Le esigenze di mobilità dell’agricoltura moderna sono sempre più pressanti, con carichi e velocità in gioco continuamente crescenti. L’aspirazione di tutti gli agricoltori è poter viaggiare sempre più velocemente e con carichi maggiori, perché notoriamente quelli di trasferimento sono considerati tempi persi, comunque non dedicati al mero lavoro di campo.
Tipologie di Impianti Frenanti per Rimorchi Agricoli
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. L’impianto meccanico di frenatura equipaggia tipicamente i rimorchi agricoli di minore portata.
Freni Meccanici
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.
Freni 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 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.
Freni Idraulici
Per i trattori la situazione invece si inverte (a volte anche in modo drastico) per cui è necessario un intervento di frenatura attiva (come quella idraulica o pneumatica). 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.
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.
La francese Agriest svela al grande pubblico del Sima 2017 un nuovo freno idraulico per rimorchi e operatrici trainate. Il segreto della duplice funzione sta nella doppia camera idraulica interna al martinetto. Premendo il pedale del freno del trattore, entrambe le camere del cilindro vanno in pressione provocando la compressione della molla. Una valvola di non ritorno mantiene in pressione la seconda camera idraulica; il classico comando manuale del freno di stazionamento va ad agire proprio su tale valvola, aprendola e consentendo il passaggio della pressione idraulica dalla seconda camera verso la prima.
L’integrazione delle due funzioni in un unico elemento evita di dover installare complicati sistemi di tiranti e cavi di collegamento tipici del tradizionale freno di stazionamento. Il settaggio della potenza del cosiddetto freno a mano avviene tramite una semplice regolazione della tensione della molla.
Freni Pneumatici
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.
Diversi costruttori di rimorchi di grande portata offrono già modelli con frenatura pneumatica e idraulica dotati di ABS. La Zaccaria di Montese (MO) ha messo a punto una soluzione interessante, che permette ai rimorchi a 2 o 3 assi ravvicinati (i cosiddetti dumper) che ne sono dotati di essere accoppiati a motrici che operano con impianti misti automatici sia di tipo idraulico che pneumatico. Pur funzionando in modo autonomo, sia il cilindro idraulico che quello pneumatico agiscono sul medesimo stelo che muove le leve collegate agli organi frenanti.
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.
ABS ed EBS nei Rimorchi Agricoli
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.
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. 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.
Nuova Normativa Europea RVBR (EU 2015/68)
Il nuovo regolamento RVBR (EU 2015/68) in merito alla frenatura delle macchine agricole nel territorio europeo ha introdotto l’obbligo, per le nuove macchine, di essere equipaggiate con impianti frenanti a doppia linea.
- AS (Accumulator System): L’olio in pressione all’interno di un accumulatore viene utilizzato per la frenatura automatica in condizioni di emergenza. Il beneficio di questo sistema è rappresentato dalla compattezza degli attuatori dei freni, i quali possono essere posizionati su rimorchi provvisti di uno spazio limitato.
- ECS (Equal Chamber System): Gli attuatori dei freni sono cilindri combinati, composti da due sezioni, una per la funzione del freno di servizio e l’altra per le funzioni del freno automatico e del freno di stazionamento. La seconda sezione contiene le molle compresse che provvedono a fornire la forza necessaria per adempiere alle nuove normative in merito alle eventuali situazioni di frenatura di emergenza e di stazionamento.
- CTS (Cylinder & Tank System): Analogamente al sistema ECS, anche nella soluzione CTS troviamo i cilindri combinati. La differenza più grande dal sistema ECS è che in caso il freno di emergenza venga attivato (quando si disconnette il rimorchio dalla trattrice), l’olio utilizzato per il rilascio delle molle viene scaricato in un serbatoio separato. Questo sistema è molto semplice da installare e costituisce una soluzione decisamente economica.
I sistemi ECS e CTS possiedono una sicurezza intrinseca data dal fatto che utilizzano una fonte di energia puramente meccanica (ossia le molle compresse all’interno di una delle due sezioni dei cilindri combinati) per attivare la frenatura automatica di emergenza.
In un Sistema AS, la pressione dell’accumulatore può diminuire solo per effetto dell’applicazione del freno di emergenza. Il ‘blocco AVA’ (Automatic Valve Accumulator) progettato da Safim è perfettamente a tenuta. Gli accumulatori mantengono la pressione molto a lungo e non necessitano di essere ricaricati frequentemente.
L’applicazione della frenatura automatica avviene, conformemente a quanto indicato nel Regolamento, allo spegnimento del trattore, all’azionamento del freno di parcheggio, oppure in caso di distacco del rimorchio. Nel caso si accendesse la spia di segnalazione di bassa pressione dell’accumulatore durante il viaggio (eventualità possibile nel caso in cui il movimento del veicolo fosse iniziato con una pressione nell’accumulatore vicina al valore minimo di sicurezza) l’impianto frenante non applicherà in automatico la frenatura di emergenza, in quanto non ammesso dal regolamento.
Il conducente, al contempo, sarebbe correttamente avvisato della necessità di provvedere, alla prima occasione, alla ricarica degli accumulatori, attraverso l’azionamento dei freni. Tutti i sistemi sono poi dotati di pompa a mano e selettore manuale/automatico per rilasciare temporaneamente il freno automatico, nel caso che un trattore adatto non sia disponibile. Attuando questa manovra, il sistema di frenatura certificato del rimorchio non viene manomesso.
Qualora il rimorchio debba, invece, essere trainato da un trattore con sistema di frenatura mono linea, Safim può offrire un giunto adattatore intermedio che permette il collegamento idraulico.
Manutenzione degli Impianti Frenanti
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.
TAG: #Idraulici