TRATTORE

Enciclopedia Italiana (1937)

TRATTORE (dal lat. traho; fr. tracteur; sp. tractor; ted. Vorspannmaschine; ingl. tractor. In italiano anche trattrice)

Paolo Lattanzi

Sotto la denominazione generica di trattore s'intende ormai un veicolo semovente destinato a trascinare sui campi attrezzi speciali per la lavorazione agricola, o su strada o su terreno qualsiasi uno o più veicoli ad uso agricolo, industriale o bellico. La locomotiva ferroviaria è un trattore di tipo tutto speciale, perché destinata a trascinare sul binario una serie di veicoli ferroviarî; la vecchia locomotiva stradale a vapore, espressione dei primi tentativi di locomozione su strada, era anch'essa un trattore, in quanto molto raramente, in ragione del suo peso molto rilevante, era utilizzata per trasporto di cose o di persone all'infuori di quelle indispensabili ad assicurare la marcia del veicolo. Il motore a combustione interna, ad alto numero di giri, ha reso possibile, anzi facile, la locomozione stradale dando luogo all'automobile (v.) cioè ad un veicolo di per sé leggiero e quindi capace di essere direttamente utilizzato per il trasporto di carico utile. Solo più tardi, quando si è trattato di esercitare sforzi rilevanti per le lavorazioni agricole o per trainare cannoni in sostituzione della trazione animale, si è costruito il trattore, abbondando in dimensioni e quindi in peso, per assicurare l'indispensabile solidità e l'aderenza necessaria: è avvenuto insomma, che mentre la locomotiva stradale doveva necessariamente funzionare da trattore per poter porre in qualche modo a profitto il suo insopprimibile peso, quando si è voluto utilizzare per trattore un autoveicolo a scoppio, è stato necessario renderlo pesante o zavorrarlo per aumentarne l'aderenza.

Quanto segue si riferisce esclusivamente al trattore con motore a combustione interna, nelle sue realizzazioni e applicazioni salienti, e precisamente: a) al trattore agricolo; b) al trattore stradale; c) al trattore bellico.

Trattore agricolo. - Primo in ordine di tempo, è stato essenzialmente studiato per la rapida e profonda aratura dei campi (fig.1), in sostituzione della trazione animale: si hanno i trattori agricoli a ruote, che si spostano e rimorchiano l'aratro od altri attrezzi agricoli per mezzo di due o più ruote motrici (nel trattore vero e proprio l'aratro è di solito indipendente dal trattore, ma può talvolta far corpo con esso, dando luogo al motoaratro del quale qui non ci si occupa); e i trattori agricoli a cingoli che si spostano sopra una strada che essi stessi distendono dinanzi a loro e che asportano dopo il loro passaggio, con i loro mezzi.

Un trattore agricolo a ruote (fig. 2) può essere costituito come un autoveicolo, cioè da un telaio su cui siano montati un motore, gli organi di trasmissione e le ruote, senza peraltro l'intermediario di molle; nei tipi di minor potenza sono motrici le sole ruote posteriori, mentre le ruote anteriori sono le direttrici; invece i tipi di potenza rilevante, destinati a compiere gli sforzi più duri, si costruiscono anche con tutte le quattro ruote motrici. Nelle costruzioni più recenti e organiche, il telaio è abolito, essendosi raggruppati in complesso unico il basamento del motore, gli organi di trasmissione e l'asse posteriore (tipico il trattore Fordson); ne deriva un insieme molto resistente e compatto, poco sviluppato in altezza, a tenuta perfetta, con gli organi al riparo dalla polvere, dal fango e dai corpi estranei, ancorché alcuni di essi risultino di difficile accessibilità.

Fino a qualche anno fa il motore da trattore era del tipo a benzina, ma con le caratteristiche specifiche del motore industriale, cioè a regime piuttosto basso, munito di regolatore di velocità e di volano molto pesante e adattato al funzionamento a petrolio, cioè munito di un carburatore speciale capace di carburare benzina per l'avviamento e petrolio a motore riscaldato (è da rilevare che il petrolio per l'agricoltura, appositamente colorato, gode, in molti paesi, di un regime fiscale di favore e costa quindi molto meno della benzina); nelle costruzioni più recenti è subentrato al motore a benzina il motore a iniezione (ciclo Diesel) che utilizza combustibili liquidi molto meno costosi della benzina e ha un più elevato rendimento termodinamico.

L'avviamento del motore da trattore è quasi sempre fatto a mano: nel motore a carburazione, che ha rapporto di compressione basso, mediante il vecchio dispositivo della manovella da innestare sul prolungamento dell'asse motore; nel motore a iniezione, che ha alto rapporto di compressione, mediante dispositivi speciali atti a moltiplicare lo sforzo dell'uomo sulla manovella o ad accumulare energia meccanica da applicare, in un certo momento, all'asse motore (avviatori ad inerzia): è escluso ogni impiego di accumulatori elettrici per l'estrema delicatezza e vulnerabilità degli apparati del genere: nei motori a iniezione di maggior potenza si è realizzato un avviamento meccanico a mezzo di un piccolo motore a benzina, che, collocato a fianco del motore principale, sostituisce il motorino elettrico per il comune avviamento dei motori d'automobile.

La trasmissione, nelle sue linee generali, è identica a quella degli autoveicoli, e comprende quindi un innesto ad attrito, un cambio dei rapporti (due o tre) e un albero di trasmissione rigido, privo cioè di giunti eardanici, in quanto il collegamento fra ruote motrici e telaio (o gruppo motore) avviene senza l'interposizione di molle: da questo albero, a mezzo di una coppia d'ingranaggi conici, il movimento viene trasmesso alle ruote motrici, previa la necessaria e, in questo caso, elevata demoltiplicazione. Per il trattore agricolo propriamente detto, date le piccole velocità necessarie all'aratura, possono essere sufficienti due soli rapporti, il maggiore per i terreni sciolti e il minore per i terreni compatti: talvolta peraltro il trattore agricolo viene impiegato anche per traini su strada, onde i costruttori hanno introdotto i tre rapporti dei quali spesso il secondo realizza la presa diretta mentre il primo è demoltiplicato, per i grandi sforzi di trazione, e il terzo è moltiplicato per la marcia su strada: in alcuni trattori il cambio dei rapporti è del tipo a ingranaggi cicloidali.

La trasmissione alle ruote posteriori viene fatta con una coppia conica di ingranaggi (rapporto 1/4 ÷ 1/6) e con l'indispensabile interposizione del differenziale, che però ha il dispositivo di bloccaggio: i semiassi trasmettono movimento alle ruote posteriori, non direttamente ma attraverso un demoltiplicatore destinato a ridurre ancora il rapporto fra giri del motore e giri delle ruote (rapporto 1/5 ÷ 1/8) onde, in definitiva, il rapporto del numero dei giri fra albero motore e ruote motrici oscilla fra 1/20 e 1/50, supposto il cambio in posizione di presa diretta. Talvolta la trasmissione alle ruote è a vite senza fine (fig. 5). In generale, un trattore agricolo, se munito di cambio a due rapporti realizza le velocità di 3 e di 6 km/ora, e se munito di cambio a tre rapporti, le velocità di 3, di 5 e di 8 km/ora.

Per aumentare l'aderenza col suolo, per rendere cìoè più difficili gli slittamenti delle ruote motrici, e per assicurare in tal modo il massimo sforzo di trazione, i cerchi delle ruote stesse vengono muniti di palette di aderenza (fig. 13) di ferro o di acciaio fuso. Le palette che meglio hanno risposto allo scopo sono quelle elicoidali disposte in modo che durante la rotazione della ruota non venga mai a mancare la presa sul terreno (fig. 2).

L'asse anteriore porta generalmente le ruote direttrici, che permettono la guida del trattore (solo in qualche caso l'avantreno è costituito di una sola ruota sorretta da apposita forcella): come si è accennato sopra, in alcuni trattori di notevole potenza, sono motrici anche le ruote direttrici. Il meccanismo della guida prende anche il nome di sterzo ed è in tutto simile, per i trattori a ruote, a quello degli automobili. L'asse anteriore è sempre bilanciato intorno ad un perno, ciò che, in assenza di molle o quanto meno di molle a grandi oscillazioni, consente alle ruote anteriori di adattarsi anche a forti disuguaglianze del terreno. Nelle ruote direttrici il cerchione è munito, sul piano medio, di una specie di coltello circolare destinato a impedire gli slittamenti laterali sul terreno da arare nel caso di sforzi di trazione laterali.

La posizione della barra di trazione, cioè dell'organo cui viene attaccato l'aratro o altro utensile agricolo da trascinare, ha notevole importanza ai fini della stabilità del trattore, in quanto lo sforzo di trazione deve poter contribuire allo sforzo di aderenza e impedire o limitare l'impennaggio: questo è dovuto, in genere, ad arresti bruschi dell'aratro di fronte a grosse radici o a trovanti (grosse pietre isolate); in tal caso le ruote si immobilizzano, ma, poiché l'albero motore tende ancora a girare, il pignone conico della trasmissione ha ancora tendenza a ruotare intorno alla corona, trascinando con sé il suo supporto cioè in definitiva il complesso del trattore, il quale tenderà ad alzarsi nella parte anteriore ruotando intorno all'asse posteriore. A tale fenomeno che è molto vistoso e pericoloso, poiché l'azione impennante si accentua a rotazione iniziata, si contrappone il peso del trattore sul davanti e l'azione del conducente che, al verificarsi di esso, deve disinnestare subito il motore. Se l'attacco dell'aratro è posto dietro l'asse posteriore, e al disopra di esso, il fenomeno ne risulta aumentato mentre se è posto al disotto ne risulta diminuito: infine risulta contrastato se l'attacco è posto in basso e nello spazio compreso fra i due assali, cioè press'a poco sotto al motore. Un attacco siffatto contribuisce anche ad aumentare l'aderenza del trattore sul terreno, proprio quando ve n'è più bisogno.

Disposizioni alquanto diverse prendono i trattori con tutte le ruote motrici: di solito il gruppo motore è collocato in prossimità dell'asse anteriore, e trasmette movimento alle ruote anteriori e posteriori, che hanno sempre lo stesso diametro, con trasmissioni distinte, collegate ma separabili, in modo da poter fruire, all'occorrenza, della sola trazione anteriore o della sola posteriore. Si tratta in generale di meccanismi molto complessi che consentono un adattamento straordinario alle disuguaglianze del terreno (fig. 4).

Trattore a cingoli (fig. 3). - Non differisce, nella struttura essenziale e nella posizione degli organi di movimento e di trasmissione, dal trattore a ruote: l'assale anteriore peraltro non ha più funzione di direzione, ma è rigido e porta due ruote, convenientemente profilate, sulle quali si avvolgono i cingoli, che, a loro volta, ingranano nella dentatura di cui sono fornite le ruote posteriori. I cingoli o nastri, sono costituiti da elementi (pattini) di lamiera stampata di acciaio speciale (molto duro) collegati tra loro a cerniera e vengono tenuti tesi da appositi tenditori a molla (fig. 6) che sono anche distanziatori dei due assali: appositi rulli intermedî assicurano il parallelismo dei due tratti orizzontali del cingolo. È necessario che i due cingoli siano ugualmente tesi, ad evitare che la trattrice giri dal lato del nastro più teso.

La guida si effettua in modo del tutto diverso da quello usato negli autoveicoli e nei trattori a ruote, e precisamente immobilizzando per un tempo maggiore o minore uno dei due cingoli: l'altro cingolo, rimasto solo motore, obbliga allora il trattore a girare dalla parte del cingolo immobilizzato il quale, durante questo movimento, striscia sul suolo. Tali manovre si possono realizzare in due modi: a) munendo di due freni a ceppi o a nastro i semiassi del differenziale e quindi agendo con un freno alla volta sul rispettivo semiasse; con questo, data la presenza del differenziale, si fa variare la velocità di un semiasse e quindi quella di movimento del cingolo relativo (Hanomag, Allis-Chalmers, Ara); b) munendo l'asse posteriore (che non deve avere il differenziale) di due innesti ad attrito e agendo su questi facendone slittare l'uno o l'altro: con che si varia la velocità dei due nastri (Fiat, Rénault, Caterpillar). I due sistemi hanno pregi e difetti che si può ritenere si compensino: la manovra dei freni o degl'innesti fa capo, di solito, a un unico volante di direzione o a due leve.

Il trattore a cingoli presenta su quello a ruote i seguenti vantaggi:

1. può marciare su tutti i terreni: la resistenza all'avanzamento su terreni cattivi è notevolmente inferiore a quella che sugli stessi incontra il trattore a ruote con palette di aderenza;

2. la superficie di appoggio di un cingolo sul terreno è molto più ampia di quella di una ruota e conseguentemente la compressione sul terreno è molto più bassa (350 gr. a cmq.);

3. l'aderenza è molto elevata, onde le sporgenze di aderenza possono essere molto modeste;

4. in virtù della sua ampia superficie d'appoggio sul terreno il trattore a cingoli non si affonda neppure su terreni sabbiosi o paludosi;

5. il sistema di sterzatura consente di descrivere curve di raggio piccolissimo (fino a girare su sé stesso);

6. data la presenza di ruote di trazione di piccolo diametro il centro di gravità del trattore è basso; ciò che fa diminuire la tendenza all'impennaggio.

Contro questi vantaggi si hanno gl'inconvenienti, non trascurabili, di un elevato prezzo di acquisto, di un rapido deterioramento dei cingoli, di una marcia delicata su strada, e di un peso morto considerevole (che per altro, per il trattore agricolo è a favore dell'aderenza).

I trattori agricoli sono sempre muniti di un dispositivo facente capo a una puleggia motrice ad asse orizzontale (fig. 14) e che viene utilizzata, a trattore fermo, per azionare operatrici agricole (trebbiatrici, sgranatrici, pigiatrici, pompe, ece.).

I trattori agricoli hanno potenze molto diverse, a seconda dei lavori da compiere. La potenza utile di un trattore è data naturalmente dalla formula P = F × V, cioè dal prodotto dello sforzo di trazione F alla sbarra per la velocità V di avanzamento; se ne può dedurre che, con uno stesso trattore si possono fare lavori molto diversi, cioè arare terreni di consistenza varia e a varie profondità, con l'aumentare o diminuire la velocità di avanzamento del trattore, o cambiando i rapporti in presa nella trasmissione, o variando il diametro delle ruote motrici. Dai piccoli ai grandi trattori gli sforzi utili alla barra di trazione variano dai 300 ai 10.000 kg. Il peso dei trattori agricoli varia dai 1000 ai 4000 kg.

Trattore stradale. - Dal trattore agricolo si è facilmente passati al trattore stradale allo scopo di trasportare macchine e attrezzi agricoli da una azienda all'altra: successivamente le esigenze dei trasporti hanno richiesto disponibilità di trattori stradali per il traino di carichi speciali, e di veicoli di dimensioni eccezionali, di carri officina, di carri carovana, di carri attrezzi, di carri cisterna, ecc., o per speciali usi (spostamento di veicoli ferroviarî negli scali merci). Il passaggio dal trattore agricolo al trattore stradale è molto facile: il più delle volte avviene con la semplice sovrapposizione di anelli o cerchioni (bandaggi; fig. 15) lisci alle ruote palettate o cernierate dei trattori agricoli a ruote, allo scopo di realizzare una marcia più dolce e di ottemperare alle disposizioni dei codici stradali che vietano l'uso delle ruote a sporgenze rigide. Più organicamente i trattori stradali a ruote derivano da quelli agricoli corrispondenti mediante i seguenti accorgimenti:

a) sostituzione delle ruote motrici agricole con altre di tipo stradale, aventi diametro maggiore (per realizzare una maggiore velocità) e di molto maggiore peso (ai fini dell'aderenza) e rivestite di gomme semipneumatiche o pneumatiche, a superficie scabra;

b) l'inclusione di molleggio tra complesso trattore e assale anteriore (fig. 7);

c) sostituzione delle ruote direttrici con altre, di tipo diverso, rivestite di pneumatici (fig. 8).

Il trattore a cingoli diviene trattore stradale a cingoli, ricoprendo ciascun pattino del cingolo di un tallone di gomma o sostituendo addirittura il cingolo di acciaio con altro di tela gommata portante tanti talloni separati in gomma (trattore Citroën). In genere, però, si può ritenere che il rendimento di un trattore con cingoli, anche se gommati, su strada, è notevolmente più basso di quello di un corrispondente trattore a ruote; onde in pratica il trattore stradale è quasi sempre a moote, e precisamente a due sole ruote motrici, se si tratta di sforzi di trazione relativamente modesti, e a quattro ruote motrici se si tratta di sforzi di trazione elevati. La fig. 9 mostra un'interessante applicazione di trazione stradale al trasporto a domicilio di carri ferroviarî per la presa e la consegna delle merci da porta a porta.

Trattore bellico. - È stato creato per la motorizzazione degli eserciti. La guerra mondiale aveva posto in luce la necessità di rapidi trasporti di munizioni, di uomini, di viveri e di artiglierie, su strada e fuori strada, e a questo si era provveduto adattando per gli usi bellici i pochi tipi di trattori agricoli allora esistenti. Venuta poi la necessità di risolvere la guerra, stabilizzatasi nelle trincee, comparve il carro armato (tank) moventesi su cingoli, dal quale è derivato poi il trattore a cingoli sopra descritto. Peraltro il trattore militare non differisce sostanzialmente dal trattore agricolo e da quello stradale, anzi partecipa molto spesso alle caratteristiche dell'uno e dell'altro, dovendo trascinare carichi di ogni genere su strada e fuori strada, e cioè marciare dappertutto: ne deriva che se si tratta di trattore a ruote, esso può, in determinati casi, ricevere su ciascuna ruota una guarnitura a cingoli destinata ad assicurare l'aderenza su terreni sdrucciolevoli o acclivi, o ad impedire l'affondamento su terreni instabili o molli: e se è del tipo a cingoli possiede di solito dispositivi per la facile applicazione di talloni di gomma per il caso che debba marciare su strada. Talvolta il carro armato, che è di norma a cingoli, se di potenza rilevante, può essere usato a trainare su strada uno o più veicoli trasportanti uomini o munizioni: veicoli che in prossimità del luogo d'impiego del carro armato vengono abbandonati in modo che questo possa agire liberamente ai fini per i quali è costruito.

L'esercito italiano fa una distinzione fra trattore e trattrice, adottando la prima denominazione per i trattori di piccola o media potenza, destinati però a camminare anche fuori strada, e la seconda per quelli di grande potenza destinati prevalentemente al traino su strada delle grosse artiglierie o delle grandi attrezzature per la costruzione di ponti (figg. 10 e 11). Quasi tutti i trattori bellici hanno adattamenti per il trasporto degli uomini da adibire alle speciali manovre del traino e della posa delle artiglierie e alla difesa eventuale del traino stesso.

Come per tutti gli ordigni bellici anche per i trattori a scopo mililare il costo di acquisto e di esercizio ha importanza secondaria in confronto con gli altri requisiti (potenza, aderenza, robustezza, maneggevolezza, ecc.) che si esigono da essi nelle circostanze speciali, e non certo di carattere industriale, in cui devono essere usati. I trattori a cingoli in dotazione dell'esercito italiano sono del tipo leggiero specialmente adatti a marciare fuori strada su terreni collinosi. Il tipo 708 CM. (fig. 12) ha motore da 30 cav., pesa kg. 2530 ed è capace di uno sforzo di 2300 kg.