L'Impianto Idraulico nel Trattore Agricolo: Funzionamento, Componenti e Innovazioni

L'idraulica ha assunto un'importanza fondamentale nei trattori agricoli, diventando un elemento essenziale come ausilio alla sterzatura e alla frenatura. Ancor più di recente, la sua essenzialità è cresciuta, difatti, 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.

Componenti Fondamentali di un Impianto Oleodinamico

Un impianto oleodinamico tipico comprende i seguenti componenti principali:

Serbatoio: Contiene l'olio idraulico, chiuso e munito di tappo con valvola a molla per lo sfogo dei gas. Un setto separatore permette la decantazione dell'olio.
Pompa: Azionata dal motore, fornisce il flusso di olio necessario.
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: Riversa l'olio nel serbatoio quando non utilizzato.
Valvola unidirezionale: Impedisce lo svuotamento del tubo di mandata.

In un impianto semplificato per l'azionamento di una pressa, l'olio viene pompato dal serbatoio e diretto verso il cilindro tramite una valvola di controllo. Azionando la valvola, l'olio entra nel cilindro, spingendo il pistone e compiendo il lavoro. Rilasciando la valvola, l'olio defluisce dal cilindro, permettendo al pistone di tornare alla posizione di riposo.

Distribuzione e Utenze Idrauliche

Nell'agricoltura attuale, anche nei trattori di medio-bassa potenza, le utenze idrauliche non sono mai troppe. In linea di massima, di solito si arriva fino a 4 distributori a doppio effetto, anche se ovviamente non mancano macchine con configurazioni di maggior numero. Di questi, almeno uno è a comando a pulsante su eventuale bracciolo di comando, oppure due distributori sono comandati a croce con joystick.

Distributori Idraulici: Tipologie e Funzioni

I distributori idraulici permettono di azionare e/o regolare alcune attrezzatture che vengono connesse al trattore. In genere questi elementi sono posizionati nella parte posteriore del mezzo, in corrispondenza o dell’eventuale di attrezzi al sollevamento oppure dei ganci di traino. I trattori più specialistici possono presentare alcuni distributori idraulici per i trattori 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. In questo ultimo caso una parte dell’attrezzo viene mossa oppure abbassata.

Le tipologie di distributori idraulici per i trattori agricoli sono diverse:

A doppio effetto: Aumentano i movimenti del cilindro idraulico.
A semplice effetto: Aumentano il movimento in un’unica direzione. La posizione iniziale è riacquistata sfruttando il solo peso proprio dell’attrezzo.
Ad effetto flottante: Permettono all’attrezzo connesso al trattore di seguire l’andamento del suolo.

Il Sollevatore: Anteriore e Posteriore

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 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.

Esistono diverse modalità di controllo del sollevatore:

Posizione fissa: Mantenimento delle attrezzature in posizione fissa rispetto al terreno.
Sforzo controllato: Mantenimento costante del tiro richiesto al trattore cambiando in automatico la profondità operativa.
Flottante: Consente alle attrezzature 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.

Prese di Forza (PTO)

Le prese di forza (PTO, Power Take-Off) dei trattori sono componenti cruciali che consentono di trasferire la potenza meccanica dal motore del trattore ad attrezzature agricole e industriali.

PTO a 540 giri/min: Questo è il tipo più comune di PTO utilizzato sui trattori agricoli.
PTO a 1.000 giri/min: Questa PTO ruota a una velocità di 1.000 giri/min ed è più comune nei trattori di dimensioni maggiori o ad alte prestazioni.

Il movimento rotatorio dell’albero della presa di forza viene quindi trasmesso all’attrezzatura collegata tramite un albero di trasmissione, una cinghia o un’altra forma di trasmissione. Nelle frizioni delle PTO sono usati dischi di frizione rivestiti con materiali che offrono buone caratteristiche di attrito e resistenza all’usura. Questo permette al disco frizione di mantenere le sue prestazioni anche in condizioni di utilizzo intensivo e prolungato nel tempo.

Materiali dei Dischi Frizione PTO
Materiale	Descrizione
Rivestimento sinterizzato	Costituito da particelle metalliche sinterizzate che creano una superficie dura e resistente all’usura.

Sicurezza e Frenatura

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.

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).

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.

Innovazioni e Tecnologie Moderne

I migliori impianti idraulici montati oggi sui trattori specializzati sono a centro chiuso con pompe Load Sensing (sensibili al carico) da oltre 120 L/min, distributori programmabili in temporizzazione e portate, un elevato numero di vie collocate posteriormente, anteriormente e anche lateralmente, scarichi liberi di ritorno Power Beyond e la possibilità di concentrare più funzioni in un unico strumento di controllo.

Sui modelli più evoluti, oggi sono montati sollevatori a controllo elettronico, distributori idraulici programmabili (in tempo e portata), innesti elettroidraulici per trasmissioni anteriori e prese di potenza, bloccaggi dei differenziali, prese di potenza ventrali movimentate dall’olio in pressione e trasmissioni split-power con ramificazione della potenza meccanico-idraulica.

tag: #Idraulico