MENÜ

Az erõgépek teljesítményének és a talajmûvelõ eszközök munkaminõségének összehangolása a talajellenállás figyelembe vételével

Oldalszám: 38-40
2014.04.17.

Az erõ- és munkagépeket összekapcsoltan, gépcsoportként üzemeltetjük. Az összekapcsolásuknál több szempontot is figyelembe kell venni.

A mechanikai (geometriai) kapcsolhatóságon túl az energetikai összhangot úgy kell biztosítani, hogy az agrotechnikai követelmények minden esetben kielégíthetõk legyenek. Csak így biztosítható a jó minõségû munkavégzés és a gazdaságos üzemeltetés feltétele. Különösen fontosak ezek a talajmûvelõ 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 elsõsorban az adott növény igényéhez igazodva kell biztosítani. Az igények sorában a talaj kötöttsége, nedvességi állapota, fedettsége, a megelõzõ talajmûvelés, az elõvetemény, stb. vehetõ figyelembe. Kedvezõ a talaj állapota, ha a fizikai és biológiai jellemzõi folytán kultúrkörnyezet és egyben a termelésre alkalmas közeg alakul ki, lehetõleg hosszú ideig. A növények talajállapot igénye mindenekelõtt az adott talajréteg lazultságára vonatkozik.

A talajmûvelés folyamatában (pl. lazítás, szántás, magágykészítés) bekövetkezõ 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 bekövetkezõ talajtömörödést kell említeni (nedves talajmûvelés, mûvelõtalp betegség, taposási károk, csapadék stb.)! A rögösödés és elporosítás, a rossz mûvelés miatt bekövetkezõ nedvességvesztés tovább növeli a hibák nagyságát.



Az erõ- és munkagépek mechanikai (geometriai) összekapcsolása

Az erõátvitel magvalósítása céljából az erõgépek és talajmûvelõ eszközök között mechanikus és hidraulikus kapcsolatot kell létrehozni. Ez a kapcsolat az erõgép függesztõ-berendezésén, vonóhorgán és TLT-én keresztül valósulhat meg. A munkagépek szerkezeti kialakításuk alapján: vontatott, félig függesztett és függesztett kivitelben készülnek. A különbözõ kapcsolódó részek összeillesztése hagyományosan, egymástól függetlenül történik. Ez a módszer viszont nehézkes, idõ- és élõmunka igényes, ezért napjainkban külön gyorskapcsoló elemeket használunk a kardántengelyekhez, hidraulika csövekhez és függesztõ elemekhez. Az egymástól eltérõ rendszerû, gyors függesztõberendezések közül a gyakorlatban a fordított U-alakú keret (amerikai), valamint a háromszög alakú keret (európai) terjedt el. Az erõ- és munkagépek mechanikai kapcsolatának ma már nincs akadálya, a kapcsoló-szerkezeteket nemzetközileg szabványosították.



Az erõ- és munkagépek energetikai kapcsolata

Az erõ- 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 mûvelõeszköz kialakítása mellett csak olyan munkasebesség-tartományt alkalmazhatunk, amelyben a munka minõsége kielégítõ. 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 talajmûvelõ gép használata során mért vonóerõnek egységnyi talajkeresztmetszetre vagy munkaszélleségre vonatkoztatott értéke:

 

 


 











A munkagép vontatási teljesítmény igénye a következõképpen határozható meg:



Pv= 10-3 × k × a × b × vh [kW], ill. Pv= 10-3 × k × B × vh [kW]



F = talajmûvelõ eszköz vonóerõ 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. Egyrészrõl a tartós igénybevételt jelentõ munkánál, mint a talajmûvelés, a motor effektív teljesítményének maximuma (Pe) 80%-ával számolhatunk, tehát a tényleges motorteljesítmény: Pm = 0,8 × Pe másrészrõl, 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 teljesítõképessége nagyobb, üzemanyag-fogyasztása kisebb, ha a veszteségeket megfelelõ mértékben le tudjuk csökkenteni.

A vontatási jelleggörbék tájékoztatást adnak az üzemeltetõnek, hogy a vontatást igénylõ mezõgazdasági munkák során a vontató erõgép 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 vonóerõvel 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 tüzelõanyag-fogyasztása fokozódik. Üzemeltetési szempontból meglehetõsen fontos a kedvezõ sebességtartományba esõ fokozatok száma. Az egyes sebességi fokozatok átfedései biztosítják, hogy a különbözõ vonóerõk esetén a traktor vontatási teljesítménye mindig elérje a maximális értéket és emellett az optimális üzemanyag-fogyasztást. Napjaink korszerû erõgépeinek motorjai kiemelkedõ nagyságú rugalmassága, valamint korszerû, nagy fokozatszámú, részben vagy teljesen terhelés alatt kapcsolható nyomatékváltói ezen feltételeknek teljes mértékben eleget tesznek.

 

 


 


 



Az erõ- és munkagépek teljesítményének jó vagy rossz összehangolása megítélhetõ a csúszás (szlip) értékébõl. Abból kell kiindulni, hogy hajtott kerekeknél a csúszás mindig fellép, de nem mindegy milyen mértékben. A talajmûvelõ gépcsoport vontatási hatásfoka egy adott szlip érték mellett optimumon van. Ez az optimum a talaj kötöttségétõl függõen 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 elvégezhetõ munka mennyisége is arányosan le fog csökkenni. Mindezek mellett nagyobb lesz a hajtóanyag-fogyasztás, és erõteljesebb 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 kivitelezhetõ, így:

• a hajtókerekek terhelésének növelésével (különbözõ pótsúlyok alkalmazása);

• a vonóerõ csökkentésével;

• a felfekvõfelülelt növelésével (pl. +2 hátsó kerék alkalmazása) ill. a kapaszkodófelület kedvezõ kialakításával érhetõ el;

• anti szlip berendezés alkalmazásával (szabályozós hidraulika, EHR).



A gépcsoportok összeállításával kapcsolatban szólni kell a horizontális és vertikális gépkapcsolási lehetõségekrõl, valamint az aktív talajmûvelõ eszközök alkalmazási lehetõségeirõl is. Az energetikai összhang – különösen nagyobb vonóerõ osztályú traktorok esetén – megteremthetõ a talajmûvelõ 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 tömörítõ hatásával sem kell számolnunk. Magyarországon is egyre gyakoribb aktív talajmûvelõ 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 talajmûvelõ gépcsoport teljesítményének összehangolását a munkaminõséget biztosító mûvelési sebességtartományban nagymértékben megnehezíti, hogy egy adott gazdaságon belül változó talajellenállással találkozhatunk. Ez az eltérés nem csak egyes táblák között, hanem azonos táblánál, sõt táblán belül is jelentkezhet a különbözõ mûveletek során az eltérõ talajállapot következtében. Ezért van jelentõsége – fõképpen kisebb gazdasági méreteknél – a változtatható munkaszélességû talajmûvelõ eszközök alkalmazásának, melyekkel az energetikai összhang a munkaminõségi követelmény betartása mellett mindenkor megvalósítható. Például ekék esetében korábban, elsõsorban az eketestek számának változtatásával, ma mindinkább a változtatható fogásszélességû ekékkel oldható meg.



Területteljesítmény

A gépcsoport alapidõ alatti területteljesítményét a munkagép szélessége és az alkalmazható munkasebesség alapvetõen meghatározza. A várható területteljesítmény megadható produktív idõre, motor üzemidõre, ill. mûszakórára vonatkoztatva is. Közöttük a különbséget az egyes idõkihasználási tényezõk mûszakidõn belüli alakulása határozza meg. Az üzemeltetõnek a mûszakórára vonatkoztatott területteljesítmény ismerete a döntõ, ami mindig kisebb, mint a másik kettõ. Gondoljunk csak arra, hogy a mûszakidõn 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 idõt kell fordítani. Mindezek ismeretében kell értékelni a gyártók és a kereskedõk által megadott területteljesítményi adatokat, fõképpen akkor, ha az nem üzemórára vonatkozik.



Dr. Kacz K.–Csiba M.–Dr. Kocsis S.