Współczesne ciągniki na miarę potrzeb i wymagań

„Traktory – Najnowsze rozwiązania dla wielorakich wymogów przyszłości” – tak zatytułował swoje wystąpienie docent nauk agrotechnicznych ze Szwajcarii, Roger Stirnimann. Jakie wymagania stawia teraz rynek przed producentami ciągników…?

„Traktory – Najnowsze rozwiązania dla wielorakich wymogów przyszłości“ – referat na ten temat docent Stirnimann przedstawił podczas targów Agritechnica 2015. Dzięki uprzejmości DLG, organizatora targów, poniżej prezentujemy jego wystąpienie.

„Traktory – Najnowsze rozwiązania dla wielorakich wymogów przyszłości  – ten obiecujący tytuł budzi zapewne wysokie oczekiwania wśród osób specjalizujących się w technikach rolniczych!

Jednak najpierw należy zadać sobie pytanie, jakie właściwie wymagania mamy wobec traktorów? W centrum uwagi stoją z pewnością wymagania ze strony klientów. I właśnie te mogą być, szczególnie dla działających globalnie producentów, wielorakie: klient w szybko rozwijającym się kraju, który być może dopiero teraz stawia pierwsze kroki w przechodzeniu od maszyn ciągnionych przez zwierzęta do traktora, ma przypuszczalnie zupełnie inne wymagania niż profesjonalny przedsiębiorca świadczący usługi dla rolników w Europie Zachodniej. Zróżnicowane wymagania wynikają również i z faktu, że w skali światowej występują duże różnice w przepisach, na przykład dotyczących dopuszczalnych emisji spalin. Z kolei jeśli chodzi o producentów traktorów i organizacje dystrybucyjne to należy też uwzględnić czynniki „wewnętrzne“ jak na przykład procesy montażowe, możliwości późniejszego dozbrojenia lub też dostępność i jakość świadczenia usług naprawczych.

W niniejszym referacie będzie już tylko mowa o wymaganiach stawianych przez duże przedsiębiorstwa i firmy świadczące usługi dla rolników wobec traktorów o wysokiej technologii. Na podstawie trzech wybranych przykładów takich wymagań zademonstrowane zostaną rozwiązania oferowane przez producentów w celu sprostania tym wymaganiom.

Efektywne przenoszenie siły ciągu
Na tegoroczne targi Agritechnica po raz kolejny zgłoszone zostały liczne komponenty i wyposażenia dodatkowe, zadaniem których jest dalsza poprawa przenoszenia mocy w traktorach przy pracach z użyciem siły ciągowej. Jako przykład może tu posłużyć system firmy John Deere EZ Ballast umożliwiający łatwy montaż obciążenia w dolnej części podwozia ciągnika, albo systemy Vario-Grip Pro i Grip Assistant firmy Fendt. Istotnym elementem przenoszenia mocy silnika na siłę ciągu jest przekładnia. Również i tutaj firma Fendt prezentując nowy system VarioDrive przeznaczony dla ciągników serii 1000 przejawiła swoją innowacyjność.

Nowa przekładnia oparta jest na znanej już koncepcji Vario i wykazuje podobną strukturę podstawową z napędem przenoszonym na wał wyjściowy oraz w sumie proste nadwozie. Nowością jest zastosowanie dwóch wałków sumujących napędzanych silnikiem hydraulicznym z przekładnią kątową. Jeden wałek napędza oś tylną a drugi przednią. Dzięki hydraulicznemu połączeniu pomiędzy pompą hydrauliczną i silnikiem hydraulicznym możliwa jest hydrostatyczna kompensacja wzdłużna, co z kolei umożliwia permanentny i przede wszystkim wolny od niepożądanych naprężeń napęd na wszystkie koła. Stanowi to dużą zaletę na przykład podczas pokonywania zakrętów lub przy silnym ugięciu opon spowodowanym dużym naciskiem na osie. W przypadku wystąpienia na jednej z osi wysokich wartości poślizgu mechanizm różnicowy może zostać zablokowany przez sprzęgło. W czasie jazdy po drogach, silnik hydrauliczny osi przedniej może zostać odłączony. W połączeniu z silnie zredukowaną liczbą obrotów silnika, które są konieczne do osiągania najwyższych dopuszczalnych w danym kraju prędkości, zużycie paliwa przy jeździe po drogach powinno być niewielkie.

Lepszy stosunek masy własnej do obciążenia użytkowego
W przypadku ciężkich narzędzi zawieszanych z tyłu ciągnika i odpowiedniego dociążenia przodu traktora, osiągnięcie granicy maksymalnego obciążenia użytkowego może nastąpić bardzo szybko.

Niektórzy producenci próbowali w przeszłości wyposażać kadłuby traktorów w przystosowane do wyższych obciążeń konstrukcje ramowe bez równoczesnego wzrostu masy własnej (np. John Deere z niepełną ramą stalową (trzy czwarte) albo Fendt z odlewaną półramą).

Obecnie od kilku lat panuje trend w kierunku stosowania misek olejowych pełniących funkcję konstrukcyjnej ramy podwozia. W przeciwieństwie do klasycznej konstrukcji blokowej, w której miska olejowa i skrzynia korbowa wspólnie spełniają funkcję nośną, w nowych rozwiązaniach funkcja ta jest w pierwszym rzędzie zadaniem miski olejowej. W tym celu wykonywana jest ona jako część składowa podwozia i wyposażona w żebra wzmacniające. Przykładem dotychczasowych zastosowań takiego rozwiązania mogą posłużyć ciągniki serii 7R firmy John Deere albo serii Axion 800 firmy Claas. Za trendem tym podążyły też firmy Case-IH i New Holland wypuszczając na rynek serie Optum resp. T7 HD.

Przepisy regulujące emisję spalin
Na przestrzeni ostatnich 15 lat przepisy regulujące ilość spalin dla pojazdów pozadrogowych bardzo mocno ograniczyły ich dopuszczalne emisje. Kolejne stopnie normy emisji spalin poczynając od stopnia 1 do obecnie obowiązującej normy stopnia 4 narzucały redukcję emisji tlenków azotu (NOX) i cząstek stałych (PM) o każdorazowo ponad 95% (dotyczy to silników o mocy 130 – 560 kW). Na horyzoncie zarysowuje się już dalsze zaostrzenie tych przepisów. Oczekiwane na rok 2019 wprowadzenie normy stopnia 5 ma ponownie zredukować emisję cząstek stałych (PM) oraz dodatkowo wprowadzić wartość graniczną dla innych cząstek (PN).

Ponieważ cykle badań testowych dla pojazdów pozadrogowych i dla ciężkich pojazdów drogowych są niejednakowe, to nie można porównywać 1:1 dopuszczalnych wartości dla tych dwóch kategorii pojazdów. Tym niemniej można stwierdzić, że w przyszłości emisje spalin dla pojazdów pozadrogowych kształtować się będą na podobnie niskim poziomie jak dla  pojazdów ciężarowych klasy EURO-6. Technologie silników i układów oczyszczania spalin w obydwu kategoriach pojazdów  już dzisiaj są bardzo do siebie podobne. Wyjątek stanowią jednakże filtry cząstek stałych. Ustawodawcy unijni wprowadzając dopuszczalne wartości PM w normach emisji stopnia 3B i 4 chcieli już wtedy narzucić obowiązek stosowania filtrów cząstek stałych w pojazdach pozadrogowych.
Niektórzy producenci jednak bazując na dużych postępach w zakresie konstrukcji silników (system wtrysku Common-Rail, dysze wielootworowe itd.) rezygnują dzisiaj świadomie z tego systemu obróbki spalin. Z wprowadzeniem wraz z normą emisji stopnia 5 dodatkowych wartości granicznych PN zamknięte systemy filtrów cząstek stałych będą w przyszłości zapewne nieodzowne.

Dzisiejszy stan techniki pozwala jednak na przypuszczenie, że systemy te coraz częściej będą integrowane z katalizatorem SCR, wobec czego nie powinno więcej wzrosnąć zapotrzebowanie na miejsce.

Roger Stirnimann, docent nauk agrotechnicznych w Wyższej Szkole Rolnictwa, Leśnictwa i Przemysłu Spożywczego w Zollikofen (Szwajcaria)”

Renata Struzik, źródło: DLG