Conoscere il miniescavatore: il motore

Basse emissioni, una regolare erogazione di coppia, consumi contenuti: anche nel segmento dei miniescavatori questi sono dei requisiti indispensabili. Così come una particolare attenzione all’ingegnerizzazione complessiva della macchina, che date le dimensioni compatte deve garantire facilità di installazione del propulsore e massima accessibilità.

Cuore operativo del miniescavatore, il motore è anche uno dei componenti che in questi ultimi anni, sulla spinta delle normative in materia di limitazione delle emissioni inquinanti, è stato oggetto delle più importanti evoluzioni tecnologiche. Le tipologie diesel raffreddate ad acqua sono, con poche eccezioni, le più comuni, anche se nel segmento dei microescavatori non mancano le versioni a benzina. Caratteristiche come la disposizione dei cilindri in linea e l’iniezione diret­ta sono altre caratteristiche condivise dalla quasi totalità dei propulsori, così come il loro frazionamento in termini di rapporto potenza/peso.

Le prestazioni

Accanto alla potenza erogata, anche in questo segmento le prestazioni del motore vanno valutate alla luce di una serie di parametri altrettanto fondamentali, tra cui innanzitutto l’erogazione di coppia, che deve risultare il più possibile piatta e pratica­mente costante a partire dai 1.500 giri al minuto, caratteristica essenziale per un propulsore chiamato ad azionare anche un grup­po pompe. La potenza deve crescere linearmente in rapporto al numero di giri, in quanto con un andamento lineare di quest’ultimo il computer di bordo gesti­sce al meglio la variazione di portata delle pompe idrauliche e risponde alle punte di carico con migliore prontezza ed elasticità. La gestione dei livelli di potenza erogata è un altro aspetto decisivo ai fini dell’operatività dell’escavatore, oltre che di quelli energetici. Generalmente la variazione del regime massimo di giri del motore diesel viene gestita nell’ambito della programma­zione dei modi di lavoro dell’impianto idrau­lico; un’ulteriore opzione è quella di modifi­care automaticamente il regi­me di giri indipendentemente dalle modalità di lavoro e in funzione del livello di pressione massima degli azionamenti. In genere, grazie a questo sistema, il regime di giri viene momentaneamente elevato quando i sensori del circuito idraulico rilevano condizioni operative par­ticolarmente gravose, per poi tornare al valore precedente quando queste cessano. Evidenti i vantaggi in termini di efficienza dei consumi, in quanto il motore viene sfruttato a elevati regimi di rotazione solo ed esclusivamente in caso di reale necessità.

Missione “emissioni”

Come accennato, uno dei principali fattori di evoluzione in ambito motoristico è l’obiettivo di una costante riduzione delle emissioni inquinanti. A partire dal 1996, infatti, è stato varato un  programma articolato in step contrassegnati da sigle e acronimi (Stage e Tier) oggi familiari, che tappa dopo tappa ha consentito di ridurre del 60% gli inquinanti più critici, NOx e PM. Una scelta, questa, che ha avuto un importante impatto anche nel segmento dei miniescavatori, per il quale tuttavia gli sviluppi hanno seguito un percorso peculiare. Come noto, infatti, i livelli di emissioni richiesti dalle normative Stage e Tier dipendono direttamente dalla potenza del motore; nei propulsori appartenenti alla fascia di bassa potenza, normalmente utilizzati sui miniescavatori, no nesiste una diretta corrispondenza fra i due sistemi normativi: ad esempio, nella gamma 56 – 130 kW, lo Stage IIIA corrisponde al Tier4, lo lo Stage IIIB al tier 4 Interim e lo Stage IV al al Tier 4 Final, mentre nella gamma 19 – 37 kW il Tier IV Final non corrisponde allo Stage IV bensì allo Stage IIIB. Per quanto riguarda il mercato europeo, in particolare, la maggior parte delle macchine del segmento mini è equipaggiata con motori di potenza inferiore ai 37 kW; di conseguenza, i modelli che adottato motori Stage IIIA risultano perfettamente in linea con le normative e non necessitano di ulteriori aggiornamenti. Per i propulsori di fascia superiore, le strategie adottate dai costruttori per i contenimento delle emissioni passano essenzialmente da soluzioni come i sistemi di ricircolo dei gas di scarico comunemente noti come EGR, eventualmente in accoppiata con un filtro antiparticolato DPF o FAP, i sistemi di catalizzazione a urea, meglio noti come SCR; alcuni costruttori riescono a garantire l’ottenimento degli standard di emissione richiesti anche attraverso altri accorgimenti fra cui ritorno al minimo automatico e sistemi common rail evoluti, senza necessità di ricorrere a sistemi di post trattamento o additivi. 

Accanto ai fattori più strettamente tecnologici, le peculiarità – soprattutto dimensionali – dei miniescavatori determinano importanti ricadute anche sotto il profilo dell’ingegnerizzazione della macchina dal punto di vista motoristico e, in particolare, del vano motore. La disposizione trasversale del propulsore è standard, secondo uno schema che vede succedersi a sinistra le pompe idrauliche, flangiate al volano, e a destra ventola e gruppo dei radiatori. Il layout di installazione può naturalmente variare da modello a modello, con una costante rappresentata dalla massima accessibilità, che deve essere garantita per agevolare controlli e piccole manutenzioni quotidiane.