Nuovo Sistema di Sospensione Idro-pneumatico.

Modulare, economico e di facile applicazione

Il Sistema di sospensioni idro pneumatico  è stato studiato per migliorare il confort e la produttività dei veicoli semoventi. Oggi non viene utilizzato frequentemente nelle macchine di piccola e media gamma per l’alto costo dello sviluppo del progetto e dei costi dei componenti da inserire sul veicolo. ARGO-HYTOS, ora, presenta un sistema modulare con un vantaggioso rapporto costi-benefici e con un ridotto costo di sviluppo progettuale, offrendo sostanziali vantaggi rispetto ai sistemi attualmente in uso permettendone l’impiego in tutte le macchine.

 

Confort, produttività e redditività sono oggi fra le più importanti caratteristiche richieste dai costruttori di macchine operatrici. Inoltre, il miglioramento degli standard legati al confort sono imposti dalla direttiva Salute e sicurezza 2002/44/EG, che stabilisce la massima esposizione.

Giornaliera alle vibrazioni per gli utilizzatori di macchine operatrici semoventi. In altre parole, minore è l’esposizione del guidatore, maggiore è il confort della sua guida e di conseguenza maggiore può essere il suo tempo di lavoro in sicurezza. Specialmente durante il lavoro fuori strada, questo sistema può decisamente migliorare il metodo di lavoro giornaliero dell’operatore. Pertanto il confort non è soltanto un modo per garantire il benessere dell’operatore, ma anche per stabilire se sarà o meno in grado di essere totalmente produttivo per l’intera giornata. L’aumento del confort permetterà all’operatore di portare a termine il proprio lavoro in tempi inferiori e con maggiore precisione favorendone la sua produttività.

Per ottenere questo tipo di confort lavorativo bisogna impiegare un Sistema di sospensioni che isoli il telaio del mezzo, o piuttosto il guidatore dalle irregolarità del terreno. Il sistema di sospensioni Idro-pneumatico può essere installato in varie parti del veicolo con 3 differenti tipologie di installazione:

  • Sospensione ruote o assale
  • Sospensione cabina
  • Compensazione del carico.

Nel primo caso si ha l’ulteriore vantaggio che sulla ruota e/o sulla sospensione dell’assale il carico del mezzo o la spinta motrice sul terreno venga ripartita equamente sulle ruote aumentando la tenuta di strada e la trazione, migliorando l’efficienza e la produttività della macchina operatrice.

I veicoli soggetti a frequenti variazioni di carico sono equipaggiati con sospensioni atte al  controllo del livellamento. In molti casi questi sistemi di sospensione sono del tipo Idro-pneumatico, cioè formato da cilindri idraulici, accumulatori idro-pneumatici ed apparecchi di controllo della posizione.(vedi schema fig. 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In genere questi sistemi di sospensione sono impiegati solamente in veicoli di alta Gamma, o in quelli prodotti in grande numero o dove un Sistema di sospensioni è indispensabile. Ci sono, infatti, due ragioni fondamentali che ne limitano l’impiego su larga scala:

  • alti costi per l’adattamento di un nuovo sistema al veicolo
  • tempi lunghi per la sua ottimizzazione funzionale.

Questi due motivi tendono a scoraggiare l’introduzione di un nuovo sistema di sospensioni, anche a dispetto degli evidenti vantaggi descritti in precedenza.

L’obiettivo di ARGO-HYTOS è quello di rimuovere queste barriere e di sviluppare tecnologie sempre più avanzate per la sospensione idro-pneumatica, riducendo costi e tempi di sviluppo del progetto. Questo si è ottenuto con un innovativo sistema caratterizzato da 3 principali vantaggi:

  1. Componenti idraulici, elettrici ed elettronici modulari
  2. Semplice adattamento del Sistema alle specifiche del cliente selezionando gli appropriati moduli standard e regolandone i corrispondenti parametri di lavoro.
  3. Consulenza e supporto Tecnico sulla circuitazione del Sistema e della sua interazione col veicolo.

Vantaggi per il Cliente:

  1. Il prototipo si può realizzare molto velocemente.
  2. I moduli standard, che sono stati impiegati per una specifica applicazione, possono essere impiegati anche per piccole e medie serie
  3. Per montaggi in larga scala o per richieste concernenti problemi di spazio sul veicolo, si possono ricavare dal prototipo standard soluzioni “personalizzate”.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Il Sistema di controllo modulare sviluppato secondo lo schema descritto in fig. 2, si compone di 3 moduli idraulici.

Il primo, denominato “modulo idraulico di base “ è collegato ad una unità di controllo elettronica, che coordina e regola tutte le funzioni della parte idraulica. L’in-put viene fornito dai dati provenienti dal pannello di controllo e dai sensori utilizzando il sistema BUS del veicolo.

Il secondo, denominato “modulo idraulico controllo rigidità ” è collegato ai cilindri della sospensione e ne controlla la pressione della camera lato stelo.

Il terzo, denominato “modulo idraulico regolazione Damping” è poi collegato alla camera lato fondello del cilindro e contribuisce a regolare l’assorbimento degli urti (damping) e a realizzare eventualmente l’esclusione della sospensione.

Sui moduli idraulici abbiamo inoltre :

  • la connessione alle fonti energetiche del veicolo per l’alimentazione elettrica ed idraulica del Sistema.
  • La possibilità di alimentazione idraulica con pompe fisse o variabili con controllo load sensing o a pressione costante.

L’adattamento del Sistema alle richieste specifiche del veicolo si ottiene selezionando opportunamente gli appositi moduli, a seconda delle specifiche richieste dei differenti sistemi di sospensione (semplice effetto, doppio effetto, precarica costante o variabile, ecc.)

Il modulo idraulico di base (fig.3 ) contiene le valvole che servono per un Sistema di controllo delle sospensioni più semplice: esso fornisce o toglie olio alla camera lato fondello del cilindro. Questo si ottiene con una valvola proporzionale a singolo solenoide che incrementa o riduce il livellamento della sospensione. Ci sono due vantaggi rispetto agli attuali sistemi di sospensione oggi comunemente usati: impiego di un solo magnete (anziché due) e possibile regolazione proporzionale del livello con l’utilizzo di una valvola proporzionale. Questo significa che la valvola può reagire in modo molto fine alle piccole variazioni di posizione oppure  in modo molto veloce (la portata può variare da 2.5 a 20 l/min. con Dp di 20 bar). Quindi la posizione impostata può essere ripristinata in modo molto veloce ad esempio in casi di carichi molto forti o a bassa temperatura ambiente con corrispondente alta viscosità dell’olio.

Il Modulo di controllo rigidità, invece, permette la regolazione della camera lato stelo, nei casi di sospensioni precaricate (fig.4). Sono disponibili tre tipologie di regolazione che permettono un’ampia variazione della reazione della molla (ovvero della rigidità della risposta della sospensione).

Qui di seguito le tre tipologie :

  1. sistema di controllo idro-meccanico con pressione costante
  2. sistema di controllo idro-meccanico con pressione variabile che segue la curva caratteristica impostata a seconda del carico che grava sulla sospensione. E’ particolarmente consigliato per i trattori ed è stato brevettato in Germania. Paragonato a sistemi con variazione di pressione lato stelo a due livelli, il nostro sistema permette una variazione continua e morbida  della pressione nella camera lato stelo e quindi una variazione nella risposta della molla adeguata ad ogni  caso di improvvisa variazione del carico sulla sospensione.
  3. Sistema di controllo completamente variabile, che utilizzando una valvola direzionale proporzionale 4vie/3posizioni, combinata con un sensore di pressione, permette un controllo continuo della pressione nella camera lato stelo e quindi un’ottimizzazione della reazione della molla della sospensione al variare del carico.

Il“modulo idraulico regolazione Damping”, invece, permette la regolazione del flusso d’olio fra la camera lato fondello del cilindro della sospensione e l’accumulatore ( fig. 5 ). In questo modo si può ottenere anche un completo bloccaggio della sospensione ( shut-off ).

Nello stesso modo si può ottenere anche il blocco della camera lato stelo, escludendone il collegamento con l’accumulatore e i sistemi di regolazione della pressione.

Sono disponibili anche dei moduli “multi cilindri”,  che permettono di controllare separatamente le molle dei due cilindri della sospensione per avere ad esempio la stabilizzazione del rollio del veicolo.

I vari moduli idraulici (sezioni) possono essere assemblati fra loro in modo da ottenere una unità singola. Il loro assemblaggio è piuttosto semplice in quanto ognuna delle superfici dei vari moduli ha una ben precisa funzione:

  • Le superfici destra e sinistra servono per l’assemblaggio dei moduli
  • quella posteriore per l’alimentazione idraulica
  • la frontale per il collegamento con i cilindri della sospensione
  • la superiore per l’alloggiamento delle valvole
  • l’inferiore per il fissaggio dell’unità al veicolo.

Il blocco, così assemblato, può essere montato in qualunque posizione e orientamento. Gli accumulatori possono essere forniti delle dimensioni ottimali a seconda delle misure dei cilindri della sospensione. In questo caso sono consigliati accumulatori saldati con raggio elettronico per il loro migliore rapporto qualità-prezzo.

L’unità di controllo elettronica necessaria per rendere il Sistema di Controllo Modulare operativo è disponibile su richiesta del cliente ed è comprensiva in un sensore di posizione e di un’unità di controllo posizione. E’ configurata secondo i dati idraulici del sistema, e può poi essere adattata a richiesta, modificandone algoritmi e parametri. Può, inoltre, :

  • essere equipaggiata con particolari componenti che ne inibiscono la manomissione dei parametri impostati da parte di un operatore o di terzi.
  • colloquiare con le strumentazioni CAN BUS della macchina.

Al momento è stata configurata in accordo con il protocollo CAN open, ma si possono inserire altri protocolli.

E’ disponibile un Display touch-screen che permette di modificare alcuni parametri base, fornire  dati per la manutenzione e per la diagnostica ed è in grado di adattarsi a sistemi di sospensione più complessi.

L’elettronica permette un controllo proporzionale e continuo della posizione della sospensione, della sua rigidità e del suo assorbimento degli urti. Per avere il massimo del confort di marcia, la sospensione può essere adattata automaticamente al percorso e alla situazione di lavoro con l’impiego della nostra tecnologia così detta “ADAPTIVE CONTROL”, ma può anche essere adattata manualmente.