I distributori idraulici per i trattori permettono di azionare e/o regolare alcune attrezzature che vengono connesse al trattore. In genere, questi elementi sono posizionati nella parte posteriore del mezzo, in corrispondenza dell'eventuale attacco di attrezzi al sollevamento oppure dei ganci di traino. I trattori più specialistici possono presentare alcuni distributori idraulici per i trattori anche di lato o anteriormente.
Gli attacchi rapidi con cui sono fissati esternamente al trattore hanno dimensioni standard e sono di tipo “femmina”. L’attacco “maschio” è infatti incorporato nelle attrezzature, in corrispondenza dei cavi di connessione. Le leve che gestiscono i distributori idraulici per i trattori, inoltre, possono assumere tre differenti posizioni: di sollevamento (in cui una parte dell’attrezzo viene mossa o alzata), neutra o di abbassamento. In questo ultimo caso una parte dell’attrezzo viene mossa oppure abbassata.
Le tipologie di distributori idraulici per i trattori agricoli sono diverse. I più usati sono a doppio effetto perché aumentano i movimenti del cilindro idraulico. Abbiamo poi quelli a semplice effetto che a differenza dei precedenti aumentano il movimento in un’unica direzione. La posizione iniziale è riacquistata sfruttando infatti il solo peso proprio dell’attrezzo. Infine vi sono tra le tipologie di distributori idraulici per i trattori agricoli non possiamo non citare quelli ad effetto flottante. Questi permettono all’attrezzo connesso al trattore di seguire l’andamento del suolo.
Oggi vi parleremo di componenti oleodinamici per trattori e macchine agricole. Esattamente come avviene per un sistema pneumatico anche per l’oleodinamica si hanno una serie di componenti. In primis vi è un gruppo generatore nel quale avviene la trasformazione di energia meccanica in energia idraulica. Vi è poi un gruppo di controllo nel quale avviene il condizionamento del fluido, così che quest’ultimo possa assumere specifici valori di pressione e portata.
I cilindri oleodinamici sono molto simili a quelli che vengono utilizzati nella pneumatica; trattasi dunque di cilindri a semplice e a doppio effetto e di cilindri telescopici. Per la costruzione dei cilindri oleodinamici vengono impiegati i materiali più resistenti, come ad esempio l’acciaio. Un cilindro è costituito da due testate, tra le quali vi è una camicia. Le due testate sono tenute insieme da un numero di quattro tiranti.
Il distributore oleodinamico rappresenta certamente dopo le tubature l’elemento più importante di un impianto oleodinamico. Il distributore idraulico di un trattore permette la distribuzione dell’olio in pressione, (indispensabile per la macchina) in tutte le utenze; in questo modo viene consentita la ripetizione, l’interruzione e l’inversione dei movimenti di lavoro.
Abbiamo capito dunque la fondamentale importanza dell’idraulica nei trattori. È diventata infatti ben presto un elemento insostituibile anche come ausilio alla sterzatura e alla frenatura. Ancor più di recente la sua essenzialità è cresciuta. Sui modelli più evoluti di macchine agricole oggi sono montati sollevatori a controllo elettronico, distributori idraulici che si possono programmare sia nel tempo che nella portata nonché innesti elettroidraulici per trasmissioni anteriori e prese di potenza. L’importanza dell’idraulica nei trattori emerge anche nelle altre funzioni accessorie come la lubrificazione di alcuni componenti della trasmissione oppure la frenatura dei rimorchi.
Vantaggi dell'Azionamento Idraulico
La riduzione dei consumi di carburante è uno degli obiettivi principali nello sviluppo di nuovi trattori, in quanto comporta una riduzione delle emissioni, dei costi operativi e di conseguenza una maggiore soddisfazione dei clienti. Negli ultimi trent’anni, il consumo specifico dei motori per trattori (cioè la quantità di carburante bruciato per generare 1 kWh di energia) è stato ridotto di più del 20% e questo obiettivo è stato raggiunto grazie a una continua ottimizzazione.
Recentemente, alcuni costruttori di attrezzature hanno proposto spandiconcime e seminatrici azionati dai distributori idraulici del trattore invece che dalla presa di potenza. Questa soluzione consente all’operatore una maggiore libertà nel fissare il regime motore durante una lavorazione e quindi di poter far operare il motore a un regime inferiore di quello della massima coppia se le condizioni operative lo consentono. In passato non era possibile introdurre sul mercato attrezzature idrauliche, in quanto la potenza idraulica gestibile dai circuiti idraulici integrati nei trattori era poco più che sufficiente per azionare degli attuatori lineari.
I nuovi trattori, invece, hanno pompe e scambiatori che sono capaci di gestire potenze idrauliche considerevoli. A titolo d’esempio, in un moderno trattore da 140 CV i distributori erogano una portata d’olio di 90 l/min e una potenza idraulica di quasi 45 CV [2]. Tuttavia, maggiore è la portata massima erogabile dal circuito idraulico, minore è il regime motore necessario per erogare la portata richiesta dall’attrezzatura e quindi maggiore è il risparmio di carburante ottenibile dall’azionamento idraulico rispetto a quello meccanico.
È risaputo che una trasmissione idraulica è meno efficiente di una meccanica; infatti, il 95% della potenza al motore è disponibile alla presa di potenza, mentre non più dell’85% è disponibile ai distributori idraulici. Tuttavia, l’ottimizzazione del punto di funzionamento del motore può controbilanciare le maggiori perdite dell’azionamento idraulico. Infatti, i benefici sono tanto maggiori quanto più la richiesta di potenza dell’attrezzatura è bassa.
La riduzione dei consumi di carburante non è l’unico vantaggio dell’azionamento idraulico. Possiamo annoverare anche una migliore sicurezza per l’operatore e una migliore funzionalità del trattore. È noto che l’albero cardanico è un’importante fonte di rischio visto che, se non ben protetto, può aggrapparsi a lembi o cinghie di tute di lavoro causando incidenti quasi sempre letali. Infine, l’assenza dell’albero cardanico lascia all’operatore maggiore libertà nelle manovre, come compiere sterzate strette col trattore o sollevare l’attrezzatura con l’albero cardanico in rotazione senza doversi curare che questo possa danneggiarsi.
Efficienza del Motore e Carico di Lavoro
Dalle precedenti affermazioni si può arrivare alla considerazione che i motori a combustione interna sono particolarmente efficienti quando vengono utilizzati quasi al limite e pertanto è importante evitare di utilizzare macchine eccessivamente potenti rispetto alla richiesta di potenza della lavorazione. Quando al motore è richiesta una potenza ben inferiore a quella massima che può erogare, è necessario che l’operatore faccia lavorare il motore nel modo giusto. Nello specifico è consigliabile operare con rapporti lunghi e alto carico motore piuttosto che usare rapporti corti con bassi carichi.
Questa regola è applicabile per le lavorazioni con macchine passive (ad esempio gli aratri) o per i trasporti, mentre per le operazioni che richiedono l’uso della presa di potenza (come ad esempio l’irrorazione), l’operatore è costretto a far operare il motore a determinati regimi in modo che la presa di potenza ruoti a una delle velocità nominali (540 o 1.000 rpm). Questi regimi sono solitamente il regime della massima coppia e potenza rispettivamente per la modalità economica e quella standard della presa di potenza.
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