Javų kombainas derliui nuimti sunaudoja gana daug dyzelinių degalų. Kaip maksimaliai išnaudoti šiuolaikinius kombainus ir jų galimybes darbus atlikti mažesnėmis sąnaudomis? Tam labai praverčia javų kombaino darbo telematiniai duomenys. Tad šiame straipsnyje aptarsime, kokiais aspektais juos galima vertinti, kokią naudą jų kaupimas ir analizė gali duoti ūkininkui ne tik finansine, bet ir aplinkosaugine prasme.

Principinė duomenų iš žemės ūkio technikos iki vartotojo (ūkininko biuro) perdavimo schema pavaizduota paveiksle. Taigi, javų kombainui dirbant, įvairūs jutikliai fiksuoja jo parametrus, susijusius su vidaus degimo variklio darbu, degalų sąnaudomis, įvairiose būsenose praleistu laiku, darbinių skysčių temperatūromis ir kt.

Užfiksuoti rodikliai mobiliuoju ryšiu (1) perduodami į nutolusias tarnybines stotis (2), kuriose pirminiai duomenys apdorojami, paverčiami į saugoti tinkamus formatus bei struktūras ir išsaugomi. Duomenys perduodami nedelsiant – realiu laiku. Tokius išsaugotus duomenis galima analizuoti su specializuota programine įranga (3).

Duomenys jau dabar gana intensyviai perduodami į tarnybines stotis ir analizuojami. Kaupiami duomenų kiekiai yra dideli ir išties vertingi. Tačiau ne mažiau svarbu, kad sukaupti duomenys būtų analizuojami ir padėtų rasti sprendimus, kaip taupyti išteklius, efektyviau išnaudoti brangią mašiną. Taip pat svarbus ir grįžtamasis ryšys (4), t. y. daromos išvados, į kurias atsižvelgiant būtina apmokyti mašinų vairuotojus.

Vis dėlto reikia pripažinti, kad mašinos vairuotojas yra tas subjektas, nuo kurio veiksmų labiausiai priklauso galutinis rezultatas. Ūkio savininkas gali investuoti dideles lėšas į modernios žemės ūkio technikos įsigijimą, tačiau ją neteisingai naudojant netenkama visos naudos, kurią gali atnešti įdiegtos pažangios technologijos.

Į ką reikėtų atkreipti dėmesį

Remiantis apibendrintais vieno javų kombaino modelio 2017–2020 m. laikotarpio duomenimis, kurie pateikiami lentelėje, matyti, kad vidutiniškai per metus ši mašina dirba gana trumpą laiką (apie 250 val.), tačiau per šį laikotarpį sunaudoja didelį kiekį dyzelinių degalų (> 15 000 l). Natūralu, kad šis sunaudotas degalų kiekis prisideda prie šiltnamio efektą sukeliančių dujų (ŠESD) ir kitų į aplinką patenkančių teršalų išsiskyrimo. Paskaičiuota, kad vidaus degimo variklyje sudeginus 1 litrą dyzelinių degalų prie globalinio atšilimo potencialo prisidedama 2,7 kg ŠESD.

Taip pat reikia atkreipti dėmesį, kad apie 18 proc. laiko kombainas praleidžia variklio tuščios eigos būsenoje ir apie 13 proc. skiria transportui, o tam sunaudoja apie 12 proc. dyzelinių degalų. Tiek ekonominiu, tiek aplinkosauginiu požiūriu mašinos naudojimas netiesioginiam darbui yra nuostolingas. Tuščios eigos ir transportui skirtas laikas turėtų būti maksimaliai trumpinami, o jeigu tai nėra įmanoma, turi būti parenkami tokie mašinos parametrai, kad būtų naudojama kuo mažiau dyzelinių degalų.

Nagrinėdami tuščios eigos būsenoje praleistą laiką pastebime, kad didžiąją laiko dalį kombainas praleido su tuščiu grūdų bunkeriu. Per neformalius pokalbius su javų kombainų vairuotojais susidarė įspūdis, kad dažniausiai karštomis vasaros dienomis variklis neišjungiamas dėl to, kad reikia vėsinti kombaino kabiną. Ateities inžinieriams teks surasti būdus, kaip tai padaryti nenaudojant galingo vidaus degimo variklio.

Be to, vidutiniškai 1,7 val. per metus kombainas stovėjo įjungtu varikliu su pilnu grūdų bunkeriu. Galima daryti prielaidą, kad tai neoptimaliai organizuoto pagalbinio transporto problema, nes nebuvo laiku iškrauti grūdai iš stovinčio javų kombaino. Kaip iškraunami grūdai iš bunkerio per kūlimą – vienas iš labai svarbių efektyvaus kombaino panaudojimo aspektų. Efektyviausia grūdus iškrauti kombainui toliau kuliant. Vadinasi, grūdus priimantis transportas privažiuoja prie javus nuimančio kombaino ir jie abu važiuoja lygiagrečiai, kol iškraunami grūdai. Taip taupomas kombaino darbo laikas ir jis nestovi vietoje be reikalo.

Reikia pabrėžti, kad išnagrinėjus telematinius duomenis matyti, jog grūdų iškrovimo būdas labai skiriasi tarp atskirų kombainų. Vienas kombainas net 94,5 proc. laiko grūdus iškrovė nuimdamas javus, kitas – 87,5 proc. laiko stovėdamas. Tai leidžia daryti prielaidą, kad įmanoma iki 100 proc. grūdus iškrauti kuliant ir tai nėra apribota nenugalimais išorės veiksniais, o labiau priklauso nuo gero visos komandos darbo organizavimo ir transporto, taip pat javų kombainų vairuotojų profesionalumo.

Norėdami susidaryti išsamesnį vaizdą apie tuščios eigos režimą, atlikome praktinį lauko bandymą su to paties modelio kombainu, kurio daugiamečiai telematiniai duomenys buvo analizuoti. Gauti rezultatai pateikiami paveiksle.

Mažiausios degalų sąnaudos (6,1 l/val. buvo gautos išjungus visas technologines pavaras ir esant mažiausioms galimoms kombaino variklio apsukoms (1 200 aps./min.). O analizuodami daugiamečius telematinius duomenis pastebime, kad vidutinės degalų sąnaudos tuščios eigos metu sudarė 12,4 l/val. Fiksuotas skirtumas akivaizdus ir parodo, kad optimaliai naudojant kombainą galima gerokai taupyti dyzelinius degalus ir kartu daryti mažesnį neigiamą poveikį mus supančiai aplinkai. Didžiausią įtaką degalų sąnaudoms tuščios eigos metu daro variklio apsukos. Jas padidinus nuo 1 200 iki 1 690 aps./min., degalų sąnaudos padidėjo net 220 proc. Javų kombainų gamintojai ir dabar diegia technologijas, kurios automatiškai mažina variklio apsukas, jeigu jis nėra apkraunamas, tačiau kai kuriose mašinose vairuotojas tai turi padaryti rankiniu būdu. Atlikdami lauko bandymus ir analizuodami sukauptus daugiamečius telematinius duomenis, galime konkrečių mašinų vairuotojams teikti rekomendacijas, kaip mažinti degalų sąnaudas.

Nagrinėjant javų kombainų transporto režimą matyti, kad kai kurios mašinos net 15 proc. viso laiko praleido važiuodamos keliais į laukus, tačiau yra ir kombainų, kelyje praleidusių tik 4,2 proc. laiko. Žinoma, tai individualiai priklauso nuo ūkio konfigūracijos ir dirbamų laukų išsidėstymo. Siekiant mažinti tokios būsenos laiką, galima svarstyti apie skirtingų ūkių kooperaciją ir technikos pasidalijimo galimybę, jeigu tai leidžia taupyti transportavimo laiką iš vieno lauko į kitą. Taip pat reikia svarstyti kombaino pervežimo dideliu atstumu galimybę, nes kai kada verta ir gerokai pigiau kombainą pervežti pagalbiniu transportu.

Svarbu tinkama kombaino apkrova

Iš nagrinėtos telematinių duomenų bazės pastebėjome, kad didžioji degalų sąnaudų dalis tenka tiesioginiam kombaino darbui – kūlimui. Ši dalis sudaro apie 88 proc. visų degalų sąnaudų. Akivaizdu, kad tai ir didžiausią taupymo potencialą turinti sritis. Kalbant apie degalų sąnaudas per kūlimą, geriausiai vertinti degalų sąnaudas, tenkančias tam tikram kuliamų javų kiekiui. Šiuo atveju nagrinėjamas žieminių kviečių kūlimas. Per lauko bandymus nustatyta, kad didžiausios degalų sąnaudos vienai tonai kviečių apdoroti gaunamos važiuojant ir kuliant mažu greičiu. Tuo metu kombaino variklis nėra visai apkrautas ir nesiekia optimalios šio modelio gamintojo rekomenduojamos 88 proc. variklio apkrovos. Didinant važiavimo greitį, variklio apkrova didėja ir degalų sąnaudos vienai tonai kviečių masės apdoroti ima mažėti. Pasiekus gamintojo rekomenduojamą apkrovos ribą, degalų sąnaudos vienai tonai kviečių masės iškulti paprastai būna mažiausios.

Reikia pabrėžti, kad sukaupti daugiamečiai telematiniai duomenys rodo, kad vidutinė kombaino apkrova kuliant siekia 79 proc. Bendraujant tiek su ūkininkais, tiek su ž. ū. technikos pardavėjų atstovais paaiškėja, kad tai yra viena iš pagrindinių priežasčių, dėl ko kombainas nepasiekia gamintojo deklaruojamų degalų sąnaudų verčių. Į šiuolaikinius kombainus jau pradedamos diegti technologijos, kurios automatiškai palaiko rekomenduojamą variklio apkrovą kuliant. Jutikliai fiksuoja tiekiamo javų srauto masę, variklio apkrovą ir kt. parametrus ir, atsižvelgiant į tai, automatiškai yra koreguojamas važiavimo greitis darbo metu.

Prieš tai aptarti degalų sąnaudų mažinimo būdai yra labai svarbūs ir aktualūs, bet būtina stebėti ir pačios mašinos parametrus, tokius kaip darbinių skysčių temperatūros, įvairių agregatų būsenos. Šių parametrų nuokrypis nuo gamintojo rekomenduojamų gali sugadinti brangią mašiną ir lemti didelius nuostolius. Duomenys apie šiuos rodiklius yra perduodami į duomenų bazes tiesiogiai ir leidžia operatyviai pastebėti nukrypimus nuo gamintojo rekomenduojamų verčių. Jau dabar ž. ū. techniką parduodančios ir prižiūrinčios įmonės samdo darbuotojus, kurie tiesiogiai stebi jų prižiūrimų mašinų parko darbą ir operatyviai susisiekia su mašinos valdytoju, jeigu pastebi parametrų nukrypimus nuo normų.

Nuolatinis procesas

Atlikta analizė ir skaičiavimai rodo, kad dvigubas lauko bandymų ir telematinių duomenų analizės metodas yra tinkamas identifikuoti kombaino darbo efektyvinimo prielaidas. Yra siūlomas nuolatinis procesas, kai lauko bandymuose yra tiriamas konkretus javų kombaino modelis ir įvertinamos optimalios jo darbo sąlygos. Ištiriamas technologinių operacijų, variklio apsukų ir kt. parametrų poveikis degalų sąnaudoms. Taip pat analizuojami daugiamečiai sukaupti duomenys (tiek tos pačios lauko bandymuose nagrinėjamos mašinos, tiek analogiško modelio kitų mašinų). Nagrinėjami užfiksuotų minimalių degalų sąnaudų, nustatytų per lauko bandymus, skirtumai, kurie palyginami su telematinėje duomenų bazėje užfiksuotomis reikšmėmis. Daromos išvados, kokiose kombaino būsenose galima pasiekti geresnių rezultatų, ir svarbiausia – gauta informacija dalijamasi, apmokant javų kombainų vairuotojus (grįžtamasis ryšys). Taigi, siekiama nuolatinio tobulėjimo ekonomine ir aplinkosaugine prasme.

Europos Sąjunga yra išsikėlusi ambicingą tikslą iki 2050 m. tapti klimatui neutralia ekonomika. Vadinasi, kiek teršalų bus sukuriama žemės ūkyje, tiek ir turės būti sunaikinama. Degalų sąnaudų mažinimas bus vis aktualesnis ir telematinių duomenų analizė įgaus vis didesnę svarbą. Be to, reikia pabrėžti, kad degalų sąnaudų mažinimas tiesiogiai koreliuoja su tvarumo principais. Mažinant degalų sąnaudas, taupomos lėšos, daromas mažesnis neigiamas poveikis aplinkai ir kartu gerinama mus supanti socialinė aplinka.

***

Naudojant telematinę sistemą, žemės ūkio technika, atlikdama savo tiesioginį darbą, nuolat renka, apdoroja ir siunčia į nutolusias duomenų bazes įvairius rodiklius tiek apie pačią jėgos mašiną (pvz., traktorių, kombainą), tiek apie prie jos prikabintus padargus. Rodiklių yra labai daug, jie yra tikslūs, registruojami ir persiunčiami dideliu dažnumu ir sparta.

Tiek jėgos mašinos viduje, tiek tarp mašinos ir prikabinto padargo duomenys perduodami ISOBUS magistrale (ISO 11783). Tarptautinės sertifikavimo tarnybos (pvz., Agricultural Industry Elektronics Foundation) sertifikuoja žemės ūkio techniką, kad ji atitiktų standartus ir būtų galima užtikrinti duomenų perdavimą tarp skirtingų ž. ū. technikos ir padargų gamintojų. Ūkininkas, norėdamas būti tikras, kad visos jo valdomos mašinos tarpusavyje sklandžiai bendraus ir bus galima vykdyti duomenų analizę, turi įsitikinti, kad įranga sertifikuota ir tinkama esamam ir būsimam technikos parkui plėsti.