I premi PPS premiano l'innovazione tecnologica - Parte 1

Negli ultimi anni abbiamo assistito all'emergere di una serie di tecnologie innovative volte a ridurre o eliminare le emissioni, migliorare l'efficienza dei consumi e/o migliorare le prestazioni e la sicurezza nei cantieri. Queste tecnologie costituiscono il fulcro del programma annuale di premi Power Progress Summit .

Vincitori del premio Power Progress 2024. (Foto: Eason Photography)

Quest'anno non abbiamo solo premiato alcune nuove tecnologie e le aziende che le hanno lanciate, ma abbiamo anche onorato coloro che hanno lavorato dietro le quinte per svilupparle e supportarle una volta uscite dalla fabbrica.

Nella Parte 1 di questo articolo in due parti, forniamo una panoramica dei vincitori del premio per i nuovi prodotti 2024, selezionati dalla nostra prestigiosa giuria indipendente. La Parte 2 metterà in evidenza i vincitori nelle categorie Applicazione Prodotto Off-Highway dell'Anno, Distributore di Motori dell'Anno e Team di Sviluppo Prodotto dell'Anno.

Per saperne di più sui premi e sulla giuria, visita PowerProgressSummit.com .

Risultato dell'anno

Riconosciuta per la prima volta nella categoria Sistema di controllo/Soluzione di monitoraggio dell'anno, la tecnologia Attachment Manager di John Deere si è dimostrata vincente per i giudici, che hanno scelto il destinatario del premio principale tra i vincitori della categoria.

Disponibile come aggiornamento sulle macchine 330, 331 e 333 P-Tier e di serie sui modelli 334 e 335 P-Tier, la tecnologia Attachment Manager è stata sviluppata per eliminare ogni incertezza nella determinazione dei parametri ottimali delle prestazioni degli attrezzi, consentendo flusso e pressione preprogrammati per gli attrezzi John Deere.

Tecnologia Attachment Manager di John Deere su una pala compatta cingolata 335 P-Tier. (Foto: John Deere)

Il software include un elenco di impostazioni precaricate per gli accessori, consigliate per prestazioni ottimali con gli accessori progettati da Deere. Una volta selezionato un accessorio, la macchina si imposterà automaticamente con tali parametri.

Durante il funzionamento, la selezione dell'accessorio può essere effettuata tramite il display in cabina. Sul monitor vengono quindi visualizzate le tre caratteristiche prestazionali più importanti, oltre al manometro della pressione idraulica e a un'immagine dell'accessorio per una rapida identificazione.

I nuovi controller joystick sono pre-programmati con schede di controllo specifiche per l'accessorio. Gli operatori non devono staccare le mani dal joystick per abilitare o disabilitare le funzioni, né utilizzare altri pulsanti o interruttori per controllare correttamente l'accessorio. Tutto ciò può essere fatto direttamente sui joystick.

Il Gestore Accessori consente agli operatori di salvare le impostazioni degli accessori e caricarne di nuove in base alle esigenze, visualizzando sul display fino a 20 accessori specifici. Inoltre, il sistema prevede vincoli per determinate impostazioni della macchina, impedendo la selezione di impostazioni come pressioni o portate più elevate, che potrebbero causare problemi con gli accessori Deere.

La giuria è rimasta colpita da questa tecnologia di "accessorio intelligente", definendola un enorme passo avanti.

"Come sapete, le prossime generazioni non cresceranno con le stesse esperienze delle generazioni precedenti [di operatori]", ha osservato uno dei giudici. "Avere a disposizione strumenti [come] un accessorio intelligente non solo renderà il lavoro più facile per l'operatore, ma lo renderà anche più sicuro.

"Spero che ciò garantisca un ulteriore livello di sicurezza alle persone che non si trovano nella cabina della macchina", ha aggiunto.

Motore dell'anno

In quello che si è rivelato l'anno più competitivo di sempre per questa categoria, i giudici hanno faticato a restringere il campo delle scelte a un unico vincitore. Alla fine, una sola scelta è arrivata in cima: il motore diesel C13D di Caterpillar .

Motore diesel Caterpillar C13D da 13 litri. (Foto: Caterpillar)

Il motore diesel a sei cilindri in linea C13D da 13 litri è progettato per offrire densità di potenza, coppia ed efficienza nei consumi ottimali nelle applicazioni fuoristrada pesanti. Offrirà otto livelli di potenza, da 456 a 690 CV (da 340 a 515 kW), con una coppia massima fino a 3.200 Nm. Si tratta di un aumento del 20% della potenza e fino al 25% di coppia in più ai bassi regimi rispetto ai precedenti motori Cat in questa classe di potenza.

Il C13D soddisferà gli standard sulle emissioni dei territori con normative più severe, come EU Stage V e US EPA Tier 4 Final, con modelli disponibili anche per i paesi con normative meno restrittive. Grazie alla modularizzazione e all'eliminazione dei componenti, la sua architettura è protetta in modo da adattarsi alle modifiche di configurazione previste per i futuri livelli degli standard sulle emissioni negli Stati Uniti e nell'UE, senza dover spostare i punti di connessione dei clienti, ha osservato Caterpillar. Inoltre, la sua architettura di base è progettata per il futuro sviluppo di capacità di alimentazione a gas naturale e idrogeno.

Fornendo una potenza e una coppia paragonabili a quelle disponibili sulle attuali piattaforme da 13 L, 15 L e monoturbo da 18 L, la piattaforma C13D consente agli OEM di ridurre le dimensioni del motore, semplificando al contempo la progettazione e l'assemblaggio, ha affermato Caterpillar.

Gli ingegneri prevedono di rendere disponibili i primi progetti pilota OEM nel 2025, mentre la produzione delle varianti industriali dovrebbe iniziare nel 2026.

Nel premiare il C13D come Motore dell'Anno, i giudici hanno apprezzato il design semplificato che ha tenuto conto dell'assemblaggio. Hanno inoltre sottolineato l'elevata densità di potenza e coppia e l'enfasi sulla sostenibilità, come la compatibilità con i carburanti biodiesel.

Tecnologia del motore dell'anno

Non c'è stata alcuna esitazione quando si è trattato di scegliere il vincitore di questa categoria: il sistema di distribuzione Cummins Valvetrain Technologies per la piattaforma del motore X15 HELM .

Il sistema di distribuzione della piattaforma motore X15 HELM di Cummins Valvetrain Technologies. (Foto: Cummins)

Il nuovo sistema di distribuzione è stato descritto come "uno dei sistemi di distribuzione più avanzati mai prodotti da Cummins". È stato sviluppato dal team Cummins Valvetrain Technologies (CVT), formatosi in seguito all'acquisizione di Jacobs Vehicle Systems nel 2022.

Un principio fondamentale della piattaforma Cummins HELM è che il motore di base ha elementi comuni per diversi tipi di carburante, come si legge nella candidatura al premio. Si aggiunge che "sviluppare un sistema di distribuzione per qualsiasi cliente richiede un notevole impegno, ma sviluppare un sistema di distribuzione a prova di futuro con diverse tecnologie da utilizzare in diversi mercati, normative sulle emissioni e tipi di carburante porta il processo a un livello superiore".

Il sistema di distribuzione è progettato modularmente per creare una piattaforma motore flessibile, in risposta alle esigenze di riduzione delle emissioni e personalizzazione. È dotato di un sistema frenante Jake Brake con rilascio della compressione, che può essere aggiornato con il sistema frenante Jacobs High Power Density (HPD) per motori a 2 tempi, per prestazioni di frenata superiori in caso di necessità. Il sistema include anche la protezione per la disattivazione dei cilindri (Cylinder Deactivation) e tecnologie come gli HLA e l'attuazione variabile delle valvole (Variable Valve Actuation), da implementare sulle varianti di motore X15 che utilizzano carburanti alternativi come il gas naturale e l'idrogeno.

La configurazione a doppia camma in testa garantisce una migliore disposizione delle luci e delle valvole per una respirazione più efficiente del motore.

Commentando la vittoria del nuovo sistema di distribuzione nella categoria, un giudice ha citato "la semplicità di produzione, la possibilità di adattarsi a qualsiasi esigenza del cliente, il che lo prepara anche per il futuro, con il continuo sviluppo dei carburanti alternativi". Un altro ha aggiunto: "Hanno una strategia di progettazione che consente loro di essere estremamente flessibili e di adattarsi alle esigenze del mercato".

Prodotto Powertrain dell'anno

Nello sviluppo della trasmissione elettrica eSP502+PTO, i team interfunzionali di Dana hanno lavorato per progettare un sistema di trasmissione sostenibile e completamente elettrico. Il risultato è stata una piattaforma flessibile progettata per supportare l'elettrificazione di applicazioni edili e di movimentazione materiali che utilizzano funzioni idrauliche aggiuntive, il tutto in un unico sistema.

La trasmissione elettrica eSP502+PTO combina un cambio powershift a doppio motore e due velocità per le funzioni di guida con una presa di forza (PTO) indipendente e controllabile. Il sistema eroga una potenza continua di 200 kW, con una potenza massima fino a 250 kW, e offre la possibilità di avere un collegamento alla trasmissione su entrambi i lati per facilitare la configurazione a 4 ruote motrici o una maggiore flessibilità di integrazione del veicolo.

Il sistema è controllato dall'unità di controllo della trasmissione Dana, che offre una serie di funzionalità per ottimizzare l'esperienza del conducente durante la guida dell'applicazione e il controllo delle funzioni idrauliche collegate alla presa di forza.

L'aggiunta della presa di forza (PTO) al sistema è progettata per offrire agli OEM la flessibilità necessaria per ridurre la potenza elettrica installata a livello di veicolo. L'utilizzo controllato dei motori elettrici del sistema Dana gestisce la potenza desiderata della PTO per azionare le funzioni di lavoro e le ruote in modo indipendente nella maggior parte delle applicazioni. Nei casi limite in cui è richiesto il massimo sforzo di trazione, la PTO può essere scollegata, consentendo di indirizzare alla trasmissione tutta la potenza elettrica installata da entrambi i motori.

La progettazione concettuale del sottosistema PTO è in corso e si prevede che i primi prototipi saranno costruiti nel primo trimestre del 2025, la cui convalida è programmata per tutto il 2025, inclusa l'integrazione del veicolo presso il centro di collaudo di Dana.

Nella scelta di questo progetto, i giudici hanno particolarmente apprezzato il fatto che il sistema affronti funzioni distinte, unendo aspetti sia di guidabilità che di alimentazione delle funzioni lavorative.

Tecnologia di elettrificazione dell'anno

Nel decretare il caricabatterie di bordo Danfoss Editron ED3 come vincitore di questa categoria, la giuria ha sottolineato che progettare un caricabatterie CA da 43 kW non è un compito facile.

Caricabatterie di bordo Danfoss Editron ED3. (Foto: Danfoss Power Solutions)

I caricabatterie di bordo tipici dei veicoli elettrici (EV) forniscono 22 kW di potenza, come sottolineato da Danfoss nella sua candidatura al premio. Per un veicolo o una macchina pesante che utilizza un caricabatterie a corrente alternata (CA), il tempo di ricarica potrebbe variare dalle 15 alle 18 ore, un tempo eccessivo per una ricarica notturna. E sebbene i caricabatterie a corrente continua (CC) possano risolvere questo problema, hanno un costo significativamente più elevato.

Con il lancio del caricabatterie di bordo ED3 e della presa di forza elettrica (PTO), i proprietari di macchinari elettrici e ibridi possono massimizzare la velocità di ricarica CA e ridurre al minimo i costi delle infrastrutture di ricarica, ha affermato Danfoss, rendendo l'elettrificazione più realizzabile e riducendo l'ansia da autonomia.

L'ED3 è un caricabatterie di bordo bidirezionale, molto apprezzato dai giudici, e un alimentatore elettrico progettato per offrire un'elevata potenza di carica e distribuire energia alle funzioni ausiliarie del veicolo. Progettato per veicoli commerciali su strada e macchinari fuoristrada, il caricabatterie consente la ricarica rapida notturna, un'altra caratteristica evidenziata dai giudici, nonché la ricarica di emergenza per i veicoli che utilizzano prese di corrente facilmente reperibili. Il caricabatterie può erogare fino a 43 kW alla batteria principale ad alto voltaggio e fino a 44 kW di corrente alternata o continua, a seconda delle necessità, ad altri sottosistemi.

La presa di forza elettrica CA e CC dell'ED3 preleva energia direttamente dalla batteria principale ad alta tensione per supportare fino a 44 kW di corrente continua per i dispositivi ausiliari, come compressori ad alta tensione, pompe e controller motore. Il caricabatterie può anche convertire la potenza e fornire fino a 43,6 kVA di corrente alternata monofase o trifase. Questa versatilità offre agli OEM flessibilità nella progettazione dell'architettura di sistema del veicolo, ha affermato Danfoss, e consente la standardizzazione dei componenti su tutte le piattaforme.

I premi PPS premiano l'innovazione nelle tecnologie - Parte 2 Nella seconda parte della nostra copertura dei Power Progress Summit Awards, esaminiamo le applicazioni e i team che si sono assicurati la vittoria per il 2024