Gépek, eszközök 2024. február 16.

Integrált gumiabroncsnyomás-szabályzó rendszer a John Deere 8R traktorokon

Az utóbbi időben előtérbe kerültek azok a műszaki fejlesztések, melyek tovább javítják a gépüzemeltetés hatékonyságát, ugyanakkor fenntarthatósági szempontokat is figyelembe vesznek, mint pl. talajvédelem. Ilyen műszaki megoldásnak számít a központi gumiabroncsnyomás-szabályzó rendszer is, amely nem számít új áttörésnek a fejlesztések terén, hiszen már több mint két évtizede elérhető utólagos szerelésben a különböző mezőgazdasági erő- és munkagépekhez.

Azonban integrált gyári megoldásként a 2023-as évtől kezdve rendelhető a John Deere 8R-es traktorokhoz, illetve a közeljövőben a 7R és 6R szériákon is a gyári opció része lesz majd. Mielőtt azonban műszakilag áttekintenénk a rendszer működési elvét és üzemeltetési előnyeit, érdemes megvizsgálni, hogy milyen esetekben van szükség/lehetőség központi gumiabroncsnyomás-állításra, illetve mik az irányelvek a helyes gumiabroncsnyomás beállítására. Hiszen a rendszer nem mondja meg mikor mi a helyes gumiabroncsnyomás, ez „csupán” egy eszköz a gyors nyomásváltoztatáshoz.

Milyen üzemeltetési körülményekhez ajánlott a központi gumiabroncsnyomás-változtatás?

A választ megkapjuk a rendszer nevéből, azaz, ha valamit valamiért változtatni kell, jelen esetben az abroncsnyomást, azt elsősorban változó üzemeltetési körülmények miatt kell vagy érdemes megtenni.

Ilyen körülménynek számít a közúti szállítás és a szántóföldi munkavégzés folyamatos változtatása. Míg szántóföldön alacsony sebességgel (7-13 km/h) történik a munkavégzés, és cél a vontatás hatékonyságának javítása (optimális kerékcsúszás elérése), valamint a talaj kímélése, addig közúton magas sebességgel (40-50 km/h) történik a traktor üzemeltetése, ilyenkor a cél a gördülési ellenállás és a gumiabroncs terhelésének csökkentése. Egyik ilyen eset, amikor a traktor betakarításkor a szántóföldön kiszolgálja a betakarítógépeket, és utána a betakarított terményt közúton el is szállítja a fogadóhelyre. A másik ilyen eset pedig a híg- és a szerves trágya szállítása és kijuttatása. Ebben az esetben az állattartó telepről közúton történik a trágya kiszállítása, és ugyanez a gép végzi az anyag kijuttatását a területen is. Ugyanakkor vannak olyan gazdaságok is, ahol a területek nem koncentráltan, hanem egymástól akár 20-30 km-re helyezkednek el, azaz a szántóföldi munkavégzés mellett jelentős időt tölt az erőgép vonulással is. Ezekben az esetekben nyilvánvaló, hogy a szántóföldön alkalmazott gumiabroncsnyomás nem lesz a legmegfelelőbb közúti üzemeltetéshez mivel a radiál abroncsokat különböző terhelésen és sebességen különböző nyomáson kellene üzemeltetni. Állandó terhelésnél, alacsony sebességnél alacsonyabb, míg magasabb sebességnél magasabb abroncsnyomásra lenne szükség. Mivel az abroncsok nyomásállítása hagyományos módon körülményes, ezért kompromisszummal kell üzemeltetni az abroncsokat, ez szántóföldi munkáknál túl magas, országúton viszont túl alacsony nyomásértéket jelent. Sok esetben előfordul az országúti nyomás használata szántóföldön is, így az abroncs kihasználható felfekvőfelülete jelentős mértékben csökken, amely negatív hatással a van a talajra az abroncsra és vontatás hatékonyságára egyaránt.

Egy másik fő tényező, ami miatt változtatni kell a gumiabroncsnyomást, az a változó tengelyterhelés, amelyet okozhat a már fent említett szállítási feladatoknál alkalmazott tandem- és tridemtengelyes pótkocsik vonórúdterhelés-változása (attól függően, hogy mekkora terhet szállít), vagy bármilyen olyan munkagép, amely pl. szállítási helyzetben nagy vonórúd vagy függesztőkar-terhelést okoz, szántóföldön munkahelyzetben viszont nem okoz jelentős plusz tengelyterhelést az erőgépen. A különböző sebességű szántóföldi munkák eltérő pótsúlyozást igényelnek (7-9 km/h => 50 kg/LE, 9-11 km/h => 45 kg/LE, 11-13 km/h => 40 kg/LE). Azonban a pótsúlyozás változtatásával változnak a tengelyterhelési értékek, változik a gumiabroncsok terhelése, azaz a gumiabroncsnyomást is változtatni kell. Itt példaként megemlíthető a John Deere 7R traktoroknál alkalmazott EZ-ballast gyors pótsúlyozási rendszer, mely egy központi gumiabroncsnyomás-szabályzó rendszerrel kiegészülve 5-10 perc alatt biztosítja a gyors átállást nehéz szántóföldi munkáról a könnyű szántóföldi vagy közúti munkavégzéshez.

Milyen műszaki/üzemeltetési előkövetelményei vannak, hogy érdemes legyen központi gumiabroncsnyomás-szabályozó rendszert alkalmazni?

A válasz itt is egyszerű, ha az adott erőgép-munkagép kapcsolat szakszerűen, optimálisan van felkészítve, akkor a gumiabroncsnyomás-változtatás, illetve a helyes gumiabroncsnyomás-beállítás is értelmet nyer. Mikor beszélhetünk szakszerűen illesztett gépkapcsolatról?

  • Energetikailag és fizikailag is optimális az erőgép-munkagép illesztése
  • Helyesen van kiválasztva az adott munkavégzéshez a traktor kerekezése, abroncsozása (méret, terhelhetőség, bordázat, ikerkerekezés)
  • Az üzemeltetési sebesség, a kerékarányoknak (várható felfekvőfelület-arányoknak), és a várható súlypont áthelyeződés figyelembe vételével történt a traktor pótsúlyozása
  • Megtörtént a statikus és dinamikus (munkavégzés közben) tengelyterhelési értékek helyes meghatározása (méréssel és számítással). Itt nagyon fontos megemlíteni, hogy vontatás közben (dinamikusan) átbillen a traktor súlypontja melynek hatására csökken a mellső és növekszik a hátsó tengely terhelése.
  • A tengelyterhelési értékek, az üzemeltetési sebesség és az üzemeltetési körülmények (nagy vonóerő, domboldalon történő munkavégzés) alapján az abroncs ideális nyomása meghatározásra került (gumiabroncs terhelés/sebesség táblázat segítségével)
  • És itt jön a sorba a központi gumiabroncsnyomás-szabályzás, mellyel a megállapított optimális gumiabroncsnyomás-értékek kényelmesen a fülkéből beállíthatók közútra és szántóföldre egyaránt

Milyen követelmény van gumiabroncsozás szempontjából a központi nyomásszabályzás hatékony alkalmazásához?

A központi gumiabroncsnyomás-szabályzó rendszerek alkalmazhatók standard radiál, IF és VF gumiabroncsoknál egyaránt. A különbség nyilván az abroncsok terhelhetőségében van, ezáltal az ideális gumiabroncsnyomás különböző lehet az azonos méretű, de eltérő terhelhetőségű abroncsoknál. A gumiabroncs gyártók különböző terhelés- és nyomásértékeket adnak meg abroncsaikhoz. Ebből az látszik, hogy 10 km/h sebességnél hasonló terhelhetősége van az abroncsnak alacsony nyomáson, mint 40 km/h sebességnél magas nyomáson. Ez biztosítja, hogy csökkenthető a talajtaposás szántóföldön, ugyanakkor nem okozunk abroncs túlterhelést egyik sebesség tartományban sem.

Az IF/VF abroncsok a standard radiál abroncsokhoz képest 20/40%-kal nagyobb terhelést bírnak vagy állandó terhelésnél nagyobb sebességgel is üzemeltethetők azonos nyomásértéken. Felfekvőfelületük akár 25%-kal is nagyobb lehet a hagyományos társaikhoz képest. Az IF/VF abroncsok alacsony, 1 bar vagy az alatti nyomáson (ha terhelés ezt megengedi) is biztonságosabban alkalmazhatók, hiszen az abroncs oldalfala flexibilisebb, jobban bírja a dinamikus terheléseket is, ugyanakkor a felni-abroncs peremének kapcsolata is növelt, amely a nehéz szántóföldi munkáknál bír nagyobb jelentőséggel, ahol a nagy vonóerő felni-abroncs elmozdulást eredményezhet, mely hosszú távon károsíthatja a gumiabroncsot. A piacon jelen vannak már speciális bordázattal rendelkező mezőgazdasági abroncsok is, mint pl. Michelin Evobib, melynél a nyomás változtatásával lehet szabályozni, hogy a borda mely része milyen mértékben érintkezzen a felszínnel. Alacsony nyomáson nagy felfekvőfelület a teljes bordázat érintkezésével (szántóföldi munkavégzéshez), míg magas nyomáson kisebb felület csak a középső bordák/futófelület érintkezésével (közúti szállítási feladatokra). Ezeket az abroncsokat kifejezetten vegyes szántóföldi/közúti (kb. 50/50%-os arány) munkáknál lehet gazdaságosan alkalmazni központi gumiabroncsnyomás-szabályzó rendszerekkel.

John Deere CTIS

A John Deere központi gumiabroncsnyomás-szabályzó rendszere (CTIS), melyet a Parkerrel közösen fejlesztett, felépítését és működését tekintve egyszerű. A gumiabroncsnyomás növeléséhez szükséges légmennyiséget az erőgép motorjának mellső részén elhelyezett nagy teljesítményű légkompresszor állítja elő, mely a levegőszűrőn keresztül tiszta, szűrt levegőt biztosít a rendszer számára. Légfékkel felszerelt traktorok esetén ugyanez a kompresszor állítja elő a légfékrendszerhez szükséges nyomást is. A levegő a szárítószűrőn keresztül haladva érkezik a központi pneumatikus vezérlőszelephez és a hozzá tartozó elektromos vezérlőegységhez, mely a kerékszelepek segítségével méri, illetve változtatja a gumiabroncsnyomást. A kívánt közúti/szántóföldi nyomás beállítása menet közben a traktorfülkéből a 4600-as Command Center monitorról vezérelhető tengelyenként. Az integrált gumiabroncsnyomás-szabályzó rendszer előnye, hogy nem sérülékeny, merev, nagy átmérőjű csövezést alkalmaz, mely a traktor vázához van rögzítve. A hátsó tengelyen a sonkákon belül belső forgócsatlakozó segítségével a féltengely belső furatán, míg a mellső kerekeknél a bolygómű belső oldalán a kerékcsapágynál lévő forgócsatlakozón keresztül jut el a levegő az abroncsfelnikre szerelt szelepekhez. Ezen kívül a rendszer fel van szerelve egy külső csatlakozóval, mellyel lehetőség nyílik a gumiabroncsnyomás-szabályzóval felszerelt vontatmányok (pótkocsik, tartálykocsik) kiegészítő levegőellátására, mellyel gyorsabb gumiabroncsnyomásállítást biztosít. De ugyanez a csatlakozó lefúvatópisztolyhoz vagy más egyéb pneumatikus berendezéshez is tud biztosítani levegőellátást. A CTIS rendszer a 8R traktoron elérhető valamennyi kerékmérettel kompatibilis, illetve ikerkerekes kialakításhoz is elérhető. Ami az egyik legfontosabb paraméter egy ilyen berendezésnél, az a nyomás állítás gyorsasága. Egy VF650/60R34 méretű mellső és egy VF900/60R42 méretű hátsó abronccsal szerelt traktor esetén 1 bar nyomáskülönbség beállítása nyomáscsökkentéskor 4,6 percet, még nyomás növeléskor 7,6 percet vesz igénybe. Ez gyakorlatban annyit jelent, hogy mire a gép a szántóföldről kiér a közútra (illetve vissza), már meg is történik a gumiabroncsnyomás változtatása.

Ha sikeresen teljesülnek az optimális erőgép-munkagép kapcsolat alapelvei, és ezek mellett helyesen vannak meghatározva a gumiabroncsnyomás-értékek, akkor a központi nyomásváltoztatás tovább javíthatja a gépüzemeltetés hatékonyságát, és támogatja a fenntarthatóságot változó üzemeltetési körülmények közt is.

Gumiabroncsnyomás hatása a szántóföldön:

Alacsony – Helyes nyomásérték:

  • A gumiabroncs süllyedése kisebb
  • Kisebb a talajtömörödés mértéke
  • Csökken a gördülési ellenállás
  • Csökken a kerékcsúszás
  • Növekszik a vonóerő
  • Csökken az üzemanyag-fogyasztás

 

Magas - Helytelen nyomásérték

  • A gumiabroncs süllyedése nagyobb
  • Nagyobb a talajtömörödés mértéke
  • Növekszik a gördülési ellenállás
  • Növekszik a kerékcsúszás
  • Csökken a vonóerő
  • Növekszik az üzemanyag-fogyasztás

 

A központi gumiabroncsnyomásszabályzó rendszer előnyei:

Közúton – Magas nyomásérték:

  • Gumiabroncs terhelésének csökkentése
  • Gördülési ellenállás csökkentése
  • Gumiabroncskopás csökkentése
  • Üzemanyag-fogyasztás csökkentése

 

Szántóföldön – „Alacsony” nyomásérték:

  • Talajtaposás csökkentése
  • Optimális kerékcsúszás elérése
  • Vonóerő növelése
  • Üzemanyag-fogyasztás csökkentése

Bellai Tamás, kereskedelmet támogató mérnök