Sviluppo e ottimizzazione di un freno motore idraulico su trattrici di nuova generazione

The aim of this work is to develop and optimize an engine brake for new generation tractors, i.e. to test and validate a new system, for which there still is no clear legislation for homologation. SDF group required the study of the hydraulic part of the system and the implementation of the electro viscous fan. However, following the first experimental tests, we had evidence of the potential offered by the hydrostatic transmission with continuous variation mounted on the vehicle. Using the user’s input we can vary the transmission parameter set achieving: a reduction of the transmission ratio, the engagement of the hydraulic part and the engagement of the cooling fan. This possibility has been examined by experimental tests upon the analytical study of the transmission and this led to important contributions in terms of braking power and extension in engagement time. Eventually the solutions adopted for the three components of the engine brake has been intensively tested on real road conditions. The reliability of the system was verified and the control logic optimised following these tests. An analytic study and several experiments led to changes in the transmission software implemented on board, as explained in this paper. In conclusion, the initial system has been developed and optimized where possible. With the contribution of the mechanical part we introduced a substantial improvement, reaching the performances of alternative systems at a much lower cost due to the limited number of simple additional parts required.

Il presente lavoro di tesi è rivolto allo sviluppo e ottimizzazione di un freno motore su trattrici agricole di nuova generazione. Ovvero del lavoro di testing e validazione di un sistema innovativo, per cui non esiste ancora una chiara legislazione omologativa. Quanto richiesto dall’azienda SDF era lo studio della parte idraulica del sistema e dell’implementazione del giunto elettro viscoso. A seguito delle prime prove sperimentali tuttavia si è avuto evidenza delle potenzialità offerte dalla trasmissione a variazione continua di tipo idrostatico presente sul veicolo. Congiuntamente all’input proveniente dall’utente di voler decelerare il veicolo è possibile agire sulla centralina in modo che contemporaneamente si abbia: una riduzione del rapporto di trasmissione, l’ingaggio della parte idraulica e l’ingaggio della ventola di raffreddamento. Questa possibilità è stata vagliata con prove sperimentali previa lo studio analitico del sistema ed ha condotto ad importanti contributi in termini di potenza frenante e di estensione dei tempi di ingaggio. Infine il complesso delle soluzioni adottate per i tre componenti del freno motore è stato testato in modo intensivo in condizioni reali. A seguito di queste prove si è verificata l’affidabilità del sistema e si sono perfezionate le logiche di funzionamento. Questo elaborato è la base teorica e sperimentale che ha portato alle modifiche software implementate a bordo veicolo. In conclusione si è completato lo sviluppo ed ottimizzato ove possibile il sistema come concepito; tramite il contributo della parte meccanica si è introdotto un sostanziale aumento di prestazioni riuscendo ad avvicinarle molto a quelle di sistemi alternativi ma ad un costo nettamente inferiore dato il limitato numero di semplici componenti aggiuntivi richiesti da questo sistema.