Trasmissione del trattore

Elementi della trasmissione del trattore

Il complesso sistema della trasmissione del trattore ha la funzione di trasferire alle ruote il movimento generato dal motore attraverso i seguenti compiti principali che gli competono:

• Frizione
  attiva o interrompe tra trasmissione alle ruote del movimento rotatorio generato dal motore
• Inversore
  consente il cambiamento di direzione (sia in avanti che in retromarcia)
• Cambio
  in base allo sforzo richiesto aumenta o diminuisce la velocità
• Differenziale
  distribuisce la potenza alle ruote motrici in modo equo
• Albero
  viene messo in rotazione dall’asse posteriore e rende motrici le ruote anteriori
• Prese di potenza
  forniscono il movimento rotatorio del motore a elementi meccanici esterni

Di seguito vediamo i dettagli e le specifiche di questi organi fondamentali della trasmissione del trattore:

Frizione del trattore

Questo organo di basilare importanza consente il graduale e sempre progressivo meccanismo di innesto e disinnesto del motore con i dispositivi dell’apparato di trasmissione del trattore: in pratica agevola sia l’inserimento e il disinserimento delle marce, permettendo al mezzo di fermarsi o di partire.

Mediante gli attriti riceve il movimento dal volano, essendo in pratica costituita da un disco che si appoggia su di esso; comunemente la frizione si definisce “innestata” quando il corrispondente pedale è sollevato.

In base alle caratteristiche della trattrice (modello, dimensioni, potenza, ecc…), viene applicata una frizione specifica; ne esistono infatti di vario tipo, fra cui:

• a secco
• a bagno d’olio
• monodisco
• multidisco

Cambio del trattore

Altra componente veramente importante della trasmissione del trattore, in quanto consente di modificare il rapporto velocità/giri motore, è costituito da numerosi ingranaggi che opportunamente messi a punto garantiscono alla trattrice sia velocità adeguate che la regolazione dello sforzo del motore, e questo durante qualsiasi tipo di lavoro.

Cambio meccanico

Come da definizione, questa tipologia di cambio funziona grazie ad azionamenti e collegamenti prettamente meccanici. Il vantaggio più evidente è sicuramente il ridotto assorbimento di potenza provocato al motore rispetto ad altre tipologie di cambi tecnologicamente più avanzate, dal momento che i valori di potenza assorbita oscillano tra i 12 CV e i 16 CV.

Essendo inoltre dotati di dispositivi quali i Sincronizzatori, che rendono graduale e relativamente dolce il cambio di marcia, i trattori ne consentono di rapidi e perlopiù silenziosi e senza strappi, anche durante il movimento. Si elencano in ordine cronologico le tipologie di cambio sviluppate fino ad oggi:

• CAMBIO 3×2: n. 6 marce avanti – n. 2 retromarce
• CAMBIO 4×2: n. 8 marce avanti – n. 4 retromarce
• CAMBIO 4×3: n. 12 marce avanti – n. 4 retromarce
• CAMBIO 5×4: n. 20 marce avanti – n. 16 retromarce
• CAMBIO 6×4: n. 24 marce avanti – n. 24 retromarce
• CAMBIO 4x2x2: n. 16 marce avanti – n. 8 retromarce
• CAMBIO 4x3x2: n. 24 marce avanti – n. 12 retromarce
• CAMBIO 4x4x2: n. 32 marce avanti – n. 16 retromarce
• CAMBIO 6x3x2: n. 36 marce avanti – n. 36 retromarce

Introducendo il super riduttore, che raddoppia le marce avanti disponibili, e l’inversore di marcia, che consente di avere tante retromarce quante sono le marce dedicate all’avanzamento, tutte le tipologie di cambio sopraelencate possono essere incrementate.

Cambio marcia sotto carico

Durante il cambio della marcia, se utilizzato, il meccanismo detto “cambio marcia sotto carico” rende possibile la non interruzione del flusso di potenza, che dal motore è condotto dalla trasmissione alle ruote, poiché permette di passare da una all’altra marcia senza dover provvedere al disinnesto della frizione principale.

Il funzionamento di questi meccanismi si basa su particolari treni di ingranaggi da innestare eventualmente sotto carico: la trasmissione della potenza avviene proprio attraverso questi ingranaggi che restano in presa tra loro costantemente, e la gestione di questo tipo di cambio è affidata a numerose frizioni idrauliche. L’impiego di questo sistema risulta utile quando interrompere la marcia potrebbe voler dire:

• una perdita in termini di tempo;
• correre il rischio di non poter proseguire oltre con le lavorazioni;
• eseguire in modo scorretto la lavorazione in opera;
• rischiare la rottura di alcuni componenti;
• una perdita in termini di produttività della trattrice.

L’aratura, il movimento e livellamento della terra, la realizzazione di scavi e fossi, il traino (soprattutto nel caso di rimorchi pesanti), e comunque tutte lavorazioni gravose rappresentano esempi di operazioni che necessitano l’uso del cambio marcia sotto carico, ancor più se i terreni interessati presentano significative variazioni di pendenza o composizioni poco omogenee.

Tipi di trasmissione del trattore

Ecco alcuni esempi di moderni sistemi di trasmissione del trattore.

Power Shift

Pur essendo state elaborate diverse tipologie di trasmissione del trattore Power Shift, consideriamo il cambio montato nella serie 90 da Fiatagri (trattrici ad alta potenza): ha 4 rapporti che risultano inseribili sotto carico (in modo graduale, ovviamente sia a salire che a scendere) senza utilizzare la frizione. I rapporti sono gestiti da altrettante frizioni, 4 multidisco del tipo a bagno d’olio.

Dyna shift

Il Dyna shift fornisce a ciascuna delle otto marce sincronizzate un Power Shift avente 4 velocità. La disponibilità di una così ampia scelta di marce consente quindi una grande flessibilità di potenza, grazie anche ai “rapporti ravvicinati”. Montano questo cambio i trattori Massey Ferguson e i Landini.

PowerQuad

Questo cambio offre 20 marce avanti e altrettante retromarce, e proponendo 5 gamme a 4 marce di tipo Power Shift è nella pratica dinamico e veloce, anche per merito dell’inversore idraulico. I trattori John Deere montano la trasmissione PowerQuad.

AutoQuad

Sempre utilizzata per i mezzi della casa produttrice John Deere, la AutoQuad è una trasmissione del trattore che esegue il cambio della marcia variando su cinque gamme senza che sia necessario manovrare una leva: il sistema ha infatti la capacità di rilevare automaticamente sia il regime a cui gira il motore che la posizione dell’acceleratore, e in base a questo segnala alla trasmissione il cambio marcia, naturalmente solo quando risulta necessario.

Vario

Questo sistema di trasmissione del trattore è composto di una parte meccanica e di una parte a funzionamento idraulico. Grazie all’uso di un Joystick l’operatore riesce in modo molto semplice a variare il rapporto di trasmissione: scelto il grado desiderato di sensibilità nella variazione del rapporto, basta spingere il Joystick in avanti per far accelerare la trattrice, e una volta raggiunta la velocità voluta la leva, che viene rilasciata, torna alla posizione iniziale. Per rallentare e dunque per fermarsi, basta invece tirare indietro il Joystick, che funge anche da inversore: infatti se tirato verso sinistra si aziona lo stesso meccanismo per le retromarce.

Convertitore di coppia del trattore

Generalmente si installa o insieme alla frizione, oppure in sostituzione di essa; in sostanza, tre sono gli elementi che lo compongono:

• girante motrice
  è collegata al volano del motore
• turbina
  (o girante condotta) collegata invece all’albero principale del cambio
• distributore
  ha la funzione di distribuire i fluidi sulle pale della girante condotta così da esercitare sulla turbina stessa una coppia elevata.

I vantaggi offerti dal convertitore di coppia sono:

• partenza resa più morbida sia a marce basse che a marce alte
• effettiva riduzione dell’usura dei vari componenti dell’apparato di trasmissione
• possibilità di una guida più semplice e confortevole del mezzo

Differenziale del trattore

Il differenziale, altro essenziale elemento della trasmissione del trattore, consente di trasmettere in modo automatico velocità diverse ai due semiassi delle ruote, in funzione della traiettoria del mezzo. Entra quindi in funzione in curva, oppure quando il veicolo si trova su strade dissestate, e naturalmente in tutti quei casi in cui le due ruote motrici ruotano con frequenze diverse (ovvero fanno un diverso numero di giri).

Il compito del differenziale è dunque quello di trasferire giri: ad esempio, quando un veicolo si trova a percorrere una curva a sinistra, di sicuro la ruota di destra farà un numero di giri superiore a quella sinistra che, teoricamente, rappresenta il perno.

Tre gli elementi fondamentali che lo compongono:

• “planetari”
  coppia di ingranaggi disposti parallelamente alle ruote
• “satelliti”
  ingranaggi disposti ad incastro tra i due planetari che possono essere in numero di due o quattro
• scatola porta treno
  contiene l’intero dispositivo.

Nel caso il veicolo percorra un tratto rettilineo, la coppia di “Planetari” ruota allo stesso numero di giri e dunque trasmette alle ruote motrici la stessa velocità di rotazione; in queste condizioni, i “Satelliti” restano fermi sul loro asse e ruotando con la scatola porta treno trasferiscono meccanicamente il movimento ai “Planerari”.

Nel caso invece di una curva o di condizioni particolari che provocano uno squilibrio tra le velocità di rotazione delle ruote motrici, i “Satelliti” ruotano ancora insieme alla scatola porta treno, ma contemporaneamente ruotano anche sul proprio asse con un diverso numero di giri: per questo trasferiscono ai “Planetari” velocità di rotazione diverse.

In campo agricolo, il differenziale può tuttavia risultare in alcuni casi controproducente: consideriamo ad esempio una ruota che perde aderenza e che inizia così a girare a vuoto e a trasmettere conseguentemente questo movimento al corrispondente planetario. L’altro planetario invece, trovando una resistenza molto elevata, metterà necessariamente in funzione il satellite, e questo ultimo provocherà il blocco del trattore, poiché ripartendo la velocità interamente sulla ruota priva di aderenza, una delle due ruote girerà a vuoto, e l’altra resterà ferma.

Bloccaggio del differenziale

Di fondamentale importanza è quindi il meccanismo del “bloccaggio”, che obbliga le ruote motrici (2 nel caso della semplice trazione, 4 se a trazione doppia) a ruotare con la stessa velocità angolare, inibendo così il normale funzionamento del differenziale e incrementando sia la forza di trazione della trattrice che l’aderenza delle ruote sul suolo.

Il bloccaggio del differenziale può essere a controllo meccanico, idraulico oppure elettroidraulico; oltre a poter variare con le diverse marche e modelli, il funzionamento del bloccaggio varia anche in base alle diverse tipologie di trattori. Tuttavia due sono le modalità di attivazione esistenti: per la gran parte dei trattori, essa avviene tramite un pedalino posto in genere sotto il sedile, oppure per le trattici più moderne attraverso appositi pulsanti.

Generalmente tre sono le modalità di disattivazione del bloccaggio, che variano a seconda della trattrice; il differenziale può essere infatti sbloccato:

• con una lieve pressione dei pedali dei freni
• superando un’altezza predefinita nell’alzare il sollevamento
• ruotando il volante fino a superare una gradazione predefinita.