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Tecnica

Sistemi di frenatura: lavorare in sicurezza

Le esigenze di mobilità dell'agricoltura moderna sono sempre più pressanti, con carichi e velocità in gioco continuamente crescenti. In tali condizioni è importante mantenere il miglior controllo del mezzo

di Stefano Albanesi
marzo - aprile 2015 | Back

L’aspirazione di tutti gli agricoltori (ma soprattutto dei contoterzisti) 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. è però fondamentale che questa evoluzione debba avvenire mantenendo (o, meglio ancora, migliorando) il livello di sicurezza nella circolazione, specie nelle manovre più delicate, come le frenate.

 

Meccanico, idraulico o pneumatico?

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. In ogni caso, occorre la miglior contestualità d’azione nella frenatura di motrice e operatrice, anche e soprattutto in considerazione del trasferimento dei pesi che si verificano a causa del cambiamento degli assetti di entrambi i mezzi.

 

Il freno meccanico

L’impianto meccanico di frenatura equipaggia tipicamente i rimorchi agricoli di minore portata. 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. Ciò può causare problemi di stabilità dell’insieme trattore-operatrice, dovuti alla non perfetta sincronizzazione delle due azioni di frenatura.

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. La ADR di Uboldo (VA), attiva nella costruzione di assali, sospensioni, ruote, ecc. in campo industriale e agricolo, ha messo a punto accanto alla versione base con occhione DIN (lo standard tedesco) anche una versione “italiana” del freno ad inerzia con occhione CUNA, per essere pronta all’aggiornamento della direttiva europea sui ganci di traino.

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. Nel caso dei carrelli che portano la testata raccoglitrice, si tratta di valori sempre maggiori di 2, il che assicura un’elevata stabilità nel comportamento su strada.

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). Per la frenatura ad inerzia, ADR ha sviluppato diversi timoni di forma, dimensioni e regolazioni diverse, sia per rimorchi fissi che rallati.

 

L’ABS idraulico di Bosch Rexroth

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. In questo caso, si è provveduto con l’applicazione di adeguati accumulatori e con la messa a punto di uno specifico software, che tenesse adeguatamente conto delle diverse architetture del trattore (con telaio proprio o con soli elementi autoportanti) e delle combinazioni trattore-rimorchio (di tipo tradizionale, oppure dumper a 2 o 3 assi con scarico di parte del peso sul gancio di traino).

 

L’efficacia della soluzione ad aria compressa

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. Tra l’altro, sempre più spesso i nuovi modelli di trattore (di una certa potenza) prevedono già di serie un impianto per la generazione di aria compressa, facilitando così l’accoppiamento dei rimorchi con analogo sistema di frenatura.

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. Per maggior sicurezza, anche il rimorchio è dotato di un suo serbatoio dell’aria compressa, per far fronte ad eventuali azioni frenanti di emergenza.

Da segnalare che l’americana WABCO pro­duce da tempo diversi impianti mi­sti-automatici di tipo pneumatico, sia a singola che a doppia linea, com­pleti di regolatore di pressione e valvola load-sensing, per un impiego più “risparmioso” dell’intero impianto.

 

La novità di Zaccaria

Diversi costruttori di rimorchi di grande portata offrono già modelli con frenatura pneumatica e idraulica dotati di ABS. 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. Inoltre, l’inserimento del freno di stazionamento è automatico, senza dover agire su volantini meccanici, come invece avviene ora per gli impianti pneumatici.

Pur funzionando in modo autonomo, sia il cilindro idraulico che quello pneumatico agiscono sul medesimo stelo che muove le leve collegate agli organi frenanti. Viceversa, quando la pressione nell’impianto diventa nulla, una molla solidale ai cilindri dell’asse posteriore attiva il freno di stazionamento.

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. Ma è proprio nelle condizioni critiche estreme del fondo stradale (bagnato, fangoso, ghiacciato) che l’ABS sul rimorchio evidenzia un vantaggio decisivo, garantendo la guidabilità dell’insieme, evitando disastrose uscite di strada che potrebbero verificarsi anche per frenate non particolarmente violente.

A tale proposito, e soprattutto in proiezione futura, quando anche a livello generalizzato saranno ammesse velocità massime di percorrenza superiori agli attuali 40 km/h, la Zaccaria ha già eseguito diversi test specifici in collaborazione con New Holland, accoppiando i suoi nuovi rimorchi con i modelli NH dotati di ABS.

 

Il ForCon 201 di Fliegl

Benchè non sia specificamente un apparato di frenatura di rimorchi agricoli, il ForCon 201 (Force Control) della Fliegl Agrartechnik GmbH, ovvero la cosiddetta “guida forzata”, assicura significativi miglioramenti nella conduzione dei rimorchi che ne sono dotati, frenatura inclusa.

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. L’unico punto di collegamento tra la motrice e il rimorchio rimane il dispositivo di agganciamento, che può essere indifferentemente a perno, testina rotante, Piton Fix, ecc.

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. Il tutto è monitorato tramite un display  che indica la direzione del movimento e delle sterzate e gli eventuali malfunzionamenti.

Knorr-Bremse anche per i rimorchi agricoli

 

Con l’aumento inesorabile delle portate e delle velocità di percorrenza, i requisiti di circolazione richiesti ai rimorchi di tipo agricolo sono sempre più simili a quelli degli autocarri, soprattutto in tema di sicurezza, anche di frenata.

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. Inoltre, poiché a causa del baricentro  elevato del rimorchio nelle sterzate più impegnative sussiste il rischio di ribaltamento, il Trailer-EBS TEBS G2.1 è dotato anche dell’RSP (Roll Stability Program), ovvero la funzione di stabilità laterale che riconosce le situazioni critiche in tal senso frenando automaticamente le singole ruote e riducendo in tal modo la pericolosa accelerazione laterale, e dell’ALB, ovvero la frenatura la cui efficacia è automaticamente proporzionale al carico.

Inoltre, è disponibile un registratore dei dati operativi (ODR, Operational Data Recorder) per la registrazione e la valutazione dei dati del veicolo e dell’attività frenante.

I rimorchi dotati di TEBS G2.1 possono essere trainati sia da trattori convenzionali che con ABS ed EBS. In mancanza di alimentazione elettrica, il rimorchio può comunque essere frenato in modalità esclusivamente pneumatica, anche se privo delle funzioni ABS ed ALB.

 

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