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JÚLIO CÉSAR DIAS DE CASTRO Orientador: Prof. Msc. JOAQUIM JULIO DE ALMEIDA JUNIOR

Monografia apresentada à Faculdade de Engenharia Mecânica como exigência para a obtenção do título de bacharel pela Universidade de Rio Verde.

RIO VERDE-GO 2009

Esta monografia foi julgada adequada para obtenção do título de JÚLIO CÉSAR DIAS DE CASTRO na área de EVOLUÇÃO DOS TRATORES AGRICOLAS, e aprovadas em sua forma final.

Orientador:

Prof. Msc. Joaquim Júlio de Almeida Júnior Orientador

Prof. Msc. Giancarllo Ribeiro VasconcelosDiretor. Prof. Msc. João Pires de Moraes
1 Membro da banca2 Membro da banca

Banca Examinadora: RIO VERDE 2009

2 DEDICATÓRIA

Dedico este trabalho aos meus pais pelo apoio incondicional em todas as fases de minha vida, especialmente na realização deste objetivo, sem os quais certamente o caminho teria sido mais difícil.

3 AGRADECIMENTO

Agradeço a Deus pela dádiva da persistência, saúde e fé em todos esses anos, a meus pais Messias Martinho de Castro e Eunice Dias de Castro que desde muito cedo me incentivaram a estudar, e nunca parar diante de nenhum obstáculo não importando a complexidade do mesmo não poderia deixa de agradecer meu orientador Joaquim Júlio de Almeida Júnior, por todo tempo que disponibilizou para me auxiliar no desenvolvimento da monografia.

Agradeço também a duas pessoas que foram fundamentais na minha vida, onde essas pessoas me estenderam a mão sem pedir nada em troca: Dino Moraes de Sousa e Sebastião Almeida Perez minha eterna gratidão, ao meu irmão Juliano Messias Dias de Castro e minha avó Geralda Rosa Pereira que sempre esteve me incentivando meu intelectual.

“Há homens que lutam um dia e são bons.

Há outros que lutam um ano e são melhores.

Há os que lutam muitos anos e são muito bons. Porém, há os que lutam toda a vida. Esses são imprescindíveis.

Bertold Brecht.

CASTRO. Júlio César Dias de. Evolução Tecnológica de Tratores Agrícolas. 2009. 45f. Trabalho Final de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) – Fesurv – Universidade de

Rio Verde, Rio Verde – GO, 20091 .

Este trabalho teve como objetivo discorrer sobre a evolução mecânica dos tratores agrícolas partindo de considerações gerais sobre essas máquinas, passando pela mecanização agrícola enquanto fator contribuinte não somente da presença cada vez maior de tratores no campo como também norteadora dos processos de desenvolvimento e evolução. O que se percebeu é que tal evolução das máquinas obedeceu, sempre, tanto a propósitos comerciais como também com objetivos de melhores condições para o desenvolvimento das atividades no campo, procurando sempre aliar eficiência, praticidade e rendimento. Pode-se destacar, nesse contexto, que o Sistema Common Rail representou um grande avanço para os motores a diesel, pois além da eficiência reduz impactos ambientais pela emissão de gases poluentes e oferece o conforto da diminuição de ruídos, resultado do sistema de injeção mecânica. O estudo, portanto, resultado de pesquisa bibliográfica sobre o tema, conduziu à conclusão de a evolução dos tratores agrícolas se deu e continua ocorrendo numa dimensão global de toda a máquina, ou seja, o elemento evolutivo, ao ser incorporado, acaba por conduzir à modernização de outras partes, de modo que o conjunto todo se beneficie e, conjuntamente, promovam o desenvolvimento dos equipamentos.

Palavras-chaves: Mecanização agrícola. Evolução. Modernidade.

1 Orientador: Prof. Msc. Joaquim Julio de Almeida – FESURV – Universidade de Rio Verde.

Figura 1: Visualização esquemática de um motor Stirling de combustão externa17
Figura 2: Moto de combustão interna18
Figura 3: Bloco do motor19
Figura 4: Pistão do motor20
Figura 5: Vista parcial de anéis de segmentos de compressão e vedação de óleo21
Figura 6: Evolução dos tratores agrícolas entre 1906 e 196427
Figura 7: Evolução dos tratores agrícolas28
Figura 8: Evolução dos tratores agrícolas29
Figura 9: Motor de combustão interna31
Figura 10: Posição das válvulas durante o primeiro curso do pistão na fase de admissão32
Figura 12: Posição das válvulas durante o terceiro curso do pistão na fase de expansão3
Figura 13: Posição das válvulas durante o quarto curso do pistão na fase de descarga3
Figura 14: Principais partes dos motores do ciclo Otto de dois tempos34
Figura 15: Esquema de motor a diesel35

LISTA DE FIGURAS Figura 1: Posição das válvulas durante o segundo curso do pistão na fase de compressão 32

tempos35

Figura 16: Admissão de ar durante o primeiro curso nos motores diesel de quatro

tempos36

Figura 17: Injeção de combustível na massa de ar quente nos motores diesel de quatro

Figura 19: Resíduos da combustão são eliminados através da válvula de descarga37
Figura 20: Transmissões Power Shift38
Figura 21: Sistema de injeção de combustível Common Rail41

7 Figura 2: Motor a diesel controlado eletronicamente por sistema Common Rail .............. 42

INTRODUÇÃO9
METODOLOGIA1
TRATORES AGRÍCOLAS12
3.1 ASPECTOS GERAIS13
3.2 PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS15
3.3 IMPORTÂNCIA DOS TRATORES AGRÍCOLAS16
3.4 TIPOS DE MOTORES E PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO16
3.4.1 Motores de combustão externa17
3.4.2 Motores de combustão interna17
MECANIZAÇÃO AGRÍCOLA2
4.1 ESCORÇO HISTÓRICO2
4.2 OBJETIVOS E IMPORTÂNCIA DA MECANIZAÇÃO AGRÍCOLA24
TRATORES AGRÍCOLAS25

CAPÍTULO IV 4.3 A MECANIZAÇÃO COMO DETERMINANTE DA EVOLUÇÃO DOS

EVOLUÇÃO MECÂNICA DOS TRATORES AGRÍCOLAS26
5.1 FATORES DETERMINANTES26
5.2 MOTOR30
5.3 EMBREAGEM37
5.4 CÂMBIO39
5.5 DIFERENCIAL39
5.6 SISTEMA COMMON RAIL40
CONSIDERAÇÕES FINAIS4

Os tratores agrícolas são atualmente uma das principais ferramentas usadas nas atividades no campo, desde o preparo do solo até a colheita estas máquinas se fazem presentes enquanto instrumentos que permitem o aprimoramento destas atividades e promovem eficiência nos resultados. Um aspecto importante a ser considerado nesse cenário de desenvolvimento das atividades agrícolas, sem dúvida, está relacionado à mecanização que desde o início de sua implementação vem passando por transformações significativas, mantendo sempre como foco o ganho em produtividade, redução de tempo para a execução das tarefas e, principalmente, compatibilizando custos e resultados.

Ao longo dos anos os tratores vêm sofrendo transformações importantes, evoluindo continuamente em todos os aspectos. Referindo-se à sua estrutura de funcionamento mecânico, as pesquisas de desenvolvimento e aperfeiçoamento têm dado especial atenção ao melhoramento destas máquinas, aumentando sua potência e implementando precisão. É certo que tais modificações possuem caráter também comercial, uma vez que as indústrias fabricantes estão sempre buscando oferecer ao produtor rural máquinas e equipamentos que contemplem suas necessidades e expectativas, percebendo nesse crescente mercado excelentes oportunidades de negócio. Outro aspecto relacionado ao contínuo aperfeiçoamento dos tratores agrícolas, também relacionado a fatores comerciais, diz respeito à concorrência. Ou seja, diante da demanda as indústrias buscam agregar valores aos seus produtos para diferenciar da concorrência, o que representa a implementação de tecnologias cada vez mais apuradas nesse sentido e o resultado para o produtor é a oferta de máquinas e equipamentos cada vez mais potentes e eficientes.

Desta forma, este trabalho focou-se na discussão acerca da evolução dos tratores agrícolas, abordando de forma especial sua evolução tecnológica. Sendo um estudo resultante de pesquisa bibliográfica sobre o assunto, foi divido em capítulos como procedimento para a melhor compreensão do tema proposto, estruturado de maneira crescente facilitando o entendimento sobre os aspectos abordados.

Portanto, no segundo capítulo tem-se a metodologia adota para o desenvolvimento deste trabalho.

No terceiro capítulo discorreu-se sobre os tratores agrícolas numa visão geral, abordando os principais aspectos e características destas máquinas, bem como sua importância para a agricultura enquanto instrumento pertencente ao processo de mecanização. Ainda neste capítulo abordou-se os tipos de motores e suas particularidades.

No capítulo seguinte o assunto tratado foi a mecanização agrícola numa abordagem que permite compreender a influência dela para a presença maciça dos tratores no campo da mesma forma em que influenciou e continua influenciado a modernização dos tratores agrícolas.

O quinto capítulo tratou especificamente da evolução dos tratores agrícolas partindo dos fatores determinantes da modernização identificada nos dias atuais e também as principais modificações percebidas ao longo dos anos. O último capítulo apresenta as principais conclusões do estudo.

O primeiro passo para o desenvolvimento de pesquisas, independente da área de estudo, é determinar os procedimentos que serão adotados para o levantamento das informações e sua apresentação. A esse respeito, Cervo (1983, p.19) descreve bem isso quando considera que a “metodologia cuida dos procedimentos, das ferramentas e dos caminhos para se atingir a ciência”. Definir a área de pesquisa com a formulação do tema é importante para o desenvolvimento do estudo tendo o assunto principal como norteador das pesquisas que serão utilizadas.

Para Lakatos & Marconi (2001, p.106): “O método se caracteriza por uma abordagem mais ampla em nível de abstração mais elevado dos fenômenos da natureza e da sociedade”. Considerando essas autoras, este estudo tratou-se basicamente de pesquisa bibliográfica a partir da escolha e separação de obras e autores que abordam o assunto e teve como propósito levar ao entendimento os principais fatores que determinaram a evolução dos tratores agrícolas. Utilizou-se também da pesquisa virtual a partir da leitura de artigos publicados na Internet cujo foco principal foi obter informações atualizadas acerca do tema proposto. Esse método contribuiu para a pesquisa enquanto permitiu estudar teorias acerca do assunto apresentado.

Em relação aos métodos de procedimentos, novamente citando Lakatos & Marconi (2001, p.106), tem-se: “Os métodos de procedimento constituem etapas mais concretas da investigação com finalidade mais restrita em termos de explicação geral dos fenômenos abstratos”. Assim, o método de procedimento utilizado foi o monográfico.

Os tratores agrícolas são máquinas utilizadas para o desempenho de atividades no campo e ocupam lugar de destaque pelas facilidades agregadas ao seu uso, contemplando também o ganho de tempo e produtividade. É seguro dizer que não se pensa a atividade agrícola sem a presença dessas máquinas.

Os tratores agrícolas são máquinas autopropelidas providas de meios que, além de lhe conferirem apoio estável sobre superfícies impenetráveis, têm capacidade para tracionar, transportar e fornecer potência mecânica, para movimentar os órgãos ativos de máquinas e implementos agrícolas.

Ao se discutir sobre os tratores agrícolas, é importante considerar que o seu desenvolvimento está diretamente relacionado à necessidade de agregar maior praticidade e eficiências nas atividades agrícolas. O conhecimento das principais características dessas máquinas, bem como o entendimento dos fatores que contribuíram para sua evolução até a plataforma de aprimoramento percebida nos dias atuais se faz necessário também sob o ponto de vista das mudanças nos meios de produção agrícola, sempre com vistas a proporcionar o mais alto rendimento e precisão em suas atividades.

Pelas atribuições dos tratores enquanto máquinas de potência para as atividades no campo, as facilidades decorrentes de sua utilização alcançam também a redução de custos com mão-de-obra, já que elas podem executar com mais rapidez e rendimento o trabalho de várias pessoas.

Tem-se que a atividade agrícola carrega alto grau de incertezas, razão pela qual as principais pesquisas relacionadas buscam abordar amplamente todos os aspectos inerentes a ela, aliando a atividade fim aos meios utilizados para realizá-la. Isso deixa claro que a evolução dos tratores agrícolas, invariavelmente, acompanha essa tendência e as indústrias, com o propósito de ganhar mercado, agregam aos seus produtos cada vez mais tecnologia. A evolução é percebida não somente nos equipamentos, mas também na parte mecânica, em especial no desenvolvimento de motores.

O setor de máquinas e implementos agrícolas é considerado o elo entre as indústrias e as atividades no campo, razão pela qual a importância desse setor para o próprio desenvolvimento econômico do país é destacado nos investimentos que são dirigidos para o melhoramento dessas atividades no que se refere ao maquinário utilizado nas etapas de produção.

3.1 ASPECTOS GERAIS

De acordo com Márquez (1990) apud Silveira (2001), a principal característica da mecanização agrícola, que revolucionou o chamado setor primário, foi a substituição do trabalho manual pelo trabalho mecanizado. Nesse contexto, o trator agrícola foi a máquina que alavancou esse processo de desenvolvimento, principalmente por sua versatilidade na execução das diversas tarefas no meio rural se configurando em fonte de potência e tração de diversos equipamentos e implementos agrícolas. Para ele o trator agrícola é a base da mecanização agrícola moderna.

Segundo Silveira (2001, p.45) “um trator agrícola é uma máquina automotriz construída para transportar, empurrar, arrastar, levantar e acionar máquinas e equipamentos agrícolas e florestais”. Schlosser (2001, p.28) define trator agrícola como “uma unidade móvel de potência, composta de motor, transmissão, sistema de direção, sistema de sustentação e componentes complementares, onde podem ser acoplados implementos e máquinas com diversas funções”.

O trator agrícola é uma fonte de potência destinada a exercer as funções de tração e transporte de implementos destinados ao preparo do solo, semeadura, dentre outras; transporte de produtos; acionamento de partes ativas de determinados implementos; e fonte estacionária de potência para o acionamento de bombas, trituradores, entre outros equipamentos agrícolas. (FMO, 1974 apud SILVEIRA, 2001, p.48).

Desta forma, a utilização dos tratores começa no preparo do solo estando também presente nas demais atividades agrícolas, como descreveu o autor acima.

Pode-se também associar o trator agrícola a uma máquina complexa constituída por muitos componentes, em destaque o motor enquanto gerador de potência, tendo ainda a transmissão, responsável pela distribuição da potência para os demais componentes, dentre eles o sistema hidráulico, os rodados, a tomada de potência e a barra de tração.

Por suas atribuições, o trator deve se adaptar às diversas condições de trabalho, ter boa manobrabilidade e oferecer comodidade e segurança para quem o opera de modo a facilitar a execução de tarefas e promover o aproveitamento do maquinário de forma eficiente segundo os objetivos a que se propõe na utilização dessa ferramenta.

Dentre suas muitas funções, os tratores agrícolas agregam alto rendimento à produção agrícola sob aspectos como execução de tarefas e diminuição da necessidade da força humana, inclusive substituindo parte desses trabalhadores. Além disso, por aspectos particulares da produção, há atividades que não possíveis de ser executada por força humana, sendo que o trator substitui a força animal geralmente empregada nesses casos.

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