Il futuro delle macchine edili: attuatori elettrici contro attuatori idraulici
30 aprile 2024

Quando Bobcat lanci貌 la sua pala compatta cingolata T7X, giusto in tempo per ConExpo l'anno scorso, non si distinse solo perch茅 era alimentata elettricamente.
Ancora pi霉 insolitamente, la macchina ha eliminato gli attuatori idraulici in favore di attuatori elettrici, realizzando quella che Bobcat ha definito la prima pala compatta cingolata completamente elettrica al mondo.
In realt脿, questa non 猫 stata la prima volta che Bobcat si cimentava con macchine completamente elettriche: la T7X era arrivata dopo la S7X, che secondo l'azienda era la prima pala compatta completamente elettrica al mondo.
E l'OEM americano non 猫 l'unica azienda a considerare il potenziale degli attuatori elettrici per realizzare macchine completamente elettriche.
Nel 2022, Komatsu ha pubblicato un , con un motore elettrico al posto di un motore diesel e un motore elettrico per tutti gli attuatori. Nello stesso anno, ha presentato un prototipo di pala gommata compatta completamente elettrica al Bauma in Germania, progettato e costruito con Moog Inc.
Quali sono i vantaggi?
In un mondo in cui gli attuatori idraulici sono la norma su tutti i tipi di attrezzature edili, perch茅 passare all'elettrico? E sono destinati a diventare una visione pi霉 comune sulle macchine edili del futuro?
Forse uno degli argomenti pi霉 importanti a loro favore 猫 che sono pi霉 efficienti. Gli attuatori idraulici possono comportare grandi perdite di energia e passare all'elettrico pu貌 migliorare l'efficienza complessiva della macchina, il che aiuta a migliorare la durata della batteria se sono azionati elettricamente. Lo studio sui miniescavatori completamente elettrici di Komatsu ha rilevato che l'efficienza del sistema 猫 migliorata dal 30% al 57% rispetto ai miniescavatori idraulici convenzionali.
Come sottolinea lo studio di Komatsu, ci sono altri vantaggi, tra cui l'eliminazione dell'olio idraulico, il che rende la macchina pi霉 ecologica e pi霉 silenziosa.
L'altro argomento a favore degli attuatori elettrici, come sottolinea Joel Honeyman, vicepresidente dell'innovazione globale di Bobcat Company, a Construction Briefing , 猫 la precisione.
"Quando l'automotive ha iniziato a promuovere l'elettrificazione, abbiamo visto molti progressi nei componenti. Quando diamo un'occhiata a questi componenti, che siano attuatori o azionamenti, si ottiene molto in termini di feedback e posizione che non si ottengono necessariamente con l'idraulica", spiega.
"Si ottiene un feedback sul carico attuale che potrebbe essere sull'attuatore stesso, ma anche sulla posizione dell'attuatore e questo 猫 stato un po' una sfida tecnica con l'idraulica per molti anni: sapere dove si trova la posizione in ogni momento", aggiunge.
Prospettiva dell'operatore
Dal punto di vista dell'operatore, 猫 improbabile che si noti una differenza sostanziale nell'aspetto di una macchina completamente elettrica o nel suo funzionamento rispetto a una macchina diesel-idraulica, sostiene Honeyman.
Ma ha il potenziale per offrire maggiore precisione e reattivit脿.
Questa reattivit脿 pu貌 anche essere controllata pi霉 facilmente. "Abbiamo diverse impostazioni che puoi posizionare sul veicolo e che possiamo cambiare istantaneamente per renderlo pi霉 o meno
reattivo a seconda del livello di abilit脿 dell'operatore, cosa che non 猫 possibile con l'idraulica", afferma.
Gli attuatori elettrici consentono l'introduzione di nuove funzionalit脿 che gli attuatori idraulici non sono necessariamente in grado di supportare.
"Abbiamo messo una funzione sulle macchine per cui, se si clicca un pulsante, la benna viene automaticamente scossa in modo piuttosto vigoroso. L'attuatore di inclinazione si muove molto rapidamente per ottenere questo risultato e non 猫 possibile farlo con l'idraulica", afferma Honeyman.
Un'altra nuova caratteristica che gli attuatori elettrici consentono 猫 il livellamento automatico della benna. "Conosciamo la posizione del cilindro in ogni momento e per questo motivo possiamo livellare automaticamente la benna senza hardware aggiuntivo", afferma.
Il feedback pi霉 esteso fornito dagli attuatori elettrici consente inoltre a Bobcat di introdurre funzionalit脿 di sicurezza. "Non appena la benna esce completamente da una pala caricatrice, pu貌 trovarsi in una posizione vulnerabile per danni. Quindi, non appena si trova in quella posizione, limitiamo la corrente ai motori di azionamento per evitare danni alla macchina", afferma Honeyman.
Quali sono le limitazioni?
Tuttavia, esistono dei limiti a ci貌 che gli attuatori elettrici sono attualmente in grado di fare, in particolare alla forza che gli attuatori lineari possono applicare.
Ci貌 significa che potrebbe volerci del tempo prima che i cilindri idraulici delle attrezzature pi霉 grandi dotate di attuatori lineari, come gli escavatori, vengano sostituiti con attuatori elettrici.
Gli attuatori elettrici tendono anche a occupare pi霉 spazio, il che pu貌 rendere pi霉 difficile la loro installazione sulle macchine.
"Oggi, un cilindro idraulico 猫 molto compatto. Con l'azionamento elettrico 猫 necessario un input per poterlo muovere. Nel caso del nostro caricatore, si tratta di un attuatore a vite a sfere che ha un motore separato e quindi l'imballaggio 猫 pi霉 grande", afferma Honeyman. "Questa 猫 una delle sfide odierne, ma l'idraulica l'ha risolta molti anni fa: esiste da molto tempo ed 猫 stata ottimizzata. Ma con il passare del tempo, l'industria automobilistica continua a investire pi霉 tecnologia in quest'area e penso che vedremo pi霉 soluzioni l脿 fuori".
Allo stato attuale, la tecnologia 猫 anche pi霉 costosa delle soluzioni idrauliche collaudate e comunemente utilizzate.
"Solo grattando la superficie"

Ciononostante, Honeyman vede un futuro luminoso per gli attuatori elettrici. "Penso che ne stiamo solo scalfendo la superficie", afferma.
"Molti dei nostri fornitori idraulici tradizionali stanno ora iniziando a lavorare su soluzioni di componenti di tipo azionamento elettrico. La base di fornitura idraulica si 猫 svegliata al fatto che questo potrebbe essere il nuovo futuro e anche su una macchina diesel, ci sono molti vantaggi. Ci貌 significa che la disponibilit脿 dei componenti sta migliorando".
"Vorrei anche ricordare molto velocemente alle persone che non deve essere un veicolo completamente elettrico per sfruttare alcune delle tecnologie che saranno disponibili quando si tratta di azionamento elettrico e azionamenti elettrici. Stiamo iniziando a vedere tutti i tipi di crossover e parallelismi [con le macchine diesel], non solo nell'edilizia ma anche in agricoltura".
Sebbene le macchine completamente elettriche non siano ancora disponibili in commercio, la T7X di Bobcat ha gi脿 iniziato a uscire dalle linee di produzione e Sunbelt Rentals 猫 stato il primo cliente ad acquistare le nuove macchine. Ci貌 potrebbe indicare che in futuro altre macchine dotate di questa tecnologia arriveranno sul mercato.
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