A világ mezőgazdaságának szerepe jelentős mértékben felértékelődik a jövőben, mert becslések szerint 2050-ben 9 milliárd embert kell ellátni élelmiszerrel. A kihívás teljesítése érdekében forradalmi változások jönnek létre.
Az alapvető változást elhozó időszakra összefoglalóan a mezőgazdaság digitalizálása vagy a „Mezőgazdaság 4.0” kifejezést szokás használni. A mezőgazdaság digitalizálásának eredményei elsősorban a tudományos vívmányok, az információs technológia, a precíziós gazdálkodás, a logisztika és a modern termelési feladatokat ellátó eszközök, robotok fejlesztése területén jelentkeznek.
A Mezőgazdaság 4.0 során természetesen a traktortechnika is fejlődni, változni fog. A jelenlegi mezőgazdasági traktor összetett, univerzális, bonyolult gép, amelyet változatos munkavégzésre használnak. A fejlődés irányát nem egyszerű még címszavakban sem összefoglalni, de a jelen már előrevetít több megvalósuló megoldást.
Dízelmotor
A traktorok döntő többsége az elkövetkező három évtizedben is dízelmotorral ellátott lesz. A gyártók alacsony hajtóanyag-fogyasztású, környezetbarát, elektronikusan vezérelt, Common Rail hajtóanyag-ellátó rendszerű, két turbófeltöltős, fejlett kipufogógáz-utókezelő megoldással ellátott dízelmotort fognak készíteni. A jelenlegi dízelmotor felépítése alig fog változni.
Liebherr D934 A7 jelzésű, 4 hengeres, 7 literes, 200 kW (272 LE) teljesítményű, nyugodt járású mezőgazdasági dízelmotor (forrás: www.liebheer.com)
A „downsizing” motorépítési alkalmazása révén a hengerek száma csökken, míg a hengertérfogatra vonatkoztatott motorteljesítmény növekszik, a „downspeeding” technika segítségével a motorok fordulatszáma csökken, 1500-2000 1/min értékre. Soros építés esetén 3 vagy 4, V elrendezés esetén 6 vagy 8 hengeres motor lesz a leggyakoribb. A mezőgazdasági dízelmotorok teljesítménye 20 kW (28 LE) és maximum 810 kW (1100 LE) között várható.
Otto-motor
A traktortechnikában a 60 kW (82 LE) alatti, kisteljesítményű, szikragyújtású benzinmotorok várhatólag újra használatba kerülnek a mezőgazdasági kistraktorokon. A benzinből már most jelentős túlkínálat van a világpiacon, és ez várhatóan növekedni fog, a villanyautók elterjedése miatt.
Metán- és földgázmotorok
A New Holland legutóbbi, formatervezett, 180 LE-s metántraktora (forrás: www.cnhindustrial.com)
A metán-, illetve sűrített- vagy folyékonyföldgáz-üzemű motorok elterjedése rövidesen a mezőgazdaságban is megkezdődik. A New Holland legutóbbi formatervezett, metánüzemű traktorát 2017-ben mutatta be Ennek a traktornak az FPT-gyártmányú, NEF 6 NG jelzésű szikragyújtású, turbófeltöltős motorja 132 kW (180 LE) teljesítményű. A traktor normál munkakörülmények között a tankokba töltött sűrített 300 liter metánnal vagy sűrített földgázzal 6 órás műszakot képes teljesíteni. A mezőgazdasági gázmotorok elterjedését hátráltatja a hajtóanyag-ellátásukhoz szükséges jelentős infrastrukturális beruházás megvalósításának a hiánya.
Villamos energiát szolgáltató traktor
A traktorhoz csatlakoztatott modern, nagyteljesítményű munkagépeken megjelennek a villamos hajtásrendszerek, amelyek ellátásához a traktornak 20-150 kW villamos energiát kell szolgáltatnia. Ezt a lehetőséget már most is igénylik az üzemeltetők, ezért a traktoron a belsőégésű motorral hajtott villamosgenerátor-egység alapfelszerelés lesz.
Dízel-villamos hibrid hajtás
A soros vagy párhuzamos dízel-villamos hibridhajtás jelentős mértékben terjedni fog a traktortechnikában. A soros rendszer a nehéz munkát végző, nagyteljesítményű traktorok esetében egy-két évtized múlva általános lesz, mert a hatásfoka jobb, előállítása és üzemeltetése gazdaságosabb a hagyományos hajtásrendszerhez képest.
A párhuzamos dízel-villamos hibridhajtás kis teljesítményű traktor esetén kerül alkalmazásra. Ez a megoldás is gazdaságos üzemeltetést biztosít. A párhuzamos hibridhajtást addig alkalmazza a traktortechnika, míg a tisztán villamos hajtású traktorok el nem terjednek.
Villamos hajtás
A tisztán villamos hajtású traktor elterjedését a villamos energia tárolására szolgáló akkumulátor térfogatra, illetve tömegegységre vonatkoztatott alacsony energiatároló képessége és feltöltésének magas időigénye korlátozza. A telephelyen, istállóban stb. végzett szakaszos munkákhoz a maximum 74 kW (100 LE) teljesítményű traktorok már most is jól használhatók, ezek nem szennyezik a helyi környezetet, és üzemeltetési költségük igen alacsony. Két éve mutatták be a kereskedelmi forgalomban kapható Fendt e100 Vario típusjelzésű villamos kompakt traktort, amelynek 50 kW teljesítményű hajtásrendszerét 650 V feszültségű, 100 kWh kapacitású lítium-ion akkumulátor szolgálja ki. A traktor reális üzemeltetési körülmények között öt üzemórán keresztül képes működni, egy akkumulátorfeltöltéssel.
Fendt e100 Vario típusjelzésű, 50 kW motorteljesítményű elektromos kompakt traktor (forrás: www.fendt.com/int/fendt-e100-vario.html)
A jelenlegi ismereteink szerint nehéz szántóföldi munkavégzéshez alkalmatlan a villamos hajtású traktor, mert a jelenleg legnagyobb kapacitású akkumulátorban tárolt villamos energiát egy órán belül elhasználja, miközben a feltöltéshez több mint három óra szükséges. A fejlesztők azonban mindig szolgálnak ígéretes meglepetéssel.
John Deere vezetéktáplálású, villamos, önvezető traktor (forrás: www.deere.co.uk)
A John Deere például nemrég mutatta be a 6210R traktor alapjaira a GridCON projekt keretében épített önvezetős, vezetőfülke nélküli villamos traktorát. Ez a traktor automatikusan 1000 m hosszú kábelt tud a talajra fektetni/felszedni, és ezen keresztül 2500 V AC feszültséggel táplálja a traktor villamos rendszerét. A kábelt 300 kW-nál nagyobb villamos teljesítménnyel lehet terhelni. Az önvezetős traktort 700 V DC feszültségű, 100 kW (136 LE) teljesítményű villanymotor hajtja, amellyel 20 km/h maximális haladási sebesség érhető el. Csatlakozási lehetőség áll rendelkezésre további 200 kW teljesítményű villanymotor működtetésére is. A kábelen keresztül üzemeltetett traktor nehéz munkavégzésre, szántásra is alkalmas. Hátrányként jelentkezik, hogy pl. a szántóföldi tábla szélén kb. 500 m-enként nagyfeszültségű villamos csatlakozót kell kiépíteni, és kedvező alakú művelési terület kell számára kialakítani.
SZERZŐ:
DR. VARGA VILMOS
SZIE GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR
JÁRMŰTECHNIKA TANSZÉK
