Le esigenze di mobilità nell'agricoltura moderna sono in costante crescita, con carichi e velocità sempre maggiori. L’aspirazione degli agricoltori è quella di viaggiare sempre più velocemente e con carichi maggiori, poiché i tempi di trasferimento sono considerati tempi persi.
Evoluzione degli Impianti Frenanti nei Trattori Agricoli
Gli impianti frenanti sono decisivi per la sicurezza attiva del trattore agricolo e hanno subito un'evoluzione notevole nel tempo. Si è passati da macchine lente con freni a nastro sull'assale posteriore, a macchine che, per l'omologazione a 30 km/h, necessitano di potenti freni multidisco a bagno d'olio nei semiassi posteriori.
L’azionamento basico per i freni è di tipo essenzialmente meccanico, ed è ancora utilizzato sui trattori specialistici cingolati, omologati per i 15 km/h di velocità massima. Gli azionamenti idraulici sono i più vantaggiosi anche perché permettono anche di ripartire in modo semplice la forza frenante sugli assali (quando sull’assale anteriore sono presenti dei freni).
Freni di Servizio e di Stazionamento
Oltre ai freni di servizio, utilizzati durante la marcia, sui trattori è presente anche un freno di stazionamento (o di parcheggio) per la sosta in sicurezza del veicolo. Mentre i primi vengono comandati tramite un pedale, per quelli di stazionamento si utilizza di solito una leva manuale o un comando elettroidraulico (che sui trattori più evoluti si aziona automaticamente quando si arresta il motore). In entrambi i casi è opportuno effettuare scrupolosi controlli periodici.
Riguardo invece ai tubi flessibili, ad una accurata ispezione visiva va aggiunta un attento controllo delle deformazioni interne, che è però difficile da effettuare senza smontare le stesse, e che può comunque essere sostituito da una valutazione di mantenimento della funzionalità pregressa. Nel caso si verifichino delle frenate irregolari, spesso ciò è dovuto agli elementi flessibili che possono col tempo occludersi in alcune posizioni di lavoro.
I materiali d’attrito hanno avuto anch’essi una notevole evoluzione, dai materiali a base d’amianto - comunemente diffusi fino agli anni ’80 - si è infatti passati a componenti che dovevano assicurare le stesse prestazioni fisico-meccaniche con una tossicità per l’uomo inferiore.
Oggigiorno, dato che in alcuni paesi è già possibile omologare i trattori per velocità di 50, 60 e in alcuni casi 65 km/h, è stato necessario anche introdurre nell’ambito dei trattori agricoli dei sistemi frenanti simili a quelli dei camion, ovvero freni esterni raffreddati quindi dall’aria, ma generosamente dimensionati e talvolta provvisti anche di ABS.
Alcuni trattori sono oggi dotati anche del cosiddetto “freno motore”, un dispositivo presente da molto tempo sugli autocarri, e che permette di rallentare senza intervenire sui pedali dei freni di servizio. Si tratta di un dispositivo che permette di “strozzare” (parzializzare) il flusso dei gas di scarico agendo su di un apposito pedale (o dispositivo a mano) che comanda la chiusura di una valvola a farfalla che causa una diminuzione del regime del motore. Agendo sul comando viene anche chiusa la mandata di combustibile.
Impianti di Frenatura Ausiliaria per Rimorchi
La necessità di trainare rimorchi ed attrezzature caratterizzati da masse sempre maggiori ha portato i costruttori a realizzare impianti di frenatura ausiliaria per il rimorchio sia di tipo pneumatico sia di tipo idraulico.
Gli impianti misti di tipo automatico-pneumatico sono prodotti generalmente da ditte specializzate e funzionano con pressioni massime nell’ordine dei 7-8 bar. Mentre in Italia è molto utilizzata la presa a innesto doppio combinato che utilizza una tubazione di alimentazione collegata all’innesto sinistro e quella di comando che è allocata in quello destro, all’estero sono invece diffusi gli impianti a due vie che prevedono un innesto colorato di giallo per fornire aria al distributore del rimorchio, e un innesto rosso che serve per caricare il serbatoio e alimentare i freni. Quando invece il rimorchio è dotato di un impianto a una sola via si utilizza l’innesto aggiuntivo colorato di nero.
Per i trattori sono anche disponibili impianti di frenatura dei rimorchi che sfruttano la pressione dell’olio del circuito idraulico di frenatura del trattore. Questi impianti prevedono un’apposita presa che fornisce olio a una pressione di circa 150 bar e assicura un’azione frenante proporzionale alla spinta esercitata dal conducente sui pedali dei freni.
Tipologie di Impianti Frenanti per Rimorchi
Gli impianti di frenatura dei rimorchi possono essere meccanici, idraulici o pneumatici. Per l’efficacia della loro azione, sui modelli di elevata portata le soluzioni idraulica e pneumatica sono praticamente d’obbligo.
Impianto Meccanico
L’impianto meccanico di frenatura equipaggia tipicamente i rimorchi agricoli di minore portata. In pratica, l’organo frenante è il ben noto freno a tamburo, di solito azionato manualmente tramite una leva dedicata, collocata di fianco al posto di guida. La criticità di questa soluzione è rappresentata soprattutto dalle modalità di azionamento del comando a leva, che deve essere attivata dal conducente con una mano, contestualmente all’azionamento dei pedali per la frenatura del trattore.
Freno ad Inerzia
Un’interessante evoluzione delle soluzioni meccaniche per l’arresto delle operatrici trainate è il cosiddetto freno ad inerzia. Si tratta di una tipologia di frenatura diffusa soprattutto in Germania, per attrezzature rimorchiate che non richiedono un collegamento diretto con un impianto montato sulla motrice, come ad esempio nel caso delle mietitrebbiatrici che trainano in autonomia la propria testata di raccolta, su un carrello portabarra.
Il principio di funzionamento dell’impianto è basato su freni a comando meccanico e da un timone telescopico. Attraverso la meccanica di quest’ultimo, quando il trattore frena si genera una forza di inerzia (da qui la denominazione) che per mezzo di opportuni tiranti agisce sull’apparato frenante del rimorchio. L’efficacia di questa soluzione è strettamente legata al rapporto tra la massa della motrice e quella del rimorchio, che logicamente deve essere sempre decisamente superiore all’unità.
Impianto Idraulico
Se l’impianto di frenatura del trattore è di tipo idraulico, la tedesca Bosch Rexroth ha messo a punto un dispositivo ABS che in sostanza agisce sulla modulazione delle valvole che determinano la pressione dell’olio nell’elemento frenante di ogni singola ruota. I problemi principali per la funzionalità dell’intero sistema riguardano il dover assicurare la necessaria velocità di intervento dell’idraulica e la gestione delle varie situazioni critiche.
Impianto Pneumatico
La frenatura pneumatica del rimorchio è molto diffusa in Italia, piuttosto che quella di tipo idraulico, viceversa popolare in altri Paesi, come ad esempio la Germania. In pratica, un compressore azionato dal motore del trattore accumula dell’aria in pressione in un serbatoio dedicato. Tramite un regolatore comandato dagli stessi pedali della motrice, l’aria fluisce attraverso un semigiunto al rimorchio, dove un servodistributore provvede ad azionare gli organi frenanti.
ABS nei Rimorchi Agricoli
Diversi costruttori di rimorchi di grande portata offrono già modelli con frenatura pneumatica e idraulica dotati di ABS. Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, l’ABS aumenta di molto la sicurezza in frenata non a pieno carico, quanto piuttosto con il rimorchio vuoto; infatti, se la massa è ridotta, le ruote dell’attrezzatura trainata in frenata si bloccheranno immediatamente, provocando pericolosi sbandamenti, specie nella percorrenza di traiettorie curve. Tale situazione è enfatizzata proprio a causa della tipica regolazione della forza frenate sui rimorchi, che ovviamente viene tarata sempre per il mezzo a pieno carico.
Sterzatura Attiva per Rimorchi
Premiata con la medaglia d’argento all’Agritechnica del 2007, è un’innovazione che garantisce una migliore manovrabilità anche su terreni difficili e condizioni disagevoli con rimorchi a due e 3 assi ravvicinati. In pratica, il raggio di sterzata non è gestito passivamente in modo meccanico come di solito avviene, ma attivamente tramite un giroscopio (montato sul trattore), che trasmette il segnale ad un trasduttore di posizione angolare sull’asse, dove alcuni cilindri idraulici pilotano l’angolo di sterzata ottimale.
I vantaggi sono molteplici, e riguardano: una tenuta di strada migliorata anche su percorsi in pendenza e dissestati; una maggiore stabilità in frenata; una ridotta usura degli pneumatici (specie nelle curve strette); un più alto livello di sicurezza in caso di guida in pendenza; una miglior distribuzione dei pesi a terra tramite gli pneumatici; la possibilità di muoversi sia in marcia avanti che indietro senza problemi anche su dossi o cunette.
EBS (Electronic Braking System)
La tedesca Knorr-Bremse ha sviluppato nel 2011 per i rimorchi Jumbo di Pöttinger il Trailer-EBS TEBS G2.1, un dispositivo frenante elettronico composto da un insieme di sensori, dalle componenti pneumatiche dell’apparato frenante e dall’immancabile centralina. Le esigenze di mobilità dell'agricoltura moderna sono sempre più pressanti, con carichi e velocità in gioco continuamente crescenti.
Il cuore del dispositivo è l’ABS, il noto sistema che evita il bloccaggio delle ruote in caso di sovra-frenata o in presenza di una superficie stradale a scarsa aderenza, impedendo così pericolosi sbandamenti del veicolo. I rimorchi dotati di TEBS G2.1 possono essere trainati sia da trattori convenzionali che con ABS ed EBS.
Normativa Europea e Rimorchi Agricoli
Le recenti normative europee hanno ridato slancio ai rimorchi agricoli. Il Regolamento europeo n. 167/2013, in vigore dal primo gennaio 2018, ha, infatti, aumentato il limite massimo di massa lorda ammissibile e, quindi, alcune caratteristiche costruttive dei rimorchi di nuova omologazione.
Il Regolamento, noto come Mother Regolation, porta la massa massima dei rimorchi monoasse da 6 a 10/11,5 tonnellate (a seconda che l’asse sia dotato di trazione o meno) mentre si passa da 14 a 20 tonnellate per i rimorchi a due assi a timone rigido ed a 18 tonnellate per quelli a due assi con timone non rigido.
Attenzione però! Il Regolamento UE ha cambiato il sistema frenante: i rimorchi inferiori a 1.5 tonnellate non necessitano di freni i rimorchi compresi tra 1.5 e 3.5 tonnellate devono montare freni ad inerzia senza nessun impianto sul trattore.
Intelligent Trailer Braking System di CNH Industrial
Il Gruppo CNH Industrial ha sviluppato il sistema frenante denominato Intelligent Trailer Braking System dal brand New Holland (ma disponibile anche per Case IH e Steyr), previene l’effetto di ‘chiusura a portafoglio’ tra motrice e rimorchio.
Particolarmente utile con rimorchi pesanti, si rivela prezioso su strade bagnate o ghiacciate o ancora in campi in pendenza in cui l’aderenza non é ottimale.
Il sistema è in grado di rilevare una riduzione della velocità del trattore quando i freni vengono attivati, il sistema calcola la forza di decelerazione utilizzando un sensore di coppia posto all’interno della trasmissione e attiva una valvola gestita elettronicamente che opera sull’impianto frenante del rimorchio allineando la velocità di decelerazione di quest’ultimo a quella del trattore.
ABS e Mother Regulation
La Mother Regulation prevede l’obbligo per i costruttori di montare sistemi ABS (contro il bloccaggio delle ruote) sui trattori con velocità potenziali superiori a 60 chilometri orari. NOn vi sono però obblighi specifici per i rimorchi.
Tuttavia, l’implementazione di sistemi anti-bloccaggio sul rimorchio rappresenta una garanzia aggiuntiva, specialmente con carichi pesanti. Tuttavia avere l’ABS sul rimorchio ha senso solo nel caso in cui sia montato un medesimo sistema anche sul trattore, e viceversa.
Il costruttore italiano Zaccaria propone già da tempo rimorchi con impianto frenante pneumatico e ABS. I dumper (rimorchi di grande portata a due o tre assi coniugati o ravvicinati e utilizzati soprattutto dai contoterzisti per il trasporto di derrate agricole) hanno subito una piccola rivoluzione per via della Mother Regulation che ha reso possibile l’omologazione di rimorchi con quattro assi ravvicinati.
Possono viaggiare fino a 32 tonnellate di massa lorda. Per questo devono disporre di un sistema di frenatura, idraulica o pneumatica, a doppia linea. Nel primo caso, azionata dal circuito idraulico del trattore, e nel secondo, la trattrice deve essere dotata di un compressore.
Dumper da 32 tonnellate devono poi essere movimentati da mezzi di adeguata potenza, dai 200 cavalli a salire.
Altre Tecnologie per Rimorchi
Altra novità tecnologica sono i sistemi di controllo e variazione della pressione di gonfiaggio dei pneumatici, mutuati dalle trattrici. Per quanto riguarda lo scarico del materiale trasportato, i dumper ricorrono a cilindri idraulici che sollevano il cassone, i rimorchi a fondo scorrevole utilizzano un tappeto sul fondo del cassone e quelli ‘push-off‘ (o a spinta) scaricano a terra a mezzo di una paratia mobile azionata da un pistone.
Utile ad accrescere il livello di “intelligenza” dei rimorchi, il prototipo di generatore ad alta e bassa tensione Terra+ di ZF è in grado di trasformare l’energia meccanica del motore di un trattore a variazione continua in energia elettrica poi trasferita a motori collocati sull’asse del rimorchio.
Il sistema trasferisce potenza (da 15 fino a 80 kW) alle ruote del rimorchio - gestite in maniera differenziata - per garantire la massima trazione e aderenza anche in terreni difficili.
Rimorchi Autocaricanti
I Fendt Tigo S e ST sono disponibili ad asse singolo o tandem e con tre diversi volumi di carico (22-24,5-29 metri cubi). Il pick-up é senza camme, mentre cinque file di denti, per una larghezza di lavoro di 1,8 metri, garantiscono un rastrellamento ottimale e il rilascio del foraggio al sistema di caricamento (quest’ultimo dotato di guida a camme).
Si carica da solo, ma di balle prismatiche o rotoballe, l’Alberti AM/7 Special. Grazie ad una forca di carico flottante articolata e al sistema completamente idraulico, le balle vengono raccolte dal suolo e posizionate nel rimorchio senza che il trattorista debba scendere dal mezzo.
La capacità di carico varia da 8 rotoballe fino a 14. Della canadese Anderson l’ampia proposta di rimorchi autocaricanti sia per rotoballe che per grandi balle prismatiche, tra cui il modello RBM2000 PRO con capacità di carico fino a 21 balloni.
Una pinza idraulica flottante, afferra il prodotto, avendo cura di non rovinare un eventuale film plastico protettivo, e lo carica sul rimorchio senza che il trattore debba fermarsi.
Freno a Inerzia per Rimorchi Auto
Il freno a inerzia dei rimorchi dell’auto è una soluzione intelligente per garantire la sicurezza stradale altrui e propria: un sistema frenante che assicura una decelerazione controllata e stabile del complesso veicolare (auto più rimorchio), prevenendo situazioni di pericolo.
Se l’auto non basta per trasportare in viaggio attrezzature, bagagli e merci, ecco infatti la soluzione: un rimorchio con freno a inerzia (per traini leggeri e medi). In parallelo, si tratta di dispositivi utili ai professionisti che trasportano strumenti di lavoro.
Ma a questa comodità estrema si associa una modifica notevole delle dinamiche di guida, con ripercussioni negative specie sulla frenata.
Come Funziona il Freno a Inerzia
Premessa. Quando un’auto frena di colpo, gli occupanti avvertono una spinta in avanti non dovuta a una forza reale che li sta spingendo, ma alla loro tendenza a mantenere lo stato di moto precedente (per inerzia). Infatti, la forza d’inerzia è la tendenza di un oggetto a rimanere fermo se è fermo, o a continuare a muoversi dritto se si sta muovendo.
L’anima del freno del rimorchio auto risiede nella sua capacità di sfruttare la forza d’inerzia del rimorchio stesso per attivare il sistema frenante. Quando il veicolo trainante inizia a decelerare, a causa della frenata del conducente o del semplice rilascio dell’acceleratore, il rimorchio tende a mantenere la sua velocità per inerzia.
Il componente chiave di questo sistema è il timone del rimorchio, un elemento telescopico o scorrevole che collega il rimorchio al gancio di traino dell'auto. Attivazione del meccanismo di repulsione: questa forza di spinta comprime il meccanismo di repulsione all'interno del timone.
L’intensità della frenata del rimorchio è proporzionale alla forza di inerzia esercitata, che dipende dalla massa del rimorchio e dalla decelerazione dell’auto. La frenata del rimorchio è simultanea o quasi simultanea a quella della motrice, evitando un effetto spinta che potrebbe rendere instabile il veicolo trainante, ossia l’auto davanti.
Un rimorchio con freno a inerzia ben funzionante e correttamente regolato dovrebbe frenare quasi contemporaneamente alla motrice, non con un ritardo significativo come un secondo. Il freno a inerzia è autonomo, non dipende dall’auto davanti. La forza frenante del rimorchio è proporzionale alla decelerazione della motrice.
Manutenzione del Freno a Inerzia
Verificare che il timone scorra liberamente e che non ci siano blocchi, ruggine o danni al meccanismo di repulsione. Ispezionare lo stato dei tamburi o dei dischi, delle pastiglie o delle ganasce, e dei cavi di comando.
Occorre seguire le indicazioni del manuale del rimorchio per quanto riguarda gli intervalli e le modalità di manutenzione. L’ideale è affidarsi a un meccanico o a un tecnico specializzato indicato dal produttore. E comunque, dipende anche da stile di guida, percorrenze, tipi di strade dove si viaggia.
In generale, per i rimorchi che superano un determinato peso ( intorno ai 750 kg di massa massima ammissibile), c’è l’obbligo di freno d’inerzia. Previene l'effetto spinta del rimorchio sulla motrice in frenata, evitando instabilità e potenziali incidenti.
Seguire il manuale del rimorchio, tenendo conto dello stile di guida e delle percorrenze. È consigliata una consulenza tecnica. Obbligatorio per rimorchi sopra i 750 kg.
Safim e gli Standard di Sicurezza
Gli Standard di sicurezza più elevati introdotti con la norma EU2015/68, che pone l’attenzione sull’innovazione del Sistema di frenatura idraulica a doppia linea per i veicoli agricoli, prevedono l’introduzione di requisiti che la maggior parte delle norme nazionali non contemplavano.
Il freno automatico di emergenza evita, o comunque riduce al massimo, situazioni di potenziale rischio create dall’accidentale sgancio del veicolo trainato. Safim si occupa della progettazione e produzione di impianti frenanti in grado di soddisfare tutti gli Standard di sicurezza delle più recenti normative internazionali e lo fa non solo dal punto di vista dell’impianto e della sua componentistica.
Il ruolo di Safim inizia dallo studio delle esigenze del cliente così da poter suggerire il tipo di impianto più idoneo. Due le soluzioni conformi alla normativa EU2015/68 individuate e realizzate da Safim.
- Una prevede che il sistema sia dotato anche di collegamento elettrico al trattore, mentre l’altra è una soluzione di tipo prettamente meccanico.
AS-Accumulator System solution
L’olio, in pressione all’interno dell’accumulatore, in caso di disconnessione del rimorchio, viene convogliato verso i cilindri che poi materialmente producono la frenata. Il calo di pressione all’interno della “Supplementary Line” attiva la frenatura automatica, infatti la valvola avverte il calo di pressione e mette quindi in comunicazione l’accumulatore con i cilindri generando la frenatura automatica.
Per rimuovere la frenatura automatica di emergenza si può intervenire sia manualmente che automaticamente. Infatti, nel caso in cui sia necessario spostare o muovere il rimorchio, non connesso alla trattrice, si può agire manualmente sulla leva della valvola e far rientrare l’olio nell’accumulatore. Diversamente se il veicolo viene riagganciato al trattore dual-line, la frenatura automatica si rimuove.
CTS - Cylinder With Tank System
Nella soluzione CTS - Cylinder With Tank System le molle contenute nei cilindri di tipo SAHR assicurano la frenatura automatica di emergenza. Se il veicolo rimorchiato dovesse accidentalmente scollegarsi, la linea SL e il serbatoio vengono messe in comunicazione facendo in modo che l’olio contenuto nei cilindri si scarichi nel serbatoio. Questa azione permette l’attivazione della frenatura automatica di emergenza, poiché l’olio non mantiene più le molle dei cilindri compresse.
Nei casi in cui il rimorchio non collegato al trattore necessitasse comunque di essere movimentato, lo sblocco del freno di emergenza e quindi lo spostamento del veicolo, è reso possibile attraverso una pompa manuale, la quale permette che l’olio ritorni ai cilindri e quindi comprima le molle nuovamente, liberando la frenatura di emergenza. Mentre quando il rimorchio ed il trattore dual-line vengono ricollegati, la frenatura di emergenza viene automaticamente rimossa.
Il sistema CTS non richiede collegamenti elettrici con il trattore in quanto è un sistema puramente meccanico, inoltre la frenatura automatica di emergenza svolge, in questo caso, anche la funzione di freno di stazionamento, e dunque garantisce che ogni qualvolta il rimorchio venga sganciato dal trattore esso si trovi nella condizione di sicurezza, con freno di stazionamento applicato.
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