Elettronica e controlli del trattore
Intorno ai primi anni ’80 del XX secolo l’elettronica fece il suo ingresso nel campo delle macchine agricole, e quindi in maniera particolare dei trattori. Le aziende produttrici e i loro progettisti decisero infatti di utilizzare le nuove tecnologie, a quel punto divenute affidabili e implementabili a costi ragionevoli, per risolvere alcune criticità storiche presenti su queste preziose macchine da lavoro.
Quando i costruttori decisero di ricorrere al massiccio impiego di alta tecnologia, quindi nello specifico l’applicazione di sistemi elettronici sui trattori, gli obiettivi che essi si erano prefissi e che si intendevano raggiungere nel breve erano prevalentemente quelli di riuscire a:
- controllare, nel caso di sofisticate e particolari trasmissioni, la corretta sequenza graduale di inserimento delle marce
- controllare automaticamente sia l’innesto che il disinnesto di diversi organi (quali la trazione doppia, il bloccaggio del differenziale, la PTO o il sollevamento)
- effettuare, durante le lavorazioni, la misurazione di alcuni tra i parametri principali del mezzo agricolo (come ad esempio l’efficienza, i consumi o le prestazioni), per poter eventualmente intervenire al fine di ottenere trattori sempre più produttivi
I risultai non sono certo mancati e in pochi anni si è giunti a un soddisfacente livello di integrazione tra elettronica di controllo e sistemi meccanici. In particolare sono stati perfezionati alcuni sistemi specifici.
Controllo elettronico per il cambio di velocità
Come illustrato nello specifico articolo, il cambio è un dispositivo che consente di cambiare il rapporto velocità/giri motore; analogamente ad altre parti meccaniche, è costituito da tutta una serie di ingranaggi: questi, essendo opportunamente interconnessi tra loro, garantiscono adeguate velocità e controllati sforzi del motore durante qualsiasi operazione del trattore.
Nel caso del cambio controllato elettronicamente, vengono presi in considerazione diversi parametri, che una volta trasmessi alla centralina, sono rielaborati; in base agli output dei rilevamenti effettuati, è la centralina stessa che stabilisce l’ottimale rapporto di velocità nel momento, in relazione ovviamente al tipo di lavorazione che si sta effettuando.
Ecco i parametri fondamentali in base ai quali viene gestito il controllo elettronico del cambio:
- velocità di avanzamento del trattore
- coppia motrice trasmessa alle ruote
- regime a cui si gira il motore
- entità dello sforzo di trazione
- percentuale di slittamento delle ruote
Controllo elettronico per la doppia trazione
La doppia trazione a controllo elettronico del trattore si innesta automaticamente:
- nel caso di frenata a partire da velocità maggiori ai 5 Km/h (questo valore può naturalmente variare con la marca del trattore), e questo oltre a favorire la capacità di frenatura della trattrice, rende possibile una significativa riduzione dello spazio di frenata
- nel caso venga attivato il bloccaggio del differenziale quando in precedenza non era stata ancora inserita la doppia trazione
- in condizioni di necessità quando l’angolo di sterzo risulta inferiore ai 25° (questa funzione è disponibile soltanto per alcune marche)
e si disinnesta in modo automatico:
- quando vengono superati i 15 Km/h (anche questo valore ovviamente può variare con la marca del trattore), ma resta comunque la possibilità di lasciare innestata la doppia trazione grazie ad un apposito comando
- nel caso di sterzata con angolo maggiore di 25° (anche questa funzione risulta disponibile soltanto per alcune marche)
Bloccaggio elettronico del differenziale
Il bloccaggio del differenziale a controllo elettronico, agisce in modo totalmente automatico e provvede ad attivarsi quando:
- viene innestato o disinnestato in base alla posizione del sollevamento idraulico; ad esempio nelle operazioni di scavo, quando a fine solco l’utilizzatore alza l’attrezzo, il sistema del bloccaggio del differenziale si disinserisce per poi inserirsi nuovamente nel momento in cui l’attrezzo viene riabbassato nel solco
- si innesta in condizioni di necessità se la velocità è inferiore ai 15 Km/h (limite di velocità variabile in base alle diverse marche di trattori)
- si innesta per angoli di sterzo minori di 15° (questa funzione risulta disponibile soltanto per alcune marche)
- viene disinnestato per angoli di sterzo maggiori di 15° (funzione disponibile soltanto per alcune marche)
- viene disinnestato in contemporanea alla pressione di un pedale del freno (o in alcuni casi di entrambi).
Controllo elettronico del sollevamento
Anche il sollevamento ha subito negli anni una continua evoluzione: se per i primi modelli di trattori il sollevamento era a funzionamento prettamente meccanico, con lo sviluppo della tecnologia e l’introduzione del controllo elettronico siamo infatti giunti prima al sollevamento “semi-elettronico” e successivamente al “sollevamento elettronico”.
Pur essendo un meccanismo tuttora in fase di perfezionamento, un moderno sollevamento elettronico è costituito solitamente da diversi organi, tra i quali una centralina e numerosi sensori, un pannello di comando e altre parti di uguale importanza.
Come altri componenti del trattore, il sollevamento elettronico può variare a seconda delle marche e dei modelli, oppure anche in base alla potenza del trattore stesso; i comandi risultano comunque comuni ed essenzialmente permettono di regolare:
- alzata
- velocità di discesa
- limiti di altezza (minimo e massimo)
- profondità a cui vengono effettuate le lavorazioni
- sensibilità
- altri specifici comandi
Controllo elettronico della presa di potenza
La presa di potenza a controllo elettronico del trattore:
- si innesta progressivamente a seconda di quanto l’attrezzo sia caricato, in primo luogo per assicurare all’operatore maggiori condizioni di sicurezza, in secondo luogo per proteggere il trattore e l’attrezzo dagli eventuali danni che potrebbero essere arrecati da un errato innesto
- si disinnesta in modo automatico nel caso in cui avvengano guasti o blocchi dell’attrezzo, per evitare ulteriori danni
- viene disinnestata nel momento in cui il motore viene spento e la PTO non era stata manualmente disinserita dall’operatore in precedenza
- nel caso in cui nel circuito si verifichi un abbassamento di pressione, la frizione viene disinnestata dal sistema elettronico, così come nel caso in cui la frizione stessa slitti oltre un valore predefinito.
Controllo elettronico dello slittamento
Il controllo elettronico dello slittamento permette di mantenere un’eccellente qualità nelle lavorazioni ed una maggiore resa della trattrice, riducendo allo stesso tempo l’usura dei battistrada: il computer di bordo è infatti in grado di analizzare i dati trasmessi dal Radar e gli effetti del controllo aumentano non soltanto la potenza di trazione ma anche le conseguenti prestazioni del mezzo.
Elettronica a bordo dei trattori
I moderni trattori sono dotati di una strumentazione elettronica che in modo semplice e molto immediato consente l’aggiornamento continuo dell’operatore, sia per quanto riguarda le funzioni principali del veicolo che sullo stato delle sue componenti.
Gli schermi, che possono essere digitali o del tipo a cristalli liquidi, sono appositamente predisposti in modo tale da poter facilmente individuare tutte le informazioni, e addirittura questi dati possono inoltre essere comparati con quelli relativi a lavorazioni precedenti sempre allo scopo di incrementare quantità e qualità delle lavorazioni.
In caso di guasti o malfunzionamenti, opportuni sistemi di autodiagnosi monitorano le funzioni e i componenti della macchina costantemente e riescono quindi a segnalare all’operatore l’eventuale problema appena questo si presenta: i questo modo si evitano dunque danni più gravi e viene ridotto il rischio di compromettere il funzionamento corretto della trattrice o degli attrezzi che vi sono collegati.
