A mechanikai (geometriai) kapcsolhatóságon túl az energetikai összhangot úgy kell biztosítani, hogy az agrotechnikai követelmények minden esetben kielégíthetők legyenek. Csak így biztosítható a jó minőségû munkavégzés és a gazdaságos üzemeltetés feltétele. Különösen fontosak ezek a talajmûvelő eszközök üzemeltetésénél, melyek munkája függ a talajállapottól, de nagymértékben ki is hatnak arra.
A talajállapotról röviden
Napjainkban gyakran elhangzik az a vélemény, hogy talajaink állapotát elsősorban az adott növény igényéhez igazodva kell biztosítani. Az igények sorában a talaj kötöttsége, nedvességi állapota, fedettsége, a megelőző talajmûvelés, az elővetemény, stb. vehető figyelembe. Kedvező a talaj állapota, ha a fizikai és biológiai jellemzői folytán kultúrkörnyezet és egyben a termelésre alkalmas közeg alakul ki, lehetőleg hosszú ideig. A növények talajállapot igénye mindenekelőtt az adott talajréteg lazultságára vonatkozik.
A talajmûvelés folyamatában (pl. lazítás, szántás, magágykészítés) bekövetkező hibák mind a talajt, mind a termelési eljárást károsítják. A termelés gazdaságosságát rontják, vagyis veszteséget okoznak, vagy a környezetük közvetlenül, vagy közvetve veszélyeztetik.
A hibák között a természeti okok (csapadék, hosszabb vízborítottság stb.) és az emberi tevékenység miatt bekövetkező talajtömörödést kell említeni (nedves talajmûvelés, mûvelőtalp betegség, taposási károk, csapadék stb.)! A rögösödés és elporosítás, a rossz mûvelés miatt bekövetkező nedvességvesztés tovább növeli a hibák nagyságát.
Az erő- és munkagépek mechanikai (geometriai) összekapcsolása
Az erőátvitel magvalósítása céljából az erőgépek és talajmûvelő eszközök között mechanikus és hidraulikus kapcsolatot kell létrehozni. Ez a kapcsolat az erőgép függesztő-berendezésén, vonóhorgán és TLT-én keresztül valósulhat meg. A munkagépek szerkezeti kialakításuk alapján: vontatott, félig függesztett és függesztett kivitelben készülnek. A különböző kapcsolódó részek összeillesztése hagyományosan, egymástól függetlenül történik. Ez a módszer viszont nehézkes, idő- és élőmunka igényes, ezért napjainkban külön gyorskapcsoló elemeket használunk a kardántengelyekhez, hidraulika csövekhez és függesztő elemekhez. Az egymástól eltérő rendszerû, gyors függesztőberendezések közül a gyakorlatban a fordított U-alakú keret (amerikai), valamint a háromszög alakú keret (európai) terjedt el. Az erő- és munkagépek mechanikai kapcsolatának ma már nincs akadálya, a kapcsoló-szerkezeteket nemzetközileg szabványosították.
Az erő- és munkagépek energetikai kapcsolata
Az erő- és munkagép energetikai kapcsolatát a vontatási hatásfok görbével jellemezhetjük (1. ábra). A diagramból leolvasható, hogy az adott traktor vontatási hatásfok optimuma milyen sebességértéknél található. Munkagép oldalról a sebességintervallumot az agrotechnikai követelmények határozzák meg. Adott mûvelőeszköz kialakítása mellett csak olyan munkasebesség-tartományt alkalmazhatunk, amelyben a munka minősége kielégítő. A párosítás energetikailag akkor optimális, ha a munkagép vontatási teljesítmény igénye – adott sebességnél – megegyezik a traktor által leadott vontatási teljesítménnyel, így a traktor vontatási teljesítményét legalább 90%-os szinten kihasználjuk.
A talajmûvelés során energetikai szempontból a talajkötöttségnek és a talajellenállásnak van meghatározó szerepe. Ezek azok a paraméterek, amelyek a vontatási ellenállás alakulását leginkább befolyásolják. Kiemelten fontos mutató a talaj fajlagos ellenállása, amely egy talajmûvelő gép használata során mért vonóerőnek egységnyi talajkeresztmetszetre vagy munkaszélleségre vonatkoztatott értéke:
A munkagép vontatási teljesítmény igénye a következőképpen határozható meg:
Pv= 10-3 × k × a × b × vh [kW], ill. Pv= 10-3 × k × B × vh [kW]
F = talajmûvelő eszköz vonóerő szükséglete [N]
k = fajlagos vontatási ellenállás [N/cm2] ill. [N/m]
a = mûvelési mélység [cm]
b = mûvelés szélessége [cm]
vh = haladási sebesség [m/s]
B = munkaszélesség [m]
A fentiekben meghatározott teljesítményt kell a traktornak a munkagép vontatásához kifejteni. A vonóhorgon leadott teljesítmény kalkulálásakor két fontos dolgot kell figyelembe venni. Egyrészről a tartós igénybevételt jelentő munkánál, mint a talajmûvelés, a motor effektív teljesítményének maximuma (Pe) 80%-ával számolhatunk, tehát a tényleges motorteljesítmény: Pm = 0,8 × Pe másrészről, amíg a motorteljesítmény eljut a vonóhorogig több veszteség is fellép (áttételi, csúszási, gördülési, emelkedési). A veszteségeket együttesen a vontatási hatásfokkal vesszük figyelembe.
A vontatási hatásfok (v) azt mutatja meg, hogy a traktor motor-teljesítményének (Pm) hányad része hasznosítható vonóhorog-teljesítményként (Pv).
A vontatási hatásfok konkrét értéke a talajadottságoktól és a járószerkezet kialakításától függ (lásd táblázat). A traktor teljesítőképessége nagyobb, üzemanyag-fogyasztása kisebb, ha a veszteségeket megfelelő mértékben le tudjuk csökkenteni.
A vontatási jelleggörbék tájékoztatást adnak az üzemeltetőnek, hogy a vontatást igénylő mezőgazdasági munkák során a vontató erőgép üzemletetési paraméterei miként alakulnak. A jelleggörbék (2. ábra) a terhelés (Fv) függvényében ábrázolják a vonóhorog teljesítményt (Pv), a haladási sebességet (v) a kerékcsúszást (£) és az óránkénti hajtóanyag-fogyasztást (B). Az egyes sebességi fokozatok görbéin megfigyelhetjük, hogy a teljesítmény egy darabig a vonóerővel arányosan növekszik, viszont ezzel egyidejûleg a kerékcsúszás is növekszik, ami sebességcsökkenéshez vezet. Azon a ponton, ahol a kerékcsúszás elérkezik a traktor kapaszkodóképességének határához, további terhelésnövekedéskor hiába fejt ki a traktor nagyobb motorteljesítményt, a vontatási teljesítménye nem növekszik, viszont a fajlagos tüzelőanyag-fogyasztása fokozódik. Üzemeltetési szempontból meglehetősen fontos a kedvező sebességtartományba eső fokozatok száma. Az egyes sebességi fokozatok átfedései biztosítják, hogy a különböző vonóerők esetén a traktor vontatási teljesítménye mindig elérje a maximális értéket és emellett az optimális üzemanyag-fogyasztást. Napjaink korszerû erőgépeinek motorjai kiemelkedő nagyságú rugalmassága, valamint korszerû, nagy fokozatszámú, részben vagy teljesen terhelés alatt kapcsolható nyomatékváltói ezen feltételeknek teljes mértékben eleget tesznek.
Az erő- és munkagépek teljesítményének jó vagy rossz összehangolása megítélhető a csúszás (szlip) értékéből. Abból kell kiindulni, hogy hajtott kerekeknél a csúszás mindig fellép, de nem mindegy milyen mértékben. A talajmûvelő gépcsoport vontatási hatásfoka egy adott szlip érték mellett optimumon van. Ez az optimum a talaj kötöttségétől függően más-más érték lehet. Kötött talajon 8–12%, középkötött talajon 12–18%, míg homoktalajon 22–28% közötti szlip értéknél jelentkezik az optimális vontatási hatásfok. A kerékcsúszás következtében a traktor kisebb sebességgel halad, aminek következménye, hogy a napi elvégezhető munka mennyisége is arányosan le fog csökkenni. Mindezek mellett nagyobb lesz a hajtóanyag-fogyasztás, és erőteljesebb a gumiabroncsok kopása. A fent felsoroltak miatt elengedhetetlen a kerékcsúszás mérséklése, amennyiben magasabb a vontatási hatásfok optimumához tartozó értéknél. A szlip csökkentése több féle módon kivitelezhető, így:
• a hajtókerekek terhelésének növelésével (különböző pótsúlyok alkalmazása);
• a vonóerő csökkentésével;
• a felfekvőfelülelt növelésével (pl. +2 hátsó kerék alkalmazása) ill. a kapaszkodófelület kedvező kialakításával érhető el;
• anti szlip berendezés alkalmazásával (szabályozós hidraulika, EHR).
A gépcsoportok összeállításával kapcsolatban szólni kell a horizontális és vertikális gépkapcsolási lehetőségekről, valamint az aktív talajmûvelő eszközök alkalmazási lehetőségeiről is. Az energetikai összhang – különösen nagyobb vonóerő osztályú traktorok esetén – megteremthető a talajmûvelő eszköz munkaszélesség növelésével, ill. mûveletek összevonásával. Amennyiben a munkaszélesség növelése mellett döntünk, úgy a felkapcsolás és a szállítás nehézkesebbé válik, valamint az üzemeltetés csak nagyobb táblaméreteknél lesz gazdaságos. Mûveletek összevonásával ezek a hátrányok nem jelentkeznek, és a többszöri talajtaposás tömörítő hatásával sem kell számolnunk. Magyarországon is egyre gyakoribb aktív talajmûvelő eszközök üzemeltetésénél a teljesítmény nagy része, vagy egésze TLT hajtáson keresztül adódik át a munkagépre, így itt a csúszással kapcsolatos veszteségekkel kevésbé kell számolni.
A talajmûvelő gépcsoport teljesítményének összehangolását a munkaminőséget biztosító mûvelési sebességtartományban nagymértékben megnehezíti, hogy egy adott gazdaságon belül változó talajellenállással találkozhatunk. Ez az eltérés nem csak egyes táblák között, hanem azonos táblánál, sőt táblán belül is jelentkezhet a különböző mûveletek során az eltérő talajállapot következtében. Ezért van jelentősége – főképpen kisebb gazdasági méreteknél – a változtatható munkaszélességû talajmûvelő eszközök alkalmazásának, melyekkel az energetikai összhang a munkaminőségi követelmény betartása mellett mindenkor megvalósítható. Például ekék esetében korábban, elsősorban az eketestek számának változtatásával, ma mindinkább a változtatható fogásszélességû ekékkel oldható meg.
Területteljesítmény
A gépcsoport alapidő alatti területteljesítményét a munkagép szélessége és az alkalmazható munkasebesség alapvetően meghatározza. A várható területteljesítmény megadható produktív időre, motor üzemidőre, ill. mûszakórára vonatkoztatva is. Közöttük a különbséget az egyes időkihasználási tényezők mûszakidőn belüli alakulása határozza meg. Az üzemeltetőnek a mûszakórára vonatkoztatott területteljesítmény ismerete a döntő, ami mindig kisebb, mint a másik kettő. Gondoljunk csak arra, hogy a mûszakidőn belül el kell végezni a napi karbantartást, utazni kell a telephely és a tábla között, mozogni és fordulni kell a táblán, beállításokat, esetleg hibaelhárítást kell végezni, továbbá a dolgozó személyi szükségletére is időt kell fordítani. Mindezek ismeretében kell értékelni a gyártók és a kereskedők által megadott területteljesítményi adatokat, főképpen akkor, ha az nem üzemórára vonatkozik.
Dr. Kacz K.–Csiba M.–Dr. Kocsis S.
