Progetto MICS Abilitazioni Macchine
Giornata Nazionale di Formazione Formatori
MACCHINE MOVIMENTO TERRA
in collaborazione con
ASCOMAC / CANTIERMACCHINE
FEDERUNACOMA / COMAMOTER
Milano 10 Luglio 2012
Ing. Antonino Bonanno – IMAMOTER-C.N.R.
Sede ANIMA – via Scarsellini 13 - Milano
Comprende una
pompa e un motore
uniti in circuito chiuso:
mandata della pompa
collegata
all’alimentazione del
motore, e scarico del
motore collegato
all’aspirazione della
pompa.
Trasmissione idrostatica
Se –1 ≤ αP ≤ 1 e αmin ≤
αM ≤ 1 la pompa può
invertire la mandata
generando l’inversione
del moto del motore. Le
linee di alta e bassa
pressione si scambiano
ruolo!
Trasmissione idrostatica
Limiti dei
rapporti di
coppia e
velocità in
funzione del tipo
di architettura
Trasmissione idrostatica
Due esempi di regolazione in un
sistema con motore e pompa
variabile
Trasmissione idrostatica
Trasmissione idrostatica
Aree di
funzionamento in un
sistema con motore e
pompa variabile
Trasmissione idrostatica
Le valvole di massima servono a
salvaguardare il circuito che, a
seconda delle condizioni operative si
trova alla pressione maggiore
Comando automotivo
Ha lo scopo di ottenere da una
trasmissione idrostatica un
comportamento analogo al cambio
automatico per autovetture.
Si ottiene mediante un controllo
elettronico delle cilindrate.
1)  il punto A, che fissa la velocità di
variazione iniziale dell’assetto. Per
velocità del diesel inferiori l’assetto è
nullo e il motore (o i motori) della
trasmissione sono fermi senza
richiedere alcun intervento specifico;
2)  il punto B, che fissa la velocità di
variazione finale dell’assetto oppure
l’assetto massimo. Per velocità del
diesel superiori l’assetto rimane
costante.
Questa trasmissione può creare potenziali pericoli se non ben utilizzata
Il progressivo distacco della curva Δp(ωe)
dalla curva limite ricavata dalla potenza
massima del diesel e la conseguente
impossibilità di sfruttare l’area tratteggiata
nella figura sono fra le ragioni che motivano
comandi automotivi più complessi, basati per
esempio sulla sensibilità addizionale
dell’assetto alla pressione differenziale e alla
decelerazione del diesel
rispetto al riferimento del regolatore.
Trasmissione Power-Shift
Trasmissione Power-Shift
•  Le ruote dentate, sempre in presa, sono rese solidali per mezzo di frizioni
•  Consentono di cambiare marcia senza interrompere il flusso di coppia
(importante durante le fasi di lavoro: aratura, ecc.)
•  Importante il sincronismo con cui vengono comandate le frizioni
Trasmissione a variazione continua CVT
Output coupled
Input coupled
Trasmissione a variazione continua CVT
Input coupled NON rigenerativo:
Il flusso passa parte dall’albero
e parte dalla TI per poi
ricongiungersi nell’epicicloidale.
Unit 1 = pompa
Unit 2 = motore
Trasmissione a variazione continua CVT
Input coupled rigenerativo:
Il flusso passa dall’albero e
viene ricircolato dalla TI.
Unit 1 = motore;
Unit 2 = pompa;
Trasmissione a variazione continua CVT
Rapporto di
trasmissione
Tipo di
Porzione di
trasmissio potenza
ne
idraulica
Rt<0
HR
Ph>1
0<Rt<Rtl
MR
Ph<0
Rt>Rtl
NR
0<Ph<1
Rtl = rapporto di trasmissione loocked
Rt = rapporto trasmissione nella parte meccanica planetario
Ph = potenza idraulica
Trasmissione a variazione continua CVT
Output coupled NON rigenerativo:
Il flusso passa parte dall’albero e
parte dalla TI.
Unit 1 = motore
Unit 2 = pompa
Trasmissione a variazione continua CVT
Output coupled rigenerativo:
Il flusso passa dall’albero e
viene ricircolato dalla TI.
Unit 1 = pompa;
Unit 2 = motore;
Trasmissione a variazione continua CVT
Rapporto di
trasmissione
Tipo di
Porzione di
trasmissio potenza idraulica
ne
Rt<0
HR
Ph>1
0<Rt<Rtl
NR
0<Ph<1
Rt>Rtl
MR
Ph<0
Rtl = rapporto di trasmissione loocked
Rt = rapporto trasmissione nella parte meccanica planetario
Ph = potenza idraulica
Frenatura idrostatica
Con l’espressione frenatura idrostatica si intende la capacità di
controllare la velocità di un veicolo sottraendogli energia cinetica per
mezzo della sola trasmissione idraulica.
Due sono i tipi di frenatura idrostatica:
• quella rigenerativa − che implica un accumulo dell’energia cinetica
del veicolo • e quella dissipativa − che implica la trasformazione dell’energia
cinetica in calore ed è a sua volta divisibile in due distinte classi:
Frenatura idrostatica
a)  la frenatura naturale, che sfrutta la capacità della trasmissione
idrostatica di gestire un flusso inverso di potenza trasferendo il
compito della dissipazione al motore diesel. Il vincolo − scomodo −
che si incontra è che la capacità frenante del diesel è limitata e
dipendente dalla velocità e il rischio − pericoloso − che si corre è
che il motore stesso acceleri senza controllo.
b)  la frenatura forzata, che non sfrutta la specificità del circuito chiuso
e si affida all’azione di apposite valvole di strozzamento collocate
sullo scarico del motore e dotate di una logica funzionale capace sia
di riconoscere la necessità della frenatura che di realizzarla.
Frenatura idrostatica forzata con valvole overcenter
Si affida all’azione di
apposite valvole di
strozzamento collocate
sullo scarico del motore
e dotate di una logica
funzionale capace sia di
riconoscere la necessità
della frenatura che di
realizzarla.
Frenatura idrostatica forzata con valvole overcenter
Come spesso accade, una classificazione non esaurisce tutte le
alternative e lo dimostra il fatto che è immaginabile una frenatura mista
in cui il diesel azioni in parallelo alla trasmissione una o più pompe
(dedicate ad attrezzature di lavoro) che producano a richiesta una
dissipazione di potenza che estende virtualmente la capacità di
frenatura del diesel stesso.
La frenatura idraulica: un
caso reale
Tipico controllo di una
trasmissione idrostatica
La frenatura idraulica: un caso reale
Curva di coppia
resistente del motore
termico: la coppia
frenante è molto
inferiore a quella che
garantisce la trazione
Superato il punto B la
frenata diventa
inefficace pur
aumentando il regime
di rotazione del
motore
La frenatura idraulica: un
caso reale
Tipico controllo in fase
di frenata.
Regimi raggiunti dal motore durante
una frenatura dolce o brusca
Controllo delle cilindrate
ottimizzato
Regime di rotazione del motore
durante la frenata brusca (curva
tratteggiata: controllo originale;
curva continua: controllo
ottimizzato)
Tipologie di freno
•  Freno multidisco a secco
•  Freno multidisco a bagno d’olio
•  Freno monodisco a secco o in bagno d’olio
•  Freno di stazionamento ad azionamento positivo (automobile)
•  Freno di stazionamento ad azionamento negativo (treno, MMT)
Diverse dimensioni, diverso materiale d’attrito, diverso azionamento
Freno di stazionamento
pneumatico negativo
Perché un freno negativo?
Dente