Pistone Idraulico Servosterzo Trattore: Funzionamento e Manutenzione

Il servosterzo idraulico è nato inizialmente per lo sterzo di veicoli molto pesanti, come ad esempio i trattori o gli autocarri, poi è passato alle grosse berline e negli anni ‘80 anche ai modelli piccoli.

Principi di Funzionamento del Servosterzo Idraulico

Una pompa ad alta pressione azionata dal motore invia in un circuito, collegato con il meccanismo di sterzo, un liquido che agisce su un pistone. La pressione del liquido varia in proporzione al movimento del volante.

Componenti e Funzioni nell'Oleodinamica

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. Questi vengono inoltre utilizzati anche nelle frizioni o nei sistemi frenanti dei veicoli commerciali.

La parola oleodinamica è composta da due parole greche: “élaion”, riferito a sostanze dotate di untuosità, e “dynamikós” riferito alla forza e al movimento. 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). Grazie alle sue proprietà, l’olio è perfettamente idoneo a garantire un funzionamento delicato all’interno della meccanica di precisione di macchine e motori.

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

Vantaggi dell'Oleodinamica

Elevata trasmissione di potenza
Ingombro relativamente ridotto
Buona adattabilità alle contingenti condizioni di spazio grazie a tubi e collegamenti flessibili
Idoneità anche per macchine di precisione grazie a sequenze di movimento lente e regolabili separatamente
Lunga durata e bassa usura (se mantenuti e utilizzati seguendo le istruzioni)
L’olio idraulico previene l’attrito e allo stesso tempo svolge una funzione refrigerante, aumentando così la durata del sistema

Funzionamento Passo dopo Passo dell'Oleodinamica

Aumento della pressione: La pompa idraulica viene azionata manualmente (ad esempio azionando una leva o un pedale) o tramite un motore. Il movimento del pistone riduce lo spazio per l’olio idraulico. La pressione continua a salire.
Distribuzione del volume o del flusso: Il fluido in pressione è chiamato anche volume o flusso. Questo viene distribuito attraverso i tubi idraulici del sistema. Nei sistemi oleodinamici complessi è possibile utilizzare delle valvole per controllare la direzione del flusso volumetrico.
Conversione in energia meccanica: Una volta che il fluido si è diffuso attraverso i tubi e ha accumulato una pressione sufficiente, attiva un secondo cilindro o motore idraulico (cilindro idraulico doppio effetto) che è responsabile del processo corrispondente (ad esempio, il sollevamento di una piattaforma o l’attivazione del freno).
Ritorno del fluido idraulico: Infine, per abbassare nuovamente la pressione nel caso di sistemi manuali a molla (in un sistema frenante, ad esempio), è sufficiente riposizionare la leva nella sua collocazione iniziale. Sulle macchine edili più grandi o su elevatori idraulici potenti è presente di solito un secondo interruttore che abbassa il pistone e, se necessario, apre una valvola di ritorno in modo che il fluido idraulico venga nuovamente distribuito in maniera uniforme all’interno del sistema.

La centralina oleodinamica è fondamentale per il corretto funzionamento del sistema. Regola la pressione e il flusso del fluido idraulico, garantendo l’efficienza e la sicurezza dell’intero circuito. I sistemi e gli azionamenti oleodinamici sono estremamente potenti.

In tal modo è possibile generare grandi forze con un apporto energetico relativamente ridotto, e tali forze possono, a loro volta, essere utilizzate per movimentare carichi, azionare macchine o spostare determinati componenti.

Settori che impiegano l’oleodinamica

Macchine agricole e da costruzione: accessori per escavatori, gru, trattori e benne ad alto ribaltamento
Officina meccanica: piattaforme di sollevamento, utensili, sollevatori idraulici
Ingegneria automobilistica: frizione, freni, servosterzo, telaio
Ingegneria logistica: carrelli elevatori, transpallet manuali
Impianti di sollevamento
Produzione: presse idrauliche, banchi prova, nastri trasportatori

Manutenzione e Controllo del Servosterzo Idraulico

Come tutte le componenti dell’auto anche il servosterzo idraulico necessita di controlli e manutenzione. Spesso può capitare che si avverta uno strano rumore nell’atto di sterzare, quando si attraversano buche o dossi oppure si può avvertire un gioco sterzo al centro; in questi casi occorre far controllare il veicolo da un’officina specializzata.

Il Sistema Idraulico nei Carrelli Elevatori

Il sistema idraulico di un carrello elevatore (in particolare di un muletto), permette lo svolgimento di tutte le operazioni principali, quali sollevamento del carico (salita e discesa), brandeggio del montante (avanti e indietro), traslazione del carico (a destra e sinistra) ed eventuali altre movimentazioni speciali.

Componenti Chiave del Sistema

Viene fatto fluire o defluire olio idraulico entro il cassetto dell’olio, dal quale lo stesso viaggia attraverso i tubi idraulici che sono collegati ai sistemi di movimentazione. Nel collegamento al pistone di sollevamento (montante) è presente una valvola paracadute, che evita la brusca discesa del carico a seguito di una improvvisa rottura.

Nel cassetto dell’olio è presente una valvola a farfalla che permette al flusso di olio di muoversi in un senso o nell’altro. Durante l’operazione di ripristino delle condizioni iniziali (es. dopo la salita del montante), l’olio idraulico passa attraverso lo scarico dell’olio che si trova sulla testa del serbatoio dell’olio, dove viene opportunamente filtrato per evitare l’accumulo di impurezze in forma particellare.

A questo punto, l’olio entra nel serbatoio, dove attende di essere nuovamente rimesso in circolo.

Idroguide Ognibene Power

Le idroguide sono prodotte da Ognibene Power azienda fondata nel 1953 in italia. L'idroguida è delle parti importati del sistema di guida idrostatica e viene collegata al volante mediante la colonnetta di sterzo. Il rotore ha la funzione di invio proporzionale di olio secondo l'angolo di rotazione imposto dal volante.

Qualora dobbiate sostituire ricambi che non trovate proposti in questa sezione non esitate a contattarci.

Evoluzione e Sicurezza nel Settore Agricolo

Il trattore agricolo è un veicolo che, per il tipo di impiego e per le condizioni ambientali in cui opera, può risultare pericoloso essendo soggetto al ribaltamento e quindi allo schiacciamento dell’operatore. I primi trattori infatti avevano ruote in ferro, sedili in ferro (a volte rigidi), ed erano davvero poco maneggevoli (non esisteva il servosterzo), ma si è arrivati in poco più di 100 anni a costruire macchine sulle quali è ormai possibile far si che l’operatore se ne stia comodamente seduto in un ambiente climatizzato, sul quale agiscono gli pneumatici, le sospensioni proprie del trattore, quelle della cabina, e quelle proprie del sedile per smorzare le vibrazioni derivanti dalla marcia su terreni spesso accidentati, e per chi non vuole nemmeno agire su un volante ormai universalmente dotato di servosterzo c’è anche la possibilità di acquistare macchine che grazie al GPS, in campo, sterzano da sole, ed effettuano le lavorazioni mantenendo una precisione nella sovrapposizione tra le varie passate effettuate in campo, ben superiore rispetto a quella che l’operatore più esperto può mantenere basandosi sui propri sensi.

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. 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 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. 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.

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.

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.

E’ comunque il settore relativo all’elettronica di bordo, che ha fatto le sue prime timide apparizioni negli anni ’80, quello che ha mostrato negli ultimi anni l’evoluzione più marcata.

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