A traktorok vonóképessége, vontatási teljesítmények

A traktorok vonóképessége
A traktorok vonóerő kifejtő képességét a tömeg-kihasználási tényezővel - a traktorral kifejtett vonóerő és a traktortömeg arányával, azaz az egységnyi traktortömegre jutó vonóerővel - jellemezhetjük. Ez a tényező a kerékcsúszás függvényében változik.
Mivel gyakorlatilag 15%-nál nagyobb kerékcsúszással nem javasolt a traktorokat üzemeltetni (energetikai szempontból kedvezőtlen, nagymértékű gumiabroncskopás, talajszerkezet romboló hatás), ezért csak az 5-15% kerékcsúszás tartományba eső tömeg-kihasználási tényező változást értékeljük.
E tekintetben a vizsgált gépeket két csoportba sorolhatjuk. Az egyikbe tartozik a John Deere 6110, a Case IH CX80 (40 km/h) és a Valmet 900 traktortípus. A másik csoportot a Case IH CX80 (30 km/h), az MTZ-82, a Same Silver 90 és a Zetor 9540 traktor alkotja.
Az egyes csoportokon belül, a géptípusok között szinte minimális a különbség a tömeg-kihasználási tényező tekintetében. A két csoport közötti különbség, a legfrekventáltabb kerékcsúszás tartományban (10 és 15% között) 5-6%. A különbség okai összetettek, az eredményeket azonban alapvetően a következők befolyásolták: a mellső és a hátsó tengelyre eső tömeg aránya, a gumiabroncsozás, a gumiabroncsok belső nyomása, a tengelytávolság, valamint ezek összhangja.
A vontatási teljesítmények alakulása
Az egyes géptípusokra kapott vontatási teljesítmény értékek, teljesítménygörbék összehasonlítása során a következő szempontokat vettük figyelembe:
- Mekkora az egyes sebességfokozatokban elérhető maximális vontatási teljesítmény, illetve a traktormotor teljesítmény kihasználási tényezője;
- Milyen haladási sebesség mellett érhető el az optimális vontatási teljesítmény-tartomány.
Az értékelés során az optimális vontatási teljesítménytartományon az egyes sebességfokozatokban mért maximális vontatási teljesítmények burkoló görbéje és a traktor maximális vontatási teljesítménye 90%-kának megfelelő, teljesítménynél meghúzott egyenes - állandó teljesítmény - közötti teljesítmény tartományt értjük.
A teljesítmény kihasználás tekintetében a legkedvezőbb értékekkel a John Deere 6110, a Zetor 9540 és a 40 km/h változatú, Case IH CX80 traktor rendelkezett 0,72-0,73 kW/kW értékkel. Meg kell azonban jegyeznünk, hogy ezek az értékek a mért TLT teljesítményre és nem a motor főtengely-teljesítményére vonatkoznak. A motorvizsgálatok eredményeinek értékelésénél megállapítottuk, hogy az erőátviteli veszteség (a powershift sebességfokozat váltómű miatt) a John Deere 6110 traktornál nagyobb, így ezt figyelembe véve, a motor főtengely-teljesítményre számított teljesítmény kihasználás a John Deere traktor esetén várhatóan kedvezőtlenebb lenne. A legkedvezőtlenebb eredménnyel az MTZ 82 és a 30 km/h-ás Case IH CX80 traktor rendelkezett. Ennek elsődleges oka az MTZ 82 traktor esetén a kisebb méretű és így kisebb kapaszkodó képességgel rendelkező mellső kerék, míg a Case IH CX80 (30 km/h) traktor esetén a kedvezőtlen sebességfokozat elosztás, azaz sebességlépcső. A Valmet 900 és a Same Silver 90 traktorok mérési eredményei (0,705-0,707 kW/kW) csak minimális mértékben maradnak el a korábban említett legkedvezőbb értékektől.
Másik fontos szempont annak elemzése, hogy milyen sebesség értékeknél kaptuk a maximális teljesítmény kihasználást, illetve milyen sebességtartományban érhető el a maximális vontatási teljesítmény 90%-os kihasználása. Figyelembe véve a traktorokhoz kapcsolható munkagépek optimális, agrotechnikai szempontból kedvező, üzemi sebesség értékeit, az optimális teljesítmény kihasználásnak a 8 km/h haladási sebesség közelébe kell esni. A maximális teljesítmény kihasználás értéke a Same Silver 90 és a Valmet 900 traktor kivételével a 7,5-8,5 km/h sebességtartományba esett, az említett két traktortípusnál ez az érték 9-10 km/h. Ez azt jelenti, hogy a Same Silver 90 és a Valmet 900 traktor tömege a beépített motorteljesítményhez viszonyítva nem volt elegendően nagy. A többi traktortípusra kapott eredmény azt mutatja, hogy azok a beépített motorteljesítménynek közel megfelelő mértékű pótsúlyozással voltak ellátva.
A vontatási vizsgálatok során az egyes traktortípusokra kapott elméleti, optimális sebességtartományt, azaz ahol 90%-os mértékben kihasználható a traktor maximális vontatási teljesítménye, a 7. táblázatban foglaltuk össze, illetve az 1. ábra teszi azt szemléletessé.

7. táblázat Az energetikailag optimális sebességtartományok

1. ábra Az energetikailag optimális sebességtartományok (a szaggatott vonal az agrotechnikailag optimális sebességhatárokat szemlélteti).



Amint a 7. táblázat adataiból, illetve az 1. ábrán szemléltetve is látható, az energetikailag optimális sebességtartomány ugyan valamennyi traktortípus esetén beleesik az agrotechnikai szempontból kedvező sebességtartományba, de az, hogy hogyan fedik le az egyes típusok ezt a tartományt, a sebességlépcső, a sebességfokozatok átfedésének vizsgálatával elemeztük.
A sebességfokozatok közötti áttétel, a sebességlépcső vizsgálata

A sebességeloszlás értékeléséhez először összehasonlítottuk a gépek műszaki adataiban szereplő, a névleges motorfordulatszámhoz és az agrotechnikai szempontból előnyös tartományba tartozó haladási sebesség értékeket (8. táblázat).


8. táblázat Haladási sebességek az agrotechnikailag kedvező sebességtartományban a névleges motorfordulatszámon
 

Amint a táblázat adataiból látható, igen változatos képet mutat az egyes traktorok sebességfokozatai közötti sebességlépcső alakulása. Az értékelés egyik szempontja az egyes fokozatok közötti sebességlépcső egyenletessége és áttétele. Több típusnál is előfordult, hogy szinte minimális a két, egymást követő haladási sebességet nyújtó sebességfokozat között az áttétel (1,004 és 1,04 közötti). Ezért a 30 km/h-ás változatú Case IH CX80 és a Same Silver 90 traktornál a ténylegesen rendelkezésre álló sebességfokozatok száma, a minimális sebességkülönbségek miatt kevesebbnek tekinthető a megadottnál. Ez a Case IH CX80 (30 km/h) típusnál két, míg a Same Silver 90 traktornál három sebességfokozat kiesést jelent. Az említett kis sebességfokozat áttétellel szemben a túl nagy áttételi viszony ugyancsak problémát jelent. A Case IH CX80 30 km/h-ás változatánál súlyos üzemeltetési problémát okozhat a 8,5 és a 12,41 km/h haladási sebesség közötti sebességfokozat hiány. Már kedvezőbb a helyzet a Case IH CX80 40 km/h-ás változatánál, bár itt is szükségesnek tűnik egy sebességfokozat a 11 és 12 km/h közötti tartományban, bár ezt a sebességfokozat hiányt nagyrészt kiegyensúlyozza a motor nagy nyomatéki rugalmassága.

A sebességfokozatok elosztásánál azt is figyelembe kell venni, hogy a több sebességváltó karral, illetve a nyomatéknövelővel szerelt típusoknál, milyen sorrendben kapcsolhatók a sebességfokozatok egyetlen kar elmozdításával, illetve a nyomatéknövelő működtetésével. Ebből a szempontból a John Deere 6110 traktor sebességváltóművének használata, működtetése a legegyszerűbb - ennél a traktornál csak a 7-9 km/h haladási sebesség közelében kell a sebességváltáshoz a powershift váltón kívül a sebességcsoport váltó kart is használni. A következő, hasonlóan kedvező kapcsolást nyújtó sebességváltó-művel a Zetor 9540 traktor rendelkezik, a táblázatban megadott sebességsorból csak a 7,5 és 8,01 km/h haladási sebességet nyújtó fokozatok közötti váltáskor kell két kezelő elemet használni, a többi esetben egyetlen mozdulattal kapcsolhatók az egymást követő fokozatok. A Case IH CX80 és a Valmet 900 traktor közel azonos bonyolultsági fokú sebességváltó-művel rendelkezik - váltakozva, hol egy, hol két kezelő elemet kell az egymást követő sebességfokozatok kapcsolásához használni. Az egymást követő haladási sebességet nyújtó sebességfokozatok kapcsolása az MTZ-82 traktornál már bonyolultnak tűnik, míg a túl sok sebességfokozattal rendelkező Same Silver 90 traktornál már komoly felkészültséget és gyakorlatot kíván a sebességváltómű használata.
A sebességváltómű paramétereinek elemzését követően a már korábban, a vontatási vizsgálatok alapján meghatározott, energetikai szempontból kedvező sebességtartományban (7. táblázat) megnéztük az egyes sebességfokozatok sebességtartományait és azok átfedését. Az egyes géptípusokra kapott eredményeket a 2-8. ábrák szemléltetik.
A sebességfokozatok elosztása, a sebességlépcső akkor tekinthető jónak, ha az egyes sebességfokozatokban elért optimális haladási sebesség, illetve vonóerő tartományok megfelelő mértékben átfedik egymást, azaz mindig található olyan sebességfokozat, ahol megvalósítható a traktor-munkagép gépcsoport optimális munkapontja. Az egyes traktortípusokra kapott sebességfokozat elosztásokat, illetve átfedéseket vizsgálva láthatjuk, hogy a legkedvezőtlenebb sebességfokozat elosztással a Case IH CX80 traktor 30 km/h-ás változata rendelkezett. Mivel a 2., 3. jelű sebességfokozatot szinte teljesen átfedi a 4. jelű, így gyakorlatilag csak két sebességfokozatot tudunk az energetikai szempontból kedvező sebességtartományban kihasználni. Látható, hogy a korábban már említett sebességfokozat hiány miatt éppen a legfontosabb, 8 km/h haladási sebesség közelében nem használható ki a traktorba épített motorteljesítmény. A Same Silver 90 traktor sebességfokozat átfedéseiről (6. ábra) viszont azt állapíthatjuk meg, hogy több sebességfokozat-pár is szinte teljesen átfedi egymást, így az ábrán látható 9 sebességfokozatból 7 is elegendő lenne az energetikai szempontból optimális sebességtartomány lefedésére. A Case IH CX80 traktor 40 km/h-ás változata, a John Deere 6110, az MTZ-82, a Valmet 900 és a Zetor 9540 traktor sebességfokozatai megfelelően átfedik egymást és az optimális sebességtartományt. Ugyanakkor meg kell említenünk, hogy a Case IH CX80 40 km/h-ás változatú típusából továbbra is hiányzik egy sebességfokozat a 10-12 km/h sebességtartomány átfedésére. John Deere 6110 traktor esetén pedig ugyancsak problémát jelenthet a 10-13 km/h sebességtartomány biztosító sebességfokozat hiánya. Ez az utóbb említett két hiányosság a kisebb vonóerőt, de nagyobb munkasebességet igénylő munkagépek megfelelő sebességgel történő üzemeltetésében jelenthet gondokat.






2. ábra. A Case IH CX80 (30 km/h) traktor 90%-os teljesítmény kihasználását biztosító sebességfokozatainak haladási sebesség átfedései




3. ábra. A Case IH CX80 (40 km/h) traktor 90%-os teljesítmény kihasználását biztosító sebességfokozatainak haladási sebesség átfedései




4.ábra. A John Deere 6110 traktor 90%-os teljesítmény kihasználását biztosító sebességfokozatainak haladási sebesség átfedései



5. ábra. Az MTZ-82 traktor 90%-os teljesítmény kihasználását biztosító sebességfokozatainak haladási sebesség átfedései



6. ábra. A Same Silver 90 traktor 90%-os teljesítmény kihasználását biztosító sebességfokozatainak haladási sebesség átfedései



7. ábra. A Valmet 900 traktor 90%-os teljesítmény kihasználását biztosító sebességfokozatainak haladási sebesség átfedései



8. ábra. A Zetor 9540 traktor 90%-os teljesítmény kihasználását biztosító sebességfokozatainak haladási sebesség átfedései

2.2.4. A hidraulika vizsgálatok eredményei és értékelése
A hidraulika vizsgálatok során először ellenőriztük a külső hidraulika körök (munkagépek) felé kivezérelhető hidraulikus teljesítményjellemzőket (térfogatáram, nyomás), és ebből számítással határoztuk meg a kivezérelhető teljesítményt. Ezt követően meghatároztuk a hárompont függesztő szerkezetek emelőképességét a teljes emelési tartományban.
Az egyes traktortípusok kivezérelhető hidraulikus teljesítményjellemzőit a 9. táblázatban foglaltuk össze.


9. táblázat A traktorok külső hidraulika kör csatlakozóin mért hidraulikus teljesítményjellemzők

Mint a táblázat adataiból látható, a John Deere 6110, a Same Silver 90 és a Case IH CX80 traktorba épített hidraulika szivattyú rendelkezett a legnagyobb szállítási kapacitással. Ugyanakkor meg kell jegyeznünk, hogy a Zetor 9540 traktoron mért kisebb szállítási kapacitás is elegendően nagy a traktorhoz kapcsolható munkagépek, illetve az emelő berendezés működtetéséhez. Az MTZ-82 traktoron mért, viszonylag kis kivezérelhető hidraulikus teljesítmény egyes hidromotoros hajtású munkagépeknél üzemeltetési nehézségeket okozhat. A maximális rendszernyomások a Zetor 9540 típus kivételével megfelelnek a gyár által megadott értékeknek. A Zetor 9540 traktorba épített hidraulika szivattyúnak az általunk mért nagyobb nyomása az emelőképesség megnövekedésével jár, az ezzel kapcsolatos problémákra a függesztő szerkezet emelőképességének értékelésénél térünk ki.
A függesztő szerkezetek emelőképességét a 10. táblázatban foglaltuk össze.

10. táblázat A hárompont függesztő szerkezet emelőképessége
 

A maximális és a teljes emelési tartományban legnagyobb emelőképességgel egyaránt a Zetor 9540 traktor rendelkezett. Ennél a traktor típusnál a gyártó által megadottaknál nagyobb emelőerőt mértünk, aminek oka, hogy az emelő berendezés hidraulika rendszere a névlegesnél nagyobb nyomáson működött (lásd a 2. és a 10. táblázatot). Itt fel kell hívnunk a figyelmet arra, hogy a traktor üzemeltetése során a megnövekedett emelőképesség a traktor hátrafelé borulását okozhatja, ezért ellenőrizni kell, és szükség esetén be kell állítani a hidraulika rendszer maximális nyomását, illetve a stabilitás fenntartásához gondoskodni kell a traktor mellső részének megfelelő pótsúlyozásáról.
A legkisebb emelő képességet az MTZ-82 traktoron mértük, de még ez is elegendően nagy a traktorhoz kapcsolható munkagépek felemeléséhez és működtetéséhez.
A gyári adatokkal történt összehasonlítás alapján megállapíthatjuk, hogy a John Deere 6110 és az MTZ-82 traktorokon mért maximális emelőerő megegyezik a gyártók által megadott értékekkel. A Case IH CX80 és a Valmet 900 traktoron kisebb, míg a Same Silver 90 és a Zetor 9540 traktoron nagyobb emelőerőt mértünk.
2.2.5. A munkagépes vizsgálatok eredményei és értékelése
A munkagépes vizsgálatok során az egyes traktor-munkagép csoportokra kapott legkedvezőbb területteljesítmény és területegységre eső hajtóanyag fogyasztás értékeit a 11. táblázatban foglaltuk össze
A kétféle bekötési- és üzemeltetési módú munkagép (vontatott és függesztett) vizsgálata során megállapítottuk, hogy geometriai, illetve funkcionális szempontból mindkét gép csatlakoztatható a vizsgált traktorokhoz, azaz a traktorok függesztő szerkezete, vonóberendezése, illetve hidraulika rendszere kielégíti a rájuk vonatkozó szabvány követelményeit.
A Same Silver 90, a Valmet 900 és a Zetor 9540 traktorok a többi típushoz viszonyítva nagyobb területteljesítménye a beépített nagyobb motorteljesítmény eredménye. Ugyanakkor a 35 cm fogásszélességű, 3 testű eke az adott körülmények között nem tudta teljes mértékben leterhelni az ezen traktorokba épített motort, illetve csak viszonylag magas haladási sebesség és kis kerékcsúszás mellett tudta azt megtenni. Az SDX-3,6 SASFORM vontatott tárcsásborona valamennyi traktorral közel optimális gépterhelés mellet volt üzemeltethető - természetesen a nagyobb motorteljesítményű erőgépekkel nagyobb munkasebséggel.
A vontatási vizsgálatok során már említett, hiányzó sebességfokozatok - Case IH CX80 (30 km/h) - a munkagépes vizsgálatoknál is megmutatkoztak. A Case IH CX80 traktornak a KÜHNE KMF-3-35 függesztett ágyekével alkotott munkapontjai éppen ezekhez a hiányzó sebességfokozatokhoz tartozó sebességtartományba esnének. Ugyanakkor a traktor vizsgálata során voltak olyan sebességfokozatok, amelyekben a szintén már korábban említett, egymáshoz túl közeli sebességfokozatok miatt szinte azonos paraméterekkel üzemeltethetők a munkagépek. Ez utóbbi megállapítás a Same Silver 90 traktorra az előző két típusnál még fokozottabban vonatkozik (itt 2-szer 2 fokozatban esett szinte egy pontba a traktor-munkagép munkapontja).

11. táblázat A munkagépes vizsgálatok eredményei
 

A munkagépes vizsgálatok során nem kerülhetett sor minden munkaféleségnek megfelelő traktor-munkagép kapcsolat ellenőrzésére, kipróbálására. Ugyanakkor a műszaki adatok összehasonlító értékelésénél már említést tettünk a traktoroknak az univerzalitásukat növelő opciós felszereltségéről. Ezek szerint mind a hét traktortípus rendelkezik a traktorok sokoldalúságát, kihasználtságát növelő homlokrakodó felszerelésének lehetőségével. A különböző szállítási feladatok megoldására valamennyi erőgép alapfelszereltsége a pótkocsi légfékberendezés, és rendelkezik alap-, vagy opciós felszerelésként egy- és kéttengelyes pótkocsi vontatására alkalmas vonóberendezéssel, valamint vonórúddal.
(forrás: Mezőgazdasági Gépi Bérvállalkozók Szövetsége - Mezőgazdasági vállalkozók és szolgáltatók tanácsadó füzete sorozat, 2001.: Könnyű-, és középnehéz univerzális traktorok kiválasztása)
(Következő számunkban folytatjuk.)


 

Forrás: Agrárágazat