A traktorfejlesztés 2021/22-es trendjei

Írta: MezőHír-2022/02. lapszám cikke - 2022 február 20.

Az Agritechnica a világ legfontosabb innovációs platformjának számít a mezőgazdasági gépek terén, nem utolsósorban az „Agritechnica Innovation Award” miatt. A gyártók ezúttal is számos új termékről osztottak meg előre információt a zsűrivel, és számos világpremiert is regisztráltak az innovációs díjra. Az alábbi írás áttekintést nyújt a legfontosabb traktorfejlesztési trendekről.

A dízelmotorokat folyamatosan fejlesztik

A traktorok fejlesztését továbbra is nagymértékben befolyásolják a kipufogógáz-kibocsátásra vonatkozó jogszabályok. Európában az „átmeneti motorok” utolsó türelmi időszaka 2021 végén járt le, ezt követően a gyártók már csak Euro V. kipufogógáz-kibocsátási fokozatú motorokkal felszerelt traktorokat szállíthatnak.

A közös nyomócsöves üzemanyag-befecskendezés, a négyszelepes technológia, a turbófeltöltők, a töltőlevegő-hűtés és az elektronikus motorvezérlés továbbra is a motortechnológia alappillérei, amelyek képesek megfelelni a teljesítményre, a fogyasztásra és a kibocsátásra vonatkozó követelményeknek. Az Euro V. kipufogógáz-kibocsátási fokozatnál a dízeloxidációs katalizátor (DOC), a dízelrészecske-szűrő (DPF) és a szelektív katalitikus redukciós (SCR) kipufogógáz-utánkezelő rendszerek szintén kulcsfontosságúak 56 kW motorteljesítménytől. Ezzel szemben a kipufogógáz-visszavezetés (EGR) mint belső motortechnológia alkalmazása a nitrogén-oxidok képződésének csökkentésére továbbra is „filozófiai kérdés”. Egyesek az EGR-re esküsznek, mások inkább elutasítják. Ha azonban közelebbről megnézzük a motorcsaládokat, feltűnik, hogy a gyártók többsége „vegyes stratégiát” követ. 56 kW alatt a nitrogén-oxid-határértékek SCR nélkül is betarthatók, ezért a kompakt osztályban a belépő szintű modellek maximális teljesítménye gyakran éppen e küszöbérték alatt van (pl. Deutz-Fahr 5080D Keyline vagy McCormick X5.085). A részecsketömegre vonatkozó szigorúbb határérték (0,015 g/kWh) és a részecskeszámra vonatkozó új felső határérték (1 × 1012 /kWh) miatt az V. kipufogógáz-kibocsátási szintű motoroknál (19–560 kW teljesítményosztályok) már nem lehet megkerülni a zárt rendszerű részecskeszűrő rendszereket. Egyes gyártók igyekeznek elkerülni a „részecskeszűrő” kifejezést az értékesítési szakzsargonjukban, és helyette olyan elnevezéseket használnak, mint például „koromkatalizátor”. Ez azonban nem feledtetheti azt a tényt, hogy a részecskeszűrő rendszerek is érintettek. Az egyetlen különbség a szűrő méhsejtjeinek speciális bevonata, amely 250 °C feletti kipufogógáz-hőmérsékleten elősegíti a passzív regenerációt. Ennek eredményeképpen csökkenthető az aktív DPF-regenerációs folyamatok száma, amelyeket az égéstérbe történő utólagos dízelbefecskendezéssel vagy a kipufogórendszerbe történő közvetlen befecskendezéssel végeznek.

John Deere

Számos traktorgyártó szereli fel modelljeit boost funkcióval. Eddig általában olyan egyszerű kritériumokat vettek figyelembe a többletteljesítmény felszabadításához, mint a „minimális járműsebesség” és a „minimális teljesítmény a teljesítményleadó tengelyen”. Két évvel ezelőtt a Fendt bevezette a „dinamikus teljesítmény” elnevezésű teljesítményfokozó koncepciót, amelyben a teljesítményfokozó a kiegészítő fogyasztók (ventilátor, generátor, légkondicionáló és légkompresszor) által igényelt teljesítménytől függően változóan lép működésbe. Ennek célja, hogy a tényleges erőleadókon (kerekek, melléktengely, hidraulika-rendszer) mindig ugyanaz a teljesítmény álljon rendelkezésre. A John Deere az új 6R modellsorozatban az „IPM” (Intelligent Power Management) rendszert is „okosabbá” teszi, és most már a hidraulikateljesítményt is figyelembe veszi. A „Hydraulic IPM” rendszer azonban nem a fekete-fehér elv szerint működik, hanem a hidraulikaszivattyú tényleges teljesítményigényét méri, majd pontosan ezt a többletteljesítményt biztosítja. Ez például a hidraulikus meghajtású ventilátorral ellátott vetőgépeknél jön szóba, mivel a szokásos kioldási kritériumok ebben az esetben általában nem teljesülnek.

A viszkózus tengelykapcsolóval rendelkező ventilátorok lehetővé teszik a motorok igény szerinti, energiatakarékos hűtését, és már évtizedek óta használják őket traktorokban. A hűtőlevegő hőmérsékletétől függően elhajló és a kuplungszelepet működtető bimetálrugókkal ellátott klasszikus megoldásokat azonban egyre inkább felváltják a viszkózus elektromos ventilátorok. Az elektromágnesesen működtetett szelepeknek köszönhetően a motor elektronikája segítségével szabályozható, hogy mikor és milyen mennyiségű szilikonolaj áramlik a tartályból a munkakamrába, így a ventilátor fordulatszáma aktívan szabályozható.

A Fendt a megújult 900-as és 1000-es modellsorozathoz már automatikus légszűrőtisztítást kínál működés közben. Egy érzékelő méri a szívólevegő-rendszerben lévő vákuumot, és szükség szerint elindítja a tisztítási ciklust. A hidrosztatikusan hajtott ventilátor tíz másodperccel a tényleges kifúvás előtt növeli a fordulatszámot, majd egy elektromágneses impulzusszelep két rövid, de erőteljes légsugárzást generál a légszűrőelemek belsejében. Ennek eredményeképpen a por „visszafelé” kifújódik a légszűrőből, és a ventilátor egyidejűleg kiszívja a házból. Az ehhez szükséges levegő egy külön sűrítettlevegő-tartályból (10 l/12 bar) származik. A rendszer minden üzemi körülmény között működik, beleértve a teljes terhelést is. Szükség esetén a tisztítás kézzel is elindítható.

A traktorok motorjait egyre gyakrabban szerelik fel automatikus szeleptisztaság-beállító rendszerekkel a karbantartási munka csökkentése érdekében. A motorolajcsere-intervallumok is egyre hosszabbak: a korábbi 750 üzemórát mára 1000 órára emelték. Az alacsonyabb névleges és üresjárati fordulatszámok felé mutató tendencia folytatódik.

Gáz és villamos energia mint alternatíva?

A szén-dioxid-kibocsátás körüli vita a mezőgazdasági ágazatban is az alternatív üzemanyagokat és a meghajtási rendszereket helyezi előtérbe. A New Holland hasznosítja a konszern testvérvállalatának, az Ivecónak a sokéves tapasztalatát, és a T6.180 Methane formájában elsőként indít sorozatgyártást gázmotorral rendelkező traktornál. A 6 hengeres motor szikragyújtás elvén működik, ezért kizárólag gázzal üzemeltethető. A gyártó szerint a jármű maximális teljesítménye és nyomatékértékei megegyeznek a dízelüzemű társaival.

New Holland
A New Holland a T6.180 Methane formájában elsőként indít sorozatgyártás gázmotorral rendelkező traktornál

A metánt CNG (Compressed Natural Gas) formájában hét beépített nyomástartályban (185 l/32 kg) szállítják; a traktor elejére opcionálisan egy további 270 l/47 kg-os úgynevezett range extender is felszerelhető. Alkalmazástól függően ez az energiatároló három–hat órányi munkavégzésre elegendő. A legalább 83%-os metántartalmú feldolgozott biogáz is felhasználható, ami különösen érdekessé teszi a traktort a saját gáztermelő/feldolgozó berendezéssel rendelkező gazdaságok számára.

Az elektromos hajtásrendszerek továbbra is a „oldalvonalon kívül” maradnak. Bár a közelmúltban újra és újra bemutattak velük felszerelt tanulmányokat és prototípusokat, sorozatgyártásra alkalmas jármű eddig alig készült. Valószínűleg az akkumulátoros elektromos járművek jutnak át először a gyártósoron. Ezek elsősorban könnyű és közepes igénybevételű alkalmazásokhoz vagy időszakosan ismétlődő munkákhoz alkalmasak, amelyeknél elegendő idő áll rendelkezésre a közbenső töltésre. Az ilyen feltételeknek azonban gyakran csak a kis méretű mezőgazdasági traktorok felelnek meg.

A fokozatmentes sebességváltók (r)evolúciós továbbfejlesztése

A hidrosztatikus/mechanikus erőelosztással ellátott fokozatmentes sebességváltókat már körülbelül 25 éve használják a traktorokban. Míg eleinte csak a közepes és felső teljesítményosztályba tartozó szabványos traktorokhoz voltak elérhetőek, az utóbbi években a nagy rendszerű traktorokban és a csuklós járművekben, valamint a75 kW/100 LE körüli teljesítménytartományba tartozó kisebb traktorokban (beleértve a keskeny nyomtávú változatokat) is meghonosodtak.

A legújabb fejlesztések a holisztikus hajtáskoncepciók felé mutató tendenciát jelzik, amelyek túlmutatnak a korábbi dízelmotoros-váltós rendszereken. Ezek közé tartozik a Fendt VarioDrive koncepciója, amelyet az elmúlt két évben a 900-as modellsorozatban is alkalmaztak. Az első és a hátsó tengely külön-külön történő meghajtása lehetővé teszi az állandó és terhelésmentes összkerékhajtás megvalósítását a jármű 25 km/h sebességéig. Egy másik példa a John Deere eAutoPowr sebességváltója, amelyben a hidrosztatikus rendszer helyett immár villanymotorok segítségével fokozatmentesen állítható a sebességfokozat. Ezek a generátor/motor egységek úgy vannak méretezve, hogy nemcsak a meghajtást biztosítják, hanem ezenfelül akár 100 kW elektromos teljesítményt is képesek biztosítani a külső fogyasztók számára. Ha ezt a teljesítményt például nagyméretű pótkocsik elektromosan hajtott hajtótengelyeihez használják, akkor ez a traktoron túlmutató, többtengelyes hajtásrendszert eredményez. A gyártó szerint az első 8R modellek ezzel a sebességváltóval 2022 elejétől lesznek elérhetők Európában (8R370 és 8R410 csúcsmodellek).

A fokozatos sebességváltók fejlesztése is javában zajlik

A powershift sebességváltók jó teljes terhelésű hatékonyságukkal és hosszú élettartamukkal tudnak pontokat szerezni, így különösen a nagy mennyiségű, nehéz teherszállítási munkát végző gazdaságokban jelentenek jó megoldást. A traktorgyártók ezért az elmúlt években folyamatosan új vagy kibővített részleges és teljes powershift sebességváltókat mutattak be. A legújabb példák a Massey Ferguson Dyna-7 és Dyna-E-Power powershift sebességváltói. Az előbbi egy hétszeres powershift sebességváltó négy szinkronizált tartományban, amely a korábbi Dyna-6 sebességváltón alapul. A Dyna-E-Power ugyanezzel az alapszerkezettel rendelkezik, de a terhelés alatti tartományváltás ebben az esetben kettős tengelykapcsoló segítségével történik, így egy teljes powershift sebességváltót kapunk 28/28 fokozatú (F/R) sebességfokozattal. A két középső fokozat „lépcsőzésének” köszönhetően itt nagyon kis, 1,09 körüli fokozatugrások érhetők el az 5 és20 km/h közötti sebességtartományban. A Dyna-7-tel a piacon jelenleg kapható részleges powershift sebességváltók választéka mostantól kettőtől nyolcig terjedő „egységes” számú powershift fokozattal rendelkezik.

A powershift sebességváltóval ellátott traktorokat egyre gyakrabban szerelik fel olyan kényelmi funkciókkal, amelyeket korábban fokozatmentes társaiknak tartottak fenn: gázpedál/joystick üzemmódok, fékpedállal való vezetés kuplungpedál működtetése nélkül, a motor optimális üzemi pontjainak automatikus működtetése részterhelésnél stb. Ezzel a gyártók megpróbálják ötvözni a terhelés alatt kapcsolható sebességváltók előnyeit a fokozatmentes sebességváltók üzemeltetési kényelmével.

mccormick
56 kW alatt a nitrogén-oxid-határértékek SCR nélkül is betarthatók, ezért a kompakt osztályban a belépő szintű modellek maximális teljesítménye gyakran éppen e küszöbérték alatt van

A Deutz-Fahr az új 6C modellsorozathoz (126 és 143 lóerő közötti maximális teljesítmény) az RVshift sebességváltóban egy lépcsős és fokozatmentes sebességváltó különleges „keverékét” alkalmazza. Ez a fokozatmentes TTV és a két vagy három fokozatú részleges powershift sebességváltók között teljes powershift váltóként kerül elhelyezésre. Ennek alapját a vállalat saját, teljesítményosztásos TTV sebességváltójának továbbfejlesztett változata képezi, új, automatikus váltással, a mechanikus alapfokozatok, a „normál” és a „nehézfokozat” új, automatikus kapcsolásával. A szokásos terepi munkákhoz és a közúti szállításhoz összesen 20 fokozat (keményen kódolt áttétel), míg a 0,02 és 5 km/h közötti sebességgel történő munkavégzéshez egy fokozatmentes „lánctalpas fokozat” áll rendelkezésre. A jó hatásfok érdekében a 20 fokozatból négyet tudatosan azokra a működési pontokra állítottak be, ahol a motor teljesítménye tisztán mechanikusan kerül átvitelre. Az alapfokozatok a terheléstől függően változnak, ami az első és a 15. fokozat között történhet.

Napjainkban a jármű maximális sebességének elérése csökkentett motorfordulatszámon a hagyományos és a fokozatmentes sebességváltóknál egyaránt alapfeladat. A traktorgyártók többsége három fordulatszámot kínál a hátsó mellékhajtásnál, egyesek nem kevesebb mint négyet (540/540E/1000/1000E). Annak érdekében, hogy az ökomellékhajtások előnyeit az első-hátsó kombinációkban is ki lehessen használni (pl. kaszálóberendezésekkel), egyre gyakrabban kínálnak elöl is két fordulatszámot (1000/1000E).

A digitalizáció nyomot hagy a fülkefejlesztésen

A digitalizáció által vezérelve az elmúlt hónapokban számos gyártó mutatott be új modellsorozatokat, amelyek újdonságai főként a fülkék területén találhatók. Az érintőképernyős funkcióval és további gyorsgombokkal vagy forgó/gombos működtetővel ellátott kezelő- és kijelzőterminálok célja a traktor és a munkagép közötti interakció javítása, valamint a mezőgazdasági irodával való hálózatépítés megkönnyítése. Ez lehetővé teszi, hogy a munkautasításokat és a szántóföldi adatokat (szántóföldi határok, vezérvonalak, alkalmazási térképek stb.) bárhol elkészíthessék egy PC-n vagy egy mobil végberendezésen, majd a szántóföldön egyszerűen lehívhassák. Így csökkenthető a vezetőfülkében szükséges kattintások száma, és gyorsabban beállíthatók a gépek. Bizonyos esetekben több terminál is rendelkezésre áll, amelyek között a kijelzők igény szerint szétoszthatók. Egyes gyártók ezen felül lehetővé teszik ezek átvitelét a kereskedelemben kapható táblagépekre (pl. Deutz-Fahr XTEND). A vezérlőkarokon, kartámaszokon és a kiegészítő joystickokon lévő gombok is egyre inkább tetszés szerint oszthatók ki. A Fendt mostantól a FendtOne kezelési koncepciót is kínálja a 200 V/F/P Vario keskeny nyomtávú traktorokhoz, és ebbe ráadásul az ülésbeállítás is beépítésre került (beleértve a különböző gépkezelők és üzemi helyzetek memóriafunkcióit).

A kormánykerék előtti műszerfalat vagy digitalizálják, vagy teljes egészében áthelyezik a jobb oldali A-oszlopra. Az új Case IH Optum/Steyr Terrus/New Holland T7HD, John Deere6R, Massey Ferguson 8S és Valtra N/T modellsorozat számos példája az utóbbi változatnak. A New Holland a T7 HD modellekhez opcióként a kormánykerékbe épített fix, digitális kijelzőt kínál. Az audio- és mobiltelefon-rendszerek, a fülkeajtók és az elektronikus lopásvédelmi rendszerek, valamint a beépített kamerarendszerek ma már a személygépkocsikéval egyenértékűek. Az utóbbi években egyre elterjedtebbé váltak a változó kormányáttételek, amelyeknél a vezető határozhatja meg, hogy az első kerekek teljes zárásból teljes zárásig hány kormánykerék-fordulat szükséges az első kerekek elmozdításához. A modern traktorok vezetőfülkéi mechanikus, hidropneumatikus vagy tisztán pneumatikus felfüggesztési rendszerekkel vannak felszerelve. A kényelem további növelése érdekében ezeket a rendszereket egyre inkább hozzákapcsolják az első tengelyhez és a hátsó tengely lengéscsillapító rendszeréhez.

Fendt
Az érintőképernyős funkcióval és további gyorsgombokkal vagy forgó/gombos működtetővel ellátott kezelő- és kijelzőterminálok célja a traktor és a munkagép közötti interakció javítása

Traktor/megvalósítás

A traktor és a munkagépek/pótkocsik optimális együttműködése hozzájárulhat a termelékenység és a biztonság növeléséhez. A gyártók ezért számos segédrendszert és automatikus funkciót kínálnak. Ilyen például a Massey Ferguson és a Valtra „E-Loader” és „Precision Lift&Load” homlokrakodó rendszere. Ezek olyan funkciókat tartalmaznak, mint a lengőkar pozíciójának visszaállítása, a vízszintes szerszám-visszaállítás és a „kanálrázás”, valamint egy mérlegelési rendszer. A Claas a CEMOS asszisztencia-rendszerére alapozva mostantól a talajtömörödés kockázatának közvetlen kijelzését is kínálja az aktuális üzemi körülmények között. Ennek kiszámításához az olyan paraméterek, mint a talaj típusa/állapota, a dinamikus tengelyterhelés vagy a gumiabroncsok nyomása összekapcsolódnak a Terranimo®-val, amely a talajterhelés és a teherbírás szimulálására szolgáló, Európa-szerte elismert eszköz. A CEBIS terminálon piros színű nyomásjelzők jelzik például a tömörödés magas kockázatát, ami lehetővé teszi a járművezető számára, hogy vagy megszakítsa a tervezett műveletet, vagy megfelelő ellenintézkedéseket tegyen. A szállítási munkák biztonságának növelése érdekében több gyártó (Claas, CNH, Deutz-Fahr) már kínál automatikus „bicskázásgátló” fékeket. Ezek célja, hogy megakadályozzák, hogy a pótkocsi túlságosan rányomódjon a traktorra, amikor a traktort csak a motor húzónyomatékával és a sebességváltóval lassítják (az üzemi fék működtetése nélkül). Ezt a helyzetet különböző jelzésekkel érzékelik, majd az elektronikusan szabályozott pótkocsi-vezérlőszelep automatikusan legfeljebb két bar pneumatikus nyomást bocsát ki a fékvezetékre. Ennek eredményeképpen a vontató/pótkocsi kombinációk „részlegesen kifeszülnek”, és az instabil helyzetek hatástalaníthatók.

Szerző Roger J. Stirnimann cikke alapján összeállította: Roger J. Stirnimann