Trattore

Autore Andrea Pilotti

Il trattore è un veicolo progettato specificatamente per sopportare un grosso sforzo di trazione a bassa velocità, allo scopo di trainare un rimorchio o macchinari usati per l’agricoltura o l’edilizia.

Storia

Nel 1860, l’inglese J. Holkett inventò il primo impianto per la motoaratura a trazione diretta. Anche in Italia, nello stesso anno, Pietro Cesare Costa riuscì ad attuare un locomobile leggero e potente, che poteva trainare un aratro bivomere di media potenza. Con l’avvento del motore a combustione interna ebbe finalmente origine il trattore moderno.

Il primo esemplare operante venne costruito nel 1889, negli Stati Uniti, dalla Charter Gas Company di Chicago. Era munito di due volani per compensare la spinta intermittente fornita dall’unico cilindro del motore. Nel 1898, un’altra società americana, la Huber Company di Marion, nell’Ohio, lanciò sul mercato un trattore a motore, e tre anni dopo, nel 1901, due ingegneri americani, C. W. Hart e C. H. Parr, ne iniziarono la produzione in serie. I diversi modelli Hart-Parr erano muniti di motori a due cilindri che sviluppavano una potenza variabile da 17 a 30 CV, in rapporto a un peso del mezzo dalle 5 alle 10 t. In Inghilterra, nel 1902, D. Albone costruì il primo modello leggero, pesante solo 1,5 t, con un motore bicilindrico da 8 CV.

Nel 1907, Henry Ford, il noto industriale automobilistico americano, fece realizzare un prototipo, utilizzando parti di automobile. Nel 1916, la Ford ne produsse un’altra versione, che aveva come telaio il complesso costituito dal motore, dalla scatola del cambio e dall’assale posteriore. Questi, chiamati Fordson (figlio di Ford), vennero subito fabbricati in serie per incrementare la produzione di generi alimentari da inviare all’Europa dilaniata dalla Prima Guerra Mondiale. Nel 1926, dalla fabbrica Ford uscirono oltre 70.000 Fordson.

L’ultimo decisivo miglioramento lo si deve agli italiani Francesco e Giovanni Cassani che, primi nel mondo, nel 1927, applicarono al mezzo un motore diesel. All’inizio avevano ruote d’acciaio, munite di risalti per dar loro una maggiore presa. I pneumatici di gomma appositi vennero introdotti nel 1932. Nel 1933, un ingegnere nord irlandese, Harry George Ferguson, costruì un prototipo molto più versatile, dotato di un sistema di collegamenti e di comandi idraulici in modo che aratri, falciatrici, erpici e altri attrezzi agricoli potessero essere manovrati dal posto di guida, anziché semplicemente rimorchiati.

Cinque anni più tardi, nel 1938, Ford e Ferguson si associarono. Nel 1947, la loro produzione era già arrivata a 300.000 unità. Oggi, nel mondo, sono in funzione più di 15 milioni di macchine. In massima parte azionati da motori a benzina o diesel, i più potenti sviluppano oltre 100 CV. Il modello tipico ha le ruote anteriori piccole e quelle posteriori con pneumatici enormi per una migliore presa sul terreno. Su terreni melmosi o molto friabili sono preferibili i cingoli, perché la pressione esercitata è minore. Il motore mette direttamente in azione le falciatrici, le imballatrici e altri attrezzi, mentre un sistema idraulico è accoppiato a quelli che si devono sollevare e abbassare, come gli aratri e i regolatori di siepi.

Caratteristiche

Un trattore è un veicolo progettato specificatamente per sopportare un grosso sforzo di trazione a bassa velocità, allo scopo di trainare un rimorchio o macchinari usati per l’agricoltura o l’edilizia. Più comunemente, il termine è usato per descrivere il caratteristico veicolo agricolo: gli attrezzi agricoli possono essere trainati o montati su di esso, ed esso può anche fornire una fonte motrice se gli attrezzi sono meccanizzati. Un altro uso comune del termine è per le unità motorizzate dei camion rimorchio. La parola trattore deriva dal latino ed è il participio presente di trahere. Il primo uso registrato della parola con significato “motore o veicolo per tirare carri o aratri” è avvenuto nel 1901, sostituendo il precedente termine motore trattore (1859). I primi trattori erano aratri motorizzati alimentati a vapore. Venivano usati in coppia dai due lati di un campo per tirare un aratro avanti e indietro in mezzo a loro, usando un cavo d’acciaio.

Può trainare altri veicoli come i rimorchi o attrezzi operatrici. Le caratteristiche variano a seconda dell’impiego: industriale, militare o stradale. Quelli destinati all’industria sono adibiti al trascinamento di rimorchi o al sollevamento e trasporto di merci. I trattori trainanti rimorchi da trasporto, si distinguono tra loro per il posto di guida che può essere seduto o in piedi. I modelli utilizzati per il traino di macchine per il movimento terra, assomigliano molto ai modelli agricoli, però hanno una potenza di 330 Kw e sono molto pesanti. Anche la struttura è più robusta a causa degli sforzi più elevati.

Il cambio è a 3/6 rapporti, mentre la frizione è idraulica o meccanica. Esistono varie versioni per il traino. Le versioni con cingoli vengono impegnate su fondi incoerenti, mentre per gli altri impieghi si preferisce usare i trattori gommati. Spesso i trattori industriali assumono i nomi a secondo del loro impiego: ruspa, dozer, apripista ecc. I modelli militari sono autoveicoli gommati, utilizzati per il traino di artiglierie su strada. Le ruote sono tutte sterzanti e molto grosse e sono predisposte per il montaggio di dispositivi propizianti come catene, chiodi ecc. Il modello stradale che si differenzia dall’autocarro è dotato di due-tre assi e di ruote gemellanti. E’ utilizzato per il trasporto pesante come rimorchi. Le due unità vengono collegate mediante una cerniera a ralla collocata sul semirimorchio, e sella sulla motrice.

Funzionamento

I moderni trattori da fattoria di solito hanno cinque pedali sul fondo, per l’operatore. Il pedale sulla sinistra è la frizione. L’operatore preme su questo pedale per disinnestare la trasmissione, per cambiare la marcia o per fermare il trattore. I due pedali sulla destra sono i freni. Il freno di sinistra ferma la ruota posteriore sinistra e quello destro la ruota posteriore destra. Questo sistema di freni destra-sinistra indipendente aumenta la sterzata del trattore quando girano solo le due ruote posteriori. Di solito viene fatto quando è necessario effettuare una curva stretta.

I pedali divisi sono utili anche se ci si muove su fango o terra morbida, per controllare un pneumatico che gira per mancanza di trazione. L’operatore preme entrambi i pedali assieme per fermarlo. Per i modelli con la guida anche delle ruote anteriori, questa operazione spesso impegna il bloccaggio differenziale delle 4 ruote, per aiutare a fermarlo quando si marcia a velocità sostenuta. Il quinto pedale, proprio davanti al sedile, fa funzionare il blocco differenziale posteriore che evita lo slittamento della ruota. Il differenziale consente alla ruota esterna di viaggiare più velocemente rispetto a quella interna.

Comunque, in condizione di trazione su una superficie morbida, lo stesso meccanismo può consentire a una ruota di girare, impedendo la trazione sull’altra. Il blocco differenziale evita questo, distribuendo equamente la trazione sulle due ruote. Bisogna prestare attenzione nello sbloccare il differenziale, di solito colpendo il pedale una seconda volta prima di svoltare, dato che non può eseguire una curva con il blocco differenziale innestato. Il pedale più a destra è l’acceleratore a pedale. Diversamente dalle automobili, può essere controllato anche da una leva a mano (“acceleratore manuale”). Questo aiuta a fornire una velocità costate nei lavori dei campi.

Aiuta anche a fornire energia continua per i modelli semoventi che muovono un attrezzo con il manico o la cinghia. L’acceleratore a pedale da all’operatore un controllo più simile a quello dell’automobile per quanto riguarda la velocità per la circolazione su strada. Questa è una caratteristica di quelli più recenti; i modelli più vecchi spesso non ce l’hanno.

Alcuni modelli, specialmente quelli progettati per il lavoro di raccolta, hanno un pedale di ‘decelerazione’, che opera in modo inverso rispetto all’acceleratore di un’automobile, cioè rallentando il motore quando si spinge il pedale. Questo è per consentire un miglior controllo della velocità quando il manovratore è alla fine del filare del campo – la velocità operativa è regolata usando l’acceleratore manuale, e se l’operatore desidera rallentare per girare, deve solo premere il pedale, girare e rilasciarlo una volta che la svolta è completata, piuttosto che cambiare le impostazioni dell’acceleratore manuale due volte durante la manovra.

Potenza e trasmissione

I moderni trattori da fattoria impiegano grandi motori diesel, che vanno dai 18 ai 575 cavalli di potenza (dai 15 ai 480 kW). I trattori possono essere classificati come a due ruote, a due ruote con ruota frontale di supporto, a quattro ruote (spesso con un sistema di guida articolato), o trattori da pista (con due o quattro cingoli in gomma alimentati). Variazioni sullo stile classico includono quelli piccoli da prato e i loro cugini più abili e potenti, da giardino, che variano dai 10 ai 25 cavalli di potenza (7.5-18.6 kW) usati per compiti agricoli minori e per tagliare l’erba. La loro dimensione – specialmente per quelli moderni– e la ridotta velocità sono le ragioni per cui gli automobilisti sono esortati ad essere cauti quando incontrano questi veicoli sulla strada.

La maggior parte dei trattori offre sistemi per trasferire potenza ad un’altra macchina, come un’imballatrice, una falciatrice o un tosaerba. I primi trattori usavano cinture attorcigliate attorno ad un volano per dare energia all’attrezzatura, quelli moderni invece usano una presa di potenza (PTO) per fornire energia a macchinari stabili o trainati. Quasi tutti possono anche fornire fluido idraulico esterno ed energia elettrica. La maggior parte usa una trasmissione manuale. Hanno diversi set di rapporti di marce divisi per velocità.

Di solito, per cambiare rapporto è necessario fermare il veicolo. In mezzo a questi c’è una gamma di velocità che va da circa un km all’ora, adatta per il lavoro dei campi, fino a 40 km/h per l’uso su strada. Per di più, di solito non è necessario cambiare marcia per fare marcia indietro, basta solo selezionare la leva giusta. I più vecchi di solito richiedono che l’operatore prema la frizione per cambiare le marce (una limitazione degli ingranaggi a denti dritti nella trasmissione), ma molti dei trattori moderni hanno eliminato questa necessità con l’introduzione di tecnologie come la commutazione, negli anni ’60, e la più moderna trasmissione variabile continuata.

Questo consente all’operatore un controllo maggiore e più semplice della velocità di lavoro, rispetto a quella che poteva fornire il solo acceleratore. Velocità ridotte e controllabili sono necessarie per la maggior parte delle operazioni che si possono eseguire con un trattore. Aiutano a dare all’agricoltore un grado più ampio di controllo in certe situazioni, come ad esempio il lavoro sui campi. Comunque, quando si viaggia su strade pubbliche, le velocità ridotte possono causare problemi, ad esempio lunghe code che possono provocare ritardi o esasperare gli altri automobilisti. Per alleviare questa condizione, alcune nazioni (ad esempio l’Olanda) impiegano un segnale stradale su certe strade che indica “niente trattori”. Alcuni mezzi di nuova generazione, sono in grado di raggiungere una velocità su strada molto più alta, attorno agli 80 km/h.

Applicazioni

  • Agricoltura
    L’uso più comune del termine è per i veicoli usati nelle fattorie. Il trattore da fattoria è usato per tirare o spingere macchine agricole o rimorchi per l’aratura, la coltivazione, per erpicare, per la semina, e compiti simili. Gli attrezzi agricoli possono essere attaccati sul retro con barre di connessione o con un attacco a tre punti. L’attacco a tre punti fu inventato da Harry Ferguson e ha rappresentato l’attacco standard fino al 1960. L’attrezzatura attaccata all’attacco a tre punti di solito è totalmente supportata dal trattore e può essere sollevata o abbassata idraulicamente con una leva di controllo. Un altro modo per attaccare un attrezzo è tramite un attacco rapido, che è attaccato all’attacco a tre punti. Questo permette ad una sola persona di attaccare un attrezzo più velocemente e la mette in una situazione di minor pericolo quando effettua questa operazione.Alcuni tipi di trattori da fattoria si possono trovare anche in altri luoghi: nei grandi giardini delle università, nei parchi pubblici o possono essere usati dagli operai nelle autostrade con fiamme ossidriche fissate ai lati e martelli pneumatici ad aria compressa bloccati permanentemente sulla presa di potenza. Spesso sono dotati di pneumatici da erba che danneggiano meno le superfici rispetto a quelli agricoli. Presumibilmente gli I4 (pneumatici industriali) danneggiano meno le superfici morbide rispetto a quelli agricoli, e forniscono una trazione simile con in più i benefici di un’auto-pulizia. Spesso si possono vedere sulle ruspe che lavorano nei cantieri stradali. Dato l’alto costo spesso è preferibile rivolgersi al mercato dell’usato.
  • Agricoltura di precisione
    La tecnologia spaziale viene applicata all’agricoltura sotto forma di dispositivi GPS e robusti computer di bordo installati come accessori. Queste tecnologie vengono usate nelle tecniche di coltivazione più moderne e di precisione. Applicazioni collaterali scoperte durante la corsa allo spazio hanno effettivamente facilitato l’automazione nell’aratura e l’uso dei sistemi di guida automatica sui trattori che sono guidati dall’uomo ma solo alla fine di un filare, in modo da gestire lavori come la coltivazione senza sprecare carburante.
  • Giardino
    I modelli da giardino (altrimenti detti mini trattori) sono piccoli, leggeri e semplici, progettati per essere usati nei giardini privati. Sono realizzati principalmente per tagliare l’erba, essendo equipaggiati con taglienti dischi rotanti orizzontali. La distinzione tra un modello da giardino e un tagliaerba cavalcabile è spesso difficile – di solito sono più robusti, con bordi, assi e trasmissioni più resistenti. Sono in grado di montare altri attrezzi come erpici, seminatrici/zappatrici, spazzatrici, rulli e lame apripista. Come i tagliaerba cavalcabili, i modelli da giardino di solito hanno un motore montato orizzontalmente con una cinghia ad una trasmissione di tipo transasse (di solito a 4 o 5 velocità, sebbene alcuni possano avere cambi ridotti a due velocità o idraulici). Quelli con motore anteriore, realizzati principalmente per tagliare l’erba e trainare macchinari leggeri, vengono chiamati da prato; quelli per carichi pesanti, spesso controllati da una leva, sono da giardino.Le differenze principali sono il peso del telaio, le ruote posteriori, e la possibilità di usarli con attrezzature per lavorare la terra come aratri o erpici a disco.
  • Giardini residenziali
    Un trattore utilitario compatto, detto anche TUC, è una versione ridotta del modello agricolo realizzato principalmente per la gestione di paesaggi e giardini di abitazioni residenziali, piuttosto che per la semina e la raccolta su scala commerciale. La gamma tipica dei TUC va dai 20 ai 50 cavalli di potenza (15-37 kW) con presa di forza con una potenza variabile da 15 a 45 cavalli di potenza (11-34 kW). I TUC sono spesso equipaggiati sia con prese di forza montate a metà del mezzo che con quelle standard applicate sul retro, specialmente quelli sotto i 40 cavalli di potenza (30 kW). La sbarra della presa di potenza montata a metà solitamente ruota a quasi 2000 giri al minuto e di solito è usata per dare potenza ad attrezzi come tagliaerba montati a metà, uno spalaneve frontale o una spazzola rotante frontale. La presa di potenza posteriore è standardizzata sui 540 giri al minuto nei mercati del nord America, ma in alcune parti del mondo è presente un doppio standard 540/1000 giri al minuto e in quei mercati sono disponibili attrezzi per tutti e due gli standard. Uno dei più comuni accessori per un TUC è il caricatore fronte-retro o FEL. Come i modelli agricoli di maggiori dimensioni, anche i TUC hanno un attacco a tre punti regolabile, controllato idraulicamente. Solitamente un TUC ha una guida a 4 ruote, o più correttamente, un assist a 4 ruote. I moderni TUC spesso sono dotati di una trasmissione idrostatica, ma vengono offerte anche diverse varianti di trasmissioni con marce, da quelle semplici a basso prezzo a quelle sincronizzate per un controllo della trasmissione più maneggevole. Tutti i moderni TUC hanno in dotazione una struttura obbligatoria di protezione in caso di rovesciamento, proprio come i modelli agricoli. Spesso le ruspe compatte sono un accessorio dei TUC. I trattori utilitari compatti richiedono speciali attrezzature di dimensioni ridotte rispetto a quelli agricoli. Attrezzature molto comuni sono ad esempio un serbatoio di ghiaia, una lama livellatrice, un rastrello, un escavatore, una lama rotary cutter (chiamata anche brush hog), una mietitrice montata dietro il trattore o sotto la parte centrale, una seminatrice, un ripuntatore e una zappatrice. Nei paesi del nord, un ventilatore anti neve posteriore è molto comune, e su alcuni modelli di TUC sono disponibili anche versioni anteriori alimentate da una presa di potenza centrale. Ci sono molti altri attrezzi disponibili per qualsiasi modello di TUC, il che dà ai proprietari di questi mezzi un’ampia varietà di scelta. Per la coltivazione su piccola scala o il giardinaggio su larga scala, ci sono attrezzi per la semina e la raccolta fatti apposta per i TUC. Sono disponibili macchine che piantano una o due file di semi, così come coltivatrici, spruzzatrici e diversi tipi di seminatrici (taglia, ruota e lascia cadere).
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