fbpx
Strona głównaTechnikaEksploatacja i serwisŻeby kupiony ciągnik nie okazał się za słaby. Jak rozpoznać prawdziwą moc...

Żeby kupiony ciągnik nie okazał się za słaby. Jak rozpoznać prawdziwą moc silnika?

Producenci stosują do określenia mocy swoich ciągników i maszyn rolniczych różne normy, a to prowadzi do niejednoznacznej oceny. Stosują w swych działaniach marketingowych i dokumentach oficjalnych informacje uzyskane od producentów silników. Często podają oni moc zmierzoną dostępną w swych warunkach metodą badań, w oparciu o różne dokumenty normatywne. Najczęściej są to normy ISO TR 14396, DIN 70020, SAE J1995 lub odpowiednie kody OECD. Każdy z tych dokumentów normatywnych określa metodę sporządzania dokumentacji silnika.

Wyniki badań mocy silnika mogą się różnić z uwagi na zastosowaną metodę (z lub bez osprzętu), jak również określeniem mocy „netto”, „brutto’’, „znamionowej”, „maksymalnej”,  – zależnie od przeznaczenia silnika, a także spełnienia wymagań mocy, emisji spalin lub zużycia paliwa. Moc silnika w ciągniku nie jest podawana przez producentów według jednej konkretnej normy, podczas której została określona. Od 1960 r., kiedy zaczął obowiązywać układ jednostek SI legalną jednostką mocy jest wat (W) lub 1000 razy większy kilowat (kW). W praktyce, na co dzień, rolnicy nadal jeszcze posługują się końmi mechanicznymi (1 KM ≈ 735 W). Porównując dane techniczne zamieszczane m.in. w prospektach, ulotkach producentów, nie można bezkrytycznie przyjmować zamieszczanych w nich wartości. Najczęściej nie można bezpośrednio porównywać mocy silników ciągników podawanych przez różnych producentów ze względu na fakt, że moc jest mierzona według różnej normy. Dlatego możliwe jest np., że jeden i ten sam ciągnik przez jednego dealera sprzedawany jest z mocą silnika powyżej 100 kW (wg ISO), a przez drugiego z mocą poniżej 100 kW (wg ECE) – może być różnica do 10 proc.

Skąd wynikają różnice?

Najczęściej producent ciągnika przekazuje dane techniczne uzyskane od producenta silnika, który jest zainstalowany w danym ciągniku. Moc podawana przez producenta silnika nie jest wartością rzeczywistą, użytkową, którą można uzyskać od np. dealera, gdyż nie uwzględnia poboru mocy na napęd niezbędnych urządzeń wyposażenia ciągnika. Ponadto, producent silnika często nie wie, do jakiego pojazdu lub maszyny zostanie zainstalowany jego produkt (ciągnik rolniczy, samochód ciężarowy, pojazd wolnobieżny, urządzenie stacjonarne). Producent nie ma wpływu na warunki zabudowy silnika w maszynie lub urządzeniu o konkretnym zastosowaniu (skonstruowanej pod szczegółowe wymagania wyposażenia w napędzane urządzenia). W związku z tym nie jest uwzględniony pobór mocy na te urządzenia.

Producent ciągnika powiela więc informacje uzyskane od producenta silnika. Określenie „rzeczywistej” mocy silnika, której oczekuje rolnik, wymaga podania szczegółowych warunków jej pomiaru. W efekcie chodzi o moc uciągu i możliwości poboru mocy z WOM-u. Użytkowa moc silnika zastosowanego w pojeździe zależy od wielu czynników, m.in. poboru mocy przez napędzane mechanizmy, zastosowane przełożenia i wielkości kół, prędkości robocze z konkretnym narzędziem, zwięzłości i wilgotności gleby (przy pracach polowych), obciążenia lub odciążenia osi napędowych od maszyn współpracujących. Zastosowanie w jednym typie silnika różnych urządzeń wyposażenia powoduje, że ten sam typ silnika posiada różne moce, nawet przy tej samej metodzie pomiaru. Zamieszczenie mocy silnika ciągnika np. na folderze z określeniem normy i metody pomiaru jest dla przeciętnego rolnika informacją odbiegającą od oczekiwanej nawet do 10 proc.

Obowiązujące normy określania mocy silnika

Ogólnie należy stwierdzić, że moc deklarowana przez producenta silnika jest istotna dla konstruktorów np. ciągników rolniczych, ale nie jest wartością, którą można uzyskać faktycznie, gdyż nie uwzględnia poboru na napęd niezbędnych urządzeń wyposażenia pojazdu. Z uwagi na różne źródła otrzymywanych informacji dotyczących mocy silników, problem jest trudny do uregulowania. Pomiar mocy silnika, np. według normy SAE J1349, określa moc silnika bez dodatkowego oprzyrządowania (wentylatory chłodnicy, pompa wodna), które były zasilane z zewnątrz – określono jako moc brutto. Podobnie międzynarodowa norma ISO TR 14396, bada moc silnika na stanowisku badawczym, bez uwzględnienia strat na napęd wentylatora i pompy cieczy chłodzącej. Z tego powodu rezultaty pomiarów mocy są wyższe, w zakresie 5–10 proc. więcej w stosunku do normy DIN70020, która wymaga, aby podczas pomiarów silnik był wyposażony w osprzęt, jaki stosowany jest w ciągniku. Chodzi tu przede wszystkim o układ chłodzenia, filtr powietrza i tłumik. W ten sposób wyznaczoną moc określa się jako netto.

Trzeba nadmienić, że moc uzyskiwana zgodnie z normą ISO TR 14396 jest nieco zawyżona w stosunku do innych; mimo tego coraz większa liczba producentów ciągników stosuje tę procedurę badawczą. Znalazło to m.in. zastosowanie w dyrektywach Komisji Europejskiej dotyczących zasady pomiarów emisji związków toksycznych z nowych typów silników instalowanych w ciągnikach rolniczych (2000/25/EC). Ale w dalszym ciągu brak przepisów prawnych regulujących procedurę badania mocy silników w ciągnikach rolniczych w Europie. Niezbędny w związku z tym jest zapis, który będzie wymagał określenia przez producenta ciągnika jednolitej metodyki pomiaru mocy, np. z WOM-u ciągnika. Jest to najpewniejszy sposób na porównanie ciągników pod kątem mocy dostępnej na WOM-ie. Pomiar tej mocy odbywa się według jednakowych procedur testów ciągników opracowanych przez Organizację Współpracy Gospodarczej i Rozwoju (OECD). Według tej procedury, pomiary przeprowadza się na kompletnym ciągniku, wynik pomiaru dotyczy rzeczywiście dostępnej dla użytkownika mocy. Trzeba pamiętać, że uzyskany rezultat mocy poprzez pomiar na WOM-ie jest mniejszy o kilka procent (8–10 proc.) przez straty mocy w przekładni WOM-u. W przypadku, np.  nabycia używanego ciągnika można sprawdzić (dla pewności kupującego), jaką moc posiada dany ciągnik, przez pomiar mocy na WOM-ie w warsztacie dysponującym odpowiednim hamulcem.

Ile mocy na WOM-ie, a ile na kołach?

Moc silnika ciągnika można było zmierzyć za pomocą hamowni podwoziowej m.in. w ITP w Kłudzienku. Są to ruchome rolki, na które najeżdża ciągnik kołami napędzanej osi i po włączeniu biegu rolki są stopniowo hamowane przy pomocy hamulca. Aby ciągnik nie zjechał z rolek, musi być odpowiednio przytrzymywany za pomocą lin stalowych. Moc zmierzona jest rzeczywistą mocą dostarczoną do kół, a straty te mogą sięgać nawet do 25 proc. Oznacza to, że na WOM-ie dysponujemy maksymalną mocą stanowiącą ok. 90 proc., a na kołach ok. 75 proc. mocy silnika. Nowoczesne ciągniki są w stanie uzyskać ponad 95 proc. mocy nominalnej na WOM-ie oraz ponad 80 proc. tej mocy na kołach. Wynika stąd, że w nowoczesnym ciągniku bardzo dużo zależy od konstrukcji skrzyń przekładniowych. Jest to moc, którą praktycznie dysponuje nabywca ciągnika.

Najkorzystniejsze dla rolnika powinny być normy, które zawierałyby informacje dotyczące m.in. siły uciągu (w określonym stanie obciążenia na określonym podłożu, na poszczególnych biegach), zużycie paliwa w odniesieniu do stopnia obciążenia oraz moc na WOM-ie.

Jaka charakterystyka silnika jest najbardziej pożądana?

Moc silnika jest uzależniona od prędkości obrotowej silnika i momentu obrotowego. Przy konstrukcji silnika zakłada się pewną maksymalną prędkość obrotową, jaką może rozwinąć silnik bez przekroczenia jego np. obciążeń termicznych – bez wyraźnego zmniejszenia sprawności silnika. Prędkość ta nosi nazwę prędkości nominalnej, przy której wytwórca silnika podaje moc nominalną (znamionową). Producenci podają też moc maksymalną. Jest to największa moc jaką może wytworzyć silnik. Występuje ona przy nominalnej prędkości obrotowej lub mniejszej od nominalnej o ok. 300 obr./min, gdy silnik jest wyposażony np. w turbosprężarkę.

Prędkość obrotowa wału – wielkość podawana w cyklach na minutę, określa zakres bezpiecznej pracy silnika od obrotów minimalnych, poniżej których silnik ulega zadławieniu, do maksymalnych, powyżej których następuje niebezpieczeństwo awarii silnika. Bardzo ważnym parametrem silnika spalinowego jest wielkość momentu obrotowego oraz jego zapasu. Od momentu obrotowego zależy elastyczność silnika, tj. zdolność silnika do przystosowywania się do zmiennego obciążenia. Zwiększone opory podczas pracy powodują, że spada prędkość obrotowa silnika –  spada moc silnika. Jednocześnie rośnie jednak moment obrotowy odpowiedzialny za siłę uciągu. Jeśli ciągnik dysponuje wystarczającym zapasem momentu obrotowego można pokonać chwilowe opory bez zmiany biegu. Zapas stanowi nadwyżkę maksymalnego momentu obrotowego nad momentem rozwijanym przez silnik, pracujący z nominalną prędkością obrotową. Średnia wartość zapasu momentu obrotowego jest wyrażana w procentach nominalnego momentu obrotowego. Dla obecnie produkowanych ciągników wynosi od około 20 do 50 proc. Ważny jest zakres prędkości obrotowych, w którym moment obrotowy ma w przybliżeniu stałą wartość, zbliżoną do maksymalnej. Dla wysokiej klasy silników wartość ta waha się w granicach 1300 do 1800 obrotów na minutę. Moment obrotowy mierzony w hamowni silnikowej jest wartością średnią momentu obrotowego wytwarzanego przez silnik, a jego wartość uzależniona jest od prędkości obrotowej silnika.

Zmiany wartości momentu obrotowego w zależności od prędkości obrotowej silnika są spowodowane zmianami sprawności ogólnej silnika. Przebieg momentu obrotowego zależy od tego, z jakim obciążeniem ciągnik będzie pracował. Z użytkowego punktu widzenia, bardzo ważna jest wartość momentu obrotowego występująca przy obrotach silnika, z którymi najczęściej silnik pracuje. Ponadto, ważne jest w jakim zakresie obrotów silnika i przy jakim momencie obrotowym silnik uzyskuje swoje maksimum mocy. Ogólnie, im wyższe obroty silnika, tym moment obrotowy mniejszy, a moc większa i odwrotnie. Istotne jest również, aby zakres prędkości obrotowej był jak największy, wtedy będzie większa elastyczność silnika i nie trzeba często zmieniać biegów. Zaletą ciągników jest utrzymywanie mocy w pewnym zakresie obrotów na stałym poziomie. Dzięki temu unika się znacznego spadku prędkości roboczej podczas znacznego wzrostu oporu, np. podczas orki. Dobrze przed zakupem danego ciągnika, zapoznać się z wykresem krzywej momentu obrotowego, którego krzywa powinna być najlepiej –  płaska.

Jednym z wyznaczników sprawności silnika jest tzw. jednostkowe zużycie paliwa, które podawane jest w gramach paliwa na 1 kW mocy w ciągu godziny pracy. Wartość jednostkowego zużycia paliwa (parametr ważny dla użytkownika) jest zmienna i zależy od obciążenia silnika. W przedziałach mocy różnica zużycia jednostkowego wynosi do 20 proc., co w rzeczywistych warunkach pracy przenosi się na różnicę nawet do 5 litrów na godzinę (w zależności od mocy silnika). Jednostkowe zużycie paliwa wskazuje również na sprawność silnika. Dzieje się tak ze względu na to, że silnik o większej sprawności potrzebuje na wykonanie tej samej pracy mniejszej ilości paliwa. Jednostkowe zużycie paliwa dla najlepszych silników oscyluje wokół 200 g/kWh. Dane podawane przez producentów ciągników są wartościami minimalnymi i nie przekładają się na eksploatacyjne zużycie paliwa. Najczęściej silniki o mniejszej mocy mają niższą sprawność, a zatem wyższe jednostkowe zużycie paliwa. Stosowanie turbodoładowania oraz chłodzenia powietrza dolotowego w ciągnikach wyższej mocy – zwiększa moc i zarazem zmniejsza zużycie jednostkowe paliwa.  Każdy rolnik pragnie, aby zużycie paliwa było jak najmniejsze, które rzutuje w dużym stopniu na koszty eksploatacji ciągnika

Z punktu widzenia rolnika, istotną informacją powinno być zamieszczone np. w instrukcji obsługi zużycie paliwa w odniesieniu do stopnia obciążenia silnika, czy siła uciągu w określonym stanie obciążenia, na określonym podłożu, na poszczególnych biegach. Mogłyby być te informacje przedstawione w postaci graficznej lub tabel. Użytkownik danego ciągnika już na początku jego eksploatacji byłby zorientowany w prawidłowym i racjonalnym użytkowaniu, bo zakup nowego i drogiego ciągnika często nie spełnia zakładanych przez niego oczekiwań.

Nawiązując do podawanych informacji o mocy silnika należy domagać się od dealera, aby przekazując informacje o mocy silnika zawsze podawał odpowiednią prędkość obrotową, przy której moc ta jest uzyskiwana, oraz przedstawić w sposób prosty i zrozumiały warunki pomiaru. Testowanie mocy na wale odbioru mocy stanowi dla sprzedających ciągniki najlepszą możliwość przedstawienia użytecznej mocy zarówno nowych, jak i używanych ciągników.

1 KOMENTARZ

ZOSTAW KOMENTARZ

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany, podajesz go wyłącznie do wiadomości redakcji. Nie udostępnimy go osobom trzecim. Nie wysyłamy spamu.
Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem*.
Proszę podać swoje imię tutaj
Proszę wpisać swój komentarz!

Polityka Prywatności

NAJNOWSZE WIADOMOŚCI

Wydawnictwo PLANTPRESS poleca

INNE ARTYKUŁY AUTORA
ARTYKUŁY POWIĄZANE (TAG)

NAJNOWSZE KOMENTARZE

Newsletter

Zapisz się do Rolniczego Newslettera WRP.pl, aby otrzymywać informacje o tym co aktualnie najważniejsze w krajowym i zagranicznym rolnictwie.