A követelményeknek való megfelelés – mind gyártói, mind gazdálkodói oldalról – szükségessé tette az ún. univerzális erőgépek kialakítását. A korszerû erőgépek felépítménye ma már lehetőséget nyújt arra, hogy a beépített belsőégésû energiaforrással ellássa a különböző mezőgazdasági munkákat, melyek nemcsak vontatási képességben jelentkeznek, hanem a hidraulikus, TLT és egyéb szerkezeti elemeken juttatják el a szükséges teljesítményt a munkagépek felé.
A traktorgyártók által kibocsátott erőgépek jelentősen megkönnyíthetik a gazdálkodók munkáját, hiszen az univerzális erőgépekkel ma már számos olyan munkamûvelet is végrehajtható, melyekhez régebben több gép közös munkájára volt szükség. Az univerzális erőgépek kialakítása azt is mutatja, hogy a napjainkra a traktoroktól elvárt lehetőségek többségében nem birtokmérettől függnek, hanem az adott termeléstechnológiákban megvalósítható széles körû mûszaki eszközrendszer üzemeltetését biztosítják. Az univerzális jelleg azonos munkafélék végrehajtását teszik lehetővé, csak eltérő teljesítményszinten kell az erőgépeket megválasztani (1. ábra).
A termeléstechnológiákon belüli mûveletek agrotechnikailag optimális időszakban történő végrehajtása nagyobb termőterületek esetén nagyobb munkaszélességû és területteljesítményû erő- és munkagépeket igényelnek. A nagyobb munkaszélesség nagyobb kifejthető vonóerőt is igényel, amelyet a traktorgyártók a nagyobb tömegû és beépített motorteljesítményû erőgépek kínálatával tesznek lehetővé. A traktorok előállítási költségei nem változnak a méretarány-változással arányosan, hiszen egy-egy gyártmány előállítási költsége nem tömeg, vagy a beépített méretek mértékében változik. Azonos gyártási minőségû és szolgáltatási szintet biztosító nagyobb teljesítményû traktorok beruházási költsége fajlagosan alacsonyabb is lehet.
A nagyobb traktorgyártók az univerzális traktorokat is családelven építik fel, sokféle kiviteli megoldást alkalmaznak, a gépeket a gazdálkodók igényeinek megfelelő felszereltségben készítik. A nagyobb piaci forgalommal rendelkező típusoknál egy-egy gyártmánycsaládon belül általában 3–8 féle típusváltozatot is kialakítanak. Ezzel igazodnak a munkagépoldal még szélesebb termékskálájához a szabványos traktorméretekkel.
A traktorok főbb mûszaki felépítése ugyan megegyezik a többi belsőégésû motorral rendelkező gépjármûvével, de az agrotechnikai (pl. technológiai pontosság, időintervallum csökkenése stb.), biztonsági és ergonómiai követelmények betartása, illetve betartatása során figyelembe kell venni a mezőgazdasági munkák sajátosságait is:
• az üzemidő jelentős részében 10 km/h-nál kisebb, esetenként mászó sebességgel (0,5–2,5 km/h) történik a munkavégzés,
• a szállítást végző traktorok sebessége elérte a 30, gyors traktoroknál a 40, 50 km/h-t (egyes esetekben a max. haladási sebesség 80 km/h is lehet),
• majori munkák, rakodás esetén gyakori az előre-, hátrameneti irányváltás,
• a munkaeszközök meghajtása céljából egy időben többirányú teljesítményelágaztatás szükséges (pl. mellső vagy/és hátsó TLT-hajtás),
• szükséges a tartósan nagy vonóerő-kifejtés (pl. talajmûvelés esetén),
• egyes munkák megkívánják a haladási sebesség pontos tartását (tápanyag-utánpótlás, növényvédelem),
• szükséges az erőfolyam megszakítása nélküli terhelés alatti kapcsolás lehetővé tétele.
Az erőgépek univerzális jellegéből adódóan – a nagy teljesítményû traktorok üzemeltetésekor – több olyan szerkezeti elem és mûszaki paraméter együttes alkalmazását kell összehangolni, melyek traktorok üzemállapotát és üzemeltetését is befolyásolják:
• mellső és/vagy hátsó függesztő szerkezet,
• korszerû, nagy teljesítményû szabályozós hidraulikus rendszer,
• szervokormány,
• jó manőverezőképesség,
• az agrotechnikai sebességtartományban megfelelő átfedést biztosító többfokozatú, esetleg fokozatmentes terhelés alatt kapcsolható sebességváltó,
• fokozatokban, vagy fokozatmentesen állítható nyomtáv,
• legalább egy, többfokozatú, terhelés alatt kapcsolható TLT,
• vonóerő-növelő, csúszásgátló rendszerek, szerkezeti megoldások,
• automatikusan mûködő differenciálzár,
• pótkocsivontató szerkezetek, légfék és elektromos kapcsolási lehetőségek,
• megfelelő számú kitelepített gyorscsatlakozó a hidraulikus elemekhez,
• ergonómiailag korszerû (fûthető, szellőztethető, esetleg légkondicionált, panorámás, teherviselő) vezetőfülke kényelmes, rugózott üléssel, jól látható és áttekinthető mûszerekkel, kezelőszervekkel.
A következőkben a főbb szerkezeti egységek jellemzői kerülnek ismertetésre, melyek elsősorban a nagyobb teljesítménykategóriájú univerzális traktorokra vonatkoznak.
Vázszerkezet kialakítása
A traktorok korszerû felépítménye hasonló kialakítással készül, mint a gépjármûiparban. Napjainkra egyre nagyobb számban terjed az a koncepció, hogy a vázszerkezetet, még ha részlegesen is, de bevonják a teherviselésbe, és ennek következtében a módosított vázszerkezetre építhető a motor–erőátviteli rendszer–járószerkezet együttese. A vázszerkezet kialakítása meghatározza a traktor funkciójából adódó biztonsági, és esztétikai szempontokat, a tartószerkezet szilárdságát, merevségét, illetve az ergonómiai és kényelmi szempontokat is.
Beépített belsőégésû motorok
A nagy teljesítményû univerzális traktorok jellemzője, hogy 6–8 hengeres közvetlen befecskendezésû, legtöbb esetben turbófeltöltővel szerelt korszerû dízelmotorok, melyek eleget tesznek a károsanyag-kibocsátási szint – EU-normák által előírt – követelményeinek. A korszerû belsőégésû dízelmotorok fő jellemzője a viszonylag magas nyomatékrugalmasság (~30–40%) és az állandó teljesítményszint, ami akár 500–600 min-1 fordulatszám-tartományban is tartható. E két jellemző biztosítja, hogy az erőgép–munkagép kapcsolatban a teljesítmény és nyomatékviszonyok összhangban legyenek egymással.
A motorfejlesztések területén megjelentek a két teljesítményszintû motorok, melyeknél az alacsonyabb teljesítményszint a nehéz talajmunkák során alkalmazhatók jól (viszonylag egyenletes terhelés biztosítható), a magasabb teljesítményszint a TLT-hajtást igénylő munkáknál és a szállítás során fordulhat elő, ahol a tartalék teljesítményre váratlan terhelésnövekedés miatt lehet szükség. A motorfejlesztéseknél elérték az 1,0 dm3/hengertérfogat-méretet, így – változó teljesítményû turbófeltöltőkkel kombinálva – maximálisan kihasználható a motor teljesítménye. Az elmúlt években egyre inkább terjed nagy teljesítményû motorok esetén a nagy befecskendezési nyomással rendelkező (ún. Common Rail) közös tüzelőanyagcsatornás rendszerek alkalmazása, illetve a befecskendező szivattyú és a porlasztó egybeépítése. E konstrukciós megoldások révén lehetőség adódott a befecskendezési nyomás növelésére is (~1000–1500 bar), s ezzel tökéletesebbé tehető az égés lefolyása az égéstérben.
A korszerûsítések nemcsak a terhelési szint növelését tûzték ki célul, hanem fontos megközelítés, hogy a traktoros munkák igényeihez igazították a motor teljesítményjellemzőit is. Ez jelentkezik a kitolt szervizciklusok idejében, a csökkenő károsanyag-kibocsátásban, a fajlagos hajtóanyag-felhasználás csökkentésében, illetve a motorok élettartamának növekedésében.
Erőátviteli rendszerek
Az erőátviteli rendszerek a motor és a főtengelyének nyomatékát és forgó mozgását olyan közvetítő elemeken keresztül juttatja el a traktor járószerkezetéhez, illetőleg a hajtott munkaeszközökhöz, amelyek alkalmassá teszik a kellő nagyságú hajtónyomaték és fordulatszám átadására. Az erőátviteli berendezéseknek fő feladata tehát a teljesítményátvitel. Az alapfeladat ellátásával egyidejûleg azonban több járulékos feladatot is végre kell hajtani. Ilyen járulékos feladatok a következők:
• az erőfolyam szükség szerint megszakítható legyen,
• az erőfolyamon keresztül a teljesítmény elágaztatható legyen az összes hajtott elemhez,
• a nyomaték, szükség szerinti arányban, elosztható legyen az elágazások irányában,
• a kerék, vagy a hajtott munkaeszköz fordulatszáma és nyomatéka módosítható legyen, az áttételek változtatása a motor főtengelyé-nek fordulatszámához és nyomatékához viszonyítva,
• a forgástengelyek térbeli elhelyezése megoldhatóvá váljon;
• a forgásirány változtatható legyen (előre- és hátramenet lehetővé tétele).
A nagy teljesítményû korszerû traktorok ma már csaknem mindegyik konstrukciós megoldása rendelkezik terhelés alatti fokozatváltást biztosító vagy fokozat nélküli, teljesítményelágazásos hajtómûvekkel. A fejlesztések terén jelentkezett az erőátviteli hatásfok javítása, az optimális sebességfokozat automatikus vagy félautomatikus megválasztása, a terhelés alatti kapcsolhatóság bővítése a csoport powershift váltók bevezetésével, valamint a haladási sebességigény növekedése, ami közvetve hozzájárult egyrészt a fedélzeti számítógépek alkalmazásához (ezáltal a különböző részegységek mûködését sikerült összehangolni, így optimális üzemállapotot fenntartani), másrészt a fokozat nélküli hajtómû elterjesztéséhez a mezőgépiparban is.
Járószerkezet és kormányzás
A nagy teljesítményszintû traktorok járószerkezetével szemben számos követelmény merül fel, melyek kielégítése hozzájárulhat a kedvező menetstabilitás és kormányozhatóság fenntartásához az eltérő munkák során.
A traktor járószerkezettel szembeni követelmények a következők:
• a járószerkezeten kifejthető vonóerő növelhetősége,
• ezzel párhuzamosan a kerékcsúszás (szlip) csökkentése a cél,
• különböző talajokon megfelelő vonóképesség biztosítása,
• a vontatási hatásfok növelése kedvezőbb járószerkezeti hatékonyságot biztosít,
• a járószerkezet által kifejtett talajnyomás mérsékelhető legyen,
• a manőverezőképesség a bekormányzási szögtől függetlenül stabil maradjon,
• a nyomtávolság állíthatósága,
• adhéziós tömeg növelése pótsúlyozással,
• a rugózó, lengéscsillapító hatás javulása várható el a korszerû abroncsszerkezetek, a rugózott mellső híd és a gumiabroncs belső nyomásának változtatásával.
A traktorok járószerkezete több szempontból van igénybevételnek kitéve. Általános igényként jelentkezik, hogy sokoldalú felhasználhatósága biztosítsa a hosszú élettartamot, rendelkezzen megfelelő komfortérzettel, és a viszonylag nagy terhelésekkel szemben is biztosítson kellő teherbíró-képességet. Az egyszerû kezelhetőség és szerelés is a sokoldalúságot bizonyítja. Közúti alkalmazás során kiegyensúlyozott menettulajdonságok folyamatos tartása a cél, amit viszonylag alacsony gördülési ellenállás mellett kell biztosítani. A közúti közlekedésben traktorokkal viszonylag magas haladási sebesség érhető el (40–50 km/h).
Szántóföldi munkavégzés során a talajon történő mozgás igényli a nagy felfekvő felületet, a kis talajtömörítő hatást, amit a megfelelő vonóerő-átvitel mellett kell megvalósítani. Fontos még a traktorabroncsok öntisztuló képessége, ami a terület kímélésében (pl. legelőterület) mutatkozik meg.
Az összes járószerkezeti elem meghatározza azokat az előnyöket, melyek a traktor–ember kapcsolatban előtérbe kerül:
• nagyobb utazási biztonságot a magasabb haladási sebességtartományokban (pl. szállítás területén);
• kényelmesebb munkahelyet a vezetőülésben, s ezzel a munkakomfort növekedését;
• a technikai újdonság – főleg hosszabb távon, a traktor élettartam ideje alatt – kimutathatóan növeli a termelékenységet;
• nagyobb vontatási teljesítmény, ami magasabb területteljesítményben jelentkezik;
• kíméletesebb járószerkezet–talaj kapcsolatot, ez közvetve kihat a munkavégzés minőségére is.
Vezetőfülke és kezelő elemek
A vezetőfülke, valamint a kezelő elemek elhelyezése nemcsak a biztonsági és ergonómiai követelmények kielégítésére mutat rá, hanem biztosítani kell az agrotechnikai követelmények, illetve a termeléstechnológiák során az ember–gép–munkakörnyezet kapcsolat folyamatos fenntartását.
A traktor adott munkakörnyezetben látja el feladatát az emberek közremûködésével. A fenti hármas kapcsolat számos veszélyforrást rejt magában. A biztonsági követelmények elsősorban a traktorban és az adott munkakörnyezetben tartózkodó emberek védelméről gondoskodnak. A többi jármûhöz hasonlóan a traktoroknak is rendelkezni kell aktív és passzív biztonsági berendezésekkel. A menetbiztonságot megtartva a vezetőfülkének természetesen a vezető személy menetkényelméről is gondoskodni kell. Ezek feladata, hogy a traktor üzem közbeni munkavégzése a lehető legkevesebb fárasztó hatást (pl. zaj, rezgések, mikroklíma stb.) fejtse ki a vezetőre.
A kezelőszervek (kormánykerék, pedálok, karok, nyomógombok, billenő kapcsolók) elhelyezése, és mûködtetése optimális erőkifejtés mellett kapcsolható legyen. Jól felismerhető jelzésekkel lássák el, illetve logikus sorrendben helyezzék el a kezelőpulton, ugyanakkor számuk korlátozódjon a szükséges elemekre. Az üzemállapot, hiba és vészjelző berendezések jól láthatóak és egyértelmûek legyenek.
Az elmúlt évtizedekben a traktorok funkciója is jelentős mértékben megváltozott, mivel az egyszerûen vontatásra használt gépek napjainkra egyértelmûen univerzális erőgéppé alakult. A „csak” vontatást felváltotta a meghajtó–mûködtető–üzemeltető szemlélet. A gépek felépítése és számos kiegészítő felszerelése miatt – hajtott és rugózott mellső tengely, finom elosztású automatizált váltómû, fronthidraulika és TLT – alkalmassá váltak az olyan kisebb vonóerő-terhelést igénylő munkák ellátására, amelyek az erőgép mozgékonyságát, gyorsaságát, valamint sokoldalúságát igénylik.
A mûszaki és gazdasági szempontokat figyelembe véve a mezőgazdasági termelést folytató vállalkozások számára azok az erőgépek nyújtják a legnagyobb hatékonyságot, melyek elősegítik a nagyobb jövedelem realizálását hosszabb távon is. Ennek eldöntésére minden vállalkozónak ki kell választani azt az erőgépgyártó(ka)t, melynek erőgép típusa(i) alapján megvásárolja a gépe(ke)t mûszaki, agrotechnikai és gazdaságossági szempontok alapján.
A cikk szerzője: Kassai Zsolt
