Кой печели борбата за мощ?

Тор Agrar
Ходовата част е междинното звено между двигателя и почвата. В точката на съприкосновение на гумата с почвата мощността на двигателя на трактора се превръща в теглително усилие. Тенденцията е заедно с работната ширина на прикачните машини да нараства и мощността на тракторите. Днес стандартният трактор вече доближава до можност от 400 к.с. Но, важното е, че повече мощност при стандартната концепция почти не е възможно да се предаде към земята.
КАКВО ТЕГЛИ ТРАКТОРЪТ?
sxema8-1Дали в бъдеще ще се заложи само на гумено-верижните машини, за да се предава максимално теглително усилие или нови концепции на колесните трактори ще позволят равна по ефективност предавателна способност? За да отговори на този въпрос, редакцията на авторитетното германско издание Top Agrar провежда експеримент под названието „Колела или вериги“. Специалистите са сравнили двете концепции на ходовата част – гумено-верижна и колесна, на примера на трактори от Fendt и Challenger в условията на тежка почвообработка и са обсъдили различните инженерни решения.
Само 25 на сто от енергията, която получава от дизела, тракторът е способен да трансформира в теглително усилие. Голяма част се губи в ходовия апарат за образуването на колеи и буксуване. Обикновеното увеличаване на мощността на двигателя често не води пряко до увеличаване на теглителната мощност, тъй като усилието трябва да бъде предадено на почвата. Границата тук се извежда от законите на физиката! Много фактори оказват влияние върху поведението на трактора при теглителните работи, като например теглото (в частност – баласта), шасито и опорната му площ, буксуването и сцеплението с почвата.
ТЕГЛО
При теглителните работи всеки трактор има нужда от определена маса. Независимо, дали колесен или верижен, тракторът не може да тегли повече от собственото си тегло. Стандартните трактори достигат теглителни стойности от 0,4 до 0,7 части от собственото си тегло. Това е коефициентът на теглителното усилие. Той зависи от шасито и състоянието на почвата. Коефициент 0,5 означава, че тракторът може да превърне половината от собственото си тегло в теглително усилие.
Така, 10-тонен трактор с коефициент 0,5 на полето има теглително усилие около 5000 даН. Това съответства на около 5 тона. Ако тракторът при еднакво състояние на почвата трябва да тегли повече, то само увеличаването на мощността на двигателя не е достатъчно. Наред с мощността, трябва да се увеличи и теглото му, което при стандартните трактори означава загуба на полезното натоварване.  Именно тук е отличителната особеност на шарнирно-съчленените и гумено-верижните машини – те трябва да първо място да теглят, а не да возят. Поради тази причина още при излизането си от завода те имат по-голяма собствена маса, за да могат на полето да предадат към почвата мощност на двигателя около 600 к.с.
Собствено тегло от 20 тона многократно превишава допустимата обща маса на стандартните трактори от висок клас! При пълно натоварване те достигат на кантара 27 тона. При минимален коефициент на използване на теглителното усилие 0,5, това вече води до стойности над 13 тона теглително усилие.
БАЛАСТ
Баластът има голямо влияние върху теглителното усилие. Например, при увеличаването на маса от 10 тона с баласт от 2 тона, теглителното усилие се увеличава с 1000 даН (1 тон). Същият ефект се постига от трактора при работа с навесни машини, които допълнително натоварвата задната ос на трактора. Това разпределение на теглото без допълнителни разходи увеличава теглително-сцепителните качества на трактора.
По този начин функционира, например, регулирането на теглителното усилие. При претоварването на трактора от плуга, когато плугът се натъква на по-твърд слой почва, системата реагира така, че плугът автоматично се повдига с няколко сантиметъра. Теглото на плуга допълнително натоварва задната ос, и теглителното усилие се увеличава. Някои производители използват това изместване на усилието с помощта на горна хидравлика, предавайки силата на тежестта от агрегата към задната ос на трактора.
По тази причина стандартните трактори конструктивно са ориентирани към триточкова хидравлика. В крайна сметка те трябва не само да теглят агрегатираните машини, но и да ги носят. В съответствие с това на трактора се поставят оси и гуми – отзад големи, а отпред – по-малки. Страничен ефект – тракторът става много маневрен.
Тракторът почти няма възможност да превозва широки навесни машини. Те са твърде тежки и се нуждаят от собствено шаси. Благодарение на това няма натоварване на задната ос, с изключение на опорното натоварване. По тази причина е необходимо друго разпределение на баласта. Тежките товари в предната и задната част, въпреки че компенсират недостигащата сила на тежестта, но все пак трябва да се движат по полето.
При шарнирно-съчленените, както и при многоосните машини, ситуацията е различна от тази при стандартните трактори - на първо място те трябва да теглят, а не да транспортират върху себе си. Поради тази причина те се придвижват на огромни, еднакви по размер колела, и теглото им е равномерно разпределено върху осите. Разпределението на теглото при шарнирно-съчленените машини е още по-екстремно. При тях върху предния мост “почива” до 60 на сто от теглото на машината, поради което предната част на шарнирно-съчленените трактори силно излиза извън оста. 20-те тона собствено тегло на тези машини могат да се превърнат с помощта на допълнителен баласт в 27 тона и тракторът да стане истински великан.
Добрата баластировка е много важна и при верижно-гумените трактори. Те са доста по-къси от шарнирно-съчленените. Благодарение на колосалния въртящ момент, тракторът може буквално да застане на задни гуми, като по този начин разтоварва предната част на шасито. В този случай шасито почти няма възможност да предава усилието. Гумената верига трябва изцяло да приляга към почвата - само тогава тракторът изцяло предава теглителното усилие към земята. Поради това в местата на опорното натоварване с помощта на баласт в предната или ходовата част е необходимо да се уравновеси теглителната сила на машината.
ОПОРНА ПЛОЩ
Опорната площ е повърхността на съприкосновението с почвата. За да може високата мощност действително да се превърне в прилично теглително усилие, при удвояването на мощността и теглото на машината, опорната площ трябва да се увеличи четири пъти. Лесен начин за увеличаването на теглителното усилие при колесните трактори е намаляването на налягането в гумите, което увеличава опорната им площ. Практическите експерименти са показали, че намаляването на налягането води дори до още по-голямо увеличение на теглителното усилие, отколкото допълнителния баласт. И напротив, прекалено високото налягане в гумите предизвиква също както и прекомерният баласт, дълбоки коловози. Това увеличава съпротивлението към вибрациите и разхода на гориво. При движение по полето тракторът според нивото на затъване в почвата, постоянно преодолява образуващите се пред гумите му насипи от пръст. Ако в екстремни случай съпротивлението към вибрациите се изравни с теглителното усилие, то тракторът няма да може да продължи да се движи. Поради тази причина теглителното усилие нараства при меки почви не само поради увеличаването на опорната площ, но и за сметка на ниското съпротивление на люлеенето. И колкото по-мека е почвата, толкова по-голямо влияние оказва намаляването на налягането на въздуха в гумите върху повишаването на теглителното усилие.
Използването на широкопрофилни и двойни гуми не увеличава автоматично теглителното усилие. В сравнение с традиционните, двойните гуми при еднакво налягане на въздуха имат с 35 на сто по-голяма опорна площ. Тъй като натоварването върху всяка от двойните гуми е по-ниско, отколкото при единичните, то при еднакво налягане не се случва удвояване на опорната площ, както изглежда на пръв поглед. Така че и при двойните гуми налягането също трябва да се намалява.
Шарнирно-съчленените трактори с еднакви като размер гуми имат доста по-голяма опорна площ, отколкото стандартните трактори, и почти същата както при гумено-верижните. Но гумата на трактора достига до 5 метра, което не му позволява да се движи по обществените пътища. Различно стоят нещата при теглителните трактори с три или повече оси - Fendt Trisix с шест гуми с размер 800/60 R34 например, заема площ от почти 3,5 кв. м и въпреки това остава в триметровата граница. За съжаление, засега от Fendt не казват кога и дали машината ще се появи на пазара.
Гумената верига засега дава най-голяма опорна площ в сравнение с площта на напълно спусната и разтеглена на дължина гума. Големите гумено-верижни трактори заемат площ от 4,2 кв. м.
Допълнителните опори, разположени между водещи и насочващите колела, осигуряват по-добра опора. Вярно е, че налягането под веригата не се разпределя съвсем равномерно, така че фактическата опорна площ е по-малка с около 30 на сто. Особено важно е в каква степен са натегнати веригите. Лошо натегнатата гумена верига изглежда като смачкан килим. Разбира се, по тази причина се губи и теглително усилие, тъй като напрежението върху водещите и насочващите ролери създава допълнително съпротивление, което тракторът трябва да преодолее.
БУКСУВАНЕ И СЦЕПЛЕНИЕ С ПОЧВАТА
sxema8-2При теглителни работи ходовата част на трактора трябва да предава усилието към земята. Колкото е по-интензивно сцеплението с почвата - толкова по-добре. Естествената граница на предаването на силата е достигната, ако веригите започнат да прорязват почвата, и наличното триене между шасито и земята повече не е достатъчно за предаването на теглителното усилие. В този случай става дума за буксуване на веригите.
Буксуването намалява обемът на мощността, изразходвана на единица площ, като повишава разходът на гориво на декар. Това нежелателно явление се нарича “загуба на мощността за буксуване”.
Съвсем без буксуване не може да се мине. Колелата имат нужда от буксуването при тежките теглителни работи, тъй като имат само няколко шипа за сцеплението. При буксуването 10-15 % от гумата и почвата променят формата си, като по този начин подобряват сцеплението. В този момент гумите имат сцепление на пълната си площ.
Колкото е по-ниско налягането, толкова повече шипа влизат в сцепление с почвата. Така че при теглителни работи е по-добре да се намали налягането. В моментът непосредствено преди буксуването става максимално предаване на усилието към почвата. При голямо буксуване, особено на влажна почва, става загуба на мощност, уплътняване и повреждане на почвата.
Верижната ходова част, поради по-голямата си опорна площ, има много повече шипа за сцепление. При суха почва тя достига буксуване от 2-5 %, което е значително преимущество при теглителните работи. По-зле изглеждат характеристиките на гумената верига при влажна почва. Поради голямата и площ няма дълбоко проникване на шиповете в почвата и веригата буксува.
Тези разлики в ходовите части оказват влияние върху работата на тракторите. Стандартните трактори при теглителни работи имат буксуване 15 %. Например, при 1000 часа оран с постоянно буксуване се падат 150 часа загуба. През това време тракторът и трактористът работят без да обработят и един метър почва.
Разбира се, при гумените вериги също има загуба на време, но при средно буксуване от 5 % те са със 100 часа по-малко.
Многоосните теглителни трактори имат друга концепция - тъй като всички колела са еднакви и се движат едно след друго по една колея, намаляват загубите за преодоляване на съпротивлението към вибриране и уплътняването на почвата. И от тук идват преимуществата - шиповете на гумите на задните колела влизат във вече прокараната от предните гуми колея. Този принцип на движение намалява коефициента на съпротивлението, тоест буксуването.
КОЙ Е “КРАЛЯТ НА ТЕГЛИТЕЛНАТА СИЛА”?
Когато става дума за универсално приложение на трактора в стопанството, то стандартните трактори са избор номер едно. Те са маневрени на полето и достатъчно бързи при транспортните работи. Но техните теглително-сцепителни свойства имат граници. За да се предаде на почвата мощност на двигателя от 400 к.с., са необходими сдвоени колела и баласт. Но и това няма да приближи стандартните трактори до гумено-верижните или шарнирно-съчленените. Гуми с още по-големи размери и по-висока маса на трактора при днешното техническо решение се почти невъзможни. Мощността на двигателя на шарнирно-съчленените трактори достига тази на гумено-верижните. В следствие на простата конструкция и твърдото шаси, тези машини са по-приемливи като цена.
Еднаквата големина на колелата и огромната маса им дават определени преимущества, но за да предадат теглителното усилие към почвата са им  необходими двойни и дори тройни гуми.
Като алтернатива е възможна появата в бъдеще на три- и четириосни трактори с 6 или 8 еднакви колела. Не много по-широки от стандартните трактори, но с почти двойна опорна площ, те могат да се движат лесно по обществените пътища.

Прочетена 4255 пъти
Оценете
(0 гласа)

Оставете коментар

Моля, попълнете всички полета означени със звездичка (*). Не се допуска HTML код.

logo naz

 

 

гр. София 1124, ж.к. Яворов, бл.8, вх.В, ет.1, ап.1
Е-мейл: Този имейл адрес е защитен от спам ботове. Трябва да имате пусната JavaScript поддръжка, за да го видите.
Телефон: (+359) 02 846 43 33
Факс: (+359) 02 846 42 33

  Фейсбук страница на "Гласът на земеделеца"
  Фейсбук страницата на "Пчела и кошер"


Контакти | За реклама | За нас | Условия

Етикети Kaрта на сайта