logo SPU
Katedra strojov a výrobných systémov
Technická fakulta
Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre
Tr. A. Hlinku 2, 949 76 Nitra
e-mail: Ladislav.Nozdrovicky@uniag.sk
 
 


Základné predpoklady efektívneho využívania traktorov

Vývoj moderných traktorov smeruje k ich vyššej výkonnosti zásluhou zdokonaľovania konštrukčných parametrov a výkonových charakteristík. Pokiaľ však aj ten najmodernejší traktor nie je správne nastavený, užívateľ nemôže dosiahnuť úplné využitie inštalovaného výkonu motora a ťahových vlastností a tým návratnosť vynaloženého kapitálu.

Výkonnosť traktora, ako energetického prostriedku, kľúčovým spôsobom ovplyvňujú tri základné faktory:

  • pneumatiky,
  • doťaženie hnacích kolies,
  • tlak hustenia pneumatík.

Správne zosúladenie uvedených troch faktorov umožňuje plnohodnotné využitie inštalovaného energetického potenciálu motora pri jeho práci a dosiahnutie vysokej výkonnosti traktora pri práci v poľných podmienkach. Jednoducho možno konštatovať, že traktor môže dosahovať špičkovú výkonnosť iba vtedy, ak sa venuje pozornosť výberu správnych pneumatík, správnemu doťaženiu kolies a správnemu husteniu pneumatík. Ak obsluha traktora venuje náležitú pozornosť uvedeným trom faktorom vytvárajú sa predpoklady pre

  • vyšší výkon prenášaný cez hnacie kolesá na podložku po ktorej sa traktor pohybuje,
  • lepšie využitie paliva zásluhou vyššej palivovej hospodárnosti,
  • lepšie ťahové účinky traktora,
  • znížené utláčanie pôdy, čo sa následne prejaví lepšími vlastnosťami pôdy a vyššou úrodou pestovaných plodín,
  • vyššie pohodlie jazdy,
  • zlepšenie riaditeľnosti a stability jazdy v dôsledku.

Obr. 1. Závažia pre doťažovanie predných kolies tarktora

Obr. 2. Doťažovaním zadných kolies traktora sa ovplyvňuje prenos výkonu na podložku

Neoddeliteľnou súčasťou manažmentu prevádzky strojovej techniky v podmienkach poľnohospodárskych podnikov je venovanie pozornosti správnemu využívaniu traktora. Konkrétne to znamená riešiť, aby počas pracovnej sezóny boli riešené nasledovné úlohy:

  • výber správneho typu pneumatík v závislosti od druhu pracovného nasadenia,
  • stanovenie veľkosti závažia potrebného pre správne doťaženie traktora,
  • nastavenie predného závažia pre kompenzovanie účinkov náradia s ktorým je traktor agregátovaný pri zohľadnení podmienok v ktorých traktor pracuje,
  • správna voľba tlaku hustenia pneumatík s cieľom redukovať nežiaduce zhutnenie pôdy,
  • správne zladenie optimálnej hodnoty preklzu hnacích kolies traktora, pojazdovej rýchlosti a otáčok motora,
  • ovládanie a regulácia chodu a riaditeľnosti traktora prostredníctvom správneho doťaženia traktora a správneho tlaku hustenia pneumatík.

Efektívna práca traktora závisí vo veľkej miere od správnej voľby pneumatík. Ak radiálne pneumatiky sú nahustené na správny tlak, tak tieto pneumatiky budú na podložke vytvárať dlhý pozdĺžny otlačok. Samotnú dĺžku otlačku možno považovať za dôležitý indikátor pri posudzovaní trakčných vlastností a funkčnej spôsobilosti pneumatiky. Veľký význam má plocha otlačku, avšak oveľa dôležitejšia je dĺžka samotného otlačku. V prípade, že radiálna pneumatika je nahustená na tlak presahujúci optimálnu hodnotu, tak dôjde ku skráteniu dĺžky otlačku. To následne negatívne ovplyvní trakčné vlastnosti takto nahustenej pneumatiky. Kratší otlačok znamená totiž, že pneumatika má zmenšený kontakt s podložkou v dôsledku čoho dochádza ku zhoršovaniu ťahových účinkov a pracovnej účinnosti pneumatiky.

Obr. 3. Vplyv hustenia pneumatiky na veľkosť kontaktnej plochy,
1 - správne hustena pneumatika umožňuje dosiahnuť väčšiu plochu otlačku, čím sa vytvárajú predpoklady pre prenos väčšieho výkonu a menšie utláčanie pôdy
2 - nesprávne (nadmerne) hustená pneumatika má menšiu kontaktnú plochu, čo zhoršuje trakčné vlastnosti traktora

S ohľadom na charakter práce v poľných podmienkach v prípade traktorov využívaných pre poľné operácie vyznačujúce sa zvýšenými nárokmi na ťahové vlastnosti traktorov prednosť by mali dostávať pneumatiky s veľkým priemerom. Aby totiž traktor mal možnosť dosahovať čo najlepšie ťahové účinky, tak je dôležité, aby bol vybavený takými pneumatikami, ktoré umožnia dosiahnuť otlačok s najväčšou dĺžkou. Pri výbere správnych pneumatík je potrebné postupovať nasledovným spôsobom:

1. krok - zvoliť pneumatiky s najväčším možným priemerom

V rámci tohto prvého kroku je treba vybrať čo najväčšie pneumatiky, tak, aby vyhovovali rozmerom blatníkov. Pneumatiky s väčším priemerom vytvárajú dlhší otlačok ak sú správne nahustené. Zároveň je potrebné poznamenať, že pneumatiky s väčším priemerom vytvárajú správnu oporu pre závažím správne doťažený traktor pri nižšom tlaku hustenia. Nižší tlak hustenia tiež prispieva k dlhšiemu otlačku, čím sa zlepšujú ťahové účinky traktora.

Nižší tlak hustenia pneumatiky znižuje tuhosť samotnej pneumatiky. Pneumatiky s menšou tuhosťou a tvrdosťou prispievajú k dosiahnutiu vyššieho pohodlia operátora pri jazde a zároveň k lepšiemu ovládaniu traktora v prípade, že dôjde k javu označovanom ako "powerhop", čiže k nadhadzovaniu a skákaniu traktora pri preťažení. Správne hustené radiálne pneumatiky budú mať viditeľné vypuklé bočné steny, čo zodpovedá konštrukčnému riešeniu týchto pneumatík určených pre využívanie v poľnej prevádzke.

V prípade, že traktor bude vybavený pneumatikami menšieho rozmeru než odporúča výrobca, tak, je spravidla potrebné pneumatiky hustiť na vyšší tlak, aby bolo možné prenášať výkon potrebný pre zvládnutie predpokladanej pracovnej operácie. Výsledok takéhoto prístupu je jasný: v dôsledku vyššieho tlaku hustenia pneumatiky dochádza k vytvoreniu menšej plochy otlačku a to následne vedie ku zhoršovaniu ťahových účinkov. Nemožno nevidieť ani ďalší negatívny dôsledok - pneumatiky hustené na vyšší tlak spôsobujú intenzívnejšie zhutňovanie pôdy, keďže kontaktný tlak pneumatiky na podložku sa približne rovná tlaku hustenia pneumatiky.

Moderné traktory sú vybavované pneumatikami, ktorých rozmery zodpovedajú inštalovanému výkonu motora traktora. Pri výbere vhodného typu pneumatík je preto potrebné rešpektovať inštrukcie výrobcu samotného traktora a na traktore využívať pneumatiky s najväčším možným rozmerom. Tak napríklad, na traktory s inštalovaným nominálnym výkonom motora 13 - 140 kW sú montované predné pneumatiky s rozmerom 600/65R28, ktorých priemer je asi 1,5 m. Pre zadné pneumatiky sa odporúča rozmer 710/70R38 s priemerom asi 1,95 m.

2. krok - zabezpečiť správne doťaženie traktora

Ťahové vlastnosti traktora sú významne ovplyvňované pneumatikami, ktorými je traktor vybavený. Sú to práve pneumatiky, ktoré zabezpečujú kontakt traktora s podložkou po ktorej sa pohybuje a tým sa realizuje prenos výkonu motora. Ak však pneumatiky traktora nie sú dostatočne doťažené, pri prenose výkonu motora dochádza k preklzu hnacích kolies traktora a tým zároveň ku stratám výkonu.

Správne doťaženie hnacích kolies traktora je dôležitým predpokladom dosiahnutia maximálnej výkonnosti traktora v poľnej prevádzke. Doťažovanie traktora sa zabezpečuje pridávaním závažia na rám alebo kolesá traktora s cieľom zvýšiť celkovú hmotnosť alebo ovplyvniť rozdelenie hmotnosti pripadajúcej na prednú a zadnú nápravu. Rozsah doťažovania traktora a hlavne rozmiestnenie závažia závisí v rozhodujúcej miere na druhu náradia, ktoré je agregátované s traktorom, ako aj na predpokladanej pojazdovej rýchlosti využívanej pri pracovných operáciách. Doťažovanie traktora sa využíva vtedy, keď je potrebné:

  • dosiahnuť optimálne ťahové účinky pri práci s prívesným náradím,
  • zabezpečiť dostatočné doťaženie prednej nápravy s cieľom udržať riaditeľnosť a stabilitu traktora pri práci na poli ako aj pri jazde po ceste,
  • dosiahnuť doťaženie zadnej nápravy za účelom zlepšenia ťahových a brzdových účinkov a pri práci s čelne neseným nakladačom,
  • zabezpečiť rovnomerné rozdelenie hmotnosti traktora na prednú a zadnú nápravu s cieľom minimalizovať "powerhop", čiže nadhadzovanie a skákanie traktora pri preťažení.

Celková hmotnosť traktora potrebná pre dosiahnutie účinného prenosu výkonu pri vykonávaní poľných operácií závisí vo veľkej miere od predpokladanej pojazdovej rýchlosti. Napríklad v prípade traktorov s nominálnym výkonom motora okolo 150 kW pre pracovné operácie vykonávané s rýchlosťou 8,7 km/h a viac, sa vyžaduje v priemere hmotnosť 62 kg/kW. V prípade ťažkej pracovnej operácie vykonávanej s pracovnou rýchlosťou 7 km/h musí byť zabezpečená hmotnosť 76 kg/kW.

Pri práci traktora v režime optimálnych ťahových vlastností pri pojazdovej rýchlosti v rozsahu 7 - 9 km/h preklz hnacích kolies traktora dosahuje hodnotu 8 - 12 %. Počas prevádzky môže dochádzať vplyvom náhodného krátkodobého preťaženia aj k vyšším hodnotám preklzu. Dôležité je, aby takéto zvýšenie hodnôt preklzu nebolo trvalé. Elektronická výbava moderných traktorov umožňuje monitorovať preklz hnacích kolies a následne optimalizovať využitie traktora. Funkcia 3-bodového závesu SLIP CONTROL, využívaná na niektorých traktoroch, umožňuje nastavenie reakcie 3-bodového závesu na limitnú hodnotu preklzu hancích kolies traktora. Výsledkom je potom presnejšie riadenie a ovládanie 3-bodového závesu. a tým aj zaťaženia celého traktora.

Pre dosiahnutie dlhšej životnosti mechanizmov traktora, zabezpečujúcich prenos výkonu od motora na hnacie kolesá, je dôležité, aby traktor nebol dlhodobo vyťažovaný v režime plného zaťaženia pri pojazdovej rýchlosti nižšej než 6,5 km/h. V prevádzke sa síce môže stať, že vplyvom nadmerného zaťaženia môže dôjsť ku krátkodobému poklesu pojazdovej rýchlosti pod uvedenú hranicu, dôležité však je, aby takýto režim bol rýchlo prekonaný. Toto sa týka traktorov vybavených klasickými prevodovkami. Bezstupňové prevodovky typu AutoPowr majú možnosť nastaviť režim na príslušnom ovládači (napríklad, poloha 1 - pre práce s vývodovým hriadeľom, poloha 2 - pre ťažké ťahové práce, poloha 3 - pre ľahké ťahové práce a dopravu), takže otáčky motora neklesnú ani pri extrémne veľkom zaťažení, avšak minimálna prípustná pojazdová rýchlosť musí byť udržaná.

3. krok - zabezpečiť správne rozloženie hmotnosti traktora

Rozloženie hmotnosti traktora na prednú a zadnú nápravu závisí od druhu náradia s ktorým je traktor agregátovaný. Vychádza sa pritom zo základnej požiadavky zabezpečiť dostatočné doťaženie prednej a zadnej nápravy, aby sa dosiahla stabilita traktora a jeho riaditeľnosť pri práci na poli a pri jazde po ceste. Pri rozhodovaní o rozdelení hmotnosti traktora na prednú a zadnú nápravu musia byť rešpektované konštrukčné parametre traktora a druh náradia s ktorým je traktor agregátovaný. Pre toto rozdelenie sa využíva pomer napr. 40:60, čo znamená, že ma prednú nápravu pôsobí 40 % hmotnosti traktora a na zadnú nápravu 60 % hmotnosti traktora.

Medzi traktormi využívanými v našej prvovýrobe základnú kategóriu predstavujú traktory s mechanickým pohonom prednej nápravy a to bez predného resp. s predným 3-bodovým závesom. Tieto traktory môžu byť agregátované s rôznym typom náradia, čo ovplyvňuje požiadavku na rozdelenie hmotnosti, keďže každý druh náradia rôznym spôsobom pôsobí na traktor :

a) traktor je agregátovaný s prívesným náradím určeným pre poľné operácie (napríklad, prívesné tanierové podmietače, radličkové kypriče, prívesné kombinované sejačky a p.). V tejto skupine môžu vzniknúť dva prípady: v prípade, že traktor nemá odpruženú prednú nápravu tak na prednú nápravu by nemalo pôsobiť viac než 35 % hmotnosti traktora. Prípustný pomer rozdelenia hmotnosti je teda 35:65 a tým je zabezpečená dostatočná riaditeľnosť a stabilita traktora. Ak traktor má odpruženú prednú nápravu, tak na prednú nápravu môže pôsobiť až 40 - 55 % hmotnosti traktora. Najlepšie ťahové účinky však traktor dosahuje na spodnej hranici, keď na prednú nápravu pôsobí okolo 40 % hmotnosti traktora. Zvýšením podielu hmotnosti traktora, pripadajúcim na prednú nápravu, dochádza však len k nepatrnému zníženiu výkonnosti traktora, keďže systém odpruženia napomáha kompenzovať pôsobenie vonkajších síl negatívne ovplyvňujúcich riaditeľnosť a stabilitu jazdy.

b) traktor je agregátovaný s prívesnými dopravnými prostriedkami (napríklad, dopravné prívesy, prívesné cisterny, veľkokapacitné prívesné rozhadzovače priemyselných hnojív a p.). V takomto prípade predná náprava traktora by mala byť zaťažená až 55 % hmotnosti traktora. To zabezpečuje riaditeľnosť traktora a stabilitu jazdy s týmto druhom dopravných prostriedkov, ktoré spôsobujú značné zaťaženie traktora vertikálnymi silami alebo sú pripojené k vysokému pripojovaciemu bodu závesu (tzv. Wagon Hitch). Menšie zaťaženie prednej nápravy sa odporúča pre prípady, keď je k traktoru pripojený menší príves, aj tak však musí byť zabezpečená riaditeľnosť a stabilita jazdy traktora.

c) traktor je agregátovaný s energeticky náročným neseným alebo poloneseným náradím. Bez ohľadu na to, či je traktor vybavený odpruženou alebo neodpruženou prednou nápravou, v takomto prípade musí na prednú nápravu pôsobiť približne 55 % hmotnosti traktora.

4. krok - zabezpečiť správne hustenie pneumatík traktora

Tlak hustenia pneumatík patrí medzi faktory, ktoré významne ovplyvňujú schopnosť pneumatík prenášať výkon z kolies traktora na podložku. To v konečnom dôsledku určuje celkovú výkonnosť traktora v prevádzkových podmienkach. Tlak, na ktorý je pneumatika nahustená, má totiž vplyv na veľkosť otlačku pneumatiky, čiže na veľkosť plochy s ktorou je pneumatika spojená s podložkou (povrchom pôdy) po ktorej sa traktor pohybuje. Ak je pneumatika správne hustená, jej otlačok má v porovnaní s nesprávne hustenou pneumatikou väčšiu plochu. Výsledkom je väčšia ťahová sila a menšie utláčanie pôdy. Nadmerný tlak hustenia pneumatík spôsobuje skrátenie otlačku (stopy) pneumatiky v pôde. Kratší otlačok v konečnom dôsledku znamená menšiu hodnotu ťahovej sily a zároveň väčšiu hodnotu kontaktného tlaku na pôdu, pretože hmotnosť traktora pripadajúca na menšiu plochu otlačku spôsobuje väčší tlak na pôdu.

Pri určovaní správneho tlaku hustenia pneumatík treba vychádzať zo statického zaťaženia pripadajúceho na prednú a zadnú nápravu. V prípade potreby treba traktor a náradie zvážiť. V závislosti na zaťažení nápravy možno potom podľa manuálu pre obsluhu traktora nájsť príslušnú hodnotu hustenia pneumatiky.

Pre meranie tlaku hustenia pneumatiky by sa mal používať taký tlakomer, ktorý je určený pre traktorové pneumatiky. Tlakomery určené pre pneumatiky osobných automobilov nie sú vhodné, pretože sú určené pre rozsah vyšších tlakov a neukazujú dostatočne presné hodnoty v oblasti nižších tlakov na ktoré sú hustené pneumatiky traktorov.

Tabuľkové hodnoty tlaku hustenia pneumatík sú vzťahované na pneumatiky v chladnom stave. Pneumatiky na jednej náprave musia byť hustené na rovnakú hodnotu tlaku.

Pri udržovaní pneumatík so správnym tlakom hustenia treba pamätať na skutočnosť, že rozdielne pracovné operácie a rozdielne náradie agregátované s traktorom vyžadujú rozdielne tlaky hustenia pneumatík. Ťažké nesené náradie a veľké prívesy agregátované s traktormi, spôsobujúce veľké zaťaženie traktora vertikálnymi silami, vyžadujú častokrát až 2-násobne väčšie hustenie zadných pneumatík než je potrebné pri agregátovaní traktora s prívesným náradím.

Zhrnutie

Moderné traktory predstavujú nenahraditeľných pomocníkov v poľnohospodárskej výrobe. Ich konštrukcia a vybavenie sa neustále zdokonaľuje. V praktických prevádzkových podmienkach je to však užívateľ, ktorý určuje, že do akej miery bude využívaný ten potenciál, ktorý moderné traktory obsahujú. Preto je dôležité venovať pozornosť výberu správneho typu pneumatík a ich správnemu husteniu, ako aj správnemu doťažovaniu náprav. To v konečnom dôsledku bude rozhodovať o efektívnom využívaní kapitálu, investovaného do nákupu moderných traktorov.

Vystavené: 28.1.2009

Autor textu: prof. Ing. Ladislav Nozdrovický, PhD.