A nagy teljesítményű traktorok és mezőgazdasági gépek éjjel-nappal is üzemelhetnek. Az éjszakai munkavégzés korszerű világítóeszközök által előállított világítás segítségével biztonságosan megvalósítható. A termőterületen végzett munka során a LED-munkalámpák a gép körül nappali megvilágítást képesek biztosítani.
A mezőgazdasági gépeken alkalmazott világítóeszközök fényforrása a volfrámizzó, a halogénizzó, a xenonlámpa és a LED-fényforrás lehet. A villamos energiát leggazdaságosabban a LED-fényforrás alakítja át fényárammá, cikkünkben most ezzel foglalkozunk.
LED-fényforrás
A LED az angol „Light Emitting Diode” kifejezés (szó szerint „fénykibocsátó dióda”) rövidítése; a technológia alkalmazása a gépjárműtechnikában 1992-ben, a féklámpákban kezdődött. A LED egyik alapváltozatának felépítését az 1. ábra szemlélteti.
A különböző felvezető rétegek együttesen képezik az optoelektronikai LED-lapkát. A LED-lapka félvezető rétegek összetételétől függ a fényhasznosítás (hatásfok) mértéke és a keletkezett fény színe. A LED mérete, alakja és a kibocsájtott fény színe az igényekhez igazodva a legkülönbözőbb lehet. A gyakorlatban hasznosítható LED-ek először vörös, később narancs- és citromsárga, kék, zöld fényt bocsátottak ki. 1995-ben jelent meg az első fehér fényű LED, ezzel elkezdődött széles körű alkalmazása (1. kép). A LED működéséhez 1,5-3 V egyenáram szükséges, ezért legegyszerűbb esetben egységenként 4–6 darabot sorba kapcsolnak, 12 V-os hálózat esetén. Az egyes LED-ek fényáramát a fényszóró kialakításának megfelelő optikai tengelybe állítják be, és a lámpatestbe több egységet helyeznek el. A LED-ek áramigénye alacsony, már akkor világítanak, ha a megengedhető átfolyó áramnak törtrésze (néhány mA) áramlik át rajtuk. A nagy teljesítményű fehér fényű LED-ek színhőmérséklete kb. 6500 K, a fény hasznosítása pedig 75–85 lumen/W, ez nagyon jó érték (mivel a villamos energia kb. 80%-a fordítódik fény generálására). A fénykibocsátó diódák rendkívül érzékenyek a megengedett áramerősség legkisebb mértékű túllépésére, ezért az áramkörbe elektronikus áramhatárolót vagy előtét-ellenállást iktatnak be. A LED nem megy hirtelen tönkre, ütésnek, rázásnak jól ellenáll.
1. ábra. LED-fényforrás felépítése (forrás: www.hella.hu)
A LED élettartama pontosan nem határozható meg, ezen általában azt az időtartamot értik, amennyi addig telik el, amíg a dióda a kezdeti fényerejének már csak felével világít. Az élettartamot befolyásoló fő tényezők: a hőmérséklet, az áramerőség, a szilíciumkristály minőségromlása. A kisebb teljesítményű LED-ek élettartama 100 000 óra, a nagy teljesítményűeké 35 000–50 000 óra. Az élettartamot az üzemi hőmérséklet emelkedése csökkenti, ezért a hőelvezetést a fémvázhoz csatlakoztató hűtőbordákkal segítik. A LED legfontosabb előnyei: alacsony energiafogyasztás, bekapcsoláskor azonnal teljes fényerőt szolgáltat, hosszú az élettartama, ütés- és rázásálló, karbantartásmentes, széles körű formatervezési lehetőséget biztosit, bárhol alkalmazható.
A LED hátrányai: alacsony feszültségen (kb. 1,5–3 V) működik, 4-6 db-t sorba kell kapcsolni 12 V-os járműrendszernél, a LED-egység nem javítható, ha egy LED meghibásodik, a többi sem világít, élettartama a környezeti hőmérséklet emelkedésével rohamosan csökken, ill. jelenleg még az előállítás költsége magas. A traktoroknál a LED-világítás magasabb beruházási költsége az elérhető gázolaj-megtakarítással néhány ezer üzemóra alatt megtérül.
A fényforrások használata a mezőgazdasági gépeken
A járművek biztonságos üzemeltetése során kiemelt fontosságú a látás és a láttatás megvalósítása. Ha a látási viszonyok igénylik, világító- és fényjelző eszközöket kell használni. A többször módosított 6/1990 (IV. 12.) KŐHÉM-rendelet alapján a járművön csak olyan fajta, olyan színű, oly módon elhelyezett és annyi világító-, illetőleg fényjelző berendezést szabad alkalmazni, amilyet és amennyit a rendelet előír vagy megenged. Az Egyesült Nemzetek Szervezete Európai Gazdasági Bizottságának (ENSZ-EGB) 86. számú előírása egységes rendelkezésekkel foglalkozik a „T” jármű-kategóriájú mezőgazdasági és erdészeti traktorok világító- és fényjelző készülékeivel. Ez a rendelkezés foglalkozik többek között a lámpákkal: a ködlámpákkal, a fényszórókkal, a tolatólámpákkal, az irányjelző lámpákkal, az elakadásjelző lámpákkal, a féklámpákkal, a rendszámtáblát megvilágító lámpákkal, a helyzetjelző lámpákkal, a várakozást jelző lámpákkal, a méretjelző lámpákkal, a munkahely-megvilágító lámpákkal. Az ENSZ EGB 128. számú előírása a gépjárművek vagy pótkocsijaik LED-es fényforrásainak jóváhagyásával foglalkozik.
1. kép. Traktor és munkagép megvilágítása LED-lámpákkal (forrás: www.erdekesvilag.hu)
2. kép. Balra „Modul 70 LED Gen IV”, jobbra „LED Lightbar 350” fényszórók világításának összehasonlítása ELIVER program segítségével (forrás: www.hella.com/eliver)
A továbbiakban, röviden, a LED-es munkahely-megvilágító lámpákkal foglalkozunk.
A LED-es munkahelymegvilágító lámpák
A LED-fényforrással rendelkező és rendeletekben meghatározott kialakítású, munkaterület vagy munkafolyamat megvilágítására szolgáló készüléket röviden LED-munkalámpának nevezik. Ezek a lámpák az alkalmazás céljától függően különböző kialakításúak lehetnek. Például a német Hella vállalat katalógusában több mint 40 különféle mezőgazdasági LED-munkalámpa részletes ismertetése található meg. A traktor-munkagép együttes homogén kivilágításhoz a távoli, valamint a közeli fényt adó munkalámpákat egymással helyesen kombinálva és helyzetüket, beállításukat összehangolva kell megválasztani.
Most, az érdeklődés felkeltése céljából három LED-munkalámpát ismertetünk.
Távoli és közeli fényt adó LED-munkalámpák
A Hella vállalat termékei közül a megfelelő világítótest kiválasztását megkönnyíti a „Hella ELIVER” online összehasonlító program, amellyel az érdeklődők munkafényszórókat, kiegészítő fényszórókat, megkülönböztető/figyelmeztető jelzéseket és optikai figyelmeztető rendszereket próbálhatnak ki.
A 2. képen két LED-munkalámpa összehasonlítása látható. A bal oldali megvilágítás egy „Modul 70 LED Gen IV” típusú (3. a kép), távolra világító munkalámpától származik, amelynek névleges feszültsége 12/24 V, teljesítményfelvétele 30 W, fénykibocsátása 2500 lm (2 db H3 halogénizzó együtt ad 2200 lm-t, 110 W mellett).
A 2. kép jobb oldalán látható kivilágítás közelre világító „LED Lightbar 350” típusjelzésű (3. b kép) munkalámpától származik, amelynek névleges feszültsége 12/24 V, teljesítményfelvétele 25 W, fénykibocsátása 2200 lm. A LED Light Bar 350 munkalámpa különösen szétszórt és rendkívül homogén közeli megvilágítást kínál, a 350 milliméteres hosszával érdekes alternatívát jelent a kerek, szögletes vagy ovális LED-fényszórókhoz képest.
3. kép. Az összehasonlításban szereplő LED-fényszórók képei; a) „Modul 70 LED Gen IV”, b) „LED Lightbar 350” (forrás: www.hella.com/agriculture/)
4. kép. Hella „SL60 LED” figyelmeztető munkalámpa sávalakú fénye (forrás: www.hella.com/press)
LED figyelmeztető munkalámpa
A balesetek elkerülése érdekében a Hella „SL60 LED” típusú figyelmeztető munkalámpa speciális lencseoptika segítségével erős nyalábot képez a LED fénysugaraiból, és sávalakú figyelmeztető vonalat vetít a talajra (4. kép). Ezek a vetített vonalak a figyelmeztetésen túl a jármű egyszerűbb navigációjára is felhasználhatók. A munkalámpa kék és vörös fénnyel rendelhető, névleges feszültsége 12 V, teljesítményfelvétele 8 W. Az SL60 LED figyelmeztető munkalámpa közúti közlekedésben előforduló speciális alkalmazásához külön hatósági engedély megszerzése szükséges.
SZERZŐ: DR. VARGA VILMOS • SZIE, GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR, JÁRMŰTECHNIKA TANSZÉK, GÖDÖLLŐ
