Riassunto analitico
La presente tesi è stata svolta in collaborazione con la società CNH Italia S.p.a. e riguarda lo studio di un carrofreno, con il relativo sistema di controllo, in grado di riprodurre le sollecitazioni esistenti tra sollevatore e trattore quando all’attacco a tre punti sia collegato un attrezzo.
Attualmente le prove per la determinazione degli sforzi sul sollevatore si svolgono in campo quindi in condizioni fortemente variabili a seconda del terreno e delle condizioni atmosferiche.
Il sistema con carrofreno permette di svolgere la prova su pista quindi con condizioni di aderenza tra suolo e ruote quasi uniformi, invece nel caso precedente si ha la variabile suolo che influenza sia l’interazione con l’attrezzo sia quella con le ruote del trattore.
L’analisi inizialmente è stata incentrata sulla determinazione della dinamica dell’attacco a tre punti con attrezzo collegato. Sfruttando dati sperimentali ottenuti durante prove in campo di aratura è stato modellato il controllo di sforzo del sollevatore.
Il modello a un grado di libertà del sollevatore è stato ottenuto tramite il software Matlab Simulink per simulare la risposta dell’attacco a tre punti alla variazione delle forze agenti sull’attrezzo.
Il nuovo sistema con carrofreno collegato al sollevatore attraverso struttura e gancio a sfera, ed in particolare la progettazione del sistema di controllo retroazionato è stata effettuata utilizzando il software Simulink.
Come output del modello si ottiene la risposta del sollevatore in funzione della forza frenante applicata dal carro dinamometrico e dalla simulazione si ha una previsione di quale sarà il comportamento dello sforzo controllato durante una prova in pista con carrofreno.
È stato infine eseguito un confronto tra il modello con aratro e quello con carrofreno per tarare nel modello con carro dinamometrico i parametri riguardanti il controllo di sforzo che sono incogniti.
La parte conclusiva del progetto è rappresentata dallo studio della dinamica longitudinale del trattore soggetto all’azione frenante del carrofreno.
È stato costruito un modello tramite l’applicativo Simscape di Matlab dove il trattore è stato rappresentato come un corpo traslante avente forza di avanzamento data dall’interazione tra ruote e suolo e soggetto all’azione frenante data dal carrofreno.
Nella prova in pista e coerentemente anche nel modello, la posizione del pedale acceleratore è fissa pertanto variando nel tempo l’azione frenante del carro dinamometrico si ha una variazione di regime del motore con una conseguente accelerazione o decelerazione del trattore.
I modelli della dinamica del sollevatore e della dinamica longitudinale del trattore sono rappresentativi dell’azione frenante del carrofreno sul trattore infatti aumentando l’azione frenante il controllo di sforzo del sollevatore tende ad alzare l’attacco a tre punti e il trattore tende a decelerare.
Questi modelli hanno lo scopo di prevedere quale sarà il comportamento del sollevatore e del trattore all’azione frenante del carrofreno durante la prova in pista.
La prova in pista effettuata con il carrofreno progettato potrà quindi essere un test affidabile e facilmente riproducibile per verificare l’azione del controllo di sforzo del sollevatore e gli sforzi agenti tra attacco a tre punti e trattore.
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