Freni Idraulici per Rimorchi Agricoli: Funzionamento e Normativa
Nell'ambito agricolo, i trattori con carrelloni rappresentano una risorsa indispensabile per ottimizzare il lavoro nei campi e nelle aziende agricole. Grazie alla loro versatilità , questi macchinari permettono di trasportare carichi pesanti, attrezzature e raccolti con efficienza, riducendo i tempi di lavoro e migliorando la produttività .
Anche gli impianti frenanti 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 più evoluti si aziona automaticamente quando si arresta il motore). In entrambi i casi è opportuno effettuare scrupolosi controlli periodici.
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. 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.
Normativa Europea e Regolamento 167/2013
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. Obiettivo principale della Mother Regulation o Regolamento di omologazione europeo 167/2013 è quello di armonizzare e semplificare le procedure in materia di omologazione dei mezzi agro-forestali per garantirne la sicurezza e rendere le aziende europee più competitive.
Il Regolamento, noto come Mother Reglation, 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.
La Mother Regulation ha introdotto nuovi dispositivi di accoppiamento oltre a quelli tradizionalmente utilizzati in Italia, nuove tipologie di ganci sul trattore e occhioni sul veicolo trainato.
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.
Sistemi di Frenatura Avanzati
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.
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.
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. Pper 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.
Evoluzione Tecnologica e Componentistica
La progressiva trasformazione delle aziende agricole da realtà a conduzione familiare a imprese quasi industriali 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, contraddistinti da coefficienti di resistenza più alti, e sulla realizzazione di prodotti affidabili e quasi totalmente esenti da manutenzione. "Gli studi e i test condotti sulle sospensioni, poco considerate in passato in ambito agricolo, hanno permesso l'introduzione prima dei sistemi di sospensione meccanici, poi di quelli idraulici - specifica Airoldi.
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. "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. 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.
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.
Tipologie di Impianti Frenanti
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.
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.
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 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.
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.
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.
tag: #Idraulici