Valvola Frenatura Idraulica Rimorchio: Funzionamento e Innovazioni

Le esigenze di mobilità dell'agricoltura moderna sono sempre più pressanti, con carichi e velocità in gioco continuamente crescenti. L’aspirazione di tutti gli agricoltori è poter viaggiare sempre più velocemente e con carichi maggiori, perché notoriamente quelli di trasferimento sono considerati tempi persi, comunque non dedicati al mero lavoro di campo.

Tipologie di Impianti di Frenatura per Rimorchi

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.

Frenatura Meccanica

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.

Freno ad Inerzia

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.

La nuova normativa europea per la circolazione delle macchine agricole aprirà di fatto nuovi orizzonti a questa soluzione che, seppur da tempo ben conosciuta, non era mai stata seriamente considerata in precedenza, a causa delle preclusioni che le normative attuali ancora impongono.

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.

L’efficacia di questa soluzione è strettamente legata al rapporto tra la massa della motrice e quella del rimorchio, che logicamente deve essere sempre decisamente superiore all’unità. Per i trattori la situazione invece si inverte (a volte anche in modo drastico) per cui è necessario un intervento di frenatura attiva (come quella idraulica o pneumatica).

Frenatura Idraulica

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.

Frenatura Pneumatica

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.

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.

Diversi costruttori di rimorchi di grande portata offrono già modelli con frenatura pneumatica e idraulica dotati di ABS. Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, l’ABS aumenta di molto la sicurezza in frenata non a pieno carico, quanto piuttosto con il rimorchio vuoto; infatti, se la massa è ridotta, le ruote dell’attrezzatura trainata in frenata si bloccheranno immediatamente, provocando pericolosi sbandamenti, specie nella percorrenza di traiettorie curve. Tale situazione è enfatizzata proprio a causa della tipica regolazione della forza frenate sui rimorchi, che ovviamente viene tarata sempre per il mezzo a pieno carico.

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.

I vantaggi sono molteplici, e riguardano: una tenuta di strada migliorata anche su percorsi in pendenza e dissestati; una maggiore stabilità in frenata; una ridotta usura degli pneumatici (specie nelle curve strette); un più alto livello di sicurezza in caso di guida in pendenza; una miglior distribuzione dei pesi a terra tramite gli pneumatici; la possibilità di muoversi sia in marcia avanti che indietro senza problemi anche su dossi o cunette.

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.

Frenatura Idraulica Balugani: Un Approfondimento

La frenatura idraulica Balugani rappresenta un sistema avanzato e affidabile per garantire la sicurezza e l'efficienza dei sistemi di frenaggio, in particolare nel settore agricolo e industriale. Questo sistema trae le sue origini dall'esperienza e dalla competenza di Balugani, un costruttore che ha ideato e omologato questa specifica tipologia di frenatura idraulica, unitamente al pistone di azionamento. La sua evoluzione è stata guidata dalla necessità di rispondere alle esigenze di un mercato sempre più attento alla sicurezza e alla performance, in conformità con le normative nazionali ed europee.

Componenti Chiave del Sistema di Frenatura Idraulica Balugani

Un sistema di frenatura idraulica Balugani è composto da diversi elementi fondamentali che lavorano in sinergia per garantire un'azione frenante precisa e potente. Tra questi, spiccano:

Valvola proporzionale: Regola la pressione dell'olio in base alla forza esercitata sul pedale del freno, consentendo una modulazione precisa della frenata. In genere, queste valvole operano in un intervallo di pressione da 0 a 120 bar.
Cilindri oleodinamici: Trasformano la pressione dell'olio in forza meccanica, che viene poi applicata ai freni.

Normative di Riferimento

Le principali normative di riferimento per i sistemi Balugani sono:

CUNA NC 341-01 (Italia): Norma tecnica italiana che definisce i requisiti per la frenatura dei rimorchi agricoli.
UE 2015/68 (Mother Regulation): Regolamento europeo che stabilisce i requisiti per l'omologazione dei veicoli a motore e dei loro rimorchi, inclusi i sistemi di frenatura.

Differenze Rispetto ad Altri Sistemi di Frenatura

La frenatura idraulica Balugani si distingue dagli altri sistemi di frenatura per una serie di caratteristiche specifiche:

Risposta più rapida: Rispetto ai sistemi pneumatici, la frenatura idraulica offre una risposta più immediata, riducendo i tempi di reazione e gli spazi di arresto.
Maggiore precisione: La valvola proporzionale consente di dosare la forza frenante in modo più preciso rispetto ai sistemi meccanici, evitando il bloccaggio delle ruote.
Minore manutenzione: I sistemi idraulici richiedono generalmente meno manutenzione rispetto ai sistemi meccanici o pneumatici, grazie alla minore usura dei componenti.
Maggiore efficienza: La frenatura idraulica offre una maggiore efficienza energetica rispetto ai sistemi pneumatici, riducendo il consumo di carburante.

Installazione e Manutenzione

L'installazione di un sistema di frenatura idraulica Balugani deve essere eseguita da personale qualificato, seguendo attentamente le istruzioni del produttore. La manutenzione periodica è essenziale per garantire il corretto funzionamento e la sicurezza del sistema. Si consiglia di controllare regolarmente il livello dell'olio idraulico, lo stato dei tubi e dei raccordi, e l'efficienza dei freni. In caso di anomalie, è necessario intervenire tempestivamente per evitare danni maggiori.

Affidabilità a Lungo Termine

L'affidabilità a lungo termine di un sistema di frenatura idraulica Balugani dipende da diversi fattori, tra cui la qualità dei componenti, la corretta installazione e la manutenzione periodica. Utilizzare ricambi originali Balugani e seguire le raccomandazioni del produttore contribuisce a prolungare la vita utile del sistema e a mantenerne le prestazioni ottimali nel tempo.

Scelta dei Componenti

La scelta dei componenti giusti è fondamentale per garantire la sicurezza e l'efficienza del sistema di frenatura. È importante selezionare componenti omologati e certificati, che soddisfino i requisiti specifici dell'applicazione. Affidarsi a un fornitore affidabile come Balugani, che offre una vasta gamma di prodotti di alta qualità, è una garanzia di sicurezza e performance.

Sistemi Avanzati e Tecnologie Future

Il settore della frenatura idraulica è in continua evoluzione, con lo sviluppo di sistemi sempre più avanzati e tecnologie innovative. Tra le tendenze future, spiccano l'integrazione di sistemi elettronici di controllo (ABS, EBD), l'utilizzo di materiali più leggeri e resistenti, e lo sviluppo di sistemi di frenatura rigenerativa, che recuperano l'energia cinetica durante la frenata. Balugani è impegnata nella ricerca e nello sviluppo di nuove tecnologie per offrire ai propri clienti soluzioni sempre più performanti e sicure.

Costi e Benefici dell'Investimento

L'investimento in un sistema di frenatura idraulica Balugani può comportare un costo iniziale più elevato rispetto ai sistemi tradizionali, ma i benefici a lungo termine superano ampiamente la spesa. La maggiore sicurezza, l'affidabilità elevata, la minore manutenzione e la conformità alle normative contribuiscono a ridurre i costi operativi e a migliorare la produttività. Inoltre, la maggiore sicurezza garantisce una maggiore protezione per gli operatori e per le merci trasportate, riducendo il rischio di incidenti e danni.

Evoluzione degli Impianti Frenanti nei Trattori Agricoli

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.

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.

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.

Innovazioni nel Settore

La francese Agriest svela al grande pubblico del Sima 2017 un nuovo freno idraulico per rimorchi e operatrici trainate. Il segreto della duplice funzione sta nella doppia camera idraulica interna al martinetto. Premendo il pedale del freno del trattore, entrambe le camere del cilindro vanno in pressione provocando la compressione della molla. 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. 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. Il settaggio della potenza del cosiddetto freno a mano avviene tramite una semplice regolazione della tensione della molla.

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.

Esempi di Installazione

Impianto di Frenatura Pneumatico ed Idraulico tipo CUNA installato su NEW HOLLAND T4.110 LP DT CAB.
Impianto di frenatura pneumatico per trattore SAME SILVER 110 DT CAB.
Impianto di frenatura pneumatico su trattore LAMBORGHINI R3.105 DT CAB.
Impianto di Frenatura Pneumatico installato su trattore CNH - NEW HOLLAND T4-75 DT CAB.
Impianto di frenatura idraulico monolinea tipo CUNA su trattore NEW HOLLAND T4 110 FB DT CAB.
Impianto di frenatura idraulico su trattore ARGO TRACTORS tipo LANDINI REX 3-080 GE DT CAB.

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