzata negli autocarri con cassone ribaltabile (principalmente pompe a ingranaggi; le pompe a pistoni sono meno comunemente utilizzate negli autocarri con cassone ribaltabile di piccole e medie dimensioni) è infatti un fattore chiave di progettazione, ma non è direttamente o esclusivamente determinato dal peso di sollevamento.

In poche parole: il peso di sollevamento determina la pressione operativa richiesta del sistema, mentre la velocità di sollevamento (tempo) determina direttamente la cilindrata richiesta della pompa.

Analizziamo i fattori chiave che determinano la dimensione della cilindrata della pompa per gli autocarri con cassone ribaltabile:

Determinante fondamentale: requisito di flusso

La cilindrata della pompa (cc/giro) determina la quantità di fluido idraulico (portata) che la pompa può erogare per unità di tempo. Maggiore è la portata, più velocemente il cilindro di sollevamento può estendersi e ritrarsi e minore è il tempo di sollevamento.

Flusso (l/min) Cilindrata (cc/giro) × Regime del motore (giri/min) / 1000

Pertanto, per ottenere la velocità di sollevamento desiderata, è necessaria una cilindrata della pompa che soddisfi la portata richiesta.

Fattori specifici che influenzano la scelta della cilindrata della pompa (dal più importante al meno importante):

Requisito del tempo di sollevamento (fattore più critico):

Questo è un indicatore chiave di prestazione per i veicoli da costruzione. Gli utenti in genere desiderano che la carrozzeria del veicolo venga sollevata in posizione il più rapidamente possibile (ad esempio, raggiungendo l'angolo massimo entro 20-30 secondi).

Maggiore è il carico da sollevare, maggiore sarà la spinta del cilindro richiesta, ma anche il diametro del cilindro dovrà essere progettato di conseguenza. Un cilindro di diametro maggiore richiede una portata maggiore per riempirsi rapidamente. Pertanto, per soddisfare il tempo di sollevamento richiesto, anche allo stesso regime del motore, è necessaria una cilindrata maggiore per gli autocarri con cassone ribaltabile di tonnellaggio maggiore.

Tipo di meccanismo di sollevamento e dimensione del cilindro:

Gli autocarri con cassone ribaltabile sono dotati di una varietà di meccanismi di sollevamento, tra cui il sollevamento anteriore (singolo/gemello), il sollevamento centrale a due cilindri e il sollevamento posteriore a due cilindri.

Il diametro e la corsa del cilindro sono parametri chiave. Maggiore è il diametro del cilindro e più lunga la corsa, maggiore è il volume totale di fluido idraulico necessario per completare un sollevamento. Per erogare così tanto fluido in un breve periodo di tempo, è essenziale una pompa con portata sufficiente. La formula di calcolo è:

Portata richiesta (l/min) = (volume del cilindro × numero di sollevamenti) / tempo di sollevamento (min)

Pertanto, la dimensione del cilindro determina direttamente la portata richiesta e quindi la cilindrata della pompa.

Rapporto di velocità della presa di forza (PTO) e regime di funzionamento del motore:

La pompa idraulica di un autocarro con cassone ribaltabile è generalmente collegata alla trasmissione tramite una presa di forza (PTO) e azionata dal motore.

Il rapporto di velocità della PTO determina il rapporto tra la velocità della pompa e la velocità del motore (ad esempio, un rapporto 1:1 o 1:0,8).

Il motore normalmente funziona a una velocità specifica durante il sollevamento (ad esempio una velocità economica di 1500-1800 giri/min). La portata effettiva in uscita della pompa deve essere calcolata in base a questa velocità operativa durante la progettazione del sistema.

Se il rapporto di velocità della PTO è inferiore o la velocità di sollevamento del motore è inferiore, è necessario selezionare una cilindrata maggiore della pompa per compensare la stessa portata.

Pressione operativa del sistema (fortemente correlata al peso del sollevatore):

Questo risponde alla seconda metà della tua domanda. Sebbene il peso sollevato sia effettivamente cruciale, influisce principalmente sulla pressione operativa del sistema, non sulla cilindrata della pompa.

Maggiore è la portanza, maggiore sarà la spinta che il cilindro dovrà generare. Secondo la formula Spinta = Pressione × Area, per una determinata area del cilindro è necessaria una pressione del sistema più elevata.

La pressione del sistema è determinata principalmente dalla pressione nominale della pompa idraulica e dalla capacità di carico della pressione del cilindro, della valvola e del tubo. Le pompe a ingranaggi in genere hanno un limite di pressione nominale (ad esempio, 16MPa, 21MPa, 25MPa, ecc.). Se la portanza è significativa, è importante selezionare pompe e componenti con valori di pressione più elevati anziché semplicemente aumentare la cilindrata.

In sintesi: il peso determina la pressione, la velocità determina lo spostamento.

Compatibilità del veicolo e capacità di dissipazione del calore:

Le pompe di grande cilindrata che funzionano ad alta pressione consumano una notevole potenza del motore (potenza = pressione × flusso). Ciò richiede una riserva di potenza del motore sufficiente, altrimenti il ​​motore si fermerà durante il sollevamento.

Il funzionamento ad alta portata e alta pressione genera una quantità significativa di calore, che sottopone il sistema di dissipazione del calore del fluido idraulico (serbatoio, radiatore) a sollecitazioni più elevate. Una dissipazione del calore insufficiente può portare a temperature eccessive dell'olio, accelerando il degrado dell'olio e delle guarnizioni.

Esempio:

Scenario 1: Autocarro con cassone ribaltabile leggero (sollevatore da 8 tonnellate)

Potrebbe essere utilizzato un cilindro di sollevamento anteriore a stadio singolo con un alesaggio piccolo. Il tempo di sollevamento richiesto è di 20 secondi.

Dopo aver calcolato la portata richiesta, è possibile selezionare una pompa a ingranaggi da 40 cc, che fornisce circa 72 L/min a 1800 giri/min. Potrebbe essere necessaria una pressione del sistema di soli 14 MPa per soddisfare la forza di sollevamento richiesta.

Scenario 2: Autocarro con cassone ribaltabile per carichi pesanti (sollevamento da 30 tonnellate)

Potrebbe essere utilizzato un cilindro di sollevamento anteriore a più stadi (comunemente noto come 'avambraccio a cinque sezioni') con un alesaggio maggiore e una corsa più lunga. Anche il tempo di sollevamento richiesto è di 25 secondi.

A causa del grande volume del cilindro, è necessaria una portata molto elevata per riempirlo rapidamente. I calcoli suggeriscono che potrebbe essere necessaria una pompa a ingranaggi con una cilindrata di 100 cc o anche superiore, in grado di erogare ben 180 l/min a 1800 giri al minuto. Allo stesso tempo, per generare una forza di sollevamento sufficiente, la pressione operativa del sistema è spesso progettata per essere più elevata, ad esempio 21 MPa o 25 MPa.

Conclusione

La scelta della cilindrata di una pompa idraulica per autocarro con cassone ribaltabile è un processo sistematico, che dipende da:

Fattori diretti: velocità di sollevamento desiderata (tempo) e dimensioni del cilindro.

Importanti fattori correlati: peso di sollevamento (che determina la pressione operativa del sistema), velocità del motore e rapporto della PTO.

Fattori critici: potenza del motore e capacità di dissipazione del calore del sistema.

Pertanto, la cilindrata di una pompa per autocarro con cassone ribaltabile dipende principalmente dalla velocità di sollevamento richiesta dall'utente e dalle specifiche del cilindro. Sebbene il peso di sollevamento non determini direttamente lo spostamento, funge da base per determinare la pressione operativa del sistema e le dimensioni del cilindro, influenzando indirettamente la scelta dello spostamento. I veicoli più grandi, che in genere richiedono cilindri più grandi e velocità di sollevamento più elevate, richiedono naturalmente pompe più grandi.