Dažnai tenka girdėti ginčą: „Techniniai sprendimai, adaptuoti iš automobilių ar kitų savaeigių ne žemės ūkio paskirties mašinų, žemės ūkio techniką tik sumenkina“. Šiuo teiginiu nevengia papiktnaudžiauti ir kai kurie traktorių gamintojai. Tuo tarpu tikrovė gerokai spalvingesnė. Išskirtinai žemės ūkio paskirties traktoriams yra sukurta ir gamyboje įdiegta ne tiek jau daug techninių sprendimų. Vienas iš tokių – standartizuota trijų taškų pakabinimo sistema gale su jėginiu/poziciniu dirbimo gylio reguliavimo mechanizmu. Visa kita – jau pritaikyta arba dar tik bus adaptuota. Nūdienos technologijų atžvilgiu, traktoriams dar yra kur tobulėti.

Tradiciškai susiklostė, kad patys pažangiausi techniniai sprendimai leng­viausiai kelią atranda gerą ir stabilų pelną žadančiose nišose. Be abejo, avangardinės technologijos yra brangios. Todėl jos efektyvios tik konsoliduotuose, dideliuose ūkiuose, kuriuose atitinkamas darbo našumas.

Žemės ūkio sektoriui tampant svaria ir įtakinga veiklos sfera (plėtojant bio­energetiką, šio sektoriaus vaidmuo ateityje bus dar svarbesnis), būsimiesiems žemdirbiams bus pasiūlytos didėjančius jų poreikius atitinkančios savaeigės mašinos. Žinoma, ne už ačiū. Brangstančioms technologijoms piniginę teks atverti kaskart vis plačiau.

Pasielkime netradiciškai – palyginkime traktorių ir automobilį. Ne jų komforto lygį, o naudojamas tapačias technologijas.

*** *** ***

Pirmą kartą kintamos geometrijos turbokompresorių (VGT) serijinio traktoriaus variklyje panaudojo kompanija „John Deere“ didelės galios traktorių serijoje 8030. Oficialiai John Deere 8030 buvo pademonstruotas prieš dvejus metus vykusioje tarptautinėje žemės ūkio technologijų parodoje Hanoveryje, Vokietijoje. Tai neabejotinai didelis indėlis toliau gerinant ne tik efektyviuosius, bet ir ekologinius jėgos agregato parametrus. Nes lyginant su įprastiniu membraniniu pripūtimo slėgio reguliavimo vožtuvu, patobulintoje sistemoje visa išmetamųjų dujų energija išnaudojama platesniame sūkių diapazone.

Kintamos geometrijos turbokompresoriai pirmieji pasirodė lengvųjų automobilių dyzeliniuose, vėliau vilkikų varikliuose. Automobilininkai net spėjo pamiršti, kad pirmąjį kintamos geometrijos turbokompresorių 1991 m. panaudojo kompanija FIAT automobilyje Croma. Beje, ilgą laiką technologinės galimybės VGT turbokompresorius montuoti leido išimtinai tik į dyzelinius variklius, nes išmetamųjų dujų temperatūra pastaruosiuose gerokai mažesnė negu benzininiuose jėgos agregatuose. Tačiau praėjusiais metais „Porsche“ inžinieriai paneigė ir šią aksiomą.

Įdomu tai, kad efektyviąją variklio galią didinančio turbokompresorinio pripūtimo privalumus pirmieji įžvelgė ne automobilių, o traktorių gamintojai. Pavyzdžiui, JAV po metus trukusių bandymų pirmąjį dyzelinį variklį su Garrett T15 turbokompresoriumi pagamino kompanija „Caterpillar“. Šis variklis montuotas nuo 1954 m. gamintuose statybinės ­paskirties, 474 AG pajėgumo vikšriniuose Caterpillar D9 traktoriuose. Geltonojo milžino bendroji masė siekė net 49 tonas. Jau kitais metais ratiniame greideryje Caterpillar DW-21 pirmą kartą buvo panaudotas šiuolaikinių traktorių turbokompresoriuose įprastas membraninis slėgio reguliatorius. Į jau išnykusios markės automobilį Oldsmobile Jetfire Turbo Rocket turbokompresorius buvo sumontuotas tik po 8 metų, t. y. 1962-aisiais.

Ne mažiau įdomus faktas yra ir tas, kad pirmąjį turbokompresorių masinės gamybos žemės ūkio paskirties traktoriuje 1965 m. pritaikė „John Deere“. Impulsinis pripūtimas (kada išmetamosios dujos nuo atskiros grupės cilindrų turbokompresoriui tiekiamos atskirais atvamzdžiais) 6 cl., 6,6 l darbo tūrio dyzeliniuose John ­Deere 4020 serijos varikliuose įgyvendintas, pasitelkus Garrett T04 turbokompresorius. Vėlesnę pastarojo modifikaciją T04B itin pamėgo sunkvežimių ir komercinės paskirties automobilių variklių gamintojai. Beje, šio modelio turbokompresoriai buvo montuojami net į prestižinius Bentley Muslanne automobilius.

*** *** ***

Variklių gamintojams įprasta jėgos agregatų efektyviuosius parametrus gerinti pagalbinėmis priemonėmis, t. y. toliau tobulinant turbokompresorinio pripūtimo maitinimo sistemą ir gerinant jos parametrus, optimizuojant variklio aušinimą ar papildomų įrenginių darbo režimus. Tuo tarpu fundamentalūs konstrukciniai elementai, iš kurių svarbiausias cilindrų blokas, praktiškai nekinta daugelį metų. Šios detalės ilgaamžiškumą užtikrina sudėtingos ir brangios gamybos technologijos. Nenustebkite, pasaulyje yra variklių, kurių korpuso detalės mena praėjusio šimtmečio šeštąjį dešimtmetį, tačiau tai netrukdo jėgos agregatams atitikti griežčiausius kenksmingų deginių emisijos išmetamosiose dujose reikalavimus.

Labai svarbus parametras cilindrų bloko gamyboje yra atstumas tarp gretimų cilindrų centrų. Būtent jį apsprendžia turima gamybos technologija. Atstumui tarp gretimų cilindrų išliekant pastoviu dydžiu, skirtingas variklių darbo tūris gaunamas, didinant arba mažinant cilind­rų skersmenis.

Taigi efektyvūs variklio parametrai sėkmingai gerinami be esminių pagrindinių detalių pakeitimų. O kiekvieną naujai sukurtą variklį dėl nuolat didėjančių projektavimo darbų ir gamybos technologijų kaštų racionalu panaudoti kiek galima platesniame darbų spektre.

Pavyzdžiui, CNH grupei pristačius Case IH MXM Maxxum/Maxxum PRO ir New Holland TM serijos traktorius, mažai kas galėjo nujausti, kad juose naudojami 6 cl., 7,5 l darbo tūrio varikliai yra nemenka dalimi unifikuoti su kompanijos „Iveco“ (jis taip pat priklauso FIAT grupei) Cursor 8/10 varikliais. Pastarieji tuo pat metu montuoti karjeriniuose savivarčiuose, vilkikuose EuroStar ir EuroTech.

Tiesa, žemės ūkio paskirties traktoriams skirti varikliai perėjo sudėtingą adaptacijos ciklą. Pavyzdžiui, taupant lėšas, kintamos geometrijos turbokompresoriai Holset buvo pakeisti standartiniais su įprastiniais membraniniais slėgio reguliatoriais, o brangūs Bosch ­siurbliai-purkštuvai maitinimo sistemoje – į mažiau efektyvius Bosch VP 44 serijos skirstomojo tipo siurblius su elektroniniais sūkių reguliatoriais. Beje, šie siurb­liai buvo montuojami tik į 130 kW/177 AG (MXM175/TM175) ir 142 kW/194 AG (MXM190/TM190) vardinio pajėgumo traktorių modelius. Nuo 91 kW/124 AG (MXM120/TM120) iki 114 kW/155 AG (MXM155/TM155) pajėgumo modeliuose buvo montuojama dar paprastesnė maitinimo sistema su mechaniniais sūkių reguliatoriais. Tuo tarpu iš Cursor variklių perimtas vienas plačiaeilis, gerokai ilgaamžiškesnis už keletą trapecinių analogų papildomų įrenginių pavaros dirželis. Be to, dėl automatinių įtempiklių nereikia rūpintis šio dirželio priežiūra.

Iveco Cursor variklių, kurtų kartu su partneriu iš JAV kompanijos „Cummins“ specialistais, modeliai traktoriams pasižymėjo didele pastovios galios aikštele (1 620–2 200 min-1), o versijos automobiliams – plačiu ekonomiškų variklio sūkių diapazonu (1 000–1 900 min-1).

*** *** ***

Daugelis kitų, nuo paprasčiausių konstrukcinių sprendimų iki sudėtingų techninių projektų taip pat perimta iš kitų gamybos sričių. Tai yra bendro technologijų tobulėjimo rezultatas. Pavyzdžiui, papildomų įrenginių diržinė pavara pakeista krumpliaratine, kuri tyliau dirba ir tolygiau perduoda sukamąjį judesį.

Vilkikų gamintojams pirmiesiems tapo aktualu mažinti triukšmą. Vėliau šį sprendimą – perkelti oro kompresoriaus pavarą arčiau smagračio (t. y. kabinos, kur triukšmo sklaida į aplinką mažesnė) – suskato diegti kompanija „Deutz AG“. Todėl Deutz-Fahr, Fendt traktoriuose oro kompresorius ne variklio priekyje, o gale, kur jį suka už diržinę patikimesnė krumpliaratinė pavara.

Galima pateikti ir originalių technologijų panaudojimo pavyzdį. 1991 m. Švedijos įmonė „Scania“ pirmą kartą serijiniu būdu pradėjo gaminti vadinamąjį turbokompaundinį variklį. Didelio darbo tūrio varikliuose su tradiciniu turbokompresoriumi panaudoti visą išmetamosiose dujose esančią energiją nėra galimybių. Dalis jos taip ir išlekia pro išmetamąjį vamzdį, neatlikusi jokio naudingo darbo. Tuo tarpu likusią energijos dalį efektyvu panaudoti toliau didinant variklio efektyviuosius parametrus. Kad energija nebūtų švaistoma, sukurta turbokompaundinė technologija, padidinanti variklio ekonomiškumą, sukimo momentą nedidelių sūkių diapazone, sumažinanti kenksmingų deginių emisiją išmetamosiose dujose, 2 proc. padidinanti dyzelinio variklio naudingumo koeficientą.

Pirmasis traktorius, turintis turbokompaundinį variklį, buvo šiais metais išleistos jubiliejinės Gold Signature serijos modelis Case IH Steiger 485. Šio traktoriaus varik­lyje išmetamosios dujos iš pagrindinio (pirmojo) turbokompresoriaus patenka į papildomą (antrąjį) turbokompresorių. Jis per specialų reduktorių ir hidraulinę movą (hidraulinę sankabą) papildomai suka variklio alkūninį veleną. Turbokompaundinė technologija leidžia padidinti ne tik variklio sukimo momentą, bet ir, kaip teigia kompanijos „Case IH“ inžinieriai, iki 3 proc. sumažinti degalų sąnaudas.

*** *** ***

Vienas iš didžiausių pavarų dėžių, centrinių ir galinių pavarų traktoriams tiekėjų yra šių komponentų gamintojas ZF. Kompanijos inžinieriai pagal variklio perduodamą didžiausią sukimo momentą ir planuojamas traukos charakteristikas kartu su specialistais iš transmisijas gaminančių kompanijų parenka optimaliausią variantą. Be abejo, jei vienoje korporacijoje, be traktorių gamintojo yra ir transmisijų gamintojas, dažnai pasirinkimą lemia nuosavų pajėgumų išnaudojimo aspektas. Tai aktualu grupei AGCO (jai priklauso transmisijų gamintojas GIMA) ir kompanijai „John Deere“ (pastarosios sudėtyje yra „Funk“ įmonė).

Tačiau kompanijos ZF komponentų galima rasti kone kiekviename traktoriuje. Pavyzdžiui, šio gamintojo pavarų dėžės montuojamos į CNH, „Same Deutz-Fahr“ korporacijų mašinas, į John Deere 6030/6030 Premium serijos traktorius su belaiptėmis IVT (firminis pavadinimas AutoPowr) transmisijomis ir į Claas Xerion, Valtra S serijos traktorius. Su paskutiniuoju modeliu Fendt Xylon nutrūko ZF pavarų dėžių naudojimas Fendt traktoriuose.

Kitas transmisijų ekspertas – kompanija „Steyr“ – yra žinomas ir kaip traktorių, ir (praeityje) kaip civilinės paskirties sunkvežimių, karinių visureigių ­gamintojas. Tačiau, skirtingai nuo ZF (šios kompanijos sudaro bendrą aljansą „ZF/Steyr“), „Steyr“ specializuojasi visų varančiųjų ratų transmisijų projektavime ir gamyboje. Pavyzdžiui, ši kompanija automobiliui Renault Scenic RX4 tiekė visų varančiųjų ratų transmisijos elementus.

Traktoriaus, kaip ir bet kurios kitos savaeigės mašinos, degalų sąnaudos iš esmės priklauso nuo variklio apkrovos, todėl ją optimizuojant didelis dėmesys kreipiamas į pavarų dėžę (perdavimo skaičių tankį, pavarų perjungimo aukštyn/žemyn momentus, trukmę ir t. t.). Dažnai pavarų dėžę, kaip unikalų traktoriaus mazgą, gamintojai stengiasi suprojektuoti patys. Pavyzdžiu galima laikyti belaiptes padalyto galios srauto Fendt Vario ML (naudojamas visuose Fendt Vario/VarioTMS ar atskiruose Massey Ferguson, JCB modeliuose), John Deere IVT transmisijas (naudojamas 7030 ir 8030 serijų traktoriuose), Valtra mechanines pavarų dėžes su dinaminiais Delta Power Shift reduktoriais.

Bet kokios traktoriuje montuojamos hidromechaninės, dinaminės pavarų dėžės veikimo principas panašus į automobiliuose naudojamų pavarų dėžių veikimo principą: pavaros perjungiamos, nepertraukiant sukimo momento perdavimo varantiesiems ratams; konstrukcijoje naudojami planetiniai reduktoriai, daugiadiskės šlapiojo tipo sankabos ir proporciniai elektrohidrauliniai valdymo elementai. O pavarų perjungimą, priklausomai nuo apkrovos, variklio sūkių dažnio ir važiavimo greičio kontroliuoja elektroninis valdymo blokas. Tiesa, automobiliams svarbiau neprarasti dinaminių savybių, kai tuo tarpu traktoriams – traukos savybių.

Tarp dinaminės pavarų dėžės ir pavarų perjungimo svirties ir traktoriuose, ir automobiliuose nėra mechaninio ryšio. Bendri principai tie patys, o didžiausias tiekėjas taip pat ZF.

*** *** ***

Yra traktorių gamintojų, kurie dalį priekinių tiltų (ir neamortizuotų, ir su elastinga pakaba) gaminasi patys, t. y. paprastai tie, kurių motininės korporacijos sudėtyje yra antrinė įmonė, besispecializuojanti varančiųjų tiltų ir transmisijos mazgų gamyboje. Pavyzdžiui, kompanija „John Deere“ su jai priklausančiu gamintoju „Funk“, tačiau tai netrukdo „John Deere“ sėkmingai naudoti ZF priekinius tiltus, kuriuos, beje, perka daug kitų kompanijų („Manitou“, „Valtra“ ir kt.).

Didžiausi priekinių tiltų su elastingomis pakabomis tiekėjai traktoriams yra italų kompanija „Carraro“ (Case IH MXM Maxxum/Maxxum PRO/Puma, Fendt 300 Vario, McCormick XTX, New Holland TM/T6000/T7000, Steyr CVX) ir JAV-Italijos gamintojas „Dana“ (Fendt Vario modeliuose). Pastaroji įmonė didiesiems JAV sunkvežimių gamintojams (pvz., „Peterbilt“) tiekia varančiuosius tiltus Spicer.

Originali Valtra traktoriuose montuojama pneumatinė priekinio tilto pakaba tiesiogiai nusižiūrėta nuo sunkiasvorių automobilių ir jų puspriekabių. Tai pasiteisinusi konstrukcija, kuri atšiauriomis sąlygomis turi savų pranašumų – oro savybės nuo temperatūros taip nekinta, kaip alyvos hidropneumatinėse amortizacijos sistemose.

Mechaninės ir pneumatinės elastingos kabinos pakabos su skersinius svyravimus ribojančiomis Panhard trauklėmis įvairių gamintojų traktoriuose yra iš vieno tiekėjo – ZF. Atitinkamai, šių dviejų (yra dar ir trečias, pažangesnis tipas) tipų pakabos sėkmingai naudojamos sunkvežimių ir vilkikų kabinoms amortizuoti, pavyzdžiui, Iveco EuroStar/EuroTech. Efektyvi kompanijos „Claas“ nepriklausomo tipo pneumatinė kabinos pakaba taip pat adaptuota pagal Renault sunkvežimių kabiną.

*** *** ***

Multipleksinės duomenų perdavimo linijos CAN-Bus, jungiančios visus elektroninius komponentus, traktoriuose taip pat pasirodė gerokai vėliau negu straipsnyje minėtose mašinose. Tiesiog jos nebuvo būtinos: traktoriuose gerokai mažesni perduodamos informacijos srautai, gerokai mažesnė sistemų integracija. Tačiau dabar, derinant variklio, transmisijos ir hidraulinės sistemos valdiklių veiksmus, gerokai praplėtus automatizavimo ir diagnostikos galimybes, modernus traktorius be CAN-Bus sąsajos tiesiog neįsivaizduojamas.

Technologijos šiuo metu vystosi neregėtai sparčiai. Tačiau kai kurie sprendimai taip ir liks eksperimentiniais. Vargu, ar traktoriuose bus panaudota hibridinė pavara, kurios projektą praėjusioje tarptautinėje parodoje Hanoveryje pademonstravo kompanija „Case IH“. Didesnio pasisekimo nesulaukė nei „John Deere“ galinių ratų nepriklausoma pakaba, nei „Valtra“ kartu su „Nokia“ sukurtas nuotolinis diagnostikos protokolas CareTel, leidžiantis svarbiausius traktoriaus parametrus sekti net atostogaujant Turkijoje ir iš ten serviso tarnybą informuoti apie atsitikusius nesklandumus darbe. Artimiausi uždaviniai – dar tikslesnis procesų valdymas, kuriame itin svarbų vaidmenį suvaidins automatinio vairavimo ir traktoriaus funkcijų valdymo sistemos, tolesnis belaipčių transmisijų diegimas. Ne ką mažiau aktualus biologinės kilmės degalų ir eksploatacinių skysčių panaudojimas.