Edizioni L`Informatore Agrario

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APPROFONDIMENTI
Sistemi di frenatura
sempre più efficienti
di Romano Demaldè
I nuovi impianti
consentono velocità
di trasporto più
elevate e traino
di rimorchi e attrezzi
sempre più massicci
d’esercizio. Anche i trattori di media potenza sono dotati di frenatura a comando idrostatico con recupero automatico dei giochi dovuti
all’usura dei materiali di attrito.
I trattori dispongono di freni di ser-
vizio, da utilizzare durante la marcia, e di un freno di stazionamento
o di parcheggio da azionare con il
veicolo in sosta. I primi sono a pedale, il secondo di solito a leva manuale. A questi si aggiungono spesso i sistemi di frenatura pneumatica o idraulica del rimorchio o di altre macchine operatrici per consentire il traino fi no a 4-5 volte la massa del trattore stesso.
Freni di servizio
Il sistema di frenatura posteriore
dei trattori a 2 ruote motrici, doppia
trazione e 4 ruote motrici isodiame-
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L
a funzione frenante, che nei
vecchi trattori era assolutamente secondaria, riveste
oggi un’importanza sempre
maggiore: infatti le velocità di trasporto, talvolta in condizioni di
pendenza, sono sempre più elevate
(quasi raddoppiate rispetto a 25 anni fa), i rimorchi e le attrezzature
sempre più massicci e le norme di
sicurezza sempre più severe.
Nei trattori di più recente costruzione i freni a tamburo o a nastro
sono stati sostituiti da sistemi multidisco in bagno d’olio che assicurano maggior efficacia e durata
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Circuito idraulico
impianto di frenatura integrale
valvola distributrice
pompe freni
presa idraulica
frenatura rimorchio
Sistema di frenatura dell’assale anteriore
a dischi multipli in bagno d’olio in uscita
dal cambio
freni a disco posteriori
freni a disco anteriori
Sezione del ponte posteriore con freni
multidisco in bagno d’olio posti tra i due
riduttori epicicloidali e a valle del secondo
riduttore
triche è di solito del tipo a disco/dischi in bagno d’olio, posti sui semialberi del differenziale o in prossimità dei riduttori epicicloidali,
talvolta autoregistranti ovvero con
recupero automatico del gioco.
Il comando, idraulico, è ottenuto
tramite pompe azionate dai pedali.
Un serbatoio d’olio provvede a man-
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L’EFFICIENZA
DELL’IMPIANTO FRENANTE
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L’efficienza dei freni di servizio ha una grande importanza per la sicurezza di guida del
trattore e deve corrispondere, di media, a
decelerazioni tanto maggiori quanto più elevata è la velocità raggiunta.
Indipendentemente dalla soluzione tecnica adottata, un trattore isolato lanciato a
40 km/ora deve essere dotato di un sistema
di frenatura tale da consentire, in frenata,
una decelerazione pari ad almeno 2,6 m/s²
mentre se accoppiato al rimorchio può
scendere a 2,4 m/s². Ciò significa garantire spazi di arresto non superiori rispettivamente a 24 e 26 m.
tenere costantemente alimentato il
circuito idraulico di comando.
La frenatura del trattore si ottiene
per mezzo di due pedali che comandano separatamente il freno di
ciascuna ruota posteriore. L’azione
frenante con un solo pedale permette di sterzare in minor spazio;
infatti, bloccando la ruota interna
alla curva, il trattore svolta facendo
perno sulla ruota stessa; l’azione simultanea dei freni durante l’impiego normale e su strada si ottiene
bloccando i due pedali con l’apposito chiavistello.
Diverse sono le soluzioni tecniche
adottate dai costruttori per la frenatura delle ruote anteriori dei trattori a doppia trazione:
◾ innesto automatico della trazione
anteriore quando sono premuti i
pedali, accoppiati, dei freni posteriori. Opportuni automatismi, di solito a controllo elettronico, disinseriscono la trazione anteriore sopra i
10-15 km/ora;
◾ freno a disco con pastiglie oppure a dischi in bagno d’olio calettati
sull’albero di trasmissione alle ruote anteriori (soluzione sempre meno
diffusa), il cui azionamento è contemporaneo a quello dei freni posteriori. In questo caso l’azione frenante si ha solo se la trazione anteriore è inserita;
◾ freni multidisco in bagno d’olio
calettati sui semiassi delle ruote
anteriori. Si tratta di una soluzione
che consente un’azione frenante indipendente dall’inserimento o meno della trazione anteriore e senza
ingombri esterni;
◾ dischi calettati sui mozzi delle
ruote anteriori. Si tratta di una frenatura di tipo automobilistico (riduzione degli spazi d’arresto fino al
50%) che agisce indipendentemente dall’inserimento della doppia trazione. È la soluzione migliore e più
sicura, anche se è la più costosa.
Freni dei trattori
a cingoli
Come noto, nei trattori cingolati
classici (sprovvisti di differenziale),
i cambiamenti di direzione sono ottenuti mediante l’azione congiunta
di frizioni di sterzo e freni.
A valle della coppia conica, su ogni
semiasse in uscita, è posto un pacco frizione multidisco in bagno
d’olio avvolto da un freno a nastro o
seguito da un gruppo freno anch’esso di tipo a dischi in bagno
d’olio, azionati da 2 leve indipendenti (destra, sinistra) o da un’unica leva centralizzata.
L’azionamento congiunto di frizione
e freno (destro o sinistro) consente
al trattore di fare perno sul cingolo
interno per realizzare la sterzata minima oppure l’arresto utilizzando
contemporaneamente le frizioni e i
freni posti sui due lati.
ABS ANCHE PER I TRATTORI
Il sistema di frenatura Abs (Antilock Braking
System), prodotto dalla Bosch con debutto
sull’automobile Mercedes Benz Classe S nel
1978, è un sistema di sicurezza che evita il
bloccaggio delle ruote dei veicoli garantendone la guidabilità durante le frenate.
Disponibile ora anche per alcuni trattori agricoli, ne migliora la capacità frenante e quindi
la sicurezza quando si opera a velocità elevate in condizioni critiche di aderenza (aderenza
asimmetrica ruote destre-sinistre) o sulle pendenze più ripide.
L’Abs presenta 4 sensori (encoder ovvero trasduttori di posizione angolare), uno per cia-
scuna ruota, che rilevano il numero di giri delle
ruote durante la frenata. La centralina elettronica riceve i segnali e, se rileva che una o più
ruote sono bloccate in fase di frenata, agisce
sul sistema idraulico o pneumatico di frenatura effettuando una decina di correzioni di frenata al secondo, in modo da diminuire la forza
della frenata stessa.
In pratica esegue la stessa azione che compirebbe il guidatore rilasciando i pedali dei freni. In questo modo è garantita la stabilità anche durante le frenate in curva o su fondi stradali sdrucciolevoli impedendo lo sbandamento del veicolo.
Schema di impianto di sterzo e frenatura
di trattore a cingoli. Frizione laterale auto
registrante a dischi e freno a nastro
di servizio entrambi in bagno d’olio
Freno di stazionamento
o di parcheggio
Sistema antibloccaggio Abs con frenatura indipendente delle singole ruote
(Fonte: Fendt)
ca n ico del la trasm issione (f u l l
powershift) per immobilizzare il
trattore con il ponte anteriore innestato, quando il motore è spento. In
caso di avviamento in salita o di
manovra delicata, il Park lock si disinnesta solo con la leva dell’inversore in posizione avanti-indietro.
Altra soluzione (proposta da alcuni
costruttori) è data dalla Valvola Separate Brakes che, consentendo la
frenatura contemporanea delle ruote posteriore e anteriore interna alla
curva, riduce il diametro di svolta.
Freno motore
Alcuni trattori sono dotati di freno
motore, presente da tempo sugli
autocarri, da utilizzare durante i
trasferimenti stradali per rallentare
gradualmente la velocità di marcia
senza intervenire sui pedali dei freni di servizio.
La funzione di freno motore è quella di “strozzare” (rallentare) il flusso
di uscita dei gas di scarico che at-
traversano il silenziatore. Premendo
l’apposito pedale si comanda la
chiusura di una valvola a farfalla
che genera di conseguenza una
contro-pressione nella camera di
combustione e quindi il rallentamento dei giri motore.
L’impianto di alimentazione del
combustibile è chiuso elettronicamente e si disattivano i comandi di
accelerazione del motore fino a
quando il regime motore non scende a 1.100-1.200 giri/min o la velocità è inferiore a circa 10 km/ora. Al
di sopra di tale regime sono ripristinate le normali condizioni di funzionamento.
La piena efficienza frenante si ha
soltanto con motore ad alto regime
di giri.
Impianti ausiliari
di frenatura
La necessità di trainare masse sempre maggiori al fi ne di migliorare la
produttività del la macchina ha
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Il freno di parcheggio è costituito
generalmente da una leva a mano,
situata a sinistra del sedile di guida, che agisce direttamente sulla
trasmissione centrale (albero pignone-corona) o sui dischi dei freni
di servizio tramite opportuno cavo
a comando meccanico. Esso funziona indipendentemente dal comando dei pedali e quindi può essere utilizzato anche come freno di
soccorso.
La leva è mantenuta in posizione di
parcheggio da un apposito arpione
sul corrispondente settore dentato.
Per svincolare la leva occorre premere il pulsante posto all’estremità
della medesima. Un’apposita spia
di colore rosso si illumina sul quadro strumenti quando il freno di
parcheggio è inserito.
A volte, in sostituzione della leva, è
presente un pulsante d’innesto,
mentre per il disinnesto, a rilascio
idraulico, si utilizza la leva dell’inversore al volante.
Altre soluzioni prevedono un freno
di stazionamento inseribile mediante la leva dell’inversore al volante con innesto a molla e disinnestabile dalla pressione dell’olio.
Il sistema Park-lock o Park brake a
pulsante inserisce automaticamente la trazione anteriore e funge da
freno di stazionamento ma anche di
emergenza. Per la sua disattivazione l’operatore deve essere seduto
sul sedile di guida e premere rispettivamente i pedali dei freni e il
pulsante. Si tratta del blocco mec-
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Schema dell’impianto di frenatura misto
automatico-pneumatico
manometro e freno
di stazionamento rimorchio
Fonte: www.patergnani.com
compressore
regolatore
di pressione
presa aria a 2 vie
distributore
serbatoio aria
Impianto misto
automatico-pneumatico
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Sistema di frenatura pneumatica
del rimorchio con presa a innesto doppio
combinato valida per l’Italia
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Impianti di frenatura pneumatica a due vie
(prese superiori gialla e rossa) per velocità
di 40-50 km/ora, e a una via (presa nera),
per velocità massima di 25 km/ora
diffusi all’estero
spinto i costruttori alla realizzazione di sistemi di frenatura ausiliaria
per il rimorchio sia di tipo pneumatico sia di tipo idraulico. Questi sistemi consentono di trainare rimorchi con portata fi no a 4-5 volte la
massa del trattore stesso.
I trattori gommati e, talvolta, anche quelli a cingoli sono dotati di
una presa di potenza pneumatica
omologata per la frenatura dei rimorchi o di altre operatrici. L’impianto di frenatura pneumatica
(prodotto generalmente da ditte
special izzate), funzionante con
pressione massima dell’ordine di
7-8 bar, è costituito essenzialmente da: compressore d’aria monocilindrico (70-90 cm³ di cilindrata),
azionato direttamente dal motore
tramite una cinghia di trasmissione o da ingranaggi, valvole regolatrici della pressione dell’aria e di
spurgo dell’acqua di condensazione, uno o due serbatoi dell’aria
compressa (capacità 12-15 litri ciascuno), manometro, distributore e
presa pneumatica.
In Italia è utilizzata la presa a innesto doppio combinato. La tubazione di alimentazione è collegata all’innesto sinistro mentre quella di
comando a quello destro.
All’estero sono diffusi gli impianti a
due vie: innesto giallo per fornire
aria al distributore del rimorchio,
innesto rosso per caricare il serbatoio e alimentare i freni.
Quando il rimorchio è dotato di un
impianto a una via è fornito un innesto aggiuntivo nero.
Allo scopo di gonfiare pneumatici o
avere a disposizione aria compressa per gli interventi di ordinaria
manutenzione, è prevista generalmente anche una presa ausiliaria.
Agendo sui pedali dei freni di servizio del trattore si aziona il distributore che attiva il servo auto distributore (con frenatura anticipata rispetto a quella del trattore) del vei-
Serbatoio contenente la soluzione
anticongelante
colo rimorchiato, determinando
l’azionamento controllato e modulabile degli elementi frenanti.
Visto il crescente impiego del trattore anche durante il periodo invernale, è spesso previsto un fi ltro disidratatore che provvede a captare l’umidità dell’aria in pressione
o, talvolta, un serbatoio contenente liquido anticongelante con relativa pompa per evitare il congelamento dell’impianto pneumatico di
frenatura.
Impianto
di frenatura idraulica
Per evitare l’installazione di costosi
e ingombranti impianti pneumatici,
sono disponibili sistemi di frenatura che sfruttano la pressione dell’olio del circuito idraulico.
Particolarmente diffusi all’estero,
sono dotati di un’apposita presa che,
utilizzando l’olio in pressione del circuito idraulico del trattore, alimenta
il sollevatore e i distributori.
La valvola di frenatura, con priorità
sulle altre utilizzazioni, fornisce
olio a una pressione di circa 150 bar
per assicurare una pressione proporzionale e progressiva alle sollecitazioni esercitate dal conducente
sui pedali dei freni. L’entità della
forza frenante sul rimorchio può essere generalmente modificata agendo su un’apposita valvola di registrazione.
Il sistema di frenatura idraulica è
consigliato generalmente per velocità non superiori a 25-30 km/ora.
Romano Demaldè
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