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di Romano Demaldè APPROFONDIMENTI Sistemi di frenatura sempre più efficienti La 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 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 servizio, 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- 59
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 60 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- L EFFICIENZA DELL IMPIANTO FRENANTE L effi cienza 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 signifi ca 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 ciascuna 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 Sistema antibloccaggio Abs con frenatura indipendente delle singole ruote (Fonte: Fendt) canico della trasmissione (full 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 fl usso di uscita dei gas di scarico che at- Freno di stazionamento o di parcheggio 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 mectraversano 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 della macchina ha 61
Fonte: www.patergnani.com compressore Schema dell impianto di frenatura misto automatico-pneumatico regolatore di pressione distributore manometro e freno di stazionamento rimorchio serbatoio aria presa aria a 2 vie 62 Sistema di frenatura pneumatica del rimorchio con presa a innesto doppio combinato valida per l Italia 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. Serbatoio contenente la soluzione anticongelante Impianto misto automatico-pneumatico 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 specializzate), 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 gonfi are 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 veicolo 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 r.demalde@macchineagricoledomani.it