Capítulo 1
El tractor y equipo de tracción

1. Introducción

Sin duda alguna, el estudio de las máquinas agrícolas se debe iniciar con el conocimiento del tractor.

Cada parcela tiene sus propias actividades de manejo, según sea esta agrícola, forestal o pecuaria, y son estas las que determinan la magnitud y tipo de la maquinaria agrícola y el tamaño de los tractores agrícolas a usar.

El tractor es un indispensable instrumento de trabajo, tiene sus propias exigencias, con un límite de posibilidades que no se pueden sobrepasar.

En este capítulo se ofrece una completa información sobre las partes, funciones, funcionamiento y usos de los tractores; además del funcionamiento de los distintos sistemas que utiliza el tractor, lo cual es técnicamente necesario conocer para no sobrecargar la capacidad del tractor en cada labor y facilitar su operación y mantenimiento.

2. El tractor. Tipos y funciones

Es importante conocer a qué se refiere exactamente el término de tractor agrícola. La Directiva 2003/37/CE1 lo define de la siguiente manera:

Tractor: todo tractor agrícola o forestal de ruedas u orugas, de motor, con dos ejes al menos y una velocidad máxima de fabricación igual o superior a 6 km/h, cuya función resida fundamentalmente en su potencia de tracción y que esté especialmente concebido para arrastrar, empujar, transportar y accionar determinados equipos intercambiables destinados a usos agrícolas o forestales, o arrastrar remolques agrícolas o forestales. Puede estar acondicionado para transportar cargas en faenas agrícolas o forestales y estar equipado con asientos de acompañantes.

En los siguientes apartados se verán los tipos y características fundamentales de los tractores.

2.1 Tipos de tractores agrícolas

Existen muchas clasificaciones de tractores, atendiendo a diferentes factores (sistema de rodaje, tracción, especialización agrícola).

2.2 Funciones

Actualmente, el tractor agrícola cumple múltiples funciones, tanto en la agricultura como en la selvicultura. Estas funciones se pueden clasificar de la siguiente manera:

3. Componentes y funcionamiento

Si bien es cierto que existe una amplia gama en el diseño de tractores, se pueden distinguir los distintos componentes fundamentales en la siguiente imagen.

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Las funciones y características de cada una de estas partes son las
siguientes:

4. Prestaciones y aplicaciones

Las principales aplicaciones de los tractores son las siguientes:

5. El motor

El motor se encarga de transformar la energía calorífica, desarrollada durante el proceso de combustión entre el combustible diésel y el oxígeno del aire, en energía mecánica en el cigüeñal.

Los motores diesel son motores de combustión interna, que transforman el calor generado por la combustión del combustible en los cilindros en trabajo útil. El principio de funcionamiento es sencillo: la expansión de los gases producidos por la combustión dentro del cilindro empuja al pistón que, unido a la biela, hacen girar al cigüeñal.

El gasóleo, a diferencia de la gasolina, no se mezcla externamente con el aire. Estos motores de ciclo diésel están provistos de una bomba inyectora que, como su nombre indica, inyecta el gasoil al cilindro, lugar donde se produce la mezcla y combustión con el aire. Los motores de ciclo diésel son los que se uti1izan en la actualidad para los tractores agrícolas.

Se pueden dividir en dos grandes grupos las partes del motor:

Elementos primarios del motor

Las funciones y características de los elementos primarios son las siguientes:

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Con respecto a los elementos secundarios, que constituyen los diferentes sistemas del motor, se verán de forma más específica en los siguientes epígrafes.

6. Sistema de distribución y admisión

Es el conjunto de piezas que, sincronizadas con los movimientos del cigüeñal y el eje de levas, permiten el ingreso del aire a los cilindros en el momento oportuno, y la salida de los gases de escape con la mayor rapidez posible para permitir el inicio de una nueva recarga (inicio de otro ciclo de funcionamiento).

Está formado por el cigüeñal y el eje de levas (con sus respectivos engranajes en la distribución), los taques o buzos, varillas de empuje, balancines, válvulas y sus respectivos resortes, seguros y guías. Además, posee unos conductos por donde circula el aire limpio (conductos de admisión) y por donde salen los gases residuos de la combustión (conductos de escape), y por el sistema de filtrado del aire y el silenciador de los ruidos del motor en la salida de los gases de escape.

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El elemento circulante en este sistema es el aire y se contiene en el conducto de admisión.

El punto más alto del pistón dentro del cilindro se denomina PMS (Punto Muerto Superior); cuando el cigüeñal gira 180º, el pistón se encuentra en el PMI (Punto Muerto Inferior). La distancia existente entre el PMS y el PMI es llamada carrera del pistón.

El espacio que queda entre el PMS y la tapa de cilindros se llama cámara de compresión o combustión, como se observa en la siguiente imagen.

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Motor de combustión interna de 4 tiempos

La cilindrada del motor se calcula de la siguiente manera:

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La relación existente entre estos dos volúmenes (V1/ V2) se denomina relación de compresión. Es necesario comprimir el aire previamente a la combustión, para así aumentar su energía interna.

El diámetro del pistón es un poco más pequeño que el del cilindro, para disponer de una pequeña holgura. Para evitar las posibles fugas dentro del cilindro y que este mantenga la estanquidad, se utilizan los aros del pistón.

Descripción de los 4 tiempos del motor

Primer tiempo: Admisión

El pistón se encuentra en el PMS, cuando el pistón empieza a descender se abre la válvula de admisión, y la válvula de escape se encuentra cerrada. Al ser menor a 1 atmósfera la presión en el interior del cilindro, se carga de aire por diferencia de presión con la atmósfera, finalizando la admisión cuando el pistón llega al PMI.

Segundo tiempo: Compresión

El pistón comienza su carrera ascendente desde el PMI, en ese momento se cierra la válvula de admisión y la de escape permanece cerrada, y se produce así la compresión del aire admitido en el cilindro. Un poco antes de llegar al PMS, se inyecta combustible y ocurre la mezcla de este con el aire comprimido (carburación); en ese momento hay 35 atmósferas entre 600-700 ºC.

Tercer tiempo: Explosión-expansión (trabajo)

Dadas la elevada presión y temperatura existentes en el cilindro, se produce la explosión del combustible, que empuja al pistón hacia el PMI. Las válvulas de admisión y escape se encuentran cerradas.

Cuarto tiempo: Escape

Debido a la inercia obtenida de la expansión, el pistón empieza a ascender desde el PMI, en ese momento se abre la válvula de escape y el pistón empuja los gases de la explosión que quedaron en el cilindro. La válvula de admisión se encuentra cerrada, y se inicia un nuevo ciclo. Cada tiempo se realiza en 1/2 giro del cigüeñal en los motores de 4 tiempos. En los de 2 tiempos, por cada 1/2 giro se producen 2 tiempos.

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Sabía que...

El motor diésel no tiene bujía, toma el aire y lo comprime, y después inyecta el combustible directamente en la cámara de combustión (inyección frecuentemente directa). Es la energía interna del aire comprimido lo que enciende el combustible en un motor diésel (a diferencia de una chispa en el motor de gasolina).

7. Sistema eléctrico

En los motores con ciclo diésel, el combustible explota sin necesidad de “chispa”. El sistema eléctrico va orientado a proveer el movimiento inicial necesario para originar la presión adecuada en los pistones. En el tractor moderno, los componentes eléctricos y electrónicos son elementos esenciales. Este sistema cumple con tres funciones fundamentales:

El sistema más común en los tractores modernos consta de los siguientes circuitos:

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El sistema eléctrico consta de un acumulador de energía, el sistema de arranque, el sistema de carga y el sistema de luces, además de múltiples conductores, interruptores e indicadores eléctricos.

7.1 Circuito de carga

Cumple con las funciones de recargar la batería, entregar corriente durante el trabajo. Existen dos tipos de circuitos de carga: por dinamo y por alternador. En ambos circuitos se genera corriente alterna, diferenciándose en la forma de convertirla en corriente continua.

El circuito de carga trabaja según las necesidades del tractor: en el momento del arranque, solo trasmite corriente la batería; durante el trabajo normal, transmite la corriente la dinamo o el alternador; y en momentos de máximo consumo de corriente, la batería transmite una corriente suplementaria a la entregada por la dinamo o el generador.

El circuito de carga está formado por: batería, dinamo o generador, regulador o relay, y amperímetro.

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Los grupos de placas positivas y negativas van alternados, y entre estas placas se sitúan los separadores, que evitan el contacto entre grupos de polaridad opuesta, mientras dejan pasar el electrolito, a fin de bañar el material activo.

Un elemento está formado por el conjunto de 4 placas positivas, los separadores y 5 placas negativas, y su potencial es aproximadamente de 2 voltios. Por lo tanto, una batería de 12 voltios posee 6 elementos conectados en serie. La batería proporciona una corriente al motor de arranque.

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Nota

El exceso de carga daña los elementos de la batería. Es por eso que el regulador de voltaje tiene como misión que se genere corriente solo cuando la batería no se encuentra totalmente cargada.

Si un conductor se mueve dentro de un campo magnético, de forma tal que cruce las líneas del campo, se induce en él una fuerza electromotriz o caída de voltaje, el cual, a su vez, genera una corriente eléctrica.

7.2 Circuito de arranque

Transforma la energía eléctrica, acumulada en la batería, en energía mecánica, con la que se hace girar el cigüeñal del motor de combustión interna. Está formado por la batería, llave de contacto y el motor de arranque.

Al arrancar consumimos gran cantidad de corriente, al cambiarla en energía mecánica para dar movimiento al cigüeñal y vencer la enorme resistencia que contrapone la mezcla al comprimirse en la cámara de combustión.

El motor de arranque es un motor eléctrico caracterizado, por una parte, porque está diseñado para funcionar con grandes sobrecargas durante periodos de tiempo cortos; y por otra, porque es capaz de desarrollar una gran potencia en comparación con su tamaño reducido, gracias a que, al arrancar el motor de combustión interna, su volante gira más rápido que el motor de arranque, por lo que el piñón es obligado a girar en sentido contrario relativo, hasta que se desengrana totalmente y es retenido suavemente por un resorte amortiguador.

7.3 Circuito de alumbrado

Absorbe corriente tanto de la batería como de la dinamo o alternador. Es el circuito más sencillo y se caracteriza por el alto consumo de energía, llevando varios subcircuitos en paralelo, de acuerdo al uso que se le esté dando al tractor.

Los tractores suelen llevar luz larga o de carretera, luz de cruce, luces de población, luz trasera y luz de freno.

8. Sistema de engrase

En los motores diésel que equipan los tractores agrícolas, el aceite es distribuido dentro del motor por tres sistemas de engrase:

Las funciones de este sistema son:

El elemento circulante en este sistema es el aceite contenido en el cárter. Del tipo y calidad de este aceite depende, en gran medida, la vida útil del motor.

9. Sistema de refrigeración

La función principal de este sistema es la de mantener una temperatura óptima de funcionamiento del motor (de 85° C a 95° C). Existen dos sistemas de refrigeración del motor: por agua o por aire; no obstante, el más difundido en los motores de tractores es el de enfriamiento por agua, ya que es más eficiente.

Para lograr mantener la temperatura normal de funcionamiento, se utiliza agua dulce o un líquido refrigerante, el cual tiene importantes características anticongelantes, antioxidantes y anticorrosivas.

El líquido circulante absorbe el calor generado durante el proceso de combustión, manteniendo constante la temperatura del motor.

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Consta de:

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El agua es impulsada por la bomba hacia las camisas de agua de los cilindros, forzándola a subir por los conductos internos del bloque, llegando al radiador. En el radiador se encontrará con el termostato; en el caso de estar fría, se mantendrá cerrando el paso al radiador. Cuando el líquido suba de temperatura, se abrirá el termostato y dará paso al circuito motor-radiador. Por el radiador, el líquido circula a través de tubos, y se enfría por el aire que produce el ventilador.

Puede haber diferentes causas que lleven al calentamiento del motor: correa del ventilador rota, correa del ventilador floja, radiador sucio por fuera, tubos del radiador obstruidos, termostato encasquillado o pérdidas de agua.

10. Sistema de alimentación

La característica esencial de los motores diésel es la forma en que el combustible es introducido en el interior de los cilindros para que se queme. El recorrido que hace el gasoil a lo largo de todo el sistema de alimentación es el que se puede observar en la siguiente imagen.

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Todas estas piezas se sincronizan del eje del cigüeñal y el eje de levas en la distribución, para cumplir con la función de hacer llegar el combustible diésel a la cámara de combustión en el momento oportuno y en la dosis exacta.

Esto depende de la sincronización y de la calibración de los inyectores. El elemento circulante en este sistema es el combustible diésel, y se contiene en el tanque.

Los principales elementos de este sistema de alimentación de combustible son:

11. Sistema de transmisión

En este apartado se verá la transmisión del movimiento en el tractor desde el eje del cigüeñal hasta las ruedas o la toma de fuerza.

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11.1 Embrague

El embrague corta o transmite el giro del motor a la caja de cambios o a la toma de fuerza.

Cuando el pedal del embrague está suelto o sin pisar, el motor está embragado. Cuando el embrague está en posición normal (suelto), transmite el movimiento a la caja de cambios. Al pisar el pedal, el embrague deja de trasmitir dicho movimiento a la caja de cambios y el motor, por tanto, está desembragado.

A partir de la forma en que el embrague transmite el movimiento del motor, se pueden diferenciar varios tipos de embragues.

Embragues hidráulicos

Se fundamentan en la transmisión de energía que una bomba centrífuga transfiere a una turbina gracias a un líquido, normalmente aceite.

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El cigüeñal hace girar el volante de inercia y la bomba que está unida a él, provocando el desplazamiento del aceite hacia la turbina y el movimiento del eje de salida.

Embragues de fricción

Estos embragues transmiten el movimiento por medio de uno o varios discos de fricción intercalados entre el volante de inercia del motor y el eje primario de la caja de cambio, utilizando un mecanismo de presión.

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Existen tres tipos de embragues de fricción (monodisco, doble disco y multidisco) aunque el más utilizado es el de doble disco. El embrague de doble disco permite llevar independiente el movimiento de la caja de cambios del movimiento de la toma de fuerza.

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El embrague de doble disco lleva dos discos de embrague (el primer disco conectado con el eje primario de la caja de cambios, y el segundo unido a un eje que transmite el movimiento a la toma de fuerza) y dos platos opresores.

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  1. En esta primera opción, el movimiento se transmite a la caja de cambios y a la toma de fuerza, puesto que los dos discos de embrague están embragados.
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  2. Únicamente se transfiere el movimiento a la toma de fuerza, puesto que el segundo disco sigue embragado. Al pisar el pedal de embrague hasta la mitad de su recorrido, se libera el primer disco de embrague, desconectándose el movimiento a la caja de cambios.
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  3. Pisando a fondo el pedal del embrague se desconectan los dos movimientos, quedando entonces liberados los dos discos de embrague. No se transmite, por tanto, el movimiento a la caja de cambios ni a la toma de fuerza.

11.2 Caja de cambios

La caja de cambios permite aumentar o disminuir las revoluciones del motor, con el consecuente cambio en la fuerza disponible para tirar de las máquinas. Es decir, si la potencia suministrada por el motor fuera una constante (por ejemplo, la potencia nominal), a más velocidad del tractor, menos fuerza de tiro, y viceversa.

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Nota: Suponiendo que no existieran pérdidas de energía en la transmisión

Las labores agrícolas y forestales requieren el empleo de gran cantidad de máquinas, siendo la velocidad de avance y la fuerza de tracción diferentes en cada una de ellas.

La caja de cambios del tractor es, pues, el elemento de la transmisión que permite obtener un elevado número de marchas entre el eje de entrada y el de salida de dicha caja, con lo cual, para un mismo régimen de funcionamiento del motor, se pueden obtener tantas velocidades de avance como marchas tenga la caja de cambios.

El tractor tendrá menos fuerza de tiro a una velocidad larga que a una corta. Para adaptarse a las distintas velocidades de avance necesarias en los trabajos agrícolas o forestales, los modelos modernos tienen 12, 16, 24 o incluso más de 32 marchas. Tal diversidad de relaciones de desmultiplicación se consigue colocando varias cajas de cambio en serie (una caja de cambios de 4 o 6 marchas y uno o varios grupos reductores).

El número de marchas total resulta del producto de las posibilidades que incluyen las diferentes cajas de cambio (por ejemplo, una caja de cambio de 4 velocidades y un grupo reductor de marchas cortas y largas tendrán 4x2 velocidades).

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Recuerde

Para un determinado trabajo, la marcha óptima es la que confiere al vehículo la velocidad de avance adecuada, aprovechando de la mejor manera las características del motor (potencia, par, consumo).

Generalmente, los tractores disponen de un grupo reductor situado antes de la caja de cambios propiamente dicha, con el fin de aumentar el número de velocidades. Aunque la caja de cambios está sufriendo continuos avances, dada su importancia en la eficiencia del tractor, una caja de cambios de tipo convencional seguiría el siguiente esquema:

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Grupo reductor

El grupo reductor consta de una palanca reductora con tres posiciones: velocidades cortas, punto muerto y velocidades largas.

La palanca reductora mueve un desplazable con dos piñones de diferente tamaño: L y C. El desplazable se desliza sobre un eje estriado que recibe el movimiento del disco del embrague (eje primario).

Debajo de este conjunto hay un eje (eje intermediario del grupo reductor) con tres piñones de distinto tamaño fijos a él: dos (L’ y C’) que sirven para engranar con los del desplazable, y el tercero que, en toma constante, es el encargado de transmitir el movimiento a la caja de cambios.

Caja de cambios

Básicamente tiene tres ejes: uno de entrada (eje primario) y dos de salida (intermediario y secundario).

El grupo reductor transmite el movimiento al eje primario que, con un par de piñones en toma constante, lo transfieren al eje intermediario.

El eje intermediario tiene cuatro piñones de diferentes tamaños fijos a él:

Sobre el eje secundario van colocados dos piñones desplazables, uno el de 1ª y marcha atrás, y otro el de 2ª y 3ª. Cada piñón va unido a un collarín, en la garganta del cual se aloja una horquilla que se acciona por medio de la palanca del cambio mediante unas barras.

En esta caja de cambios, la palanca de cambio tiene cinco posiciones: punto muerto, primera velocidad, segunda velocidad, tercera velocidad y marcha atrás.

En la posición de punto muerto no hay transmisión de movimiento, porque no se encuentra engranado ningún piñón del eje secundario con ninguno del eje intermediario.

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Aplicación práctica

En base a la siguiente imagen, ¿qué marcha está puesta?, ¿qué piñones están engranados y con cuáles?

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SOLUCIÓN

Está puesta la marcha atrás. Partiendo de punto muerto, se desplaza la palanca hacia la posición MA, con lo cual el desplazable 1ª-MA engrana con un piñón de marcha atrás, el cual, a su vez, está engranado siempre con un piñón del intermediario (MA’). El piñón situado entre el piñón del eje secundario y el piñón del eje intermediario invierte el sentido de giro y, por tanto, el tractor se desplazará hacia atrás.

11.3 Diferencial

En los vehículos autopropulsados se dispone de un mecanismo diferencial, que tiene la función de adaptar las revoluciones de las ruedas motrices al recorrido que tienen que efectuar, para que, al tomar una curva, la rueda interior pueda recorrer una distancia más corta que las exteriores.

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Ubicado detrás de la caja de cambios, está formado por los siguientes elementos:

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Funcionamiento del diferencial: mientras el tractor va en línea recta, el eje secundario de la caja de cambios gira el piñón de ataque, este la corona, y esta arrastra la caja de satélites que está fija a ella. Los ejes de los satélites, al estar unidos a la caja, giran arrastrando a los planetarios y, por tanto, a través de la reducción final y los semipalieres, hacen girar las ruedas. Cuando el tractor va en línea recta, los planetarios giran en el mismo sentido y velocidad que la corona.

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Cuando el tractor gira, la rueda exterior hace más recorrido que la interior, ofreciendo esta última más resistencia, puesto que no puede moverse a la misma velocidad que la exterior. Al quedar frenada la rueda, frena también el movimiento de su planetario correspondiente, y entonces los satélites tienden a rodar sobre él, compensando el giro en la otra rueda. De esta forma, lo que pierde en giro la rueda interior lo gana en la rueda exterior. Cuando con el freno individual se frena una rueda, esta se detiene totalmente, y automáticamente la otra pasa a dar el doble de vueltas.

Los tractores con tracción en las ruedas delanteras y traseras llevan dos diferenciales: delantero y trasero.

A veces, el diferencial plantea un problema cuando una rueda pierde adherencia con el suelo (zonas con hielo, barro…), gira con velocidad doble que la corona, mientras que la otra se queda inmóvil. Para anular su función y obligar a las dos ruedas a ir a la misma velocidad, los tractores llevan un mecanismo de bloqueo del diferencial, pero solo se debe usar en situaciones como estas, porque podría causar averías e incluso el vuelco del tractor si se intenta girar con el bloqueo puesto.

11.8. La reducción final

Van montados a los lados del diferencial y completan la transmisión del movimiento hacia las ruedas. Su función principal es la de reducir las revoluciones del motor al mínimo, con el consecuente aumento del par de torsión en las llantas motrices. A pesar de las desmultiplicaciones resistidas en la caja de cambios y el diferencial, la velocidad de giro de los semipalieres sigue siendo alta para las bajas velocidades de desplazamiento de los tractores y sus grandes ruedas motrices.

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La reducción final puede ser de dos tipos:

12. Frenos

Los frenos son los mecanismos más usados para detener el tractor. El sistema de frenos debe ser muy eficiente, para evitar accidentes.

En los tractores agrícolas se pueden encontrar, fundamentalmente, cinco tipos de frenos:

  1. Bandas. El eje de las ruedas tiene un tambor que gira con ellas, este está rodeado por una banda que, al frenar, abraza al tambor y lo detiene.
  2. Zapatas. En este sistema, el aro de la llanta se encuentra sujetado al tambor, de tal forma que, para que el tractor se desplace, este gira. Se colocan unas zapatas semicirculares que son movidas contra las paredes internas del tractor, para impedirle el giro y obligar al tractor a frenar. Estas zapatas son accionadas normalmente con aceite hidráulico (líquido de frenos). Al accionar el pedal de freno, se oprime el pistón de una pequeña bomba, que toma el aceite de un depósito y lo remite a un pequeño cilindro que, al extenderse el pistón, fuerza las zapatas contra el tambor.
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  3. Disco seco. Este sistema es muy usado en pequeños tractores. Dos discos fijos, colocados paralela y concéntricamente, contienen, en su superficie interior, unas rampas con un balín entre ellas. Cuando se pisa el pedal de freno, por un mecanismo de barras se tira de la barra de tiro y esta hace que los discos giren en sentido opuesto, haciendo que el balín se desplace sobre las rampas, haciendo que los discos fijos se separen y actúen sobre la superficie interna de los discos giratorios y, por tanto, frenen y, al actuar sobre las llantas, frenen estas también.
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  4. Disco húmedo. Este sistema es muy usado para tractores grandes. Consta de una serie de discos fijos y otra serie de discos giratorios, que giran con las llantas. Están colocados paralelos entre sí y de forma alterna, sumergidos en aceite. Al accionar el pedal de freno, el aceite a alta presión (proveniente de la bomba hidráulica del tractor) entra en un cilindro que presiona los discos con mucha fuerza, impidiendo el movimiento de los discos giratorios, que, al estar conectados a las llantas, frenan el movimiento del tractor.
  5. Sistema de frenos antibloqueo (ABS). El sistema de frenos antibloqueo es un sistema computarizado que evita que sus ruedas se bloqueen cuando el freno se aplica con mucha fuerza. El sistema de frenos antibloqueo es una adición a sus frenos normales y solo se activa cuando las ruedas están a punto de bloquearse. Ayuda a mantener el vehículo bajo control cuando se frena con mucha fuerza.

13. Ruedas

Como se vio anteriormente, los tractores pueden ser de ruedas neumáticas u orugas (de goma o metálicas). Las más utilizadas son las ruedas neumáticas.

13.1 Partes de una rueda neumática

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13.2 Dibujo de la cubierta

Los dibujos de las ruedas son distintos según el trabajo que vayan a realizar.

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13.3 Identificación de la cubierta

En los flancos van marcadas una serie de características normalizadas: dimensiones, tipo de estructura, índice de carga, código de velocidad, referencia de utilización, tipo de banda de rodaje; además de la marca y modelo.

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Normalmente, la altura de la cubierta es el 80% de la anchura. Cuando la cubierta tiene una forma ovalada, no se mantiene esta proporción. En estas cubiertas, detrás de la anchura del balón, se indica la proporción altura-anchura, colocando una barra (/) y la proporción correspondiente.

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Ejemplo

175/60 R 13: en este caso, la anchura del balón es 175 mm, la altura es el 60% de la anchura, la cubierta es radial y el diámetro entre talones es de 13 pulgadas.

En la siguiente tabla se relaciona el índice con la carga máxima en kilogramos que puede soportar:

Índice

Carga (kg)

Índice

Carga (kg)

60

250

100

800

61

257

140

2500

63

272

160

4.500

64

280

En la siguiente tabla aparece la velocidad a la que corresponden distintos códigos:

Índice

Velocidad (km/h)

Índice

Velocidad (km/h)

A1

5

A8

40

A2

10

B

50

A3

15

C

60

A4

20

….

En la siguiente tabla se observan algunas referencias, la presión que recomiendan y el uso que se va a dar:

Referencia

Presión (kg/cm2)

Uso

*

1,6

Suelo suelto (campo)

**

2,4

Suelo medio (campo-camino)

***

3,2

Suelo duro (camino)

14. La potencia y su aprovechamiento en tractores y equipos de tracción: bases físicas de la potencia y rendimientos

En primer lugar, se van a recordar algunos conceptos básicos:

Al arrastrar un objeto de un kilogramo una distancia de un kilómetro, despreciando la fricción, da como resultado que se está haciendo un kg-km de trabajo. Es decir, el trabajo (T) es igual a la fuerza (F) por la distancia (D).

La potencia es la velocidad a la que se realiza ese trabajo o, lo que es lo mismo, la capacidad de efectuar una cantidad específica de trabajo en una cantidad específica de tiempo.

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Luego, sustituyendo la fórmula de trabajo en la fórmula de la potencia:

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La velocidad es igual a espacio partido tiempo (v=e/t):

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La potencia del motor en el sistema inglés se indica en caballos fuerza (HP), y en el sistema métrico, en kilowatios (Kw).

En los tractores agrícolas, la potencia del motor, a la velocidad del régimen de giro del motor, es siempre la misma, por lo que la potencia del motor, para llegar a la barra de tiro y poder exportarse hacia el implemento, atraviesa una serie de “peajes”, de los cuales la interfaz suelo-neumático es la más complicada de manejar, ya que es la única que no depende del fabricante, sino de las condiciones de manejo del establecimiento y del estado del clima.

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Rodado adecuado y control de carga

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Aplicación práctica

Tiene un tractor de 95 kw de potencia nominal con un régimen nominal de 2200 r/min, su potencia máxima es 108 kw y el régimen más bajo al que se puede obtener esa potencia es 1600r/min, ¿cuál es su potencia extra?, ¿cuál sería la potencia constante?, ¿es aceptable?

SOLUCIÓN

Potencia constante = ((2200-1600)/2200x100) = 27, 3 %.

Es aceptable porque es superior al 20%.

En la siguiente tabla se pueden distinguir varios ejemplos en la relación potencia-uso del tractor.

MOTOR

POTENCIA

IMPLEMENTO

FOTO

3005

27 HP

Desmelazadora

Hasta 1,50 m

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5403

64 HP

Fertilizadora

Carrito granero

Sin fin

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5605

75 HP

Mixer- comida p/

animales. Palita

frontal. Laboreo

horticultura

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5705

85 HP

Mixer mayor

tamaño. Rastra

chica. fumigación

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6415

106 HP

Arrolladora

sembradora 4 m

rastra-discos 32

discos

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6615

121 HP

Sembradora

Directa 5 m rastra

h/ 36 discos

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7715

180 HP

Rastra h/ 52

discos

sembradora 7 m

055-1.tif

7930

220 HP

Rastra dis. 56

discos

sembradora 8,50

m

056-1.tif

8230

220 HP

Sembradora

neumática 11

metros

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8330

275 HP

Sembradora 12

m. sembradora

13 m.

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Aplicación práctica

Un fabricante está comprobando el prototipo de un motor y obtiene los siguientes resultados:

  • Régimen de giro: 3000 r/min
  • Par obtenido: 120 N.m.
  • Consumo de combustible: 10 l/h

¿Cuál será la potencia útil que está suministrando?

SOLUCIÓN

Pu = M ∙ w
3000 r/min = 3000 ∙ (2 π /60) = 314 rad/s
Pu = 120 ∙314 N ∙m ∙rad/s = 37680 W = 37, 68 Kw

15. Tipos de potencia en tractores

Es muy importante saber las distintas formas de potencia que ofrece el mercado de tractores a la hora de comprar un tractor agrícola.

Las distintas normas y códigos de ensayo para medir esta potencia de motor se pueden separar en tres grupos, según el tipo de potencia que miden:

Las normas que se ofrecen en esta forma de potencia son: UNE 68-005-86/1, ISO 789/1, 2001/3 CE.

16. Aprovechamiento de la potencia: potencia de tracción, a la toma de fuerza y al sistema hidráulico

A continuación se verán los diferentes elementos que influyen en el aprovechamiento de la potencia.

16.1 Barra de tiro

Es una barra que se engancha en la parte baja del tractor en su parte anterior. Sobre su parte posterior se engancha la maquinaria o equipo que va a ser arrastrado, transmitiendo de esta forma la potencia del tractor. Se puede regular tanto en forma horizontal como vertical.

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Barra de tiro en un tractor

16.2 Toma de fuerza

Tiene como misión dar movimiento y fuerza a los mecanismos internos de algunas máquinas o implementos. La toma de fuerza se puede utilizar a tractor detenido (bombas de riego o grupos electrógenos) o en movimiento.

Evidentemente, si el tractor está en movimiento, la potencia del tractor se reparte entre el movimiento del conjunto tractor-máquina sobre el terreno, y el accionar del implemento que lleva (arrolladora de forraje, pulverizadora de arrastre).

Para facilitar que cualquier máquina se pueda acoplar a cualquier tractor, las medidas del elemento de conexión exterior a la toma de fuerza están normalizadas a nivel internacional, siendo fijos la longitud, el diámetro y el tamaño de las estrías. De esta manera, los fabricantes de máquinas e implementos, accionados por la toma de fuerza, se adaptan a estas medidas.

16.3 Accionar la toma de fuerza

La toma de fuerza adquiere el movimiento del tractor y lo puede recibir de tres maneras:

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La velocidad de rotación también está normalizada en revoluciones por minuto (r.p.m.), entre 540 y 1.000 r.p.m.

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Recuerde

Cuando el tractor trabaja con un implemento acoplado a la toma de fuerza, debe girar a las revoluciones que el fabricante indica, para su correcto funcionamiento.

17. Sistema hidráulico

Este sistema se utiliza para clavar o levantar arados y sembradoras, plegar implementos de labranza para pasar por tranqueras, accionar motores hidráulicos de pulverizadoras o sembradoras neumáticas, etc. En definitiva, transmite energía entre el motor y el mecanismo encargado de realizar el trabajo, mediante un flujo de aceite que circula por tuberías.

El siguiente esquema expresa las transformaciones energéticas de los circuitos hidráulicos sobre las máquinas agrícolas:

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Ventajas del sistema de transmisión hidráulica:

El sistema hidráulico consta básicamente de los siguientes componentes:

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La válvula distribuidora de caudal está comandada por el operario a través de una palanca que comunica las distintas vías, según la posición que se desee: desde la bomba a la válvula, desde la válvula al depósito y desde la válvula al actuador. Tiene tres posiciones: elevación, neutro y retracción.

18. Enganche de equipos y acondicionamiento

Para acoplar al tractor implementos agrícolas suspendidos o semisuspendidos, se emplea el elevador hidráulico, que consta de un conjunto de mecanismos que van colocados en el tractor y reciben el movimiento del motor. El elevador cumple tres funciones: asegurar la unión del implemento al tractor, bajarlo (posición de trabajo) y levantarlo (posición de transporte).

El enganche de tres puntos consta de dos puntos o brazos de tiro rígidos, unidos al tractor por uno de sus extremos mediante rótulas, y por el otro extremo lleva rótulas para su fijación a la herramienta agrícola. El otro punto de enganche es una barra extensible denominada “tercer punto”, unida en un extremo al bastidor o chasis del tractor, y el extremo opuesto fijado al implemento.

19. Puesto de conducción y cabinas

Sin duda alguna, de la cabina del tractor agrícola depende la seguridad y salud del operario. Es por eso que las normativas, como la Directiva 77/536/CEE del Consejo, de 28 de junio de 1977, obliguen a la homologación de los tractores agrícolas o forestales con ruedas.

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Cabina de un tractor

Los nuevos tractores agrícolas de cualquier nivel de potencia, con el fin de asegurar la comodidad, seguridad y salud de los operarios, introducen en la cabina la limitación del nivel sonoro en el puesto de conducción, las dimensiones de accesos y del propio puesto de conducción, la posición de los controles para facilitar las maniobras, la mejora del campo de visión, la utilización de asientos y otros sistemas para aislar las vibraciones de baja frecuencia que llegan al conductor, etc.

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Sabía que...

Existen tractores de alta gama en los que se reducen los niveles sonoros en el puesto de conducción por debajo de los que se encuentran en la gran mayoría de automóviles.

20. Importancia técnica de la mecanización y su relación con otros medios de producción

El instrumento más importante actualmente dentro de la mecanización agraria es el tractor, puesto que tiene la capacidad de utilizar gran variedad de implementos agrícolas, necesarios para multitud de tareas variadas (labranza, siembra, protección de cultivos, cosechadora…).

La administración de la maquinaria agrícola es muy importante para el agricultor, la selección y mantenimiento de esta diferenciará un agricultor eficiente de un agricultor. Para la administración de la maquinaria, se deben tener en cuenta tres factores fundamentales: selección de la maquinaria (identificar las máquinas más idóneas según las condiciones de trabajo), cálculo de costos (valorar la compra o alquiler), y mantenimiento de estas.

En la situación actual, con la creciente necesidad de maximizar beneficios con mayores producciones y alta productividad agropecuaria, se exige mecanizar los cultivos y tener los conocimientos técnicos necesarios sobre los tractores agrícolas y las máquinas utilizadas para cada labor, para que las tareas agrícolas sean lo más eficientes posible.

21. Resumen

Una vez visto este capítulo, se debe saber identificar cuáles son las partes del tractor y sus funciones, así como los mecanismos que utilizan para realizar las distintas aplicaciones que desempeñan.