Impianti Freni Idraulici per Trattori: Funzionamento e Manutenzione
Il trattore agricolo, per il tipo di impiego e le condizioni ambientali in cui opera, può risultare pericoloso essendo soggetto al ribaltamento e quindi allo schiacciamento dell’operatore. Anche gli impianti frenanti sono decisivi nell’incremento della sicurezza attiva del trattore agricolo, ed hanno avuto nel tempo una evoluzione enorme.
Evoluzione degli Impianti Frenanti
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).
Tipologie di Freni
Oltre ai 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).
Evoluzione dei Materiali d'Attrito
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.
Sistemi Frenanti Moderni
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.
Impianti di Frenatura Ausiliaria per Rimorchi
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. 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.
Impianti di Frenatura Idraulica
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.
Agri-Power: Innovazione nei Freni Idraulici
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.
Funzionamento dell'Agri-Power
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 modalità 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.
Manutenzione e Controlli Periodici
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 freni sono una componente fondamentale di qualsiasi mezzo a motore, compresi i trattori. In questi ultimi, il sistema più comune - sia nei mezzi gommati che cingolati - è quello di frenatura a disco in bagno d’olio: nei cingolati i freni sono solitamente di tipo meccanico, mentre nei gommati prevalgono i freni idraulici in entrambi gli assali. In particolare, negli assali anteriori si distinguono i freni centrali (che agiscono sull’albero di trasmissione principale, cioè prima del differenziale) e i freni periferici (situati direttamente sulle scatole dei riduttori laterali), mentre negli assali posteriori i freni agiscono principalmente sui semiassi.
L’impianto frenante può essere azionato con sistemi sia meccanici che idraulici. I sistemi meccanici, che come detto sono principalmente utilizzati dai trattori cingolati, possiedono un sistema di tiranteria rigido che collega il pedale del freno al dispositivo di carico sui dischi di attrito. Tali sistemi non necessitano di particolari operazioni di manutenzione, ma è comunque consigliabile controllare periodicamente che l’usura non danneggi la corsa necessaria a garantire un corretto effetto frenante.
Questi ultimi sistemi sono i più moderni e vantaggiosi, sia per il collegamento che per la ripartizione della forza degli assali. Per il collegamento, il sistema idraulico permette delle applicazioni più semplici dal punto di vista costruttivo, grazie al duttile posizionamento dei tubi.
Manutenzione dei Freni Idraulici
Le pompe idrauliche risultano così efficienti grazie alla perfetta tenuta del pistone centrale, garantita a sua volta da uno o più anelli di gomma che col passare del tempo si possono usurare sul profilo esterno e non garantire più la frenata originale. Ma prima di montare il ricambio risulta fondamentale eliminare tutta l’aria presente nel circuito: le officine specializzate effettuano questa operazione tramite delle apposite strumentazioni, mentre chi la voglia svolgere autonomamente ha bisogno di un aiutante. E’ infatti necessario che una persona sia al posto di guida allo scopo di attivare e rilasciare la pompa, mentre l’altra dovrà aprire l’estursore con il dispositivo di tenuta a vite.
Mentre si effettua questa procedura è importante evitare i pompaggi a vuoto e cercare di aprire l’impianto solo quando è messo in pressione dall’operatore al posto di guida: in caso contrario, il rischio è di provocare accidentali entrate di aria in circuito, che risulterebbero difficili da eliminare. Al termine dell’operazione si può procedere al montaggio del ricambio, cercando di riempire con l’apposito fluido ogni componente prima di serrare le connessioni. Le connessioni possono essere rigide di metallo o flessibili di gomma, ed entrambe le tipologie devono essere oggetto di un’elevata attenzione.
Riguardo ai condotti metallici, può capitare (soprattutto nei collegamenti inferiori) che essi vengano a contatto con il terreno o con i residui vegetali e schiacciati contro il telaio o il motore, oppure che, a causa delle vibrazioni, venga a mancare la tenuta a livello delle giunzioni con gravi rischi sulla sicurezza durante la frenata. Per evitare tutto ciò, è fondamentale svolgere un periodico controllo visivo dell’intero percorso delle connessioni e ripristinare gli elementi che hanno ceduto.
Il freno vero e proprio è formato da uno o più dischi e dalle superfici di contatto, le quali sono solidali a un pistone posizionato nel fianco esterno da un lato, e alla scatola del differenziale dall’altro. La manutenzione all’organo frenante richiede delle attrezzature specifiche, in grado di muovere componenti di una certa massa, quali i riduttori e i semiassi. In questo caso, però, l’usura è più contenuta rispetto ai due precedenti componenti, perciò le sostituzioni sono molto rare. Più attenzione va invece posta agli elementi di tenuta sul pistone, solitamente rappresentati da anelli di gomma a sezione non circolare.
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