Cuando un tractor avanza pueden distinguirse sobre el suelo dos acciones: 1) una vertical (comprimiéndolo por el peso) 2) una horizontal (por la fuerza que aplica la rueda)

ACCIÓN VERTICAL La acción vertical provoca la “huella” del vehículo. Esta “deformación vertical”, es directamente proporcional: al peso y es inversamente proporcional: a la superficie de vinculación con el suelo (pisada de la goma) y a la “dureza” del suelo.

ACCIÓN HORIZONTAL La “deformación horizontal” es directamente proporcional a la fuerza tangencial aplicada por la rueda. La rueda deforma horizontalmente al suelo y luego lo corta desplazándolo hacia atrás. La resistencia al corte horizontal de un suelo o “esfuerzo máximo de corte”, depende del tipo y condición del suelo y de la deformación vertical o peso soportado

TRACCIÓN Por definición, es la aplicación de dos fuerzas colineares dirigidas en sentidos opuestos y que actúan en un mismo punto de referencia. La rueda aplica su “fuerza tangencial” (originada en el motor del tractor) y el suelo le opone su “resistencia”

La TRACCIÓN se manifiesta mediante: 1) la velocidad real de avance del tractor, en cuya determinación el patinamiento es una pérdida. 2) el tiro (fuerza) desarrollado en la barra de tiro, en cuya determinación la rodadura (energía gastada en autotransportarse) es una pérdida.

LA TRACCIÓN IMPLICA Existencia de “rodadura” Existencia de “patinamiento”

RESISTENCIA A LA RODADURA (RR) es la cantidad de energía utilizada por el tractor para auto transportarse.

RESISTENCIA A LA RODADURA Su valor es directamente proporcional al peso del tractor e inversamente proporcional a la dureza del suelo. Otras variables que la afectan son: el número de ruedas, su disposición, sus medidas y su presión de inflado.

RESISTENCIA A LA RODADURA Qa es el “peso adherente” sobre la rueda K es el “coeficiente” de rodadura

El peso adherente es función del “peso estático” y de la “transferencia de peso” (desde el implemento y el eje delantero). Para un cálculo más rápido del peso dinámico se aplica la ecuación: con implementos arrastrados Qa = Q1 . 1,25 con implementos semimontados Qa = Q1 . 1,45 con implementos montados Qa = Q1 . 1,65

PESO TOTAL Qt y POR EJE Q1 Y Q2

El “coeficiente” de rodadura es función de la “dureza del suelo”, las “medidas de la rueda” y el “peso del tractor”. donde Cn es el “valor numérico de la goma”. donde IC es el índice de cono, “b” es el ancho de la rueda y “d” es el diámetro de la rueda.

PATINAMIENTO Se define como: el cociente entre circunferencia de la rueda distancia realmente recorrida o sea entre la distancia “teórica” recorrida en una vuelta y la realmente recorrida CUANDO NO EJERCE TIRO.

PATINAMIENTO DEBE DIFERENCIARSE: 1) la distancia teórica recorrida en una vuelta (es igual a la circunferencia de la rueda) 2) la distancia recorrida en una vuelta cuando el tractor avanza sin arrastrar implementos (es decir NO EJERCE TIRO) 3) la distancia recorrida en una vuelta cuando el tractor avanza arrastrando algún implemento (es decir EJERCIENDO TIRO).

La magnitud del patinamiento, es un buen indicador del contrapesado de un tractor La falta de peso provocará un alto patinamiento reduciendo la potencia disponible en la barra de tiro. El exceso de peso provocará una bajo patinamiento, asociado con un excesivo consumo de combustible y compactación del suelo. El peso óptimo maximiza la eficiencia de la goma en convertir la potencia del eje en TIRO en la barra de tiro.

CONDICIONES NECESARIAS PARA QUE SE PRODUZCA TRACCIÓN

1) QUE LA FUERZA DE LA RUEDA SEA MENOR QUE LA DEL SUELO 2) QUE LA FUERZA DE LA RUEDA SEA MAYOR QUE LA RESISTENCIA A LA RODADURA 3) QUE LA FUERZA DE LA RUEDA SEA MAYOR QUE LA CARGA IMPUESTA

Análisis general de la TRACCIÓN en un tractor con ruedas

Para comprender el fenómeno se asume que los neumáticos de un vehículo de ruedas tienen: 1) una superficie de contacto con el suelo “plana y rectangular” 2) la “misma longitud de contacto” 3) el peso del vehículo esta “uniformemente distribuido” entre todos los neumáticos 4) existe por tanto una presión "normal" y “uniforme" en “toda el área de contacto”

Estas supocisiones simplifican la comprensión, pero no son realistas Estas supocisiones simplifican la comprensión, pero no son realistas. Porque además, en un neumático, el tiro se desarrolla en parte por rozamiento entre taco/terreno y en parte entre intertaco/terreno; la relación entre la presión de inflado del neumático y el área de contacto neumático/suelo, tiene que ser definida cuantitativamente.

TIRO b. tiro = F rueda – R rodadura El TIRO o fuerza que el tractor desarrolla, con el uso de “una marcha" en “un suelo” determinado, resulta, de quitar a la magnitud de la fuerza aplicada por la rueda, el valor de la resistencia a la rodadura.

FUNDAMENTO El concepto anterior, se refiere a la “máxima fuerza” que la rueda puede aplicar al suelo. Pero la fuerza que “desarrolla” la rueda o “fuerza real” es función de: 1) FUERZA REQUERIDA 2) ÁREA DE CONTACTO 3) TIPO Y CONDICIÓN DEL SUELO 4) PESO SOBRE LA RUEDA

El corte del suelo (romperse) por efecto de la fuerza aplicada por la rueda, es un factor determinante de la prestación tractiva

S es la fuerza de corte del suelo c es la cohesión del suelo p es la presión normal (peso sobre la rueda) Ø el ángulo de resistencia interna del suelo J es el desplazamiento en el corte del suelo K es la deformación en el corte del suelo S determina la máxima fuerza que el suelo puede oponerle a la fuerza aplicada (rueda)

donde Fti es la fuerza total desarrollada por la rueda nti número de ruedas del vehículo bti es el ancho de contacto de la rueda (ancho de la pisada) Lti longitud de contacto W es el peso total del vehículo i es el patinamiento que se asume es el mismo para todas las ruedas.

Se puede ver: que la fuerza desarrollada por la rueda tiene dos componentes: 1) debido a la cohesión del suelo, la cual esta relacionada al área de contacto de la rueda como se describe en el primer término de la ecuación 2) debido a la fricción del suelo la cual esta determinada por la carga normal sobre la rueda y el ángulo de resistencia interna del suelo y es independiente del área de contacto del neumático

Tracción: factores que afectan la magnitud de las fuerzas En la rueda Aceleración Marcha (relación de transmisión) Eficiencia transmisión Diámetro de la rueda En el suelo Tipo de suelo Condición del suelo Peso del tractor Área de contacto rueda/suelo

El tiro desarrollado por un vehículo resulta de la integración de las fuerzas de corte en toda el área de contacto. Con igual fuerza de corte, por tener baja área de contacto, el tiro desarrollado por un tractor de ruedas generalmente será más bajo que el desarrollado por un tractor de orugas

En un suelo con cohesión importante (arcillas), la proporción de tiros (rueda vs oruga) es más sensible a la variación en la proporción de las longitudes de contacto Lti vs Lor que en un suelo friccional (arena)

Se pierde un 1 % de potencia cada 100 m sobre el nivel del mar Se pierde un 1 % de potencia cada 100 m sobre el nivel del mar. A menor velocidad de avance la transmisión debe ser más robusta (fuerte). Las altas velocidades generan problemas en la barra de tiro. La potencia (P) es igual a F * V, esto parece indicar que si se dobla la velocidad se doblará la potencia requerida. Pero el tiro también aumenta con la velocidad. Las altas velocidades son más peligrosas y requieren mayor habilidad y concentración del operario.

Fuerza vertical Numerosos estudios han mostrado que el tráfico agrícola, puede provocar en el suelo un incremento de su densidad, acompañado de una disminución en su porosidad y en los rendimientos del cultivo (Guerif 1984). Es evidente que para una determinada “carga”, la disminución de la presión de inflado de una rueda, aumenta su deformación y su área de contacto con el suelo.

El peso sobre el eje trasero determina la potencia disponible en la barra de tiro, ya que el tiro (o fuerza) realizado es un % de ese peso. Toda la potencia será usada, sólo si el peso es el suficiente como para no producir un alto patinamiento (de lo contrario hay que aumentar la velocidad). La potencia disponible en la barra de tiro cae en suelos blandos o húmedos.