Criterios técnicos para seleccionar bombas de pistones axiales y bombas de engranajes

En el diseño de un sistema hidráulico, la selección de la bomba es una decisión de ingeniería crítica que afecta directamente a la eficiencia general del sistema, la presión de trabajo y los costes operativos a largo plazo. Como fuente de energía hidráulica, las bombas emplean distintos mecanismos de diseño para convertir la potencia mecánica en potencia fluida. Las dos tecnologías principales de la familia de productos HMLIFT —bombas de pistones axiales y bombas de engranajes— se han desarrollado para responder a perfiles operativos diferentes.

Principios de funcionamiento y características estructurales de las tecnologías

Bombas de engranajes

Las bombas de engranajes transfieren el aceite hidráulico mediante el movimiento giratorio de dos ruedas dentadas que engranan con precisión dentro del cuerpo. En la zona de aspiración, donde los engranajes se separan, se crea un vacío que atrae el aceite; a lo largo de la zona en la que vuelven a engranar, el volumen disponible para el fluido disminuye y, como el fluido no es compresible, se presuriza y se envía al sistema.

Sus características destacadas son la sencillez estructural, con pocas piezas móviles, la alta tolerancia frente a condiciones de campo exigentes, la facilidad de mantenimiento y el amplio rango de caudal. Se dimensionan según la necesidad volumétrica de la aplicación mediante clasificaciones de grupo como 25, 30, 35 y 40.

Bombas de pistones axiales (tipo eje inclinado)

Las bombas de pistones axiales de tipo eje inclinado incorporan un bloque de cilindros situado con un ángulo determinado respecto al eje y pistones que se desplazan alternativamente en su interior. En la serie HMLIFT PEX7, el ángulo del eje inclinado está optimizado a 40°, de modo que el movimiento giratorio del eje produce una carrera lineal de los pistones. Este mecanismo realiza alternativamente las fases de aspiración e impulsión con gran precisión.

Sus principales características son la capacidad de trabajar a alta presión, la elevada eficiencia volumétrica y la generación de un caudal estable en rangos variables de velocidad.

Comparación de parámetros técnicos

Las principales diferencias técnicas que determinan la selección de la tecnología de bomba pueden agruparse en los siguientes apartados:

• Límites de presión: Debido a su diseño estructural, las bombas de pistones axiales pueden alcanzar presiones elevadas —350-400 bar de forma continua y 400-450 bar en picos instantáneos en la serie PEX7—. Las bombas de engranajes suelen ofrecer un equilibrio óptimo con presiones continuas de trabajo entre 170 y 260 bar.
• Eficiencia volumétrica: Gracias a la precisión del sellado interno y de las tolerancias, las bombas de pistones trabajan con valores elevados de eficiencia volumétrica en condiciones adecuadas. Esto permite minimizar las pérdidas de energía y la generación de calor, especialmente a alta presión.
• Flexibilidad de velocidad y régimen: Los modelos de pistones axiales como PEX7 pueden adaptarse a un amplio intervalo de velocidad de funcionamiento, desde un mínimo de 300 rpm hasta velocidades intermitentes elevadas. Esta flexibilidad ofrece una ventaja con tomas de fuerza (PTO) de régimen variable.
• Sensibilidad al fluido: Debido a la precisión de sus mecanismos internos, las bombas de pistones son más sensibles que las bombas de engranajes a la calidad del aceite hidráulico y a las normas de filtración. Las bombas de engranajes pueden tolerar algo mejor la contaminación en campo, pero una filtración correcta sigue siendo esencial para la vida útil de ambas tecnologías.

Configuraciones especiales: diseños bidireccionales y tándem

En los sistemas hidráulicos se utilizan configuraciones especiales de bomba para responder a la diversidad de aplicaciones:

• Bombas bidireccionales: Esta característica, disponible en determinados grupos de bombas de engranajes —25, 30 y 35—, permite que la bomba funcione tanto en sentido horario como antihorario. Cuando varía el sentido de giro de la PTO montada en el vehículo, la instalación puede simplificarse cambiando la orientación de los puertos de entrada y salida.
• Bombas tándem: Son diseños que combinan dos cuerpos de bomba independientes sobre un único eje de accionamiento y se ofrecen en el grupo 40. De este modo pueden alimentarse dos circuitos hidráulicos independientes desde una sola conexión PTO, lo que simplifica la arquitectura cuando el vehículo debe ejecutar varias funciones independientes.

Conclusión y prácticas de puesta en marcha inicial

La elección entre una bomba de pistones axiales y una bomba de engranajes no es una cuestión de superioridad, sino del análisis correcto de los requisitos de la aplicación: presión de trabajo, necesidad de caudal, características de velocidad y condiciones del sistema. Sea cual sea la tecnología seleccionada, la bomba no debe trabajar en seco durante la primera puesta en marcha, el sistema debe estar lleno de aceite y el movimiento inicial debe realizarse a baja velocidad y sin presión. Estas prácticas son importantes para la vida mecánica del equipo. La documentación técnica de HMLIFT puede utilizarse para determinar la configuración correcta.