KITE ZRT.

FELFEKVŐFELÜLET-ARÁNY = DINAMIKUS SÚLYELOSZLÁS

Vontatáskor az alapvető cél, hogy a traktor járószerkezetének kialakításából adódó felfekvőfelület aránya egyezzen meg a dinamikusan (vontatás közben) kialakult súlyeloszlással. Ez az alapelv teszi lehetővé, hogy az egységnyi felületre jutó erő (tömeg) azonos legyen a felfekvő felület alatt, ami a leghatékonyabb vontatást és a legkisebb talajtaposást eredményezi.

• TÖRZSCSUKLÓS 4WD & 4-TRACK TRAKTOROK:

Az alapelv megértéséhez a törzscsuklós összkerékhajtású (4WD/4-TRACK) traktorok szolgálnak a legegyszerűbb példaként, így ezeknél a gépeknél érdemes definiálni először az ideális dinamikus súlyeloszlást. Mivel a törzscsuklós traktorok mellső és hátsó tengelyein azonos az abroncsok/gumihevederek mérete, a felfekvőfelület aránya az első/hátsó tengelyeken 50/50%-ban oszlik el, ezért vontatáskor az ideális súlyeloszlás szintén 50/50% kell, hogy legyen.

• MFWD & MFWD 4-TRACK TRAKTOROK

Kerekes és hevederes járószerkezetű, mellső mechanikus kerékhajtású (MFWD) traktoroknál az első és hátsó gumiabroncsok/hevederek szélességaránya különböző módon kombinálható/választható.  Azonban a gumiabroncs/heveder kombinációkat úgy kell kiválasztani, hogy az első/hátsó gumiabroncsok felfekvőfelületének aránya lehetőleg ne haladja meg a 40%-os mellső tengelyre jutó részarányt. Így vontatáskor az ideális súlyeloszlás <40/>60% az első/hátsó tengelyek közt. Ikerkerekezett hátsó tengely esetén a felfekvő felületek aránya jelentős mértékben a hátsó tengely felé tolódik, itt az ajánlott arány <30/>70% értéket közelítve optimális. Így vontatáskor az ideális súlyeloszlás <30/>70% az első/hátsó tengelyek közt. Ikerkerekezett első/hátsó tengelyek esetén – hasonlóan a szimpla kerékkel szerelt erőgépekhez – szintén a <40/>60%-os vontatás közben lévő súlyeloszlás és felfekvőfelület arány ajánlott.

• 2-TRACK GUMIHEVEDERES TRAKTOROK

Kéthevederes (2-TRACK) traktoroknál a hátsó meghajtókerekek végzik a hevederek hajtását (ez esetben a hátsó meghajtókerék nagyobb átmérőjű, mint a mellső vezetőkerekek), azonban fontos, hogy a súlyeloszlás a teljes heveder hosszában közel azonos legyen a lehető legkisebb talajtömörödés és a legnagyobb vonóerő érdekében. Emiatt az első feszítőkerekek tengelyei és a hátsó meghajtótengely közt az ajánlott súlyeloszlás a törzscsuklós traktorokhoz hasonlóan szintén 50/50%-os kell, hogy legyen.

ERŐGÉP-MUNKAGÉP KAPCSOLAT

Az egyes szántóföldi munkagépeket elsősorban a traktorra való csatlakoztatás alapján szoktunk csoportosítani. Azonban sok esetben a munkagépek munkahelyzetben (vontatáskor) nem a csatlakoztatás szerint üzemelnek, azaz egy vontatott munkaeszköz is terhelheti vonórúdon keresztül az erőgép hátsó tengelyét, és egy teljes mélységhatárolással rendelkező függesztett munkagép is viselkedhet vontatottként munkahelyzetben. Ezt a traktorok helyes súlyeloszlásának és tömeg/LE arányának beállításánál feltétlenül figyelembe kell venni!

SÚLYPONTÁTHELYEZŐDÉS MÉRTÉKE

Ahhoz, hogy megértsük és definiálhassunk a súlypont-áthelyeződés mértékét, és ezek alapján meghatározhassuk az ideális statikus súlyeloszlást, a legegyszerűbb példával érdemes bemutatni a vontatáskor ébredő erőhatásokat. Az ábrán egy törzscsuklós, összkerékhajtású (4WD) traktor és egy vontatott, vízszintes vonórúddal (függőleges vonórúdterhelés nélküli) és teljes mélységhatárolással rendelkező munkagép esete látható:

• A v sebességgel haladó, G1s+G2s statikus súlyerővel terhelt traktor F1+F2 húzóerővel (Fg1+Fg2 gördülési ellenállással) vontatja az Gm tömegű munkagépet, amely munkahelyzetben talajellenállásba ütközik. A vontatáskor ébredő erők eredője az Ft talajerő, melynek vízszintes irányú komponense az Fv vonóerő.
• Az Fv vonóerő D karon nyomatékot fejt ki, amelynek hatására ∆G-vel növekszik a traktor hátsó, ugyanakkor csökken a mellső tengelynyomása. Tehát S1-ről S2-re változik a traktor súlypontja, és növekszik hátsó tengely talajra ható leszorítóereje.
• A munkagép Gm súlyerejét, illetve az Ft talajerő y irányú komponensét a munkagép mélységhatároló kerekei veszik fel: Fk1 és Fk2 erők.
• Vontatáskor a traktor tengelyeire G1d és G2d módosult erők hatnak, melyek ideális statikus súlyeloszlás esetében dinamikusan azonos nagyságúvá válnak (4WD traktorok esetén).

Az ábrán lévő erőhatások alapján megállapítható, hogy a traktor hátsótengely-terhelésének növekedését (és ezzel egy időben a mellsőtengely-terhelés csökkenését) az alábbi tényezők befolyásolják:

A vonóerő nagysága: Az Fv vonóerő nagysága a sebességgel fordítottan arányos, azaz minél nagyobb a sebesség, annál kisebb az ébredő vonóerő, így a súlypont-áthelyeződés mértéke is.

Az erőgép geometriai méretei: Minél nagyobb az „A” távolság, azaz a tengelytáv, annál kisebb a Fv erő hatása a súlypontváltozásra. Minél nagyobb a „D” távolság, azaz a vonórúd magassága, annál nagyobb a Fv erő hatása a súlypontváltozásra

A súlypont-áthelyeződést okozó erő nagysága: +∆G [KN] = Fv [KN] x D/A [m]

Azaz az erőgép súlyeloszlását a +∆G [KN] erő nagysága változtatja. A súlypont-áthelyeződés mértékét ezen felül természetesen az erőgép tömege is befolyásolja, azaz egy azonos nagyságú vonóerő nagyobb tömegű erőgépnél kevésbé okoz súlypont-áthelyezeződést, mint egy kisebb tömegű erőgépnél. A vonóerő hatásvonala szintén hatással van súlypont-áthelyeződésre, azaz a vonórúd bekötési szöge növelheti vagy éppen csökkentheti a súlypont-áthelyeződés mértékét.

A VONÓERŐ NAGYSÁGA

Vontatási vizsgálatok alapján (pl. Nebraska Test) az ébredő vonóerő nagysága ismert a különböző tömegű, sebességű és járószerkezetű erőgépeknél. Azonban a vontatási vizsgálatokat az összehasonlíthatóság érdekében betonon mérik. A beton súrlódási tényezője eltérő a szántóföldi körülményektől, ezért a vontatási vizsgálatok eredményét korrigálni szükséges a pontos eredmény meghatározása érdekében. Szántóföldön magasabb kerékcsúszással kell számolni, így az adott sebességfokozatban csökken a valós sebesség és ezáltal a vontatási teljesítmény, valamint a vontatási hatásfok is. A rosszabb adhézió miatt azonos sebességnél csökken a vonóerő nagysága is, és ezáltal a súlypont-áthelyeződés mértéke is.

A vontatási vizsgálatok és a már ismertetett képlet alapján a különböző tömegű és járószerkezetű traktoroknál az alábbi átlagos korrigált határértékkel lehet számolni a súlypont-áhelyeződés mértékét: 5-12%.

STATIKUS SÚLYELOSZLÁS

Kiindulva a már definiált dinamikus súlyeloszlásból, immár könnyedén megállapítható a statikus súlyeloszlás is. A súlypont-áthelyeződés mértékét levonva a hátsó tengely és hozzáadva a mellső tengely dinamikus súlyeloszlásához, meghatározható a statikus súlyeloszlás. A statikus súlyeloszlás a súlypont-áthelyeződés mértékétől, illetve a felfekvőfelületek arányától függően bizonyos határok közt változik az eltérő traktorkonstrukciók között, melyet a lenti táblázat foglal össze.

* A mellső tengelyterhelés lehetőleg soha ne haladja meg az össztömeg 55%-át!

PÓTSÚLYOZÁS

Miután pontosan definiáltuk az ideális össztömeg mellett az ideális statikus súlyeloszlást is, a pótsúlyozás mértéke mellett a pótsúlyok felszerelésének helyét is meg tudjuk határozni. Ehhez segítséget nyújtanak a John Deere által rendelkezésre bocsátott „Ballast Calculator” alkalmazások a különböző traktortípusokhoz. Ahhoz, hogy flexibilisen tudjuk beállítani a kívánt súlyeloszlást és össztömeget, különböző pótsúlytípusok állnak rendelkezésre.

• Mellső táskasúlyok (43 vagy 50 kg): mellső tengely elé a súlytartóra történik a felszerelés, így az össztömeg mellett változtatja a traktor súlyeloszlását is.
• Mellső tömbsúlyok (400 – 1500 kg): mellső és hátsó 3-pontra is felszerelhetők, az össztömeg mellett a traktor súlyeloszlását is változtatja.
• Hátsókerék-súlyok (50-900 kg): az össztömeg mellett a hátsó tengely terhelését növeli.
• Has tömbsúlyok (EZ-Ballast 1700 kg): a traktor össztömegét növeli, de a súlyeloszlást nem befolyásolja.

ÖSSZEFOGLALÁS

Az ideális súlyeloszlás és a helyes pótsúlyozás meghatározása után, mely az erőgép-munkagépkapcsolat gazdaságos üzemeltetésének egyik alapfeltétele, a következő feladat az ideális gumiabroncsnyomás meghatározása lesz, mellyel a cikksorozat következő részében foglalkozunk részletesen.