Logo SPU

Slovenská poľnohospodárska univerzita, Nitra
Tr. A. Hlinku 2
949 76 Nitra
e-mail: juraj.jablonicky@uniag.sk

 
 


Ekonomická prevádzka traktorov

Ani najdokonalejšie technické zariadenie nemá veľkú nádej na úspech, pokiaľ jeho prevádzka nebude ekonomická. Aj keď v tomto smere existujú výnimky, ale výnimka potvrdzuje pravidlo. Bez zložitých ekonomických úvah a výpočtov možno jednoducho povedať, že vo všeobecnosti pre ekonomickú prevádzku musí byť splnená podmienka, aby výnosy boli vyššie než náklady. Potom rozdiel medzi výnosmi a nákladmi predstavuje zisk. V prípade, že náklady sú vyššie než výnosy, hovoríme o zápornom zisku, ktorý predstavuje stratu. V tejto súvislosti je nanajvýš aktuálna otázka, kedy a za akých podmienok je prevádzka traktorov ekonomická a vôbec na základe akých kritérií posudzovať ekonomiku prevádzky traktorov.

Vyčísliť ekonomiku prevádzky traktora nie je jednoduché

Nie je problém zistiť za určité časové obdobie celkové náklady na prevádzku traktora, vyžaduje to len dôslednú a priebežnú evidenciu. Tieto náklady pozostávajú z nákladov na pohonné hmoty, údržby a opravy, mzdy, poistné a samozrejme odpisy, tzv. amortizáciu, prípadne ďalších položiek, napr. leasing, nájomné a pod. Okrem odpisov a poistného výška jednotlivých položiek za sledované časové obdobie sa mení, čo závisí od rôznych faktorov. Avšak je problematické a v určitých prípadoch takmer nemožné, použitím štandardných ekonomických kalkulácií a výpočtov, vyčísliť výnosy vyplývajúce z prevádzky traktora. Je to do určitej miery podobný problém ako stanoviť výnosy vyplývajúce z prevádzky súkromného osobného vozidla. Úplne odlišná je situácia, napr. v hromadnej doprave osôb, či už sa jedná o mestskú alebo medzimestskú dopravu. V tomto a v podobných prípadoch, keď sú výnosy priebežné vo forme tržieb, je pomerne jednoduché vyčísliť ekonomiku prevádzky za určité časové obdobie v prepočte na ubehnuté kilometre alebo počet prepravených osôb. Ekonomiku prevádzky názorne vystihuje zisk v prepočte na jednotku nákladov, napr. 5 centov na 1 EUR, čo v percentuálnom vyjadrení predstavuje 5% zisk.

Technicko - exploatačné metódy hodnotenia ekonomiky prevádzky traktorov

Ako už bolo uvedené, hodnotiť ekonomiku prevádzky traktorov štandardnými ekonomickými metódami je problematické. Totižto traktor nie je jednoúčelový stroj, ale je to univerzálny mobilný energetický prostriedok, ktorý je schopný v súprave s príslušným náradím vykonávať celý rad rôznych technologických operácií. Výsledkom alebo produktom týchto technologických operácií je najčastejšie spracovaná plocha. V tejto súvislosti môže vzniknúť otázka, prečo neposudzovať ekonomiku prevádzky traktora podľa spracovanej plochy za určitý čas, a vôbec vystihuje dostatočne toto kritérium ekonomiku prevádzky traktora, resp. traktorovej súpravy. V konečnom dôsledku toto kritérium poznáme pod názvom ,,výkonnosť" a je vlastne ukazovateľom produktivity práce traktorovej súpravy. Výkonnosť je dôležitý ukazovateľ, na posúdenie využitia traktora v danom časovom období alebo za časovú jednotku, ale na posúdenie ekonomiky prevádzky traktora je to ukazovateľ nepostačujúci ako to napokon vyplýva z nasledujúceho porovnania. Traktor s výkonom motora 80 kW, v súprave s 5-radličným pluhom pri strednej orbe, pracovnou rýchlosťou 6 kilometrov za hodinu, má hodinovú výkonnosť 0,8 ha pri spotrebe paliva 18 litrov na hektár. Na druhej strane traktor s výkonom motora 120 kW, s rovnakým pluhom pri zvýšenej pracovnej rýchlosti na 7 km za hodinu, bude mať hodinovú výkonnosť 1 ha, pri spotrebe paliva 22 litrov na hektár. Z uvedeného porovnania vyplýva, že výkonnejší traktor má síce vyššiu hodinovú výkonnosť, ale súčasne má aj vyššiu spotrebu paliva na jeden hektár spracovanej plochy. Keď spotrebu paliva na jednotku spracovanej plochy považujeme za rozhodujúci ekonomický ukazovateľ pre posúdenie ekonomiky prevádzky traktora, potom je potrebné technickými a čiastočne aj organizačnými opatreniami dosiahnuť pokiaľ možno čo najnižšiu spotrebu paliva na jeden hektár. Prv než budú tieto opatrenia podrobnejšie uvedené je nevyhnutné názorne vysvetliť a analyzovať, prečo má výkonnejší traktor v našom prípade vyššiu hodinovú výkonnosť, ale aj vyššiu hektárovú spotrebu paliva. Vyššia hodinová výkonnosť je spôsobená zvýšením pracovnej rýchlosti na 7 km za hodinu, čo je možné a dokonca aj žiaduce z toho dôvodu, že výkonnejší traktor má rezervu výkonu najmenej 40 kW. Avšak vyššia hektárová spotreba paliva je v dôsledku toho, že motor výkonnejšieho traktora nie je dostatočne zaťažený a pracuje s vysokou mernou spotrebou paliva. V tejto súvislosti treba zdôrazniť, že merná spotreba paliva je najvýstižnejší ekonomický ukazovateľ prevádzky traktora, aj keď sa vzťahuje na výkon odoberaný z motora.

Merná spotreba paliva je najdôležitejšia

Merná spotreba udáva množstvo paliva vyjadrené v gramoch na jeden kilowatt výkonu odoberaného z motora za hodinu. Teda sa jedná o spotrebu na kilowatthodinu, čiže na jednotku mechanickej energie odoberanej z motora. Súčasné traktorové motory pri zaťažení v oblasti menovitého výkonu dosahujú mernú spotrebu cca 220 až 230 gramov paliva na kilowatthodinu, čo pri mernej hmotnosti motorovej nafty 800 gramov na liter predstavuje 0,275 až 0,287 litra na kilowatthodinu. Keď uvažujeme s cenou motorovej nafty 1,40 EUR (42,00 Sk) za liter, potom v tomto prípade cena jednej kilowatthodiny je 0,38 až 0,40 EUR (11,50 až 12,00 Sk). Len pre porovnanie bude určite zaujímavé uviesť, že jedna kilowatthodina elektrickej energie v sadzbe D2 stojí okolo 0,20 EUR (6,00 SK), teda je o polovicu lacnejšia než mechanická energia produkovaná spaľovacím motorom. Avšak aj elektrickú energiu odoberanú z rozvodnej siete na pohon strojov je potrebné prostredníctvom elektromotora premeniť na energiu mechanickú. Táto premena sa uskutočňuje s určitou účinnosťou, takže presné porovnanie cien týchto energií nemusí vždy vyjsť tak veľmi výhodne v prospech elektrickej energie, čo samozrejme závisí od sadzby, podľa ktorej sa realizuje cena za spotrebovanú elektrickú energiu.

Z hľadiska ekonomiky prevádzky traktorov je treba predovšetkým zdôrazniť, že pokiaľ motor traktora nie je dostatočne zaťažený, merná spotreba paliva sa neúmerne zvyšuje a samozrejme súčasne sa zvyšuje aj hektárová spotreba. Pod nedostatočným zaťažením rozumieme taký režim motora, keď pri plne zošliapnutom plynovom pedále odoberaný výkon je menší než 80 percent menovitého výkonu. Táto zásada platí pre motory s prevýšením krútiaceho momentu v rozsahu 30 až 40 percent, jedná sa o motory s tzv. plochým priebehom výkonu v preťažovanej oblasti. Potom pri polovičnom zaťažení takýto motor pracuje s mernou spotrebou paliva 300 gramov na kilowatthodinu a pri tretinovom zaťažení až 400 gramov na kilowatthodinu, čo v cenovom vyjadrení predstavuje 0,70 EUR (21,00 Sk) na kilowatthodinu.

Všetky vyššie uvedené závislosti vyplývajú z otáčkovej charakteristiky traktorového motora s menovitým výkonom (Obr. 1), ktorá v závislosti na otáčkach graficky znázorňuje priebeh nasledovných veličín:

  • krútiaci moment,
  • výkon,
  • hodinovú spotrebu paliva,
  • mernú spotrebu paliva.

Obr. 1: Otáčková charakteristika motora s výkonom 120 kW pri menovitých otáčkach 2 200 za minútu

Ako vyplýva z otáčkovej charakteristiky pri plnom plyne a nezaťaženom stave, motor dosiahne maximálne otáčky 2400 za minútu, pričom krútiaci moment a tiež výkon odoberaný z motora je nulový. Hodinová spotreba má však určitú reálnu hodnotu, v našom prípade 6 kg za hodinu (7,5 litra za hodinu). Toto množstvo paliva motor spotrebuje na vlastnú činnosť, t.j. na pohon ventilátora, vodného čerpadla, rozvodového mechanizmu a ďalších pomocných zariadení a samozrejme na kompresiu, pričom značná časť (cca tretina) nevyužitého tepla odchádza do výfuku a zhruba toľko sa odvádza aj chladením. Pretože pri tomto režime motora je odoberaný výkon nulový, merná spotreba paliva po prepočte na kilowatthodinu dosahuje nekonečne veľkú hodnotu.

Postupným zaťažovaním motora otáčky klesajú, v dôsledku čoho regulátor zvyšuje dodávku paliva, takže sa zvyšuje krútiaci moment, súčasne aj výkon i hodinová spotreba, ale merná spotreba paliva sa znižuje. Keď merná spotreba paliva dosiahne hodnotu cca 250 gramov na kilowatthodinu (bod E), motor sa dostal do ekonomického režimu, ktorému zodpovedajú otáčky 2050 za minútu. Ekonomický režim motora je potom od bodu E naľavo, v pomerne širokom rozsahu otáčok a naopak, oblasť otáčok od bodu E napravo, až po maximálne otáčky predstavuje režim neekonomický. V tomto režime je merná spotreba paliva vyššia než 250 gramov na kilowatthodinu. Z vyššie uvedeného vyplýva, že pri plnom plyne je ekonomický režim motora len v určitom rozsahu otáčok, ktoré sú závisle od zaťaženia motora. Ak nie je možné pri plnom plyne dosiahnuť požadované zaťaženie a teda ani ekonomický režim motora, potom je možné pre dané zaťaženie ekonomický režim dosiahnuť jedine nastavením čiastočného otáčkového režimu motora plynovým pedálom a súčasne vhodne zvoleným prevodovým stupňom.

Technické a organizačné opatrenia na optimalizáciu spotreby paliva

Zo všetkého, čo je doposiaľ v tomto príspevku uverejnené vyplýva, že je potrebné v praxi realizovať určité technické a organizačné opatrenia za účelom optimalizácie spotreby paliva na ekonomicky únosnú hranicu. Z energetického hľadiska a teda aj z hľadiska spotreby paliva najvýznamnejšou technologickou operáciou je orba a to zvlášť v ťažkých terénnych a pôdnych podmienkach. Z predchádzajúceho porovnania dvoch traktorov s rozdielnym výkonom motora pri strednej orbe 5 - radličným pluhom je zrejmé, že traktor s výkonom motora 120 kW vykazuje na hektár o 4 litre vyššiu spotrebu paliva než traktor s výkonom motora 80 kW. Preto je oprávnená otázka, akým opatrením je možné túto spotrebu znížiť z 22 litrov na požadovaných 18 litrov.

Najjednoduchším technickým riešením by bolo zvýšenie pracovnej rýchlosti traktora z pôvodných 7 km za hodinu na hodnotu cca 10 km za hodinu a to zaradením vyššieho prevodového stupňa. Samozrejme, že týmto opatrením by sa zvýšila aj výkonnosť orbovej súpravy cca o jednu tretinu a to z pôvodnej hodnoty 1 ha na 1,3 ha za hodinu. Takéto riešenie je však z agrotechnického hľadiska vonkoncom neprijateľné, pretože optimálna pracovná rýchlosť pre strednú orbu je okolo 6 km za hodinu.

Ďalším pomerne jednoduchým technickým riešením je zaradenie vyššieho prevodového stupňa ako v predchádzajúcom prípade, ale použitím len dvoch tretín plynu. V tomto prípade motor pracuje v tzv. čiastočnom otáčkovom režime, pričom pracovná rýchlosť bude cca 7 km za hodinu, výkonnosť 1 ha za hodinu a spotreba paliva blízko požadovanej hodnoty 18 litrov na hektár. Pre zaujímavosť treba poznamenať, že pri čiastočnom otáčkovom režime sa podstatne znižuje hlučnosť motora, čo je z ergonomického hľadiska výhodné. Do určitej miery sa znižuje aj opotrebenie niektorých častí motora v dôsledku nižšej strednej piestovej rýchlosti, aj keď na druhej strane sú vyššie pracovné tlaky vo valcoch motora.

Určitým technickým riešením, ako v prípade potreby zvýšiť zaťaženie traktorového motora, je použiť pluh s nastaviteľnou šírkou záberu. V našom prípade pre traktor s menovitým výkonom motora 120 kW by bol postačujúci aj 5 - radličný pluh nastavený na maximálnu šírku záberu.

Optimálne riešenie z hľadiska požadovanej výkonnosti a hektárovej spotreby paliva je použitie 7 - radličného pluhu s možnosťou nastavenia šírky záberu. V tejto súvislosti z hľadiska agregačnej adaptability a schopnosti vytvárať variabilné orbové súpravy, treba zdôrazniť význam tzv. stavebnicových pluhov s možnosťou zmeny počtu radlíc, napr. 5 + 2 radlice, ale aj pluhov s možnosťou zmeny šírky záberu jednej radlice v rozsahu 35 až 55 cm.

Ak na pohon pracovných mechanizmov pripojených strojov a náradí sa používa vývodový hriadeľ traktora, pričom odoberaný výkon je malý, napr. postrekovače, rozhadzovače priemyselných hnojív, potom za účelom zníženia spotreby paliva sa používajú tzv. ekonomické otáčky vývodového hriadeľa označované 1000 E alebo 540 E.

Jednou z možností ako lepšie využiť výkon motora a súčasne znížiť spotrebu paliva je používanie združených traktorových súprav, napr. pneumatická sejačka nesená vzadu a utláčací valec, tzv. pôdny pech vpredu (Obr. 2).

Obr. 2: Združená traktorová súprava umožňuje lepšie využitie motora a zníženie spotreby paliva (zdroj: Bauer, F. a kol.: Traktory. Nakladatelství Profi Press, s.r.o., Praha 2006. ISBN 80-86726-15-0.

Využitie palubných informačných systémov v prevádzke traktorov

Už v polovici minulého storočia boli traktory vybavené počítačom motohodín, ktorý umožňoval sledovať časové využitie traktora a do určitej miery aj ekonomiku prevádzky traktora. Počítač motohodín je principiálne počítač otáčok motora a nie počítač hodín ako sa niekedy mylne uvažovalo. Mechanizmus počítača motohodín je v podstate prevod s niekoľko tisícnásobným prevodom do pomala. Mechanický pohon počítača je odvodený od kľukového alebo vačkového hriadeľa motora, najčastejšie bowdenom. Jedna motohodina (označovaná symbolom Mh alebo Mth) zodpovedá počtu otáčok kľukového hriadeľa v rozsahu 90 až 100 tisíc, pričom konkrétna hodnota počtu otáčok závisí od rýchlobežnosti motora. Napríklad pre rýchlobežný traktorový motor s maximálnym počtom otáčok 2400 za minútu jedna motohodina zodpovedá celkovému počtu otáčok kľukového hriadeľa 108 tisíc. To prakticky znamená, že jedna motohodina zodpovedá 45 minútam chodu motora na maximálne otáčky 2400 za minútu, teda v tomto prípade jedna motohodina pri plnom plyne a nezaťaženom motore nabehne na počítači za trištvrte hodiny. Keď bude motor pracovať pri menovitých otáčkach 2200 za minútu, potom jedna motohodina nabehne za 49 minút chodu motora. Avšak jedna motohodina bude zodpovedať skutočne odpracovanej hodine chodu motora jedine vtedy, ak bude motor pracovať na tzv. efektívne otáčky, ktoré sú v našom prípade 1800 za minútu.

Pretože počet odpracovaných motohodín závisí od času chodu motora, ale súčasne aj od otáčkového režimu motora, možno podľa počtu odpracovaných motohodín sledovať nielen využitie traktora za určité časové obdobie, ale do určitej miery aj ekonomiku prevádzky traktora. Všeobecne platí zásada, že čím viac motohodín traktor odpracuje, tým je lepšie za daný čas využitý. Avšak posudzovať ekonomiku prevádzky traktorov na základe počtu odpracovaných motohodín je pomerne jednoduché. Úplne je postačujúce sledovať čas, za ktorý nabehne na počítači jedna motohodina, samozrejme pri plnom plyne. Potom pre traktor vybavený rýchlobežným motorom s vyššie uvedenými technickými parametrami, bude prevádzka ekonomická ak jedna motohodina nabehne približne za 50 minút. Takýto postup na sledovanie ekonomickej prevádzky traktorov možno použiť iba vtedy, keď sú potrebné technické parametre sledovaného traktora známe.

Z konštrukčného hľadiska je účelné spomenúť, že postupom času sa na novších traktoroch začali používať elektrické impulzné počítače motohodín. V tomto prípade je na motore umiestnený prerušovač impulzov, ktorý je káblom prepojený s vlastným počítačom motohodín umiestneným na prístrojovej doske. V súčasnosti sú takmer všetky výkonné traktory štandardne vybavené elektronickým digitálnym počítačom motohodín.

Palubné informačné a riadiace systémy prešli dlhodobým vývojom

Z vyššie uvedeného vyplýva, že sledovať ekonomiku prevádzky traktora na základe údajov počítača motohodín vyžaduje od obsluhy určitú zručnosť a technický dôvtip, preto koncom minulého storočia nastal pomerne rýchly vývoj palubných informačných systémov zameraných na sledovanie ekonomiky prevádzky traktorov. Už po roku 1980 boli vyvinuté prístroje, ktoré umožňovali priebežne sledovať zaťaženie traktorového motora na základe teploty výfukových plynov. U nás bol známy prístroj vyvinutý v Maďarsku pod označením ELKON. Nemecká firma HESSEL vyvinula prístroj, ktorý okrem informačnej funkcie mal funkciu aj riadiacu, pretože obsluhe traktora priebežne dával príkazy na radenie prevodových stupňov smerom ,,nadol" alebo ,,nahor" a tiež na polohu plynového pedála. V danej dobe to bol zrejme pokrok vo výbave traktorov, aj Keď nedosahoval vrchol technickej dokonalosti.

V súčasnosti z konštrukčného i funkčného hľadiska najprogresívnejšie technické riešenie predstavuje prietokomer, tzv. flowmeter, zabudovaný do palivovej sústavy motora. Tento prietokomer s príslušným softwarovým vybavením umožňuje na displeji priebežne sledovať okamžitú hodinovú spotrebu a prípadne aj hektárovú spotrebu paliva po nastavení určitých parametrov súpravy traktora s náradím. Avšak hektárovú spotrebu paliva umožňuje systém sledovať len vtedy, keď je traktor vybavený radarovým snímačom pracovnej rýchlosti. Totižto rýchlosť odvodená od hnacích kolies nezohľadňuje preklz, takže hektárová spotreba by bola skreslená. Isteže vývoj palubných informačných a riadiacich systémov bude ďalej pokračovať, ale z hľadiska ekonomickej prevádzky vždy bude platiť zásada ,,traktorový motor radšej krátkodobo preťažovať ako dlhodobo nedostatočne zaťažovať". Z hľadiska životnosti a prevádzkovej spoľahlivosti traktorového motora, dodržiavanie vyššie uvedenej zásady nemusí byť vždy najlepším riešením, ale vždy treba voliť určitý kompromis.

Na záver tohto príspevku bude iste zaujímavé uviesť, že dôležitosť a vôbec akútna potreba ekonomickej prevádzky traktorov vyplýva z nasledovného porovnania. Keď bola cena motorovej nafty 2,00 Kčs za liter, trhová cena metráka pšenice bola okolo 180,00 Kčs, za túto cenu bolo 90 litrov nafty. Každý si jednoducho dokáže spočítať, aká by v súčasnosti mala byť trhová cena pšenice, aby bolo možné pri cene motorovej nafty 42,00 Sk za liter, kúpiť za jeden metrák pšenice 90 litrov nafty. Iné rezorty, resp. podniky riešia situáciu po svojom, napríklad dopravný podnik ,,Veolia". Keď bola nafta za 2,00 Kčs občiansky cestovný lístok na mestskú hromadnú dopravu v Nitre stál 0,60 Kčs, v súčasnosti stojí 16,00 Sk a to ešte túto dopravu dotuje mesto. Z uvedeného vyplýva, že zo slovenského poľnohospodára sa stal chudák a čo má robiť aby sa z chudáka nestal žobrák.

Vystavené 2.4.2013

Autori textu: prof. Ing. Anton Žikla, CSc.; Ing. Juraj Jablonický, PhD.