23 10 24 Mano ukio prenumerata 2024 23 04 15 Gauti naujienas mobili žurnalas
Mano Ūkis 2011/02
Traktorių darbo efektyvumas ir galios šuoliai
  • A. Janulevičius, V. Damanauskas
  • Mano ūkis

Siekiant, kad žemės ūkio technika dirbtų ir ekonomiškai, ir efektyviai, tenka naudoti kuo didesnę traktorių traukos jėgą. Didinant ją, traktoriaus varantieji ratai buksuoja labiau. Buksavimas mažinamas, naudojant platesnius, sudvigubintus ratus, padangas su geresniu protektoriumi, mažinant oro slėgį padangose ir didesne jėga spaudžiant varančiuosius ratus prie žemės.

Mažinant slėgį padangose varančiųjų ratų atraminį plotą ir išvystomą traukos jėgą galima padidinti iki 10-15 proc. Dar daugiau padidinti išvystomą traukos jėgą ir degalų galima sutaupyti naudojant modernias naujos kartos mažo slėgio padangas. Kai kuriose iš jų (neviršijant nustatytų apkrovų bei greičių) slėgis gali būti sumažintas net iki 0,5 baro. Traktoriaus varančiųjų ratų vertikaliai apkrovai didinti (spausti prie žemės) naudojamas jėginis-pozicinis reguliatorius ir papildomi balastiniai svoriai. Traktorių balastavimas atliekamas įvairiai: tvirtinami priekiniai svoriai, svoriai kabinami ant traktoriaus priekinio hidraulinio keltuvo, svoriai montuojami prie traktoriaus ratų ar traktoriaus apačioje, į padangas pilamas skystas balastas.

Įsigyti padargai ir mašinos, kurių naudojama galia artima traktoriaus vardinei galiai, ne visuomet išsprendžia problemą, ypač dirbant galingesniu traktoriumi. Pastarieji dažniausiai nėra visiškai apkraunami. Tada bandoma didinti darbo greitį ar prikabinti papildomus padargus ir taip maksimaliai apkrauti traktorių arba su vienu traktoriumi atlikti kelias operacijas vienu metu. Taip mažiau reikia važiuoti per lauką, padidėja darbų spartą ir sumažėja degalų sąnaudos.

Patirtis

Kiekvienas ūkininkas, kuris patyrė galios šuolius, žino, kad tai gali būti brangu, skausminga ir gana rimta. Aptarkime, ką patiria traktoriumi dirbantis ūkininkas. Įsivaizduokime, pavasarinei saulei pabudinus žemę jis išvažiuoja į laukus su savo keturiais ratais varomu traktoriumi ir nuleidžia padargus. Padidinamos variklio apsukos, traktorius prisitaiko prie padidėjusio pasipriešinimo ir pirmyn... Bet staiga lengva vibracija supurto kabiną. Iš pradžių tai vos vos jaučiama, vėliau vibracija ima po truputį didėti. Traktoriaus priekis pradeda judėti į viršų ir apačią, ūkininkas jaučia, kaip sėdynė pradeda amortizuotis. Jis pradeda nerimauti. Kažkas negerai. Judėjimas tampa netolygus ir vis stiprėja. Kad nenukristų nuo sėdynės, ūkininkas jau turi laikytis už vairo, jaučiami stiprūs padargų trūktelėjimai pirmyn ir atgal. Traktorius šuoliuoja. Vairuotojas nuspaudžia sankabą, sustoja ir patikrina įrangą, bet nieko blogo nepastebi ir vėl pradeda važiuoti, bet pasikartoja tas pats. Jis bando eksperimentuoti. Sumažina degalų padavimą, šiek tiek pagerėja. Vadinasi, padeda. Perjungia žemesnę pavarą ir pakelia padargus šiek tiek aukščiau: neįprastas mašinos judėjimas aprimsta.

Kas nutiko? To vakar nebuvo. Viskas veikė puikiai, kai baigė darbą vakare. Tada jis supranta. Jis atsiminė, kad buvo girdėjęs jog taip pat buvo atsitikę ir kitiems ūkininkams. Ar tai gali būti „galios šuoliai"? Galbūt. Kas toliau? Geras klausimas. Tai yra vis dažniau aptariamas reiškinys. Taip atsitikus, susiduriama su trimis pagrindinėmis problemomis: galios šuoliams suvaldyti sugaištama daug laiko; tai visada nutinka blogiausiu momentu; tai gali būti nepatogu vairuotojui ir kenksminga įrangai.

Gerai yra tai, kad šiuo metu galios šuoliai yra geriau suprantami ir galima imtis tam tikrų priemonių jiems sumažinti. Tačiau blogai yra tai, kad nėra vieno sprendimo, kaip būtų galima galios šuolių visiškai išvengti.

Kas tai yra galios šuoliai?

Galios šuoliai (angl. power hop) yra priekinės/užpakalinės traktoriaus dalies judėjimas aukštyn ir nepastovus šokinėjimas, t. y. traktoriaus dinaminis nestabilumas, apibūdinamas kaip traktoriaus išilginis supimasis ir svyravimas apie masės centro tašką. Jei nieko nedaroma, svyravimų amplitudė didėja iki tam tikros ribos. Nedidelis trūkčiojimas palaipsniui perauga į traktoriaus šokinėjimą/šuoliavimą. Dėl to neįmanoma dirbti ir vairuotojas priverstas stabdyti mašiną. Galios šuolių pasitaiko įvairiais momentais, tačiau daugiausia problemų kyla, jei taip atsitinka per terminų spaudžiamus darbymečius.

Galios šuoliai kartais painiojami su kitu dinaminiu reiškiniu, vadinamuoju „liuoksėjimu". „Kelio liuoksėjimas" yra priverstinis traktoriaus išilginis supimasis, kurį sukelia duobėtas kelias ir tam tikras ratų sukimosi greitis, generuojantis supimosi dažnį. Pagrindinis galios šuolių ir kelio liuoksėjimo skirtumas yra tas, kad galios šuoliai dažniausiai ištinka dėl didelės galios ir apkrovos, o „kelio liuoksėjimas" - dėl kelio nelygumų ir transporto priemonės judėjimo greičio. „Kelio liuoksėjimas" buvo sumažintas paprastai: pagerintas padangų ir ratlankių apvalumas. Galios šuolių problemai išvengti reikia sudėtingesnių techninių sprendimų: parinkti traktoriaus balastinius svorius ir juos paskirstyti, parinkti tinkamų matmenų padangas, reguliuoti oro slėgį padangose, suderinti traukos jėgą ir darbinį greitį, tobulinti traktorių techninius parametrus ir t. t. Išaiškinti galios šuolių priežastį buvo ir yra daugelio mokslininkų tyrimų objektas.

Poveikis galios šuoliams

Galios šuolių problema atsirado, pradėjus naudoti visais ratais varomus traktorius su radialinėmis padangomis, kurios yra elastingesnės už diagonalines. Naudojant diagonalines padangas galios šuolių beveik nebūna. Dabartinės radialinės padangos yra pripažintos kaip vienos geriausiai sukimbančios su dirvožemiu ir be to, jos teikia ir didžiausią traukos galią. Radialinės padangos dėl jų konstrukcijos bei minkštumo padidino traktorių traukos galią, sumažino dirvožemio suslėgimą ir degalų sąnaudas, pagerino traktorių darbo rodiklius ir produktyvumą. Deja, naudojant tokias padangas, tam tikrais atvejais atsiranda galios šuoliai, kuriuos reikia kontroliuoti.

Užsienio mokslininkų atlikti tyrimai lauko sąlygomis parodė, kad galios šuoliai labiau tikėtini, kai dirva yra sausa ir kieta, didelės galios ir didelės apkrovos atvejais, naudojant prikabinamus padargus, dirbant įkalnėse, bandant traktorių pasukti su į žemę įleistu dirvos įdirbimo agregatu. Tyrėjų matematinio skaičiavimo rezultatai sutapo su eksperimento rezultatais ir patvirtino, kad tinkamai parinkus padangų dydį, reguliuojant padangų oro slėgį, pasirenkant balasto tipą ir svorį bei teisingai jį paskirstant varantiesiems ratams, galios šuolių galima išvengti.

Kaip mažinti galios šuolius, rekomenduoja ir žemės ūkio padangų gamintojai, kurie siūlo: ● įvertinti traktoriaus galios atitikimą pasirinktoms apkrovoms; ● pasirinkti tinkamą darbo greitį, atsižvelgiant į dirvožemio sąlygas; ● naudoti reikiamo dydžio padangas, kad jos atitiktų atskiras ašis; ● patikrinti, ar teisingai balastuotas traktorius kiekvienai ašiai pagal jo darbo sąlygas; ● patikrinti slėgį padangose, ● jei reikia, padidinti slėgį padangose. Tai padės išvengti galios šuolių, tačiau reikia neužmiršti, kad didesnis slėgis padangose padidins buksavimą ir degalų sąnaudas.

Naudojant skystą balastą padangose, padidėja jų standumas, dėl to galios šuoliai sumažėja. Taip pat juos mažinti siūloma naudojant dvigubus ratus.

Atkreiptinas dėmesys, kad drėgnas dirvožemis slopina šuoliavimą, todėl natūraliai drėgnų dirvožemių zonose galios šuoliai yra retas reiškinys. Tačiau išdžiūvus ir sukietėjus dirvai, ši problema gali atsirasti.

Traktoriaus priekinių ir užpakalinių padangų standumo įtaka galios šuoliams yra skirtinga. Remiantis teoriniais modeliais, reikia standinti priekinių ratų padangas. Eksperimentai lauko sąlygomis rodo, kad galinių ratų padangų standinimas veikia taip pat, kartais net efektyviau negu priekinių. Pagal eksperimentų lauko sąlygomis rezultatus, galios šuoliai padažnėja, didinant traktoriaus greitį. Be to, galios šuoliai traktoriams, kurių išvystomų arklio jėgų ir svorio jėgos santykis yra didesnis, yra lengvesnės formos.

Elastinga priekinio tilto pakaba

Elastinga (amortizuojanti) priekinio tilto pakaba traktoriuose yra iš dalies naujovė. Ji sušvelnina smūgius, kurie susidaro dėl kelio ar lauko nelygumų, ir slopina traktoriaus (priekinės dalies) švytavimus. Elastinga priekinio tilto pakaba pagerina važiavimo kokybę keliuose dideliu greičiu ir grubaus lauko sąlygomis. Be to, ji sumažina traktoriaus jautrumą ir galios šuoliams. Nors galios šuoliai gali atsirasti ir traktoriams su elastinga priekinio tilto pakaba, bet ne taip dažnai ir ne tokio stiprumo kaip traktoriuose su standžia priekinio tilto pakaba. Traktoriuose su elastinga priekinio tilto pakaba galios šuoliai generuojami nuo galinių padangų, o kadangi priekiniai ratai tampriais elementais atskirti nuo šuoliuojančio traktoriaus liemens, todėl priekinių padangų minkštumas didesnės įtakos šuoliavimui neturi.

Kaip tramdyti šuoliuojantį traktorių?

Tai sudėtinga, nes pašalinus galios šuolių atsiradimo priežastis viename lauke, kitą dieną kitame lauke jie ir vėl gali atsirasti. Traktorių galios šuolių kontrolės mechanizmas yra nuolat kintantis procesas.

Dauguma galios šuolių tyrinėtojų nurodo šias priemones galios šuoliams išvengti:

  • įvertinti (patikrinti) dirvožemio sąlygas, pasirinkti tinkamą darbo greitį;
  • įvertinti traktoriaus traukos galios ir svorio atitikimą dirvožemio sąlygoms;
  • patikrinti, ar teisingai balastuotas traktorius kiekvienai ašiai pagal traktoriaus darbo sąlygas; jei galima, naudoti skystą balastą padangose;
  • naudoti reikiamo dydžio ar sudvejintas padangas, patikrinti jų atitikimą ant atskirų ašių, patikrinti leistiną, minimalų oro slėgį padangose joms tenkančiam svoriui.

Jei pritaikius minėtas priemones, galios šuoliai nesikartoja, pasirinkta teisinga taktika galios šuoliams sutramdyti. Jei galios šuoliai vis kartojasi, tai problema gali būti daug rimtesnė. Kaip buvo minėta, norint kontroliuoti galios šuolius, reikia standinti traktoriaus priekį. Paprasčiausias standinimo būdas - padidinti slėgį priekinėse padangose, bet ne daugiau negu didžiausias leistinas padangos slėgis, tačiau ne visada ši priemonė veikia. Tam tikrais atvejais, pavyzdžiui, dirbant minkštesniuose dirvožemiuose, tik galinių ratų standinimas gali kontroliuoti galios šuolius, kartais net, esant mažesniam negu reikalaujama priekinių ratų slėgiui. Tačiau dėl to traktorius dirba neefektyviai, jo ratai blogiau sukimba su dirvožemiu.

Ūkininkai su „šokinėjančiais" 4x4 (visais varomais ratais) traktoriais yra raginami eksperimentuoti su kiekvienu mašinos galu atskirai, kad pamatytų, kuri priemonė (mažiausiai nukrypstant nuo optimalaus padangų slėgio) geriausiai tinka galios šuoliams valdyti. Tačiau visa tai turi savo kainą. Didinant padangų slėgį, mažėja padangų traukiamasis efektyvumas, o tai didina darbo sąnaudas. Dirbant su didesnio negu norma slėgio padangomis labiau spaudžiama dirva, mažėja važiavimo komfortas. Be to, reguliuoti slėgį 4x4 traktoriuose su dvigubais ratais yra sudėtinga ir tai ilgai trunka. Jei vėliau slėgis nebus sumažintas iki optimalaus, traktorius pradės vėl šokinėti.

Specialistai rekomenduoja rinktis traktorius su elastinga priekinio tilto pakaba ir įrengti automatizuotą padangų slėgio reguliavimo sistemą. Pavyzdžiui, Fendt 900 Vario serijos traktoriuje įrengta dvilinijinė oro slėgio padangose reguliavimo sistema VarioGrip, kuri buvo demonstruota parodoje „Agritechnica".

Ši sistema leidžia oro slėgį padangose nustatyti priekiniams ir galiniams ratams atskirai iš anksto arba reguliuoti darbo metu. Dėl traktoriuje įrengto didesnio našumo oro kompresoriaus padidinti slėgį padangose 1 bar užtrunka apie 10, o tokiu pat dydžiu sumažinti - apie 2 min. Skirtingos slėgio padangose reikšmės dirbti lauke ir važiuoti keliais išsaugomos atmintyje. Vairuotojas gali nustatyti ribines didžiausią ir mažiausią slėgio padangose reikšmes, kurias pasiekus, jis informuojamas garsiniu signalu. Jei naudojama prikabinama žemės ūkio mašina turi analogišką sistemą ir ISO-Bus valdymo liniją, slėgį galima reguliuoti ir joje.

Dauguma veiksnių, sukeliančių galios šuolius, gali sukelti ir kitą žalingą reiškinį traktoriuose - galios cirkuliaciją. Apie ją skaitykite kituose „Mano ūkio" numeriuose.

A. Janulevičius, V. Damanauskas

Mano ūkis, 2011/02