Gli impianti di frenatura sono decisivi nell’incremento della sicurezza attiva del trattore agricolo, ed hanno avuto nel tempo una evoluzione enorme.
Si è infatti passati in pochi decenni da macchine molto lente, per le quali erano sufficienti dei freni a nastro presenti sul solo assale posteriore, a macchine che per ottenere l’omologazione a 30 km/h necessitavano in sostanza di installare nei semiassi posteriori dei potenti freni multidisco a bagno d’olio.
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).
Oltre ai di freni di servizio, utilizzati durante la marcia, sui trattori vi è anche un freno di stazionamento (o di parcheggio) che si utilizza 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 piĂą 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.
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.
Sistemi di Frenatura Ausiliaria per Rimorchi
La necessitĂ 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.
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.
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.
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.
La nuova normativa europea per la circolazione delle macchine agricole aprirĂ di fatto nuovi orizzonti a questa soluzione che, seppur da tempo ben conosciuta, non era mai stata seriamente considerata in precedenza, a causa delle preclusioni che le normative attuali ancora impongono.
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 .
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).
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 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 giĂ modelli con frenatura pneumatica e idraulica dotati di ABS.
Pur funzionando in modo autonomo, sia il cilindro idraulico che quello pneumatico agiscono sul medesimo stelo che muove le leve collegate agli organi frenanti.
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.
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 stabilitĂ in frenata; una ridotta usura degli pneumatici (specie nelle curve strette); un piĂą alto livello di sicurezza in caso di guida in pendenza; una miglior distribuzione dei pesi a terra tramite gli pneumatici; la possibilitĂ di muoversi sia in marcia avanti che indietro senza problemi anche su dossi o cunette.
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.
Standard di Sicurezza e Normative EU2015/68
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.
Soluzioni Conformi alla EU2015/68
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.
Agri-Power: Innovazione nel Freno Idraulico
La francese Agriest svela al grande pubblico del Sima 2017 un nuovo freno idraulico per rimorchi e operatrici trainate.
L’inedito cilindro, denominato Agri-Power e insignito della prestigiosa nomination agli Innovation Awards del salone parigino, è in grado di combinare sia la funzione di freno dinamico azionato dall’apposito pedale che quella di freno di stazionamento.
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.
Rilasciando il pedale viene meno la pressione nella prima camera idraulica e l’Agri-Power entra in modalità di frenatura dinamica.
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.
La molla aiuta poi a mantenere meccanicamente il cilindro in modalitĂ di freno di stazionamento.
L’Agri-Power è concepito per essere montato su qualsiasi tipo di attrezzatura dedicata al trasporto o la lavorazione del suolo, offrendo alle Case costruttrici un’intelligente soluzione per convertire o adeguare le proprie macchine alla frenatura idraulica.
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.
TAG: #Idraulica