miércoles, 1 de abril de 2020

CUESTIÓN DE DETALLE, SUSPENSIÓN EN EL EJE DELANTERO EN TRACTORES ESTRECHOS (Parte II)

Detalle de suspensión ActiveDrive en el Same Frutteto
Y llega la II parte. Si la pasada semana comentaba los sistemas de suspensión imperante en el eje delantero de los tractores (suspensión dependiente o "de eje" e independiente o "de rueda"). Esta semana toca el análisis de algunos sistemas utilizados en tractores estrechos o fruteros.

SUSPENSIÓN EN TRACTORES FRUTEROS
Se han analizado las suspensiones ofrecidas por las principales marcas con esta opción en el sector: New Holland T4 F; Case Quantum F; Fendt 200; Same Frutteto; John Deere 5G; Massey Ferguson 3700ALLandini Rex 4 y Claas Nexos.
Denominador común, la suspensión pasiva: Efectivamente la suspensión en el mundo del tractor es de tipo "pasivo", es decir aquellas caracterizadas por las constantes del sistema. Al encontrarse una irregularidad el morro del tractor tiende a moverse en vertical, arriba y abajo, el amortiguador absorbe la energía producida.
Dependiente o independiente
En este apartado no existe denominador común. Es cierto que la mayoría de los fabricantes optan por una suspensión dependiente para estos modelos compactos pero algunos fabricantes se han ido a la opción de la suspensión independiente en al menos sus modelos de máxima especificación.
Suspensión dependiente e independiente del fabricante John Deere
Dependiente: La mayoría han optado por una suspensión denominada “Panard”, aunque con algunas variantes. 
La suspensión más sencilla dentro de las denominadas “tipo Panard” es la de cilindro único (se suele denominar “brazo Panard”). La otra opción cuenta con dos cilindros.
Detalle suspensión nuevos fruteros grupo CNH
El brazo Panard, de 1 cilindro es una suspensión de tipo excéntrica. El sistema tiene la ventaja de ser el más sencillo, pero presenta inconvenientes que hay que conocer. Por ejemplo, la suspensión excéntrica de brazo Panard tiene un efecto de giro lateral y balanceos. La respuesta del sistema a la “subida y bajada” del morro no es la más efectiva, con lo cual se altera la distancia del morro al terreno en mayor escala que con otros sistemas.
La suspensión Panard con dos cilindros, tipo “péndulo”, en la cual el eje delantero se une al soporte de eje delantero mediante sendos cilindros, es la suspensión dependiente más utilizada. El comportamiento es aceptable, aunque tiene el punto débil del desgaste y la aparición de holguras en la zona de contacto. Incluso en alguna ladera existe el riesgo de contacto de las ruedas con el capó e incluso el inconveniente del cabeceo a derecha e izquierda.
Una solución novedosa es la que presenta el grupo CNH para sus tractores fruteros. Es la suspensión de “péndulo” pero con una idea que ya ha demostrado ser muy buena en tractores “grandes”. La novedad radica en el diseño del soporte que une los cilindros. El resultado es una suspensión dependiente, pero con importantes características anti cabeceo y anti rebote cuando se produce frenado o aceleración
El sistema consiste en suspender el eje mediante dos cilindros amortiguadores. Sendos cilindros se sujetan al soporte de eje delantero que a su vez se encuentra unido a un soporte de fundición que por su forma recuerda una “silla de montar” o de “tirachinas” y que en realidad es un brazo oscilante unido por 3 puntos: dos puntos para bascular todo el conjunto a través de los bulones que la unen a los soportes, izquierda y derecha, anclados a la estructura monolítica del cuerpo del tractor y el 3º punto para pivotar con el soporte del eje delantero.
Suspensión brazo Panard en Landini Rex
La bondad del diseño radica en que el soporte no toca al eje delantero. Además, se trata de un diseño robusto (como ya se ha demostrado en tractores de mucha mayor masa y batalla) que permite movimiento solamente en vertical, no la rotación ni derivas incontroladas. Además, tener un eje con punto de pivote elevado se consigue aumentar el efecto péndulo ya que el centro de pivote se encuentra más alto que el centro del eje. Es compatible con implementos ventrales y con elevador delantero, datos importantes en el concepto de tractores especialistas.
Independiente: Sin duda, la suspensión independiente, o de rueda, es la que mejor comportamiento tiene desde el punto de vista dinámico. Sin embargo, su bondad en el comportamiento dinámico se puede ver lastrado por otros inconvenientes en el mundo agrícola:
  • El precio que puede ser su mayor hándicap
  • Al haber tantas piezas en movimiento se puede pensar que, a la larga, pueda sufrir más riesgo de holguras y desgastes
  • Un menor despeje en las zonas de anclaje del paralelogramo al cubo de rueda
Precio: No dispongo de cifras oficiales; pero de las estimaciones realizadas a los precios de tarifa que ofrecen algunos fabricantes en sus webs, el sobrecoste, en el caso de un tractor frutero, la suspensión dependiente ronda los 3500 €. El sobrecoste con suspensión independiente rondaría los 6500 €
Balón por muelle: Si en nuestro automóviles lo habitual es encontrar el muelle como recuperador del amortiguador, en vehículos pesados lo habitual es sustituir el “muelle” por un balón de aceite-nitrógeno (también se usa aire comprimido) y aunque el tamaño depende de las reacciones, lo habitual es encontrar “balones” entre 0,75 y 1 L.
El interior del balón está dividido por una membrana, en la parte que conecta con el cilindro está el aceite, mientras en la otra hay un gas, suele ser nitrógeno. Como el aceite no es compresible y el gas si se consigue la constante K del sistema. El funcionamiento se basa en la variación de volumen que se sufre entre las dos cámaras que hay en el interior del balón; volumen que afecta a las diferencias de presión por lo que el sistema tiene a recuperar la posición de equilibrio. La fuerza de reacción es función del desplazamiento del émbolo, así como de la presión interna a la que se tare los “balones”
Pasiva, pero con cierta “adaptatividad”
Suspensión independiente 
Aunque líneas arriba ya expuse que el denominador común era la suspensión pasiva; es necesario que se pueda dar "un paso" más. Son las denominadas suspensiones adaptativas.
La suspensión adaptativa es un fenómeno que se puede conseguir en suspensión pasivas. Imagine el lector un amortiguador de un tractor (un cilindro hidráulico) al cual el paso de aceite del amortiguador tenga un único diámetro; entonces el comportamiento del amortiguador es “convencional”, es decir, absorbe los impactos del camino transformando esa energía en calor de una forma proporcional.
Imaginemos ahora ese mismo amortiguador, pero el cual dispone de dos diámetros; el diseño puede enriquecerse un poco. Al topar la rueda con un obstáculo se provoca la aparición de una energía. Si el obstáculo es pequeño y la energía débil entonces el amortiguador se comporta como “blando”. Pero si el obstáculo es grande y en el choque provoca una energía mayor una válvula puede endurecer el amortiguador. Lo que se consigue es que el eje se comporte “blando” en el camino, pero “duro” en campo.

Otras características reseñables
Los sistemas analizados se pueden ir enriqueciendo con soluciones, que, si bien encarecen el producto, mejoran la respuesta.
Una posible mejora consiste en montar una válvula de nivelación para regular el flujo de aceite en función de la carga y así poder mantener la posición horizontal “nominal” (que el tractor “amorre” o “acule”) con independencia del peso del apero.
Suspensión Panard 2 cilindros de Fendt 200
Otra solución viene desde el uso de la electrónica. Por ejemplo, se podría tener un control automático de altura incluso en marcha mediante un interruptor en cabina (hecho que resultará muy útil cuando se dispone de elevador delantero)
El operador también puede elegir, normalmente hasta una cierta velocidad como 15-20 km/h, el modo de conducción (bloqueo, suave, media, duro) y si la velocidad es superior al límite establecido entonces siempre está activa.

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