Il Circuito Idraulico del Trattore: Funzionamento, Componenti e Innovazioni

Nell'agricoltura moderna, l'idraulica è diventata un elemento insostituibile nei trattori, essenziale per la sterzatura, la frenatura e altre funzioni accessorie come la lubrificazione e la frenatura dei rimorchi.

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 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, dove una parte dell’attrezzo viene mossa oppure abbassata.

Tipologie di Distributori Idraulici

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, 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.

Spesso, quando si necessita della tirateria idraulica (terzo punto e braccetto laterale) e non sono presenti deviatori di serie, le utenze per le attrezzature possono risultare insufficienti.

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.

Il Sollevatore Idraulico: Componente Fondamentale

Nell'arco della loro vita, le trattrici lavorano con attrezzature trainate, portate o semi-portate. Il sollevatore è indispensabile per gestire le attrezzature portate e semi-portate poiché, usando l'energia accumulata sotto forma di pressione dall'olio e generata da una pompa idraulica, permette il loro sollevamento durante le svolte a bordo campo e nel passaggio al trasporto su strada.

Nella pratica, il sollevatore idraulico si occupa di trasmettere lo sforzo di trazione all'implement, alzarlo o abbassarlo per mantenere una determinata posizione e regolare gli sforzi trasmessi da esso al trattore. La pompa eroga un flusso di olio con una pressione fino a 180-200 bar nel circuito.

Se la pompa a ingranaggi fornisce una portata fissa, quella a pistoni a cilindrata variabile - più complessa e in genere installata sulle alte potenze - offre una portata regolabile in funzione delle esigenze del sistema.

Realizzato in acciaio, ogni cilindro idraulico ospita un pistone che scorre grazie al flusso d'olio in pressione e agisce su una leva calettata sull'albero per il comando dei bracci del sollevatore.

L'attacco a 3 punti comprende due bracci inferiori, un terzo punto (regolabile in inclinazione e lunghezza), tiranti meccanici e catene registrabili per la riduzione dell'oscillazione laterale. Solo un attacco a 3 punti con geometria ben definita consente un corretto accoppiamento degli attrezzi.

Modalità di Funzionamento del Sollevatore

Posizione Fissa: Mantenimento delle attrezzature in una posizione fissa rispetto alla superficie del terreno o a una determinata profondità nel suolo.
Sforzo Controllato: Mantenimento costante del tiro richiesto al trattore cambiando automaticamente la profondità operativa degli attrezzi al variare delle condizioni del terreno.
Flottante: Evita l'intervento del sollevatore durante il lavoro e consente alle attrezzature con ruote o slitte di appoggiarsi liberamente sul terreno, seguendone il profilo.

Se inizialmente i sollevatori erano controllabili solo per via meccanica, ora i modelli più recenti ed evoluti possono essere gestiti tramite elettronica.

Il conducente controlla un sollevatore meccanico con una leva di posizione e una dello sforzo. In modalità Sforzo controllato, si usa la leva dello sforzo per impostare l'ampiezza dell'intervallo in cui il tiro deve rimanere costante.

Un sollevatore elettronico è gestibile con interruttori e potenziometri, raggruppati sul bracciolo a lato del posto guida, e dotato di sensori - detti estensimetri - per il controllo dello sforzo.

Sollevatori Anteriori: Aumento della Produttività

Il sollevatore anteriore permette il lavoro con attrezzi frontali che - combinati con quelli posteriori - assicurano maggiore produttività oraria, minori costi di gestione e ridotto calpestio del terreno.

In generale, è consigliabile scegliere un sollevatore anteriore montato di fabbrica per la precisione nell'assemblaggio da parte di personale qualificato.

I sollevatori dei trattori da vigneto e frutteto si distinguono da quelli da campo aperto per il comando generalmente meccanico, la capacità di sollevamento inferiore e la maggiore compattezza. L'esigenza di maggiore compattezza si riflette nel montaggio di un attacco a 3 punti di categoria più bassa: 1 o 2 per trattori fino a 100 cavalli.

L'Attacco a 3 Punti: Versatilità e Collegamento delle Attrezzature

L'estrema versatilità del trattore agricolo si esprime non solo nelle varie possibilità di trasmissione della potenza alle macchine operatrici, ma anche nelle diverse modalità con cui si effettua il loro collegamento. Infatti, oltre al classico traino, reso possibile da un gancio che si accoppia ad un occhione solidale ad un timone, e al fissaggio rigido con piastre, staffe e bulloni, le attrezzature possono essere abbinate alla motrice mediante un attacco a 3 punti, gestito dal sollevatore idraulico.

Sia posteriore che anteriore, il terzo punto è l’elemento fondamentale per realizzare l’accoppiamento portato tra il trattore e l’operatrice.

Componenti dell'Attacco a 3 Punti

Bracci Inferiori: Barre in acciaio incernierate alla struttura del trattore.
Terzo Punto: Robusto tirante incernierato al corpo del trattore, regolabile tramite viti a filettatura opposta.

Le estremità dei bracci inferiori e del terzo punto definiscono quindi il cosiddetto “triangolo di attacco”, che logicamente deve coincidere (a meno di una determinata tolleranza) con i perni dell’analogo telaio triangolare di collegamento della macchina operatrice.

Per i trattori agricoli sono state stabilite 4 categorie, definite con i numeri 1, 2, 3 e 4, di dimensioni progressivamente crescenti.

Di particolare interesse per i modelli dedicati alle coltivazioni specializzate (frutteti, vigneti, giardinaggio, manutenzione del verde, ecc.) è poi la sottocategoria 1N, che è tipica dei trattori cosiddetti “a carreggiata stretta”.

Oleodinamica: Il Cuore del Sistema Idraulico

L’oleodinamica è una tecnica che utilizza i fluidi per generare pressione e convertirla in energia meccanica. I cilindri e le pompe idrauliche consentono di sollevare carichi pesanti con il minimo sforzo.

Da ciò si può dedurre in cosa consiste un sistema oleodinamico: un fluido viscoso viene immesso in un sistema chiuso dove successivamente viene creata o aumentata una certa pressione per azione meccanica o statica. In entrambi i processi, la pressione che si crea viene trasmessa attraverso tubi o sistemi di tubature fino a innescare la reazione (meccanica) desiderata in un punto specifico.

In virtù del loro semplice funzionamento, gli impianti oleodinamici vengono utilizzati in un’ampia gamma di aree di lavoro. Per il funzionamento di sistemi oleodinamici viene raramente utilizzata l’acqua. Di solito tali impianti vengono azionati con l’aiuto di un olio speciale (olio idraulico).

Come oli oleodinamici si possono utilizzare, a seconda del settore di applicazione, oli minerali, oli vegetali, emulsioni acqua-olio o fluidi sintetici.

I sistemi oleodinamici possono movimentare grandi carichi con una forza facile da gestire. In tale processo sono coinvolti diversi componenti all’interno del circuito oleodinamico.

Componenti Fondamentali dell'Impianto Oleodinamico

Serbatoio: Contiene l'olio idraulico.
Pompa: Azionata dal motore, fornisce il flusso di olio necessario per il funzionamento dell'impianto.
Valvole: Controllano la direzione e la pressione dell'olio.
Cilindri: Trasformano la pressione dell'olio in movimento meccanico.
Filtri: Rimuovono le impurità dall'olio.
Tubi e Raccordi: Trasportano l'olio tra i vari componenti.
Dispositivo di sicurezza: Ha il compito di riversare l'olio nel serbatoio quando la pompa è in funzione ma l'olio non è utilizzato.
Valvola unidirezionale: Ha il compito di impedire che il tubo di mandata si vuoti permettendo il passaggio solo verso l'alto.

Funzionamento di un Impianto Oleodinamico

Aumento della Pressione: La pompa idraulica viene azionata, riducendo lo spazio per l'olio idraulico e aumentando la pressione.
Distribuzione del Flusso: Il fluido in pressione viene distribuito attraverso i tubi idraulici del sistema.
Conversione in Energia Meccanica: Il fluido attiva un secondo cilindro o motore idraulico, responsabile del processo corrispondente.
Ritorno del Fluido Idraulico: Per abbassare la pressione, il fluido viene ridistribuito uniformemente all'interno del sistema.

Ottimizzazione dei Consumi e Azionamenti Alternativi

La riduzione dei consumi di carburante è uno degli obiettivi principali nello sviluppo di nuovi trattori. Negli ultimi trent’anni, il consumo specifico dei motori per trattori è stato ridotto di più del 20% grazie a una continua ottimizzazione.

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.

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.

L’azionamento idraulico è sicuramente una soluzione disponibile in commercio per alcune attrezzature, ma che in futuro potrà essere sostituita dagli azionamenti elettrici.

Tabella Riepilogativa delle Tipologie di Distributori Idraulici

Tipologia Distributore	Caratteristiche	Applicazioni
Doppio Effetto	Aumenta i movimenti del cilindro idraulico in entrambe le direzioni.	Operazioni che richiedono controllo preciso del movimento in entrambe le direzioni.
Semplice Effetto	Aumenta il movimento in un’unica direzione, ritorno tramite peso dell'attrezzo.	Operazioni dove il ritorno in posizione è garantito dal peso dell'attrezzo.
Effetto Flottante	Permette all’attrezzo di seguire l’andamento del suolo.	Lavorazioni che richiedono adattamento al profilo del terreno.

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