A magajáró változataik első példányai 80 évvel ezelőtt jelentek meg a mezőgazdaságban. Fejlesztésük és gyártásuk 70 évvel ezelőtt a 40-es évek végén és az 50-es években gyorsult fel és a világ számos országában gyártották a hagyományos keresztdobos – szalmarázós konstrukciókat, amelyeknek a motorteljesítménye, az áteresztőképessége és szemteljesítménye az évek során folyamatosan növekedett, napjainkig mintegy tízszeresére. Az 1970-es évek közepén jelentek meg a hosszdobos rotoros (Axial Flow) cséplő-magleválasztó rendszerű gabonakombájnok (New Holland, CASE IH, Gleaner). Az 1990-es évek közepétől kerültek használatba – keresztdobos cséplőrendszerrel és rotoros magleválasztóval rendelkező – hibrid kombájnok. Mindkét konstrukciós fejlesztés az áteresztőképesség és szemteljesítmény növelését célozta.
A világon mintegy húszféle kombájnmárkával lehet találkozni a piacokon, ezen belül 14 márka uralja az európai és az észak-amerikai piacokat.
„Az éves eladások belőlük 30–35 ezer db közöttire adódnak világszerte.”
A legtöbb kombájnkonstrukciót az AGCO (Challenger/Fendt Massey Ferguson) gyárt, amelyek között szerepelnek szalmarázósok, hibridek és rotorosok egyaránt. A legtöbb gabonakombájnt a John Deere állítja elő évente, amelyek az 5 és 6 szalmarázós (T és W), ill. S-jelű rotoros (hosszdobos) konstrukciókból tevődik össze. Korábban a John Deernek is volt hibrid kombájnja is. A második legnagyobb gyártó a világon a CLAAS, amely a keresztdobos, szalmarázós és hibrid kombájnjait a legszélesebb szortimentben gyártja. Keresztdobos cséplőszerkezetű konstrukciókból 4/5 és 6 szalmarázós változatokat (AVERO, TUCANO, LEXION), míg hibrid rendszerűeket egy- és kétrotoros kivitelben (LEXION 700/TUCANO 500) is gyárt. A New Holland gyártmányok között 4/5 és 6 szalmarázós (TC/CX), ill. kétrotoros hosszdobos konstrukciók szerepelnek (CR). A Rostselmash/Versatile is nagy gyártónak számít, szalmarázós és egyrotoros kombájnokat is előállít. A CASE IH a klasszikus egyrotoros (AF) kombájnok legnagyobb gyártója a világon. Rajtuk kívül még a nyugati régióban számottevő kombájngyártónak számít a finn Sampo-Rosenlew, keleten pedig a fehérorosz Gomselmash, valamint a kínai Foton Lovol is. Talán nem is kell hangsúlyozni, hogy a legtöbb fejlesztés a legnagyobb piaci szereplőktől (AGCO, CLAAS, CASE IH, New Holland) kerül ki, de a többi gyártó is igyekszik legalább követő fejlesztésekkel lépést tartani velük.
Fejlesztések a kombájnok erőforrásainál
Az arató-cséplő gépek többségében új fejlesztésű, rendkívül korszerű, két teljesítményszinten dolgozó, a szigorú levegőtisztasági normákat (EU Stage IV. ill. US EPA Tier 4 final) teljesítő, energiatakarékos, hosszú szervizciklusú (Mercedes, FPT, Agco Power, John Deere, Deutz, MAN, MTU, Caterpillar, Cummins stb.) motorok szolgáltatják a hajtási teljesítményt.
„2019-től ezek helyébe pedig már majd Tier 5-ös, ill. Stage V normás motorokat kell beépíteni, amelyek fejlesztésén gőzerővel dolgoznak a motorgyártók.”
A két legnagyobb (626-700 LE) motorteljesítménnyel rendelkező, egyben a legnagyobb áteresztőképességű és számtalan cséplési rekorddal is rendelkező kombájn a világon a CLAAS LEXION 780 hibrid cséplő szerkezetű és a New Holland CR 10.90 Twin Rotor kétrotoros axiáldobos cséplőszerkezetű gabona arató-cséplő.
A csúcskombájnok választékát növelik és új versenyzőként jelentek meg a piacon az Agritechnica 2017 kiállításon debütált legújabb három tagból álló AGCO (Ideal 7/8/9) kombájnszéria, amelyek Challenger, Fendt és Massey Ferguson logókkal kaphatók. Ezek közül a 9-es széria kétrotoros axiáldobos kialakítású, 600 mm átmérőjű és 4840 mm hosszú dobokkal, 647 LE-s MAN motorral, és 17,1 m3 magtartállyal, amely méltó ellenfele lehet a több betakarítási világcsúcsot tartó New Holland CR 10.90 arató-cséplő gépnek. A John Deere is a közelmúltban váltotta az S 600-as rotoros csúcsmodelljeit a nagyobb teljesítményű, korszerűbb motorokkal épített S 700-as szériára, amelyeknél a legnagyobb S 790 modell motorteljesítménye már 625 LE. Ez azt is megerősíti, hogy az aratva cséplésben a szemteljesítmény növelésének lehetőségei a hibrid és rotoros cséplőrendszereknél látszik elsősorban, ahol fontos szerepet kap a motorteljesítmény is.
Cséplő-, magleválasztó szerkezetek fejlesztése
A hagyományos keresztdobos (tangenciális) cséplőszerkezeteknél a teljesítmények növekedését a cséplésben résztvevő dobok geometriai méretének és a dobok számának növelésével, valamint szalmarázó ládák számának (4/5/6/8 db) és felületének bővítésével érték el. Sokat javított a cséplési teljesítményeken a cséplődobok elé beépített gyorsítódobok (CLAAS APS, Gomselmash stb.), ill. a cséplődob utáni magleválasztó szeparátor dobok alkalmazása. A keresztdobos, tangenciális cséplőszerkezetű kombájnok paraméterei valószínűleg elérték felső határukat, amelyeket a kombájnok, még közlekedésre alkalmas, befoglaló méreteik (szélesség, hosszúság, magasság) megengednek, ezen belül is kritikus a 3,0–3,5 m közötti max. szélesség és 4 m-es max. magasság. A világon gyártott gabona arató-cséplő gépek zöme azonban ezt a konstrukciót követi napjainkban is. A cséplésben és a magleválasztásban résztvevő, egymást követő dobok száma egyről 3 vagy 4-re emelkedett, a dobszélesség 1780 mm, a dobátmérő 800 mm maximális értékre nőtt. Ezeknél a gabonakombájnoknál a szalmában maradt gabonaszemek kiválasztását végző szalmarázók munkája (az onnan kikerülő szemveszteség) határolja be rendszerint az áteresztőképességet, ez határt szab a motorok teljesítménynövelésének is, amelyeknél a maximális értékek 455 LE körül alakulnak.
A hagyományos keresztdobos cséplőszerkezetek teljesítményének jobb kihasználására születtek meg a szalmarázó ládákat kiváltó egy- vagy két rotoros rotációs magleválasztású, ún. hibrid cséplőrendszerű kombájnok. Ezek 20–25%-kal nagyobb teljesítményre képesek, mint hasonló műszaki tartalommal bíró szalmarázós társaik. A hibrideknél a keresztdobos cséplőrendszer geometriájának növelésével (0600 x 1700 mm), ill. a rotoros magleválasztó felület – hossza- és átmérője (0475 x 4200 mm) – változtatásával, valamint a rotorok számának, ill. fordulatszámának széles tartományban történő szabályozásával fokozzák az áteresztőképességet.
A CLAAS egyes LEXION modelleknél két, ill. egyes TUCANO modelleknél egy ROTO PLUS magleválasztó dobot alkalmaz. Ennek a kombájnkonstrukciónak a legnagyobb gyártója a CLAAS, amely a LEXION családjának egy részét, ill. a TUCANO család egyes tagjait ilyen cséplőszerkezettel építi. A CLAAS mellett a Massey Ferguson, a Fendt és a Challenger márkák is rendelkeznek hibrid cséplőszerkezetű kombájnokkal. Ezek mind két magleválasztó rotorral készülnek. A hibrid cséplőrendszerű gabonakombájnok a szalmarázós konstrukciókkal szemben nemcsak nagyobb áteresztőképességgel dolgoznak és nagyobb szemteljesítményre képesek, hanem kisebb a fajlagos üzemanyag-fogyasztásuk is, igaz az áruk is magasabb. A tisztán rotoros cséplőszerkezetű axiáldobozokhoz viszonyítva is kisebb gázolaj-felhasználással dolgoznak és kevésbé törik azokhoz képest a szalmát, amely a területről nagyobb mennyiségű bálázott szalma betakarítását teszi lehetővé.
A különböző cséplő-magleválasztó rendszerű kombájnok harmadik csoportját az axiáldobos (rotoros) cséplő és magleválasztó rendszerű arató-cséplő gépek képezik, amelyek szintén már régebbi (40 éves) konstrukciónak tekinthetők. Többségük egy nagy átmérőjű, többlépcsős (3-4), kúpos (John Deere), vagy hengeres (CASE IH) cséplő-magleválasztó rotorból, többszekciós (5-6) dobkosárból épülnek fel, amelybe egy töltődob adagolja be a learatott gabonát és a cséplőrotor első szekciójában behúzó csiga segíti az anyagáramlást. Ezeknek a legrégibb és egyben a legnagyobb gyártója a világon a CASE IH (legújabb típusai az AF 5000/6000/7000/8000-es szériák 140-es és 240-es sorozatú modelljei), de a John Deere, a Massey Ferguson, a Fendt, a Challenger és a Rostselmash is gyárt egy axiáldobbal rendelkező kombájnokat.
Két axiáldobbal szerelt kombájnokkal eddig csak a New Holland rendelkezett a világon (CR család), amelyek kétféle, 0432 mm (CR7.90/CR 8.80) és 0559 mm (CR 8.90/CR 9.90/CR 10.90) rotorátmérővel és 2540 mm hosszúságú rotorokkal készülnek 450 és 700 LE közötti motorteljesítménnyel. Ez évtől kezdődően komoly konkurense támadt a kétrotoros New Holland kombájnoknak a Challenger Fendt/Massey Ferguson logóval és piacra kerülő AGCO breganzai gyárában készülő, kétrotoros IDEAL 8 és 9 Dual Helix 538 és 647 LE-s kombájnokban, egyes rotorméreteikben jelentősen megelőzik a New Holland CR kombájnokét. Az egyrotoros axiáldobosoknak is új konkurense lesz, várhatóan az AGCO IDEAL 7 Single Helix szintén három logóval is gyártott 451 LE-s kombájn.
Az axiáldobos kombájnoknál a motorteljesítmények növelésével a rotor- és kosárkonstrukciók folyamatos fejlesztésével tudták növelni a gyártók a szemteljesítményeket. Az axiáldobos kombájnok előnyeiként emelhető ki, hogy ugyanolyan szemveszteség határértékeknél nagyobb teljesítményre képesek, mint a szalmarázós gépek, azaz a szemveszteség-szemteljesítmény jelleggörbéjük sokkal laposabb, mint a szalmarázós kombájnoké. Jobban megbirkóznak a nedvesebb gabonával is, kisebb szemtöréssel dolgoznak, ugyanakkor valamivel nagyobb a fajlagos motor hajtóanyag-felhasználásuk (l/t, l/ha) és jobban törik a szalmát, ami 20–25%-kal kevesebb szalma betakarítását teszi lehetővé a területről. Ez utóbbiak ellenére az utóbbi időben növekszik a számuk a gyakorlati gabonabetakarításban, mert megbízhatóan tartós teljesítményt képesek nyújtani és a teljes üzemeltetési költségük – a nagyobb fajlagos gázolajfogyasztásuk ellenére – kedvezőbb, mint a szalmarázós és a hibrid kombájnoké. Ezeket az előnyöket különösen a bérmunkavállalók képesek jól kihasználni.
Magtisztító rostaszerkezetek fejlődése
A kombájnok áteresztőképességének növelése szükségessé tette a magtisztító rostaszerkezetek teljesítményének növelését. Ez a rostafelület növelésével, többlépcsős kialakításával, a légszállító turbó ventilátorok beépítésével, ill. teljesítményének növelésével, valamint többlépcsős szabályozással, többszintű levegő befúvással, a rostaszerkezetek 3 vagy 4D-s (CLAAS) szintezésével érték el. A termény feladását a rostaszerkezetre egyenletesen, rendezettebb formában oldják meg, gyűjtőasztalok és takaró-terelő lemezek segítségével (CLAAS 4D, AGCO IDEAL Balance). A nagy teljesítményű kombájnokhoz soklapátos, (6–8) nagy légszállítású, automatikus vezérlésű (CLAAS AUTO SLOPE) radiál turbóventilátorokat alkalmaznak.
Magtartályok, szalmakezelés és adapterek fejlődése
A megnövekedett szemteljesítmények a magtartályok térfogatának növelését is szükségessé tették, manapság már több gabonakombájn is rendelkezik 12,5–17,1 m3-es 9,5–13,7 tonna befogadóképességű magtartállyal, amelyekhez nagy teljesítményű (120–210 l/s, ill. 100–170 kg/s) ürítőcsigák kerülnek beépítésre. Új léptéket jelent a magtartályoknál az AGCO (Challenger, Fendt, MF) IDEAL 8/9 kombájnok 17,1 m3-es (13,7 tonna befogadóképességű) magtartálya, amely ürítőcsigájának teljesítménye 210 l/s (168 kg/s) teljesítményű. A magtartály kapacitásának növelésével az ürítési gyakoriság mérsékelhető, amely nagyobb produktív munkateljesítményeket tesz lehetővé.
A melléktermékként keletkezett szalmával szemben is változtak az igények. Egy részüket bálázva betakarítják, ehhez megfelelő rendet kell képezni a kombájnoknak, más esetben a szalma alászántásra kerül, ebben az esetben felszecskázva el kell teríteni a területen. A jelenlegi szalmakezelő berendezéseknek a kombájnoknál mindkét funkcióra alkalmasnak kell lennie. A nagy szemteljesítmények eléréséhez a kombájnokhoz nagy munkaszélességű arató szerkezetek (gabona vágóasztal, kukoricacső-törő, napraforgó-, repce-, szójaadapter stb.) is szükségesek, amelyek felső határa a nagyobb gyártóknál jelenleg 12,5–14,0 m körül alakul, de a kombájnteljesítményektől függően az adapterek 3,6 méteres munkaszélességtől rendkívül sokféle lépcsőben állnak rendelkezésre, egészen 14,0 méterig. A hidrosztatikus meghajtású adapterek mellett megjelentek már az elektromos meghajtásúak is (John Deere-Zürn). Az AGCO az IDEAL kombájnjainál Auto Doc automata RFID azonosítóval működő csatlakoztatási rendszert alkalmaz.
Automatizálás és elektronikus vezérlések
A korszerű kombájnok ma már magas fokon elektronizáltak és automatizáltak. Az AGCO, a CLAAS, a John Deere, CASE IH és New Holland legújabb nagy teljesítményű kombájncsaládjának egyes modelljeiben 50–70 db szenzor ellenőrzi és szabályozza a kombájnok munkáját. Szinte minden arató-cséplő gépen megtalálható a terhelésszabályzó, amely a mért termésmennyiség és cséplési veszteség arányában változtatja a gép munkasebességét. Szenzorok szabályozzák a cséplőszerkezet dobjának és kosarak távolságát (kosárhézagot), a dob fordulatszámát, a rostaszerkezet lengésszámát és a ventilátor légszállítását (Auto Slope), vagy a szalmaszecskázó fordulatszámát és szalmaterítő szórásképét. A nagyobb gépek standard tartozékai a szemtörés mértékét ellenőrző GRAIN QUALITY CAMERA, a nedvességmérővel kombinált hozammérő, a GPS PILOT/AUTOSTEER/AUTOGUIDE/LEASER PILOT stb. automata kormányzások, ill. a kombájnok komplex irányítását és vezérlését végző félautomata (CEMOS DIALOG/CIS stb.) ill. automata (CEMOS AUTOMATIC/RDA/JDLink stb.) vagy különféle komplex optimalizáló rendszerek.
A kombájnok távfelügyeletéről és vezeték nélküli adatátviteléről Telematics rendszerek gondoskodnak.
Az ISOBUS fedélzeti kommunikációkat Easy alkalmazások teszik még használhatóbbá. A tolatókamerák is megtalálhatók a kombájnok többségénél. A betakarítási flotta munkáját optimalizáló flottamenedzsmentek (Fleet View, Machine Sync stb.) rendelkezésre állnak. Az aratás teljes dokumentálásához elektronikus dokumentációs rendszerek (AutoDoc/Harvest DOC/JD Office stb.) is választhatók.
Kombájn járószerkezetek fejlesztése
A gabonakombájnok teljesítőképességének növekedésével arányosan növekszik azok tömege is és nőnek a geometriai méreteik is. A nagyobb kombájnok tömege teli magtartállyal gyakran eléri a 30–40 tonnát is, amely kerekeken keresztül átadódik a talajra és növeli annak tömörségét. Ezért egyre ballonosabb gumiabroncsok kerülnek felszerelésre, amelyeknek nagyobb a felfekvő felülete, ill. még ez is változtatható a guminyomás programozott vagy automatikus szabályozásával, de a gumiabroncs futófelületének speciális mintázatával és szerkezeti konstrukciókkal is igyekeznek a talajtömörítést mérsékelni (MICHELIN EVOBIB). A Trelleborg gumiabroncsgyártó VIP (Variable Inflation Pressure) kombájn guminyomás szabályzója szenzorokon keresztül érzékeli az útfelület szilárdságát (aszfalt, beton, földút, szántóföld stb.) és a sebességet, majd ennek arányában egy miniszámítógép állítja be a mindenkori guminyomást. A rendszer a jobb- és baloldali kerekek nyomását külön-külön is szabályozza (pl. lejtő esetében történő átterhelés kompenzálásához). Szinte minden kombájngyártó ajánl a nagy teljesítményű kombájnjaihoz gumihevederes járószerkezetet is, amellyel szintén jelentősen mérsékelhető a talajterhelés (CLAAS TERRA TRAC, Challenger/Fendt/Massey Ferguson TracRide, New Holland SmartTrax stb.). Ezeknek a felfekvő felülete 2,0 és 3,5 m2 között alakul, amelyekkel felére-harmadára csökkenthető a talajnyomás. Ezek lehetnek párhuzamos hevederágakkal szerelt (CLAAS) és „Triangel” szimmetrikus vagy aszimmetrikus háromszög kivitelű konstrukciók (CASE IH, Deutz-Fahr, John Deere, New Holland stb.). Ezeknek még további előnye az is, hogy jó hatásfokkal és minimális szlippel képesek motorteljesítményt hasznosítani a járószerkezeten keresztül.
Jövőbe mutató gabonakombájn-fejlesztésekkel is lehet már találkozni napjainkban. Ilyenek a csuklós alvázú két-, három- és négytengelyes konstrukciók, amelyek 35–40 m3-es magtartállyal rendelkeznek. A mechanikus és hidromechanikus hajtások lecserélésére gőzerővel folynak a kísérletek a dízel-elektromos hajtásrendszerek bevezetésével, amely egyszerűsíti és szabályozhatóbbá teszi a jövőbeni hajtásrendszereket. Tanulmánytervek és modellkísérletek készültek, ill. készülnek a vezető nélküli robotkombájnok alkalmazására is.
Dr. Hajdú JózsefA cikk szerzője: Dr. Hajdú József
