Como os ventiladores axiais est茫o redefinindo o desempenho de m谩quinas off-highway

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07 junho 2024

As prioridades de design para as m谩quinas m贸veis fora de estrada e grupos geradores atuais s茫o claras.

PMAX4 aerodinamicamente otimizado da Multi-Wing A l芒mina PMAX4 aerodinamicamente otimizada da Multi-Wing 茅 adaptada para aplica莽玫es de resfriamento de motor de alta resist锚ncia

Novas m谩quinas devem emitir n铆veis reduzidos de CO2, bem como outros gases nocivos e part铆culas.

Efici锚ncia, durabilidade e maior tempo de atividade ao longo de sua vida 煤til s茫o essenciais.

Al茅m disso, os usu谩rios finais e reguladores exigem que essas m谩quinas sejam mais silenciosas, o que n茫o 茅 f谩cil de conseguir, dado o pr茅-requisito de desempenho equivalente ou maior.

No entanto, , e os departamentos de P&D est茫o vendo seus or莽amentos aumentarem, 脿 medida que os fabricantes garantem que novos modelos trazem atualiza莽玫es vend谩veis para a mesa.

O que torna os motores legais?

Na 谩rea da constru莽茫o, os ventiladores precisam resfriar motores de alta resist锚ncia que operam em ciclos de trabalho rigorosos, geralmente em climas adversos.

N茫o 茅 de se admirar que os fabricantes estejam dando mais import芒ncia do que nunca ao resfriamento eficaz desses motores.

Patrick Bold 茅 o diretor de produtos para impulsores e embreagens da Multi-Wing, empresa sediada na Dinamarca que projeta e fabrica ventiladores axiais para uso em diversos setores, incluindo constru莽茫o e gera莽茫o de energia.

Patrick Bold, diretor de produtos para impulsores e embreagens com Multi-Wing Patrick Bold, diretor de produtos para impulsores e embreagens com Multi-Wing

鈥淩ecentemente, vimos um foco muito maior em aumentar as temperaturas ambientes limitantes, ou LAT, do equipamento鈥�, ele diz. 鈥淎 LAT 茅 a temperatura ambiente m谩xima permitida para a qual o sistema de arrefecimento do motor pode operar sem falha ou superaquecimento.

Com as regulamenta莽玫es de emiss玫es e o uso de m谩quinas em climas mais severos, h谩 uma necessidade de um resfriamento muito melhor dessas m谩quinas, para garantir que elas estejam sempre funcionando.

鈥淧ara atingir os requisitos de resfriamento para regulamenta莽玫es de emiss玫es, voc锚 precisa de um radiador mais espesso, resfriadores auxiliares com maior resist锚ncia e maior fluxo de ar.

Tudo isso indica que o ventilador precisa trabalhar mais, ao mesmo tempo em que minimiza o ru铆do, porque os fabricantes tamb茅m est茫o sendo solicitados a reduzir as emiss玫es de ru铆do das m谩quinas.鈥�

Esses pr茅-requisitos exigentes exigem ventiladores que possam fornecer muito mais do que um fluxo de ar impressionante; eles devem aumentar a efici锚ncia de uma m谩quina de maneiras n茫o consideradas anteriormente.

Ao descrever o desenvolvimento desses ventiladores, Nicolas Geiger, gerente global de desenvolvimento de impulsores de resfriamento de motores na Multi-Wing, diz: 鈥淢uito se resume a entender o ventilador como parte de um sistema.

Voc锚 pode fazer todos os testes que quiser em condi莽玫es de laborat贸rio, mas se n茫o levar em conta como a m谩quina est谩 configurada 鈥� e quais s茫o suas limita莽玫es atuais 鈥� 茅 muito dif铆cil otimiz谩-la com um ventilador.鈥�

Geiger descreve o uso recente da tecnologia de impress茫o 3D, que pode demonstrar o potencial dos mais recentes designs de ventiladores.

Um exemplo da computa莽茫o de din芒mica de fluidos realizada pela Multi-Wing no desenvolvimento da s茅rie PMAX Um exemplo da computa莽茫o de din芒mica de fluidos realizada pela Multi-Wing no desenvolvimento da s茅rie PMAX

Ele diz: 鈥淎gora podemos imprimir em 3D prot贸tipos funcionais para clientes que podem ser colocados diretamente em uma escavadeira, por exemplo. Isso era quase impens谩vel at茅 alguns anos atr谩s.鈥�

Din芒mica de fluidos em a莽茫o

Embora Geiger enfatize a import芒ncia de trabalhar diretamente com m谩quinas para garantir o design ideal do ventilador, ele tamb茅m reconhece os benef铆cios de utilizar a tecnologia mais recente para auxiliar o processo.

鈥淢uito do que fazemos鈥�, ele diz, 鈥済ira em torno da din芒mica de fluidos, que testamos com simula莽茫o de din芒mica de fluidos computacional CFD.

Podemos otimizar os perfis para gerar a menor turbul锚ncia poss铆vel, .

Quanto mais limpo o ar, mais voc锚 pode reduzir o ru铆do 鈥� mas isso 茅 algo dif铆cil de conseguir quando o ar est谩 sob press茫o t茫o alta.

鈥淐om o CFD, somos capazes de executar testes em milhares de designs em poucos dias, e os testes em si est茫o se tornando mais refinados, 脿 medida que o software melhora e os computadores ficam mais r谩pidos. Podemos executar modelos hoje que eram imposs铆veis de imaginar dois ou tr锚s anos atr谩s鈥�, explica Geiger. 鈥�

Dito isto, os resultados ainda se resumem fundamentalmente 脿 melhor combina莽茫o de f铆sica e conhecimento das m谩quinas.鈥�

Olhando para o futuro

Nicolas Geiger, gerente global de desenvolvimento de impulsores de refrigera莽茫o de motores na Multi-Wing Nicolas Geiger, gerente global de desenvolvimento de impulsores de refrigera莽茫o de motores na Multi-Wing

Dada a import芒ncia dada aos fabricantes de equipamentos para produzir equipamentos mais sustent谩veis, 茅 f谩cil entender por que os fabricantes de ventiladores est茫o tendo que melhorar seu desempenho.

De acordo com Geiger, 鈥淥 impulsor costumava ser um produto de cat谩logo. Voc锚 diria que preciso de algo em torno desta press茫o e deste di芒metro. O que voc锚 tem? Seria encomendado e enviado e voc锚 n茫o ouviria mais nada sobre isso.

鈥淗oje, estamos sendo solicitados a projetar um ventilador para uma m谩quina que estar谩 no mercado em potencialmente tr锚s anos, e o ventilador deve operar de forma otimizada dentro de restri莽玫es extremamente espec铆ficas.鈥�

Patrick Bold concorda, acrescentando que, em equipamentos de constru莽茫o pesada e el茅tricos, o caminho do fluxo de ar 茅 severamente obstru铆do, um fato que tamb茅m impulsiona a necessidade de um ventilador mais eficiente.

鈥淣o passado鈥�, ele diz, 鈥渙s perfis das p谩s dos ventiladores eram todos relativamente semelhantes, produtos praticamente universais que podiam ser usados em aquecimento, ventila莽茫o e ar condicionado, bem como em aplica莽玫es de resfriamento de motores.

鈥淓蝉蝉补蝉 , com condi莽玫es de entrada de ar muito prec谩rias e radiadores com coberturas inadequadas, que t锚m alvos comerciais na vanguarda de seu design.鈥�

N茫o h谩 d煤vidas de que os fabricantes de hoje est茫o percebendo os benef铆cios de desempenho e redu莽茫o de ru铆do que um ventilador altamente eficiente pode trazer aos seus equipamentos.

Ventilador axial PMAX5 da Multi-Wing A 煤ltima gera莽茫o de impulsores axiais da Multi-Wing foi projetada para atender 脿s desafiadoras condi莽玫es de entrada. PMAX5 na foto.

Bold usa a crescente ind煤stria de gera莽茫o de energia como exemplo, dizendo: 鈥淐ada quilowatt que voc锚 economiza no resfriamento do motor 茅 mais um quilowatt que voc锚 tem dispon铆vel daquela m谩quina, e isso significa queimar menos combust铆vel.

Esse 茅 um foco muito forte na ind煤stria de geradores 鈥� uma quantidade m铆nima de energia para resfriar o motor.鈥�

Design para a vida

Ent茫o, um motor com resfriamento ideal que resulta em menor queima de combust铆vel proporciona um menor custo total de propriedade, mas isso s贸 茅 verdade enquanto o ventilador estiver operacional. Com isso e suas demandas de efici锚ncia em mente, os OEMs geralmente esperam que os ventiladores durem tanto quanto o motor que est茫o resfriando.

鈥淎qui鈥�, diz Bold, 鈥渙 peso do impulsor 茅 realmente importante de uma perspectiva de durabilidade, porque quanto maior o peso do impulsor, maior o desgaste dos rolamentos, bem como das correias da m谩quina. Al茅m disso, os intervalos de manuten莽茫o ser茫o estendidos com um ventilador mais leve.

Em outras palavras, quanto menor o peso do impulsor, menor o custo total de propriedade da m谩quina.

鈥淕rande parte do nosso trabalho recente tem sido , e fizemos isso usando o n煤mero m铆nimo de l芒minas.

A equa莽茫o 茅 bem simples: menos l芒minas, menos material, menos ru铆do e menos peso.

Ventilador axial PMAX7 da Multi-Wing O ventilador axial PMAX7 da Multi-Wing 茅 adequado para m谩quinas fora de estrada, bem como geradores e compressores de m茅dio a grande porte

Otimizamos o design e o formato da l芒mina para aumentar a 谩rea da superf铆cie de trabalho e maximizar o desempenho.鈥�

Chegamos a um ponto no setor de constru莽茫o em que ganhos incrementais como esse podem valer seu peso em novos neg贸cios, mas a Bold e a Geiger afirmam que esses novos ventiladores axiais t锚m o potencial de oferecer mais do que ganhos incrementais.

Bold diz: "Os operadores definitivamente notar茫o a diferen莽a em termos de emiss玫es de ru铆do. Como os motores ficaram mais silenciosos, especialmente com os filtros atr谩s do motor, voc锚 descobrir谩 em algumas m谩quinas que a maior parte do ru铆do n茫o vem do motor, mas sim do ventilador.

Isso coloca o ventilador em foco em algumas das mais recentes m谩quinas de alta tecnologia.鈥�

Geiger concorda, mas acrescenta: 鈥淎o contr谩rio dos produtos de consumo, onde o baixo ru铆do 茅 apenas uma caracter铆stica de diferencia莽茫o, agora existem regulamenta莽玫es que dizem que se sua m谩quina fizer muito barulho, voc锚 n茫o poder谩 us谩-la, nem vend锚-la.

M谩quinas barulhentas e ineficientes simplesmente n茫o s茫o mais uma op莽茫o.鈥�

Todas as imagens s茫o cortesia da Multi-Wing

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Este artigo foi escrito pelo Content Studio da 必赢体育, em parceria com especialistas em produtos da Multi-Wing

A colabora莽茫o entre OEMs e especialistas em resfriamento de motores durante os est谩gios iniciais do processo de design proporciona avan莽os significativos. Isso permite que os OEMs otimizem o design de suas m谩quinas para gerenciamento t茅rmico eficiente, melhorando o desempenho, a confiabilidade e a longevidade. Entre em contato com a Multi-Wing para discutir sua aplica莽茫o com um engenheiro de vendas experiente.

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