Em busca da melhor dirigibilidade

Permitir a manobrabilidade dos equipamentos. Essa é a função dos sistemas de direção, seja nas máquinas sobre rodas ou nas sobre esteiras. Apesar desse sistema se destinar sempre ao mesmo objetivo, as peculiaridades de cada tipo de máquinas e a busca de maior eficiência resultam em uma variedade de tecnologias desenvolvidas pelos fabricantes de equipamentos e de componentes. Todos, entretanto, apóiam-se sobre o mesmo princípio: a hidráulica. Além dos sistemas de direção hidrostáticos, hidromecânicos e eletro-hidráulicos, há até os combinados com dispositivos de controle à distância, por meio de sistema global de posicionamento (GPS).

É o caso do sistema eletro-hidráulico oferecido há cerca de três anos no mercado brasileiro pela Sauer Danfoss. A tecnologia consiste em um controlador de direção acoplado ao equipamento, que recebe informações do satélite por meio de uma antena instalada no teto do equipamento e as envia diretamente para as válvulas eletrônicas que comandam a direção hidrostática. Esse comando aciona os cilindros hidráulicos que, por sua vez, determinarão o direcionamento das rodas.

Segundo Dirnei Antonio Datti, gerente geral da Sauer Danfoss no Brasil, o sistema pode ser complementado por outras tecnologias oferecidas como itens opcionais, como o amplificador de torque dotado de válvulas prioritárias. “Essa solução permite redirecionar o fluxo de óleo para outros componentes da máquina”, diz ele. “Outra solução é o amplificador de vazão. Nesse caso a ação é inversa, enviando mais fluido para o cilindro hidráulico da direção. Obviamente, isso resultará em perda de torque do equipamento, mas aumentará a eficiência da direção, diminuindo a quantidade de voltas necessárias no volante para a realização da manobra”, complementa Datti.

Controle por GPS
Segundo o especialista, a combinação de direção eletroeletrônica com sistemas GPS é amplamente utilizada em equipamentos agrícolas, como tratores, colheitadeiras e pulverizadores. “Entretanto, apesar da possibilidade de sua aplicação em construção pesada e mineração, desconheço o uso dessa tecnologia em lavras de minério e canteiros de obras no Brasil.”

Datti pondera que há outras tecnologias de direção por GPS mais antigas e conhecidas no setor. “São sistemas cujo sinal de GPS é enviado para uma espécie de conjunto de direção independente, com acionamento direto no volante. A diferença do nosso sistema é que o sinal é enviado ao conjunto hidrostático da direção, deixando a operação muito semelhante à manual, mas com os benefícios de maior produtividade e precisão oferecidos pelo controle por GPS”, ele completa.

Entre os ganhos de produtividade obtidos, Datti cita novamente os equipamentos usados em aplicações agrícolas. “No plantio, por exemplo, evita-se a sobreposição de mudas e, na colheita, o sistema reduz a passagem dupla sobre a mesma faixa de terreno.” Ele explica que, em operações agrícolas, uma sobreposição de 10 cm durante a colheita pode representar uma perda de produção significativa no final do dia.

Ajustável ao terreno
Para a Volvo Construction Equipment (VCE), os sistemas hidromecânicos também são imbatíveis quando o assunto é a dirigibilidade de seus caminhões articulados. “Essa tecnologia comprova a tendência natural de substituição dos sistemas orbitais de direção pelos baseados em princípios hidráulicos”, avalia Masashi Fujiyama, especialista da área de suporte de vendas e aplicações da VCE. Segundo ele, o uso de sistemas hidromecânicos permite que o operador de um caminhão articulado experimente a mesma sensação vivida pelo motorista de um automóvel de passeio.

Fujiyama explica que, diferentemente do sistema orbital, no qual as irregularidades do terreno exigem que o operador ajuste o rumo do veículo a cada solavanco, a direção hidromecânica facilita a dirigibilidade dos caminhões articulados da marca. Isso porque ela é dotada de uma espécie de eixo mecânico interligado ao chassi traseiro e a uma válvula autocompensante, de forma a evitar que as irregularidades do terreno desviem os pneus de seu curso natural.

“Nos caminhões articulados calculamos a intenção de direção do operador. Como esse sistema permite que o ângulo de articulação permaneça sempre o mesmo, podemos dizer que a intenção de direção é 100% mantida”, complementa João Zarpelão, gerente de engenharia de vendas da VCE.

Manobras mais suaves
O uso da hidráulica também avança nos equipamentos sobre esteiras, apesar de, por definição, alguns especialistas creditarem seu direcionamento ao sistema de transmissão – e não ao de direção. Isso porque a manobra desses equipamentos é determinada pelo controle independente de velocidade das esteiras de cada lado do equipamento. O contraponto é que esse controle precisa ser eficiente o bastante para permitir o direcionamento do equipamento de um lado para o outro.

Por esse motivo, os sistemas de acionamento presentes nos atuais equipamentos sobre esteiras já não seguem os padrões baseados no uso de embreagem. Fabricantes como a Komatsu e a Caterpillar lançam mão de novas tecnologias de direção em seus novos modelos. A marca japonesa, por exemplo, equipou os tratores D51EX-22 com direção hidrostática e com joystick para o controle das mudanças de velocidade e de sentido das esteiras.

O sistema é comandado por uma bomba hidráulica independente, caracterizando-se pela transmissão da potência do motor a ambas as esteiras, sem sua interrupção na esteira do lado interno da curva. Dessa forma, quando a máquina está realizando uma manobra, a esteira do lado externo se move mais rápido, enquanto a do lado interno gira com menos velocidade, de forma a proporcionar maior suavidade à operação.

“O uso dessa tecnologia em tratores de esteiras ainda é uma novidade, embora ela já seja aplicada em escavadeiras hidráulicas há muitos anos”, diz Marcos Antônio Carlutto, gerente de serviços da Komatsu Brasil International (KBI). “A adoção dessa tecnologia exige uma série de adaptações, já que os tratores de esteiras necessitam de sistema com pressão e vazão hidráulicas muito altas”, ressalta o especialista.

Raio de giro menor
Carlutto explica que a potência hidráulica requerida durante a locomoção das escavadeiras é muito menor do que a necessária aos tratores de esteiras. “Ao contrário das escavadeiras, que trabalham paradas, quando os tratores se deslocam, geralmente estão movimentando pilhas de materiais à frente de sua lâmina”.

Apesar de seguir um princípio semelhante ao do equipamento da Komatsu, com o acionamento “inteligente” de velocidades das esteiras para sua melhor manobrabilidade, o trator D6N, da Caterpillar, adota outra tecnologia de dirigibilidade. Na verdade, ele conta com um diferencial planetário para realizar a manobra da máquina, acelerando a velocidade de uma esteira e reduzindo a da outra durante a curva.

Segundo a assessoria de imprensa da fabricante, o sistema de direção do D6N é dotado de três conjuntos de engrenagem planetária, de uma bomba hidráulica de vazão variável dedicada e um motor da direção bidirecional, de cilindrada fixa. O sistema conta ainda com engrenagens de comando da direção para trabalho pesado, com dois conjuntos de engrenagens planetárias, que formam o diferencial duplo, e com um terceiro conjunto de engrenagens planetárias no alojamento principal.

“Esse conjunto permite que, quando o equipamento se desloca para a frente, em linha reta, a potência possa fluir do conjunto da coroa e pinhão da transmissão para o diferencial duplo, transmitindo uma potência igual para cada comando final,” informa a Caterpillar. Durante as curvas, o sistema transfere maior potência para a esteira do lado externo, acelerando a sua velocidade e mantendo a esteira interna à curva com velocidade reduzida.

Segundo avaliações da fabricante, isso resulta em um raio de giro menor, possibilitando o uso do equipamento em locais com pouco espaço e de difícil manobrabilidade. A empresa ressalta que toda a dirigibilidade dos D6N é definida por controles do tipo leme. Inclusive, no mesmo joystick podem ser realizados os comandos relativos ao sistema de transmissão da máquina.