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L L E E S S T T R R A A C C T T E E U U R R S S A A G G R R I I C C O O L L E E S S
Amadou DAO
Ingénieur Agronome
(M.A.S.E.C) INTRODUCTION
De par son nom, le tracteur est une machine qui sert à tracter, c’est à dire tirer. Le tracteur agricole est donc une machine agricole dont la fonction principale est de tirer des équipements agricoles. Aujourd’hui, à la fonction de
«tirer» sont venus s’ajouter d’autres qui sont: porter des outils à l’arrière grâce au système de relevage hydraulique, faire tourner d’autres équipements agricoles à partir de la prise de force, ou même porter des équipements à l'avant. Le tracteur agricole d’aujourd’hui est une machine polyvalente, très confortable malgré sa structure particulière..
A A –– LES DIFFERENTS TYPES DE TRACTEURS AGRICOLES
Les tracteurs agricoles sont répartis en deux grandes familles selon leur mode de locomotion :
- les tracteurs à chenilles : le tracteur se déplace sur des chenilles et le changement de direction est obtenu par blocage d’un des trains de chenilles. (droit ou gauche).
- les tracteurs à roues : comme leur nom l’indique, ils se déplacent sur des roues.
Les tracteurs à roues se subdivisent en deux catégories selon qu’ils sont en version :
- simple traction : dans ce cas, seules les roues arrière sont motrices. Ces tracteurs sont reconnaissables à leurs pneus
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arrière qui sont grosses et portent des crampons particuliers permettant une bonne adhérence.
- double traction : dans ce cas, les roues avant et celles de l’arrière sont toutes motrices. Le tracteur dans ce cas est aussi dit à quatre roues motrices (4RM). Les crampons des pneus sont de même nature; les dimensions des pneus avant des tracteurs agricoles courants sont en général plus petites que celles de l’arrière. Mais dans certains cas, ils sont tous identiques.
Selon leur mode de direction, les tracteurs à roues peuvent être du type :
- à roues avant directrices (cas le plus courant),
- articulé : dans ce cas de figure, la direction du tracteur se fait à partir d’une articulation située au centre du tracteur.
Pour tourner sur la droite ou sur la gauche, le tracteur « se plie » à partir du milieu en V. La commande de direction est hydraulique.
B- FICHE D'IDENTIFICATION DES TRACTEURS AGRICOLES.
Chaque constructeur après avoir fabriqué sa machine lui attribue une "carte d'identité " sous forme de plaque fixée sur la machine.
Sur cette plaque figure les informations suivantes : - le numéro du tracteur,
- le numéro du moteur, sa puissance indiquée en cheval vapeur, (CV) ou en kilowatts (KW).
Sur les flancs du tracteur, le constructeur indique :
- la marque du tracteur (DANKELE, AGRIMEX, HINDUSTAN, NEW HOLLAND, MASSEY FERGUSON, JOHN DEERE, etc.
- le type du tracteur dans sa gamme de fabrication ; l'indication du type est propre à chaque maison de fabrication. C'est souvent le nom commercial du tracteur dans la maison ; ex1: HINDUSTAN 312 DI;
HINDUSTAN est la marque; dans 312, les deux premiers chiffres indiquent la puissance (31 CV) le chiffre 2 indique le nombre de cylindres et le sigle DI veut dire (Direct Injection ou injection directe.) ex 2 : FIAT 70 DT : la marque est FIAT ; la puissance est 70 et c’est un tracteur en double traction.
- la couleur commerciale. Chaque fabricant dispose de sa couleur commerciale qui lui est propre. C'est un signe distinctif de la marque.
C- CONSTITION DES TRACTEURS AGRICOLES MODERNES.
Le tracteur agricole moderne possède sept (7) parties essentielles distinctes solidement emboîtées les unes dans les autres. Cette structure est rendue nécessaire à cause des sollicitations physiques importantes liées aux conditions de travail.
L’ensemble constitue un bloc compacte sur lequel sont disposés les accessoires de commande ; ces sept parties sont les suivantes :
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l’essieu avant et son support, le moteur, le carter d’embrayage et de boîte de vitesses, le carter de transmission finale, le carter des réducteurs latéraux, le carter de la prise de force, et le relevage hydraulique.
1. DESCRIPTION DE LA STRUCTURE
1.1. L'essieu avant et son support.
Il est constitué de deux organes essentiels : le support de l'essieu et l'essieu lui-même.
L'essieu est une pièce transversale composée de :
- deux demi essieux coulissants de chaque côté sur lesquels sont montées les roues avant. Le fait de pouvoir coulisser permet de régler la largeur de la voie du tracteur.
- un essieu central portant en son milieu un axe qui permet aux roues avant de pivoter sur le plan transversal. Ce pivotement permet ainsi aux roues avant de garder un contact permanent avec le sol quelque soit la topographie du terrain. Les organes de la direction sont fixés sur les extrémités des supports directs des roues avant directrices dans le cas des tracteurs à 2 roues motrices.
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Sur les tracteurs à quatre roues motrices, la partie transversale de l'essieu est constituée d’un ensemble d’organes semblables à ceux du «pont arrière» permettant de recevoir du moteur et de transmettre aux roues avant l’énergie motrice en provenance du
moteur. Dans le cas des roues avant motrices, le réglage des voies se fait à partir du voile de la jante (à l’endroit ou à l’envers) et son point d’attache sur la jante (intérieur et extérieur) exactement comme sur les roues arrière. A l’avant de l’essieu se trouve le support sur lequel sont fixés divers éléments tels que la batterie, les organes de la direction, le radiateur, le cadre d’appui du filtre à air, du capot et des phares d’éclairages
1.2. Le moteur.
C'est un moteur thermique du type à allumage par compression (moteur Diesel). Du point de vue de l’allumage, il peut être soit à injection mécanique, soit à injection haute pression (Common Rail).
Du point de vue refroidissement, il peut être du type à air ou du type à eau. Selon sa puissance, il peut comporter 1, 2, 3, 4, 6 cylindres en lignes et pour du matériel de très grosse puissance 8 cylindres en V. le moteur peut disposer d’un turbochargeur simple ou avec refroidisseur d’air. La technique de recyclage des gaz d’échappement a une tendance à se développer.
Le moteur est le fournisseur d’énergie dont a besoin le tracteur pour tous les travaux. Cette énergie est transmise :
- aux roues pour les déplacements et la traction, - à la prise de force pour faire tourner des machines,
- au système hydraulique pour soulever ou abaisser des équipements (relevage hydraulique) ou alimenter d'autres équipements extérieurs au tracteur (vérins hydrauliques d'équipements traînés ou de remorques) ou système de freinage sur remorque.
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a- La direction.
Les extrémités des essieux avant qui portent les roues sont différentes selon qu'il s'agit de tracteur à 2 RM ou 4 RM. L’essieu est constitué :
- des extrémités des essieux qui portent les roues, - de la timonerie de direction constituée par :
o la barre de commande de direction qui transmet le mouvement en provenance du volant,
o la barre transversale d’accouplement des deux roues directrice,
o les organes intermédiaires entre la barre d’accouplement et la barre de direction (rotules).
o Parfois un vérin à double effet pour faciliter la conduite.
La commande de direction est soit :
- du type entièrement mécanique ; dans ce cas, l'effort nécessaire au braquage est entièrement déployé par le conducteur. Le boîtier de direction du type à vis sans fin et galet est l'organe qui renvoie l'effort du conducteur aux roues.
- soit du type assisté ; dans ce cas, l'effort de braquage est développé par servomécanisme hydraulique. Une pompe hydraulique habituellement du type à engrenage et entraîné par le moteur du tracteur refoule l'huile sous pression à un vérin en passant par un distributeur hydraulique. Ce vérin à son tour agit sur les leviers de commande de la direction. Bien
conçu, le circuit fonctionne même avec le moteur arrêté. La direction assistée existe avec deux options :
o assistance hydraulique incorporée : le volant agit dans ce cas sur un distributeur hydraulique du servomécanisme qui assure alors la fonction de braquage.
o Assistance hydraulique séparée : la servocommande comporte une pompe hydraulique à orbite, entraînée directement par l'arbre du volant. En cas de panne du moteur, la pompe est en mesure d'alimenter le vérin hydraulique mais avec un effort plus élevé.
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b- Les freins.
Le tracteur agricole comporte un frein de service et un frein de stationnement. Le premier est à commande par pédale et le second est à main. Le frein de service comporte deux (2) pédales de frein.
Chaque pédale commande une roue arrière. Une languette sert à les relier pour une conduite normale. Le frein à pédale peut être à commande mécanique ou hydraulique.
Les éléments de freinage sont du type à ruban ou à disques soit à sec ou à bain d'huile. Pour les tracteurs à roues, on rencontre l'un des quatre types suivants :
- frein à ruban à sec avec commande mécanique, - frein à disques à sec avec commande mécanique,
- frein à disques à bain d'huile avec commande mécanique, - frein à disques à bain d'huile avec commande hydraulique.
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1.3. Le carter d'embrayage et de boîte de vitesses.
Il est boulonné compacte aussi bien au moteur qu’au carter de distribution finale. Il est très renforcé car se trouvant au milieu du tracteur. L’embrayage non visible de l’extérieur est logé entre le moteur et la boîte de vitesses dans le carter. Il est commandé à partir d’une pédale se trouvant sous le pied gauche du conducteur.
Le tracteur peut disposer d’un embrayage à un seul disque ou d’un embrayage à deux disques. Lorsque l’embrayage est à un seul disque, ce disque commande aussi bien l’avancement que la prise de force. Lorsque l’embrayage comporte deux disques, le premier, commande l’avancement du tracteur et le second, commande la prise de force. Lorsque la pédale d’embrayage est actionnée, elle arrête momentanément toute transmission d’énergie entre le
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moteur et les organes du tracteur (roues et prise de force). Cette interruption permet au conducteur d’engager une vitesse ou la prise de force.
Il existe plusieurs modes de commande lorsque le tracteur possède deux disques d’embrayage :
- Le mode de commande par pédale : dans ce cas, la pédale possède deux positions : c’est une pédale unique à double course :
• une première course en appuyant sur la pédale à mis parcours pour engager les vitesses,
• une deuxième course au delà de la première pour l'engagement de la prise de force (fig N° 2).
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- Le mode de commande mixte : dans ce cas :
• la pédale sert uniquement au passage des vitesses. Elle commande uniquement l’avancement du tracteur.
• Un levier manuel sert en ce moment à l’engagement de la prise de force.
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Lorsque le tracteur possède un seul disque, celui-ci sert aussi bien pour l’avancement du tracteur que pour la prise de force. Il suffit l’appuyer sur la pédale d’embrayage à fond pour effectuer l’une ou l’autre des opérations.
L’identification du carter d’embrayage et de boîte de vitesses est aisée, en effet, c’est au dessus de ce carter que se trouvent disposés les différents leviers de vitesses, de celui de la double
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traction s’il s’agit d’un tracteur à 4 RM, et la prise de force. Ces différents leviers permettent de choisir la composante force ou vitesse la mieux adaptée pour les travaux à exécuter.
1.4. Le carter de transmission finale.
Il est communément appelé pont, lui aussi est solidement boulonné au carter de la boîte de vitesses et au carter des réducteurs latéraux. Dans ce carter sont logés les éléments permettant de recevoir l’énergie «dosée» sélectionnée en provenance de la boîte de vitesses et ceux permettant de transmettre cette énergie aux roues motrices. Ces éléments sont composés de l'arbre de sortie de la boîte terminé par un pignon conique en prise sur la grande couronne. Il y a dans ce carter un
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autre élément appelé le différentiel. Son rôle est de créer une différence de parcours dans les virages et de
Permettre ainsi cette opération plus facile. Les roues internes au virage ont leur parcours diminué tandis que les roues externes ont le leur augmenté. Une pédale sous le talon du conducteur appelée
"pédale de blocage du différentiel" permet de rendre solidaire les deux roues arrières en cas de patinage d’une des roues motrices.
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1.5. Le carter des réducteurs latéraux.
Ils sont au nombre de deux et sont fixés sur le carter de transmission finale. Leur forme est fonction du type de réducteur final utilisé, on distingue:
- les réducteurs à pignons droits; il s’agit là de deux pignons de diamètres très différents engrenés l’un sur l’autre, le pignon réducteur est toujours du côté de la roue (c'est à dire le plus grand).
- les réducteurs épicycloïdaux, ils sont de conception très différente du premier ils sont constitués :
• d’une grande couronne dentée de l’intérieur et montée sur la roue,
• à l’intérieur de cette couronne sont montés en triangle équilatéral trois pignons satellites roulant sur la couronne.
• et enfin à l’intérieur, les mêmes trois pignons satellites sont en prise directe sur celui de la transmission finale.
C’est ce type de réducteur qui est monté sur les transmissions finales des roues avant des tracteurs à double traction.
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1.6. Le système hydraulique de commande de relevage.
Il est monté au dessous du carter de transmission finale (sous le siège du conducteur). IL est composé des éléments suivants :
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- un carter d’huile qui est celui de la boîte de vitesses et de la transmission finale. L’huile utilisée est celle de la boîte et du pont (huile SAE 90), Dans certains cas aussi, ce circuit est isolé et indépendant,
- des conduites pour l'huile,
- une pompe généralement de type à engrenage qui est entraînée par le moteur et qui aspire l'huile à travers un filtre,
- un distributeur qui permet d'alimenter le vérin hydraulique à simple effet,
- un vérin à simple effet qui sert à soulever ou abaisser l’équipement ; ce vérin peut être vertical, double et indépendant à l'extérieur, ou être unique et horizontal et interne, version la plus répandue.
- un dispositif d'attelage d'outils à trois points,
- une prise auxiliaire pour les équipements traînés. Cette prise peut être simple ou double.
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Le dispositif d'attelage comprend:
- deux bras de relevage qui sont actionnés par un vérin interne (si P tracteur < 60 -80 CV) ou deux vérins externes (si P ≥ 80-100 CV) ;
- deux bras inférieurs appelés encore bras de traction; ils sont fixés sur le châssis du tracteur;
- deux chandelles reliant les bras de traction aux deux bras de relevage,
- un bras de poussé appelé encore "troisième point"
permettant d'atteler l'outil en son point central,
- deux chaînes qui servent à limiter le débattement latéral des outils.
L'ensemble de ce dispositif est réglable de manière à permettre de nombreuses utilisations en fonction des outils et des exigences du terrain. Des leviers de commandes permettent de réaliser
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différentes positions (montée, neutre, descente des bras) avec les leviers de commandes :
• la position «contrôle de position» : cette position permet de contrôler la course des bras de relevage et de maintenir ainsi une profondeur de travail qui aura été préalablement déterminée par le conducteur. Dans ce cas de figure, la profondeur de travail sera maintenu quelque soit les variations de structure du terrain qui peuvent se traduire par des augmentations ou des diminutions de l’effort de traction.
• la position «effort contrôlé» le choix de cette position permet par contre de présélectionner et de maintenir un effort de traction constant qui peut se traduire par des variations de profondeur de travail en fonction de la résistance à la traction ; l’outil peut donc se soulever ou par contre s’enfoncer d’avantage en fonction de l’effort de traction prédéterminé .
• la position mixte : c’est ainsi une combinaison des deux types de contrôle.
• La position flottante : c’est une position dans laquelle l’outil attelé est libre de se déplacer verticalement dans les deux sens.
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Le relevage hydraulique est doté d’autres dispositifs de contrôle qui sont :
• le réglage de la vitesse de descente des bras en fonction du poids de l’outil : ce réglage est obtenu par une manette qui actionne un robinet d’étranglement placé sur la conduite de retour du vérin.
• le réglage de la rapidité de réponse qui permet de contrôler la rapidité de réaction de l’outil au travail, en particulier par le contrôle d’effort.
• la position de la barre de poussée du troisième point ; en effet, en fonction du choix du tour de positionnement dépendra la réaction de l’outil surtout lorsque le relevage est du type à contrôle d’effort par troisième point.
Le tracteur dispose en plus de prises hydrauliques auxiliaires qui peuvent être du type à simple ou double effet. Lorsqu'il y a une seule prise, elle permet d'alimenter un vérin à simple effet. Lorsque la prise est double, elle permet d'alimenter un vérin à double effet.
1.7. La prise de force.
C’est un embout cannelé muni d’une protection, elle est située à l’arrière du tracteur. Pour l’utiliser, il faut enlever la protection et l’accoupler à l’outil grâce à un arbre à cardan de liaison entre l’outil et le tracteur. Cette prise de force existe en plusieurs versions :
- la version standard fonctionnant avec le même embrayage que celui du moteur. On dit en ce moment qu'elle est dépendante. elle est non synchronisée et fonctionne à une seule vitesse (540 tr / mn ou 1.000 tr / mn).
- Elle est partiellement indépendante quand elle dispose de son propre embrayage mais commandée par la même pédale.
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- Elle est totalement indépendante lorsqu'elle dispose de son propre embrayage et de sa commande manuelle.
Lorsque la vitesse de rotation est de 540 tr / mn, le diamètre est de 35 mm et le nombre de cannelure est égale à six (6). Lorsqu'elle est de 1000 tr / mn, le nombre de cannelure est de vingt une (21) ou vingt sept (27) et le diamètre est de 45 mm. Dans le cas ou le tracteur dispose des deux vitesses de rotation (dans nos pays), le nombre de cannelures est de six (6) et le diamètre est de 45 mm.
