Riassunto analitico
La trasmissione è il “cuore” di una trattrice agricola ed è un sistema molto complesso, in cui la meccanica si integra fortemente con l’idraulica. Ne esistono diverse tipologie, fra le quali oggi sono molto diffuse le CVT (Continuously Variable Transmission), che permettono di variare con gradualità e in maniera automatica il rapporto di trasmissione fra il motore a combustione e le ruote, garantendo un ottimo comfort di guida, molta versatilità nelle operazioni e la possibilità di far lavorare il motore nel punto di funzionamento ottimale.
Nell’ambito delle trattrici agricole, le trasmissioni CVT oggi utilizzate sono quelle dette “power split”, che dividono cioè la potenza in ingresso dal motore in due percorsi (uno meccanico e uno idraulico). Lo scopo di questa tesi è stato di supportare con molteplici attività lo sviluppo e miglioramento di una nuova trasmissione CVT da parte del gruppo Driveline di CNHi; tali attività hanno comportato l’analisi dettagliata di questo tipo di trasmissioni e del loro funzionamento.
Dopo un’introduzione generale sulle trasmissioni agricole (Capitolo 1), vengono illustrate in dettaglio le architetture input coupled (Capitolo 2) e output coupled (Capitolo 3), mettendone in luce i principi di funzionamento, le grandezze caratteristiche e le differenze più importanti. Fondamentale, per questo, sono stati sia il lavoro eseguito durante il tirocinio, sia l’approfondimento personale condotto studiando la letteratura disponibile.
La seconda parte della trattazione, invece, è dedicata all’idraulica della trasmissione. In particolare, facendo riferimento al progetto aziendale seguito, si spiegano alcuni miglioramenti introdotti sul circuito idraulico per risolvere delle problematiche relative alla trasmissione. Nel Capitolo 4, quindi, vengono illustrati lo schema idraulico originale e la nuova proposta nata durante il tirocinio. Successivamente, nei Capitoli 5 e 6 si presentano le simulazioni eseguite, tramite il software Amesim, per verificare i benefici portati alla trasmissione dalla nuova soluzione. Infine, nel Capitolo 7 si riporta lo studio eseguito sulla scatola della trasmissione per valutare la realizzabilità fisica del nuovo layout, nato nel corso di riunioni settimanali a cui si è partecipato nel periodo di tirocinio.
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Abstract
The transmission is one of the most important systems in an agricultural tractor, in which mechanics and hydraulics are strongly bonded. There are several kinds of transmissions, including the CVTs (Continuously Variable Transmissions), which enable to vary gradually and automatically the ratio between the engine and the wheels, guarantying an optimal comfort while driving, high versatility in the operations and the possibility for the engine to work at a fixed point.
The CVTs used for tractors are called “power split”, because they divide the power provided by the engine in two paths (a mechanical one and a hydraulic one). The aim of this thesis was to support with several activities the development of a new CVT transmission, designed by the Driveline Group inside CNHi. The analysis performed required first a thorough study of the transmission and its operation.
Hence, after a generic introduction on agricultural transmissions (Chapter 1), the input coupled architecture (Chapter 2) and the output coupled architecture (Chapter 3) are meticulously explained, shedding light on their functioning, their characteristics and their differences. For this, both the work done during the internship and the personal study based on research activities were fundamental.
Then, the second part of the dissertation is dedicated to the transmission’s hydraulics. Specifically, regarding the company project, it is explained the improvement on the hydraulic circuit introduced to solve some problems concerning the driveline. In Chapter 4, the original hydraulic scheme and the new proposal (developed during a dedicated brainstorming) are illustrated. Then, Chapter 5 and 6 show the preliminary Amesim simulations done to verify the benefits brought to the transmission by the new scheme. And finally, Chapter 7 shows the study done on the transmission’s housing to understand the feasibility of the new hydraulic circuit.
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