Meccanica e meccanizzazione agricola

Componenti e funzionamento di un trattore

2. MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA: dislocamento, movimento e funzionamento degli organi che lo costituiscono e delle MO ad esso accoppiate; complesso di meccanismi che trasmettono il moto dall'albero motore agli organi

3. TRASMISSIONE: di propulsione e a quelli per il collegamento e l'azionamento delle MO; permettono l'avanzamento

4. PROPULSIONE E SOSTEGNO: del trattore scaricandone il peso sul terreno; hanno lo scopo di rallentare o arrestare la marcia dell'autoveicolo o di assicurarne

5. FRENATURA: l'immobilità;

6. DIREZIONE: consentono la guida attraverso il direzionamento del mezzo;

7. COLLEGAMENTO ALLE MO: effettuano connessione e trasmissione della potenza motrice; gancio di traino, attacco a tre punti, pdp, sistema idraulico, sistema elettrico.

I trattori possono essere a 2RM, a 4RM, a 4RM ruote iso-diametriche, a cingoli.

Il motore endotermico è un dispositivo all'interno del quale l'energia chimica del combustibile si trasforma in

energia termica e di pressione, grazie alla combustione. Dopodiché il gas si espande spingendo verso il basso un pistone all'interno di un cilindro. Il movimento rettilineo del pistone viene trasformato in moto rotatorio tramite un manovellismo di spinta, determinando la rotazione dell'albero motore. Si tratta di una trasformazione termodinamica che, una volta innescata, si ripete ciclicamente. In agricoltura viene usato per lo più il motore a ciclo diesel, dove la combustione si innesca spontaneamente per effetto dell'alta temperatura dovuta alla compressione dell'aria all'interno del cilindro contenente il combustibile finemente polverizzato e miscelato con l'aria.

Nel motore a ciclo diesel si distinguono 4 fasi:

1. 1° tempo fase di aspirazione: il pistone, partendo dal punto morto superiore (PMS) si abbassa creando all'interno del cilindro una depressione che richiama aria attraverso la valvola di aspirazione
2. 2° tempo

fase di compressione: la valvola di aspirazione si chiude quando il pistone è al punto morto inferiore (PMI), contestualmente il pistone inizia la risalita comprimendo l'aria all'interno del cilindro

3° tempo fase di combustione/espansione: poco prima del fine corsa di compressione, il combustibile finemente polverizzato viene iniettato all'interno della camera di combustione mescolandosi con l'aria; a causa dell'alta temperatura la miscela si accende spontaneamente determinando un brusco innalzamento di temperatura; il gas si espande violentemente spingendo verso il basso il pistone;

4° tempo fase di scarico: in prossimità del PMI la valvola di scarico si apre permettendo la fuoriuscita dei gas di combustione; il pistone risale evacuando la camera di combustione.

Queste fasi sono ovviamente trasformazioni termiche, con variazione di pressione/volume. La successione delle diverse fasi che costituiscono il ciclo viene definita

Dal diagramma di distribuzione che rappresenta graficamente e con riferimento sia al PMS sia al PMI, l'angolo di svolgimento di ciascuna fase (posizione del bottone di manovella). Le valvole si aprono con un certo anticipo o ritardo (espressi in ampiezza dell'angolo).

I motori a ciclo Diesel possono essere mono o pluricilindrici, con un certo numero di "unità cilindro", generalmente 2-3-4-6, equilibrate staticamente e dinamicamente; possono essere disposti in linea (quando le singole unità sono sistemate secondo un'unica fila), o contrapposti (quando sono disposte su due file formanti un certo angolo fra loro).

I cilindri sono normalmente raccolti in un solo blocco (monoblocco) collegato inferiormente alla coppa e, superiormente, alla testata. Può cambiare nei motori raffreddati ad acqua o ad aria.

Un motore endotermico viene individuato per dimensioni e per qualità funzionali dai seguenti parametri caratteristici:

• alesaggio (diametro)
• corsa (altezza)
• rapporto di compressione
• potenza specifica
• rendimento volumetrico

interno del cilindro, misurato in mm, uguale per tutti i cilindri);

• punti morti –(inferiore - PMI - e superiore PMS, posizioni estreme occupate dal pistone quando siarresta e inverte la sua corsa
• corsa (spostamento del pistone in mm fra PMS e PMI;
• cilindrata (come parte compresa fra i due punti morti, escluso il volume della camera di combustione,moltiplicato per il numero dei cilindri;
• numero di giri (numero di rotazioni complete che l'albero motore compie in un minuto);
• rapporto di compressione (rapporto fra la cilindrata di un cilindro V più il volume della camera di1combustione V e il volume della camera di combustione stessa V ;2 2Il motore per poter funzionare deve essere dotato di una serie di dispositivi e sistemi: l'alimentazionedel combustibile, lo scarico dei gas combusti, la lubrificazione e il raffreddamento, la regolazione,l'avviamento. al gasolio consisteL’alimentazione in: ai diversi cilindri viene fatta

A mezzo di un sistema basato sulla cosiddetta pompa di iniezione che governa gli iniettori a servizio dei vari cilindri, possiamo avere due tipi di pompa: a pistoni multipli (tanti quanti sono i cilindri del motore) dotati di moto alternativo, a pistone unico dotato di moto rotativo. A valle della pompa sono posti gli iniettori che provvedono a spruzzare il gasolio nella camera di combustione, che lavorano a pressioni alte. L'iniezione può essere diretta ed indiretta, la prima prevale nelle soluzioni moderne.

Sistema "Common Rail", che suddivide e rende indipendenti le due funzioni di pressurizzazione del combustibile e di gestione dell'iniezione (di tipo diretto). La soluzione a tutt'oggi più utilizzata consiste nell'inserire sul circuito dei gas di scarico un turbocompressore che, ruotando a velocità sino a 120.000 giri/min, fornisce all'aria comburente pressioni alte, si realizzano, così, incrementi di potenza.

Si basa su uno scambiatore di calore introdotto del condotto di alimentazione che raffredda l'aria compressa. Lo scarico dei gas combusti si verifica per effetto dell'apertura della valvola di scarico di ciascun cilindro, a temperature di 500-600 °C. Un motore con fumosità molto intensa è indice di incompleta combustione e, quindi, di minor rendimento. - Lubrificazione: il sistema di lubrificazione si rende indispensabile per ridurre gli attriti delle parti accoppiate e dotate di moto relativo e facilitare la tenuta dei pistoni, e contribuire all'asportazione di una parte termica prodotta dal motore. La circolazione dell'olio è assicurata da una pompa di portata proporzionale alla potenza espressa dal motore, mentre nel circuito è posto un accurato sistema di filtraggio per trattenere i residui dovuti all'usura del motore. - Sistema di raffreddamento: serve per mantenere gli organi più termicamentesollecitati (valvole,cilindri, cielo dei pistoni) a temperature compatibili con le loro caratteristiche meccaniche. Ci sono soluzioni ad acqua o ad aria, che presentano vantaggi e limiti. È importante per vari motivi: dall'aumento delle usure, alla riduzione delle resistenze meccaniche dei materiali. È importante il rapido raggiungimento del regime termico del motore, per evitare la condensazione di H S sulle pareti dei cilindri. 2. Curve caratteristiche: le curve caratteristiche del motore endotermico sono fondamentali per caratterizzare un motore e le sue prestazioni potenziali; esprimono i valori di coppia motrice, potenza e consumo specifico, che il motore, in condizione di massima alimentazione, è in grado di esprimere ai diversi valori del numero di giri. Sono determinate sperimentalmente con idonei motori banchi di prova, che rivela la coppia motrice sviluppata all'albero. È possibile evidenziare tre regimi caratteristici: il regime massimo (n

consentito dal regolatore (definito max anche regime a vuoto perché la potenza utile erogata dal motore è nulla), il regime di potenza massimo (n) al quale il motore esprime la massima potenza, il regime di coppia massima Pmax(n) corrispondente al valore massimo della coppia motrice fornita dal motore.

Alcune caratteristiche della curva caratteristica:

• La riserva di velocità: corrisponde alla differenza nel numero di giri tra regime di potenza massima e regime di coppia massima;
• all'incremento percentuale La riserva di coppia corrisponde di coppia, passando dal regime di potenza massima al regime di coppia massima; è anche detta elasticità del motore ed esprime la capacità del motore di vincere coppie resistenti crescenti senza dover cambiare rapporto di trasmissione.
• Il consumo specifico: esprime il rapporto fra l'energia spesa sotto forma di massa di combustibile utilizzato in grammi - e
centrale può essere realizzato con una struttura a telaio, dove gli elementi sono collegati tra loro tramite saldature o giunti meccanici. Questa soluzione offre maggiore flessibilità e facilità di accesso per la manutenzione, ma può essere meno resistente alle sollecitazioni. • Il motore: è il cuore del trattore, responsabile della trasformazione dell'energia chimica del carburante in energia meccanica. I motori dei trattori moderni sono generalmente a combustione interna, alimentati da gasolio o metano. Possono essere a ciclo Otto o Diesel, a 2 o 4 tempi, a iniezione diretta o indiretta. La scelta del motore dipende dalle esigenze dell'utente e dalle normative ambientali in vigore. • Il sistema di trasmissione: è responsabile del trasferimento della potenza del motore alle ruote o ai cingoli del trattore. Può essere meccanico, idraulico o elettronico. Nei trattori più moderni, è comune l'utilizzo di trasmissioni idrostatiche o a variazione continua, che consentono una maggiore versatilità e facilità di utilizzo. • Gli organi operatori: sono gli strumenti che consentono al trattore di svolgere le diverse attività agricole. Possono essere attacchi posteriori, anteriori o laterali, come ad esempio il sollevatore idraulico, la presa di forza, il caricatore frontale, ecc. La scelta degli organi operatori dipende dalle necessità dell'utente e dal tipo di lavoro da svolgere. • La cabina di guida: è lo spazio destinato all'operatore del trattore. Deve essere confortevole, sicuro e dotato di tutti i comandi necessari per la gestione del veicolo e degli organi operatori. Le cabine dei trattori moderni sono dotate di sistemi di climatizzazione, sedili regolabili, comandi ergonomici e sistemi di sicurezza avanzati. In conclusione, i trattori moderni sono macchine complesse e tecnologicamente avanzate, progettate per offrire prestazioni elevate, versatilità e comfort all'operatore. La scelta del trattore più adatto dipende dalle esigenze dell'utente e dalle caratteristiche del lavoro da svolgere.

centrale può essere basato su due longheroni. Nei trattori a cingoli il corpo centrale si presenta analogo a quello dei trattori standard a ruote. È caratterizzato, però, da una minore lunghezza per consentire un valore del passo congruente con le dimensioni della macchina e un'agevole sterzatura. Doppia trave portante o trave portante. Al corpo centrale sono flangiate le due parti, destra e sinistra, del corpo posteriore, mentre sul davanti trova posto il supporto, a cerniera, dell'assale proprio dei modelli 2 RM o del ponte anteriore, proprio di quelli 4 RM. Il corpo anteriore è costituito, per i modelli a 2 RM, da una semplice trave di acciaio collegata al corpo centrale mediante una cerniera. La trave, in tal modo, può oscillare verticalmente attorno al proprio perno. Essa termina, ai lati, con due fusi a L'assale, di sezione a doppio T o tubolare, è snodo sui quali vengono montate le ruote. allungabile simmetricamente. Nel caso di

trattori 4 RM si ha, invece, una struttura rig