Assali Sterzanti Idraulici: Funzionamento e Applicazioni nell'Agricoltura Moderna

Nascosti sotto i macchinari, gli assali svolgono un compito fondamentale: trasferire il carico del telaio alle ruote direttamente o mediante componenti elastiche, dette sospensioni. Se le trattrici a telaio rigido o articolato vantano un asse posteriore e uno anteriore (oggi quasi sempre sospeso per ridurre le vibrazioni e incrementare il comfort di guida), i rimorchi possono contare su un numero di assali variabile da uno a quattro.

La progressiva trasformazione delle aziende agricole sta influenzando la domanda di trattori e rimorchi. "Stanno entrando in campo trattori con potenze medie intorno ai 180-200 cavalli e oltre, superiori rispetto a quelle di quindici anni fa. L'aumento della potenza si traduce in un incremento della capacità di traino, della velocità e si ripercuote sulle macchine al seguito delle trattrici", spiega Roberto Airoldi, direttore commerciale di ADR Group.

Negli ultimi anni, l'attenzione delle aziende di componentistica si è focalizzata sulla ricerca di materiali più sofisticati e sulla realizzazione di prodotti affidabili ed esenti da manutenzione. Gli studi e i test condotti sulle sospensioni hanno permesso l'introduzione prima dei sistemi di sospensione meccanici, poi di quelli idraulici. Oggi nei paesi emergenti sono ancora molto richiesti sospensioni e assali semplici per rimorchi poco evoluti e con portata ridotta, ma in Europa e Nord America si stanno diffondendo assi con componenti all'avanguardia.

Attualmente i carri botte, gli spandiletame, i dumper e i carri autocaricanti sono muniti di freni (a disco o a tamburo). Inoltre, su molti rimorchi gli assali fissi hanno lasciato il posto a quelli autosterzanti o sterzanti comandati.

Assali Autosterzanti e Sterzanti Comandati

"L'asse autosterzante è libero e segue la traiettoria del trattore quando il treno opera in marcia avanti, mentre viene bloccato mediante un dispositivo idraulico controllabile dalla cabina e resta rigido in fase di retromarcia", sottolinea Airoldi. Gli assali per rimorchi differiscono tra loro non solo per le soluzioni di frenatura e sterzatura, ma anche per la portata, data dalla resistenza della trave e dei cuscinetti. "I modelli proposti da ADR presentano portate per asse che vanno da 500 chilogrammi a 30 tonnellate", fa sapere Airoldi.

Importanti compagne di viaggio degli assali sono le sospensioni, concepite per assorbire gli urti durante la circolazione. Oggi trovano posto sotto ai rimorchi sospensioni meccaniche, idrauliche o pneumatiche. "Ogni assale con sospensione meccanica dispone di due balestre (una per lato), collegate tra loro da bilancieri centrali", specifica Airoldi. Alternativa al tandem sui carri con due assi è la sospensione meccanica bogie, oscillante nel senso di marcia.

"Con tre punti di attacco al telaio, il sistema tandem offre maggiore stabilità ed è indicato per mezzi che passano molto tempo su strada trasportando carichi ad alte velocità su medio-lunghe distanze", continua Airoldi. ADR commercializza sospensioni meccaniche K a balestre paraboliche e bogie. La gamma K comprende sospensioni monoasse da 5 a 12 tonnellate, tandem da 10 a 24 tonnellate, tridem da 24 a 36 tonnellate, mentre la serie bogie include versioni a balestra multilama e a balestra parabolica.

"Completamente indipendenti tra i diversi assali, tali sospensioni sono studiate per garantire un'equa ripartizione del peso su ogni asse e ridurre le sollecitazioni alla struttura dei macchinari", chiarisce Airoldi. Grazie alla notevole escursione della corsa del cilindro, le sospensioni idrauliche assicurano ottime aderenza e stabilità su qualsiasi tipo di terreno". Da alcuni anni, sui carri sono comparse anche sospensioni pneumatiche che attenuano colpi e vibrazioni mediante ammortizzatori pieni d'aria con pareti a tenuta stagna.

Innovazioni e Tecnologie Avanzate

Come i carri che supportano, gli assali continuano a cambiare volto sull'onda delle nuove tendenze del settore agricolo. Oggi occorre limitare il più possibile la compattazione del terreno dovuta al transito di trattori e rimorchi imponenti. Poiché probabilmente le masse dei cantieri di lavoro cresceranno ancora, è necessario dotare i carri di componenti che rendano possibile un impatto minimo sul suolo.

"Nato come prodotto di nicchia in risposta alle richieste di costruttori nord-europei di carri botte e carri da foraggio, VarioTrack sta riscontrando notevole successo anche su altre applicazioni", chiarisce Airoldi. In più, sono in fase di sviluppo dispositivi adattabili agli assali in produzione. L'implementazione di sistemi intelligenti per l'aumento della tracciabilità consentirà agli assi per rimorchi di assicurare maggiori performance e precisione nelle operazioni agricole.

I modelli a corpo cavo TeknoAx integrano dispositivi per la regolazione della pressione interna dei pneumatici, per la misura del carico utile totale del rimorchio, per il monitoraggio della distanza percorsa, per l'identificazione univoca di ogni assale tramite un tag Rfid. "I nuovi assali Teknoax si distinguono per il peso contenuto, merito del tubolare cavo, e per la resistenza alle rotture, merito del corpo realizzato in materiale resistente e privo di saldature", aggiunge Airoldi.

Riconosciuto dalla Comunità Europea come prodotto innovativo ed incluso in uno speciale progetto europeo, TeknoAx 2.0 è stato anche inserito tra le Novità Tecniche di Eima 2018.

Il Sistema ES2: Electronic Steering System

Il sistema ES2, Electronic Steering System, è rivolto principalmente alle aziende operanti nel settore agricolo ed industriale, in particolare a coloro che gestiscono rimorchi e semirimorchi. Questo innovativo apparato elettronico offre una sterzatura comandata avanzata, migliorando l’efficienza e la manovrabilità dei veicoli durante le operazioni di manovra. Inoltre, il sistema ES2 è progettato per coloro che adottano i principi dell’Industria 4.0, dove la digitalizzazione e l’automazione svolgono un ruolo centrale.

La sterzatura ottimizzata in fase di manovra in retromarcia assicura una manovrabilità senza sforzo, mentre la massima operatività alle basse velocità garantisce precisione nelle manovre più delicate. La versatilità di adattarsi alle geometrie di varie tipologie di rimorchi rende ES2 un alleato indispensabile in svariate configurazioni di trasporto.

Il sistema ES2 ridefinisce la guida e l’autolivellamento dei rimorchi e semirimorchi con una serie di caratteristiche avanzate: l’angolo di sterzatura è personalizzabile in fase d’ordine ed inoltre, in base al numero di assi sterzanti, si offre la possibilità di configurare il sistema in base alle specifiche esigenze dell’utente. La gestione della velocità è altrettanto personalizzabile, consentendo la scelta di bloccare gli assi o attivare la modalità autosterzante a velocità predefinite.

Un’opzione particolarmente interessante è la possibilità di installare all’impianto oleodinamico le valvole proporzionali, il che introduce la funzione “granchio”, migliorando ulteriormente la manovrabilità e la stabilità durante le operazioni di guida. L’interfaccia ISO BUS, dotata di scheda integrata di gestione elettronica delle funzioni, rappresenta il fulcro di questa rivoluzione tecnologica.

La ruota fonica, collocata sul tamburo dell’assale fisso, è una componente vitale per la sterzatura elettronica, fornendo dati cruciali sulla velocità e direzione di marcia. Infine, il sensore angolare alla cerniera, comunicando all’elettronica l’angolo di sterzatura della cerniera, si configura come elemento chiave nella sincronizzazione delle operazioni.

Il sistema ES2 si integra armoniosamente con i più noti sistemi avanzati in uso sulle trattrici agricole, ampliando ulteriormente la sua versatilità e le sue capacità.

Evoluzione degli Assali: Sospensioni e Sterzatura

Se gli pneumatici sono le “scarpe”, gli assali possono essere considerati le “gambe” del trattore e delle altre macchine agricole a ruote. Il progresso tecnico ha portato ad arricchire gli assali di sistemi di sterzatura e di dispositivi di sospensione con prestazioni all’avanguardia, a tutto vantaggio della maneggevolezza dei mezzi e del comfort dell’operatore.

L’architettura dei veicoli agricoli dotati di ruote pneumatiche, siano esse motrici, direttrici o semplicemente di supporto oppure di rotolamento, si basa sulla presenza degli assali, ovvero dispositivi che non sono solamente di collegamento tra una coppia di ruote (a volte gemellate), ma che nel caso devono anche provvedere ad un’adeguata trasmissione del moto, importante nel trattore ad esempio per la trazione e, sempre più spesso, anche di sospensione del corpo macchina. Questa pluralità di caratteristiche ha fatto sì che gli assali divenissero progressivamente sempre più complessi, per soddisfare al meglio le molteplici funzioni richieste.

Da ormai diversi decenni la sospensione dell’assale anteriore dei trattori agricoli è realtà. In questo caso, a partire da assali rigidi incernierati centralmente, l’evoluzione ha visto la comparsa di sospensioni a semiassi indipendenti, con schema a quadrilatero articolato. Tra l’altro, la soluzione a ruote indipendenti ha un ingombro decisamente inferiore rispetto a quella classica: in tal modo l’angolo di sterzata può rimanere molto ampio, in modo da migliorare la manovrabilità specie dei trattori di stazza elevata.

Si tratta di una configurazione che prevede anche un effetto anti-affossamento dell’avantreno in fase di frenata (anti-dive) e un’azione anti-rollio (anti-roll), importante specie nella percorrenza di curve ad alta velocità, che adatta automaticamente la rigidezza del sistema, per ottimizzare la stabilità e l’aderenza.

Per i rimorchi agricoli, senza dubbio le sospensioni a tecnologia più avanzata sono quelle pneumatiche, analogamente a quanto avviene ormai da molto tempo per gli autocarri. La ADR di Uboldo (VA) produce assali per entrambe queste peculiarità: rispetto a quelle meccaniche e idrauliche, le sospensioni pneumatiche permettono la regolazione dell’altezza di marcia del cassone del rimorchio, con funzione di autolivellamento, indipendentemente dall’entità del carico.

Sempre di ADR, Hydro Evo è una invece soluzione idraulica modulare che consente una corretta percorrenza delle ruote di un medesimo assale anche per profili notevolmente accidentati. Non più due sole ruote sterzanti (quindi di un solo assale), ma più di due, e a volte tutte. Le 4 ruote sterzanti sui trattori sono una realtà.

Nel settore dei trattori da pieno campo, l’austriaca Lindner da qualche tempo commercializza il Lintrac 90 con motore da 75 kW, un modello a 4 ruote sterzanti particolarmente adatto per l’agricoltura di montagna e per uso comunale. In questo caso, vengono utilizzati alloggiamenti di giunzione in grafite sferoidale.

In tema, di particolare utilità sono gli assali dei rimorchi dotati di dispositivi per la sterzatura, normalmente di tipo idraulico. Si tratta di una funzione preziosa specie per i dumper di elevata portata, e quindi di notevole ingombro. Per la corretta gestione di uno o più assali di un dumper, la ADR di Uboldo (VA) produce il sistema Smartdrive, che determina la sterzata in base all'angolo relativo tra trattore e rimorchio. Al di sopra di una velocità predefinita, tipicamente per la marcia veloce su strada pubblica, il sistema blocca automaticamente gli assali in posizione centrale.

Il dispositivo si avvale di una serie di sensori, di velocità e di tipo angolare, sul timone del rimorchio e su ognuno degli assali sterzanti. Le modalità di funzionamento sono “road”, quando il controllo elettronico fa sterzare le ruote secondo l’angolo del timone; “lock”, ovvero il blocco di tutte le ruote in posizione allineata (ad una velocità predefinita), “man-lock” dove la medesima azione viene attivata manualmente e infine “manual”, per controllare manualmente la sterzata degli assi.

Elettrificazione e Soluzioni Ibride

Tra le innovazioni più recenti, la soluzione elettrica è senza dubbio quella più impegnativa, i cui confini però si ampliano di giorno in giorno. Più nel dettaglio, al momento sono diverse le modalità per gestire un assale (o i due semiassi) con il supporto, o il contributo, di una sorgente di potenza elettrica. Una questione fondamentale in tal senso riguarda quali parti meccaniche, ovvero convenzionali, sono integrate o, all’opposto, sostituite tout-court dalle componenti elettriche.

Un’alternativa, sempre di Carraro Agritalia per i trattori, è la classica soluzione ibrida, particolarmente indicata per gli specializzati, cioè un’architettura parallela tra i sistemi tradizionale endotermico ed elettrico, in cui si combina un diesel da 56 kW con un motore elettrico da 20 kW di potenza continuativa, asservito da una batteria LiFePo4 da 25 kWh di capacità. In tal modo, si può ottimizzare l’erogazione di potenza in funzione delle esigenze: si può lavorare in elettrico integrale, all’interno di strutture chiuse, serre, stalle o per gli usi nelle municipalità, o con il solo motore diesel, nei trasferimenti su strada con traini particolarmente gravosi, oppure in modalità ibrida, nelle lavorazioni pesanti con la PTO.

Ma senza dubbio l’applicazione, per il momento maggiormente orientata per le macchine destinate alla movimentazione dei carichi, come carrelli elevatori, pale gommate compatte o dumper, è l’assale con integrazione completa nel suo corpo centrale di un motore elettrico, con taglie di potenza scalabili.

Le Aziende Protagoniste del Settore

Oltre ad ADR, altre aziende si distinguono nel settore degli assali per rimorchi agricoli. Ideal, dal 1947, realizza sprayers di vario tipo, puntando sempre all'innovazione di prodotto e alla sua customizzazione.

È difficile crederlo in un primo momento, ma anche un componente decisamente “meccanico” come un assale può digitalizzarsi: un’evoluzione che presto o tardi coinvolgerà tutti i costruttori, almeno per i loro prodotti di punta, ma che già oggi possiamo vedere in alcuni, se così li vogliamo chiamare, pionieri. Il primo passo, compiuto da più marchi, è l’applicazione di un sistema di riconoscimento tramite tag o codice Qr. Il secondo passo in materia di digitalizzazione sarà il controllo da remoto.

Passando invece a temi più tradizionali, si lavora su due aspetti che riguardano al tempo stesso prestazioni e sicurezza: la sterzatura e le sospensioni.

Come da tradizione consolidata, essendo nell’anno dell’Eima si lavora per portare a Bologna novità di rilievo, molto probabilmente legate all’hi-tech. Non che gli assali attuali siano del tutto sprovvisti di tecnologia, comunque: Teknoax, per esempio, riassume in un solo componente un sensore di rilevamento del carico, un sistema di telegonfiaggio degli pneumatici con rilevatore di pressione, un sensore di velocità, un dispositivo per la tracciabilità e la programmazione delle manutenzioni e un impianto di monitoraggio generale collegato a un’App per cellulari.

Teknoax è disponibile anche in versione telescopica, con il nome di Variotrack: è regolabile tra 2,3 e 3,7 metri, per adattarsi a diverse situazioni di campo e strada. La sua particolarità risiede nel corpo centrale a doppio sfilo coassiale: in pratica i due cilindri idraulici scorrono dentro e fuori dall’asse rendendo possibile variare la carreggiata per ridurre il compattamento.

Il costruttore varesino non dimentica però di presidiare l’altro estremo della domanda, dove si chiedono soluzioni semplici e funzionali allo stesso tempo. Lo fa con una sospensione meccanica (a balestra, quindi) che abbina prestazioni elevate (fino a 8 tonnellate di portata per elemento) a un’estrema semplicità d’uso: adatta a ogni tipo di carro, è infatti esente da manutenzione ordinaria (ingrassaggio etc) grazie a elementi elastici di raccordo.

Segnaliamo infine il servizio di recupero rapido dei codici prodotto: scaricando una app dal sito Adr e usando il cellulare per rilevare un’antenna Rfid (sistema di tag a radiofrequenza) è possibile sapere, in pochi minuti, codice del prodotto, ordine di produzione e ottenere il link alla sezione post-vendita.

«Migliorare costantemente il servizio ricambi - dicono in Adr - è uno dei nostri obiettivi, secondo il motto “Il ricambio giusto nel più breve tempo possibile”. Abbiamo pertanto ridotto al minimo i tempi morti dalla ricezione degli ordini, avendo creato un sistema di blister che ci permette di stoccare in magazzini automatici tutti i diversi ricambi. Lavoriamo anche, tra le altre cose, sulla possibilità di verificare a distanza molti parametri di uso della macchina: carichi, velocità, tempo di utilizzo ed altri valori. Accanto a ciò - ci spiegano dalla sede centrale - siamo impegnati sul fronte delle sospensioni, anche idrauliche, e della manovrabilità in ogni fase del trasporto.

Un sistema per il recupero rapido dei ricambi è stato presentato all’ultima Eima anche da Fad, altro storico costruttore di assali. In questo caso sull’assale non troviamo un’antenna sul pezzo Rfid, ma un più comune codice QR, che tutti ormai abbiamo imparato a conoscere e usare. Inquadrandolo con il cellulare si arriva su una pagina che contiene sia il numero di serie del prodotto sia un esploso con tutte le parti di ricambio e relativi codici.

Non digitale ma molto concreta, tuttavia, la vera novità di Fad per il 2022: l’automazione del noto sistema di sospensioni idrauliche indipendenti Sidra. Lanciata nel 2005 e coperta da brevetto internazionale, Sidra è una sospensione idraulica per assali di mezzi trainati. Grazie all’azione indipendente sui due lati dell’asse è in grado di livellare pendenze trasversali e adattarsi a terreni con forti discontinuità. Ora tutto questo processo diventa automatico, grazie a un accordo con la bresciana Tecnosystem, ideatrice di un sistema composto da sensori e attuatori che permette di gestire sia la regolazione delle sospensioni - in termini di maggiore o minor morbidezza e regolazione dell’altezza - sia quella delle ruote sterzanti, quando presenti. Il risultato è che le sospensioni Sidra risultano morbide in campo e rigide su strada, quando è richiesto un assetto stabile.

Anche Tvz ha di recente aggiornato e ampliato la gamma di assali sterzanti, presentando due nuovi modelli: Vba e N. Il primo ha il vantaggio di mantenere un corpo unico sia per la versione autosterzante sia per quella comandata, che si differenzia dalla prima per il cilindro centrale. L’assale a sterzatura comandata di tipo N, invece, ha la caratteristica di avere la cerniera quasi in asse rispetto al corpo, soluzione che permette grandi angoli di sterzo e lo rende ideale per veicoli che devono fare manovre in spazi molto ristretti. È il caso, per esempio, dei carri miscelatori, sui quali è usato come primo asse.

Tabella riassuntiva dei sistemi di sospensione ADR

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