Primeros experimentos de potencia en tractores
Si bien el tractor ha experimentado cambios experimentales continuos, la investigación general sobre su diseño generalmente se divide en tres eras
En este artículo =
1--Eras del desarrollo
2--Diseño de bastidor unitario
3--Era del refinamiento
4--Turbinas en tractores
McCormick Harvesting, una de las empresas matrices de International Harvester, fue pionera en la experimentación con tractores, lo que se refleja en el Auto-Mower de esa empresa, que debutó en la Feria Mundial de 1900. El Auto-Mower no solo introdujo el concepto de un tractor liviano para la agricultura, sino que también fue el primer tractor que empleó una toma de fuerza.
Desde sus humildes comienzos como motor de tracción a vapor modificado (en el que se colocaba un motor de combustión interna sobre un bastidor sencillo), el tractor ha sido un experimento en constante desarrollo. Esa experimentación continúa hoy en día, mientras los ingenieros ultiman los planes de uno de los cambios más significativos en el diseño de tractores desde que se creó el tractor Charter (uno de los primeros tractores jamás construidos) en 1889.
Pronto, el tractor autónomo será presentado a los agricultores, marcando el comienzo de la era de los vehículos robóticos sin conductor, sin volante, asiento ni cabina.
Eras del desarrollo
Si bien el tractor ha experimentado cambios experimentales continuos, la investigación general sobre su diseño generalmente se divide en tres eras.
Como ya se ha dicho, los primeros tractores eran imitaciones de las máquinas de tracción a vapor. Se trataba de gigantes que pesaban varias toneladas y que consistían en poco más que un motor monocilíndrico equipado con un enorme volante y una transmisión de una sola velocidad acoplada a un bastidor de hierro fundido sobre un conjunto de ruedas de tracción trasera y ruedas de dirección delanteras. Tras la experimentación de McCormick en 1902 con el ágil cortacésped Auto-Mower, los ingenieros comenzaron a idear máquinas más pequeñas, algunas de las cuales utilizaban un solo volante delantero.
El tractor tipo triciclo no se haría popular hasta la década de 1930. Pero los tractores sufrieron una dieta masiva, gracias al desarrollo de motores de cuatro cilindros más potentes y compactos.
John Deere exploró numerosas configuraciones antes de decidirse por el diseño convencional visto en el Modelo D. Esta variación experimental del cultivador motorizado fue identificada únicamente como un "cultivador autopropulsado en un campo".
Diseño de bastidor unitario
A principios de la década de 1910, Wallis Tractor Company llevó el diseño de tractores a otro nivel, experimentando con la construcción de un bastidor unitario. Este enfoque, que todos los fabricantes de tractores adaptaron con el tiempo, empleaba un bastidor unitario, con el motor montado en la parte superior y la transmisión acoplada en la parte trasera. Este avance, introducido en el Wallis Cub, no solo redujo el peso del tractor, sino que también agilizó su fabricación.
En este punto, los ingenieros comenzaron a evaluar configuraciones, con una sola rueda de tracción trasera y dos ruedas directrices delanteras; una sola rueda de tracción delantera con dos ruedas directrices traseras; dos ruedas de tracción delantera y ruedas directrices traseras; y otras combinaciones.
Los fabricantes, incluido John Deere, jugaron con el concepto de lo que entonces se denominaba motocultivador o arado motorizado, lo que marcó la continua reducción del tamaño de los tractores. La moda de los motocultivadores alcanzó su punto álgido a finales de la década de 1910 y desapareció a principios de la década de 1920, sustituida por el concepto de tractor multiuso, presentado a los agricultores en la edición regular de Farmall en 1924.
Allis-Chalmers experimentó con la tecnología de celdas de combustible que generaba electricidad que alimentaba un motor de corriente continua. Se accedía a la energía de cuatro bancos de celdas de combustible (1008 celdas individuales que generaban 15 kilovatios) mediante un controlador que variaba el voltaje que llegaba al motor de corriente continua de 20 hp del tractor.
Era del refinamiento
Después de que el Farmall salió al mercado, las configuraciones se orientaron hacia las cuatro ruedas. La excepción fue la creciente aparición de tractores de orugas en la agricultura, que encontraron su lugar en las laderas empinadas y en condiciones de suelo más blando.
Las décadas siguientes estuvieron marcadas por mejoras que mejoraron el rendimiento y la longevidad de los tractores. Los fabricantes comenzaron a experimentar con una asombrosa variedad de avances mecánicos, entre ellos =
Piezas de desgaste reemplazables - Cojinetes antifricción - Colector del carburador - Purificadores de aire avanzados - Lubricación por pistola de presión y de fuerza - Acero aleado y tratado térmicamente - Neumáticos - Caballos de fuerza de empuje
El tractor multiusos siguió dominando el diseño a medida que los agricultores demandaban una máquina que pudiera arar y cultivar. Con el fin de la Gran Depresión, también exigieron
más potencia.
La cilindrada de los motores creció exponencialmente, al tiempo que aumentaban sus velocidades de funcionamiento. Las transmisiones se ampliaron para incluir múltiples marchas en rangos diseñados para transmitir más potencia al suelo. La Segunda Guerra Mundial frenó los avances de la ingeniería. Con su fin llegó incluso una mayor demanda, no solo de potencia, sino también de comodidades como el arranque eléctrico, las luces y las cabinas.
Sin embargo, el motor de gasolina alcanzó su máximo potencial en términos de generación de energía, lo que inspiró a los ingenieros a investigar tecnologías de motores revolucionarias.
Oliver, que fue pionero en gran parte del trabajo inicial sobre motores diésel para tractores, intentó aumentar la potencia del motor de gasolina en 1953. El Oliver XO-121 empleaba un motor con una sorprendente relación de compresión de 12:1.
Para alcanzar esas presiones, los ingenieros de Oliver modificaron un motor diésel Hercules de cuatro cilindros, equipado con culatas y pistones especialmente diseñados que casi duplicaban la relación de compresión de otros motores de gasolina. El motor quemaba un combustible especial de alto octanaje desarrollado por Ethyl Corporation.
El tractor generaba un sorprendente 92% más de cv y consumía un 35% menos de gasolina en comparación con motores de gasolina de cilindrada similar. Pero el diésel ofrecía una gran generación de cv quemando un combustible más barato, por lo que el XO-121 nunca salió al mercado.
Los ingenieros de Ford experimentaron con un diseño de motor de turbina de “pistón libre”, que empleaba dos pistones que se deslizaban hacia adelante y hacia atrás dentro de una cámara de combustión de un solo cilindro. Estos cilindros producían gases de escape que hacían girar la turbina del tractor hasta 43.000 rpm.
Turbinas en tractores
La tecnología de turbinas, que había avanzado mucho durante la guerra, encontró un defensor en Ford, cuyos ingenieros intentaron construir un tractor propulsado por turbinas. El Typhoon de Ford de 1957 tenía una turbina de “pistón libre” que utilizaba dos pistones que se deslizaban hacia adelante y hacia atrás dentro de una cámara de combustión de un solo cilindro. Los pistones no tenían bielas para transferir la potencia. En cambio, su propósito era producir gases de escape para hacer girar la turbina. Los engranajes de doble reducción alimentaban la potencia a la transmisión servoasistida.
El motor nunca funcionó, pero la transmisión reapareció dos años más tarde, cuando Ford presentó su Select-O-Speed, la primera transmisión powershift del mundo.
Los ingenieros de IHC fueron los que más se acercaron a incorporar un motor de turbina a un tractor. El HT340 de 1961 desarrollaba unos asombrosos 80 CV, pero el motor consumía demasiado combustible y nunca se comercializó.
Sin embargo, la transmisión hidrostática del tractor encontró su lugar en los futuros equipos IHC.
En ocasiones, la experimentación con tractores resultó profética. Tomemos como ejemplo el tractor de pila de combustible Allis-Chalmers de 1959. La tecnología de pilas de combustible está de moda en los automóviles. Sin embargo, hace más de 50 años, los investigadores de Allis crearon una máquina que generaba energía utilizando una mezcla de gases (principalmente propano) para provocar una reacción química en las pilas de combustible y generar electricidad.
A diferencia de los híbridos actuales, el motor de pila de combustible de Allis era enorme = empleaba 1.008 pilas de combustible individuales que contribuían al volumen de 5.270 libras de la máquina.
El tractor tenía un motor y una transmisión sin partes móviles, generaba el doble de eficiencia que un motor de combustión y “funcionaba como un susurro”. Aun así, el tractor nunca fue comercializado.
21-9-24--D. Mowitz
sf-usa
