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| ¿Estos tractores van "sobrados" o "escasos" de neumáticos? |
SOBRADO O FALTO DE NEUMÁTICO
Es habitual que amigos, vecinos, conocidos o seguidores de Más que Máquinas, me pregunte si puede montar tal o cual tamaño de neumáticos en su tractor.
Para responder a la pregunta hay que distinguir entre tractores de simple o doble tracción.
Veamos.
TRACTOR DE SIMPLE TRACCIÓN
La respuesta en este caso viene condicionada por tres conceptos: homologación, esfuerzos en la
transmisión, compactación.
Homologación
Los
tractores se homologan con unos juegos de neumáticos. En la homologación del tractor como vehículo influyen las ruedas puesto que se
analizan capacidad de frenado y velocidad. Durante la homologación, para la realización de las pruebas, se monta en el
tractor los neumáticos "más grandes" ya que si con ellos verifica y cumple los parámetros de homologación se admite que lo hará con los más
pequeños.
En países de la OCDE con un marco legal "similar" el problema del agricultor que quiera montar neumáticos diferentes a la lista homologada podrá tener problemas en las inspecciones de la ITV o en potenciales revisiones por agentes de tráfico o incluso con la compañía aseguradora en potenciales accidentes.
Esfuerzos
de transmisión
El tamaño del neumático interviene en el esfuerzo que le llega a la cadena de transmisión. Puede ser que la elección de un neumático no recomendado ocasiones sobreesfuerzos en la línea de transmisión.
El esfuerzo en la transmisión es el esfuerzo
que transmite la rueda a los palieres y de ahí al resto de la cadena de
transmisión. Los esfuerzos transmitidos son consecuencia del peso del tractor y
la capacidad de agarre al suelo. Y aquí intervienen dos parámetros físicos del
neumático: el diámetro y la superficie de contacto, amen de la variable peso.
Peso/Potencia: Muy
interesante resulta conocer la mejor relación de
peso para una potencia dada (tema a desarrollar en alguna futura entrada); como dato, para una labor de
tracción a 5-6 km/h la relación peso/potencia ronda los 55 kg/CV
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| Casi con seguridad este tractor no lleva neumáticos recomendados por el fabricante |
Par máximo transmisible: El par máximo a transmitir depende directamente de la relación rueda-suelo, y eso se cuantifica con el coeficiente de deslizamiento entre ambos. Para el cálculo del par máximo transmisible se considerará el mayor coeficiente de deslizamiento habitual, y que sería el valor a considerar en cemento o asfalto.
Para un suelo así, cemento o asfalto, el valor es de 0,80.
El radio a considerar para los cálculos es el radio bajo carga del neumático motriz para el peso considerado, el máximo.
Imaginemos un tractor con su MMA (Masa Máxima Admisible) de 7000 kg y con toda esa masa gravitando sobre el eje trasero (opción más desfavorable posible y que solo podría ocurrir si el tractor se encabrita) Cada rueda trasera soportaría hasta 3500 kg. La fuerza tangencial de las ruedas sobre el terreno es esa cifra multiplicada por el coeficiente de rozamiento estimado, 0,8: 0,8*3500= 2800 kg
El par máximo transmisible al suelo con un neumático de, por ejemplo, 38´´ (0,83 m de radio) es: 2800*0,83= 2300 mkg = 22.700 Nm
Otro parámetro a considerar
será el terreno. No todos los suelos resisten el mismo esfuerzo cortante que es
la capacidad de aguantar la tracción de tractor sin llegar a romperse el suelo
(cuando se rompe es que el tractor patina)
Estos parámetros se relacionan entre sí
mediante una fórmula: 
(P es el peso adherente (kg); µ coeficiente de adherencia. Depende del tipo
de suelo; cTR Coeficiente por la arquitectura del tractor (1 para 4WD y 0,85 en ST, es decir
se supone un mínimo del 15 % del peso gravitando en el eje delantero para que
el sistema de dirección siga siendo efectivo)
Nota: La “fórmula” sólo se cita para entender el
concepto, no para comentar el artículo. Basta con entender que existe un límite y que por eso los tractores
están diseñados para un peso máximo, relacionado con el esfuerzo de tracción y
el esfuerzo en la transmisión.
Concluyendo: A
igualdad de peso, el tamaño del neumático, en este caso radio, es limitante
puesto que la distancia al suelo condiciona el par o momento, transmitido
(producto de la fuerza por la distancia)
Compactación
En
este caso el problema viene condicionado por la superficie de contacto
rueda-suelo; a neumáticos más anchos, menor compactación (mismo peso repartido
en mayor superficie) pero también a neumático más ancho, y a igualdad de otros
parámetros, se puede transmitir más esfuerzo a los palieres y volvemos al punto
anterior.
¿Y la potencia del motor para qué
sirve?: Se ha visto que, por los neumáticos, existen limitaciones
geométricas, limitaciones dinámicas (velocidad y por ende frenado);
limitaciones por esfuerzos. ¿Pero y la potencia motor, en qué interviene? La
potencia motor es en realidad un "fusible" general del tractor. Por mucho neumático que se ponga,
si la potencia que proviene del motor no es suficiente, no hay esfuerzo que
valga.
TRACTOR
DE DOBLE TRACCIÓN
Tras los parámetros analizados en la simple
tracción, en el caso de la doble (DT) existe un problema añadido. Se trata de la
correspondencia entre neumáticos delanteros y traseros.
Problemática
de la doble tracción: Por la diferencia de tamaño entre los
neumáticos delanteros y traseros, los ejes no dan las mismas vueltas (velocidad
angular), y lo habitual es que la velocidad lineal (la de avance) no sea exactamente la misma.
En automóviles o incluso en tractores isodiamétricos eso no ocurre pero si en los tractores de eje delantero motriz. Los fabricantes optan porque el eje
delantero “corra” más que el trasero, es decir, que si levantáramos el tractor
y contáramos vueltas de las ruedas y multiplicáramos por su radio (velocidad
lineal) se vería que el eje delantero avanza más que el trasero.
Es la opción "menos mala", así al conectar la doble tracción el tractor experimenta “un tirón”, es decir, más
tracción. Pero como el tractor es un “cuerpo rígido” las velocidades lineales deben
ser las mismas y eso significa que el exceso de velocidad del eje delantero se debe perder "patinando", es decir,
“rompiendo” el suelo mientras desliza.
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| Piñón cónico dañado por colocación de pareja de neumáticos sin respetar la tasa de adelanto del fabricante |
Adelanto,
anticipo o avance: La proporción que el eje delantero "corre" más que el trasero ronda la tasa del 1-6 % y a esa relación se le llama adelanto, anticipo o avance.
Para llegar a ese adelanto, los fabricantes dan
una relación de transmisión diferente entre ambos ejes (a las
mismas vueltas del motor, a los palieres delanteros les llega unas vueltas, y a
los traseros otras) Eso se llama relación mecánica (RM) y
normalmente la proporciona el fabricante en su manual de usuario (lo normal es
encontrar esa relación entre 1,25 y 1,4)
Clamando por una RM única: No
hay una RM única y cada fabricante coloca una diferente e incluso también
diferente entre sus propios modelos. Hay un clamor sobre todo entre fabricantes
de neumáticos para que los fabricantes se pongan de acuerdo y ofrezcan siempre
la misma RM. Con ello se conseguiría reducir el stock de neumáticos de las
casas comerciales ya que se reduce el número de combinaciones de neumáticos
posibles.
Todo esto, así explicado, parece complicado pero no lo es en absoluto. Cada agricultor lo puede hacer en 1 hora y comprobar en su tractor (ver forma de hacerlo en: http://www.masquemaquina.com/2015/12/el-anticipo-de-tu-tractor-sabes-cual-es.html
CAMBIO
DE NEUMÁTICOS
El fabricante informa al usuario del tractor de
unas parejas de neumáticos recomendadas para cumplir con las condiciones de
adelanto. Si el usuario pone o monta una pareja no recomendada por el fabricante
puede ocasionar importantes daños en la transmisión, o también problemas como
el cabalgamiento o power hop, además de desgastes excesivos en la banda de rodadura
del neumático.
Powerhop:
Cuando el vehículo trabaja en doble tracción entonces la diferencia de
velocidades en las ruedas delanteras y traseras hace que en determinados
momentos y condiciones aparezca el galope o cabalgamiento o powerhop
Lo mejor es medir tal y como se ha explicado en el apartado anterior. Pero también los fabricantes están
trabajando en algo mucho más sencillo. Es el denominado Índice de la
Circunferencia de Rodadura (RCI)
Índice
de la circunferencia de rodadura RCI (Rolling Circunference Index)
Es un sistema de marcación que se está
intentando imponer para facilitar la elección del tamaño del neumático (solo en radiales)
El índice RCI aparece desarrollado en la norma
SAE-J2523 (Society of Automotive Engineers) y es un número que informa de la
circunferencia de rodadura.
RC: La Circunferencia de Rodadura
es la distancia recorrida por una rueda en un giro completo sin deslizamiento
relativo entre el neumático y el suelo. La medida se realizará en una
superficie plana y dura y de no especificarse lo contrario se hará con la carga
del neumático a su capacidad nominal e inflado a su correspondiente valor de
presión nominal.
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| Cambio de neumáticos RCI 48 a 50 |
Las tablas del RCI empiezan asignando el valor 0 a una circunferencia de rodadura de 500 mm y luego se va incrementando hasta el número 50 (el mayor RCI)
RCI y dibujo de neumático: es
curioso que para los neumáticos R1 y R1W los grupos de RCI se clasifican por
valores enteros, 38, 39, 40, 41… pero en los R2 se clasifican según incrementos
de medio punto.
Y para
qué sirve el RCI
Se podría realizar el cambio de neumáticos
radiales a los usuarios, de una manera mucho más sencilla ya que no es
necesario conocer la circunferencia de rodadura del neumático y la RM o hacer
cálculos, solo tener presente el RCI y respetar la diferencia de puntos de RCI.
Los fabricantes del tractor deben poner solamente la diferencia de RCI que
existe entre los neumáticos delanteros y traseros.
Algunos fabricantes como John Deere ya lo están
haciendo y marcan en la fundición, normalmente al lado del eje delantero, la
diferencia de RCI que deben tener las parejas de neumáticos. Cualquier pareja
de neumáticos que tenga esa diferencia significará que cumple con el adelanto
prescrito.
Imaginese que el eje delantero va con unas
ruedas marcadas con RCI = 39 y las traseras con RCI = 43; el fabricante del
tractor en realidad lo que pone marcado es la diferencia de RCI, en este caso
pondría 4. A la hora de cambiar neumáticos, el usuario lo que debe saber que la
pareja debe mantener la diferencia de 4 puntos.
¿Quién
está dando el RCI?: la mayoría de fabricantes de neumáticos lo
hace en sus catálogos comerciales, pero la idea es que vengan marcados en los
flancos, para evitar que el usuario necesite el catálogo (recordemos que el
objetivo es facilitar la labor de sustitución al usuario)
Hay ya fabricantes de neumáticos, Firestone, Goodyear y Michelin, que lo ponen en sus neumáticos y en los catálogos. En cuanto a fabricantes de tractores, que yo
sepa, solo John Deere y en modelos (fabricados en EEUU)
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| Marcaje en tractor John Deere: diferencia de RCI entre las ruedas traseras y delanteras es 5 |
Puede que nada o puede que mucho. Puede que
nada si pongo un juego que es compatible, pero puede que mucho si no lo es. Algunos problemas son visibles (cabalgamiento, desgaste prematuro) y otros menos visibles (daños en el embrague, sobreesfuerzos en la transmisión)
Cabalgamiento o Power
hop: el fenómeno consiste en que, al hacer tiro, el tractor
empieza a saltar debido a la diferencia de velocidades entre ruedas.
Desgaste
prematuro: Si el adelanto está entre el 1-6% estipulado el neumático
delantero gasta más garra que el trasero (puesto que patina más), pero el
proceso no es muy acusado (de ahí de no pasar de ese 5-6%) pero aun así los
fabricantes aconsejan desconectar la doble tracción cuando se sale a carretera
(la mayoría de los tractores modernos ya lo hacen de forma automática)
Daños
en embrague: El embrague de la DT suele ser del tipo
multiláminas. Si el adelanto es muy alto, se está obligando o bien a patinar
los neumáticos delanteros mucho, rompiendo garras y el suelo, o bien a deslizar
los discos del embrague con el calentamiento de aceites, desgastes,
vibraciones.
No todo es tamaño: Efectivamente
en la elección de neumáticos no todo es el "tamaño". Otros parámetros
también se deben tener en cuenta: carga que
va a soportar el neumático, función además de la velocidad máxima de avance;
huella o tipo de taco que se necesite según el trabajo a realizar (R1, R1W, R2…)
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| Recomendación del fabricante del tractor en la combinación de ruedas para su modelo Ebro 6125 DT ENTRADAS RELACIONADAS
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