A jövő traktorai

A mezőgazdaság egyik legjellegzetesebb gépe a traktor. A traktorok fejlesztésére a mezőgazdasági igények teljesítése mellett nagy hatást gyakorol a környezet védelme (levegő és talaj), a hajtóanyag-ellátás, a precíziós mezőgazdasági gazdálkodás megvalósítása, a digitális információ alkalmazása, a robotizálás.

A jelenlegi traktortechnika számos kialakítást képvisel, és a fejlődésre több tényező is befolyással bír. A bevezetőben említetteken túl az üzemeltető a vásárlás (gyártás) előtt összeállíthatja saját gépét. Nemcsak a kiegészítéseket, hanem az alapgép néhány meghatározó főegységét is megválaszthatja. A várható irányzatokat a megjelent új gépek rövid bemutatásával kívánjuk a teljesség igény nélkül színesíteni.

GLOBÁLIS TRAKTORPIAC VÁLTOZÁSA 2032-IG

Általános tendenciának tekinthető, hogy a Covid-19 világjárvány utóhatásai, valamint az orosz-ukrán háború által keltett nyersanyag, energia, élelmiszer stb. árának és ellátásának zavarai folyamatosan enyhülni fognak. A traktorok gyártói, forgalmazói bizakodással tekinthetnek a jövő elé. A mezőgazdasági traktorok globális értékesítését 2022-ben 3 millió db-ra becsülték, és az előrejelzések alapján ez elérheti 2032-re az 5,5 milliót. A traktorpiac értékének növekedését kétszeresére várják, ami 6 százalékos összetett éves növekedési (CAGR) rátának felel meg.

HOGY FOG KINÉZNI A JÖVŐ TRAKTORJA?

Az elmúlt néhány évben tervezett és piacra kerülő új traktortípusok kinézete nem sokat változott. A formatervezés alkalmazása új dizájnt adott a traktoroknak.
A jövőben egy típus összeállítása három főmodulból: a hajtást szolgáló energiaegységből (motor), az erőátviteli részből (sebességváltó, futómű), és vezérlő egységből (vezetőfülke, irányító karok) fog megvalósulni (1. kép). A főmodulok az igényeknek megfelelően összeválogathatók lesznek a részegységekből.

Az új dizájnt bemutató koncepciós traktorokból ritkán lesz nagy darabszámban gyártott termék, de sok esetben hatást gyakorolnak a széria kialakítására. A New Holland néhány éve nagy hasmagasságú (hidas) traktorkoncepciós tervét (Straddle Tractor Concept) készítette el a szűk szőlőültetvényekkel rendelkezők számára (2. kép). A felhasználók legspeciálisabb igényeihez igazodva a tervező mérnökök együtt működve a legendás Pininfarina stúdióval készítették el az új megoldásokat bemutató gép formatervét.

A Straddle Tractor Concept elképzelésekből megszületett az új New Holland TE6 sorozat nagy hasmagasságú traktorcsalád első két tagja. A TE6.120N és a TE6.150N rendkívül multifunkcionálisak, három független szerszámzónában több lehetséges munkaeszköz-kombinációval üzemeltethetők. Ezek az új traktorok FPT Industrial F36 sorozat jelzésű 86 kW, illetve 105 kW teljesítményű dízelmotorokkal rendelkeznek. A jövő többcélú traktora lehet, hogy eszközhordozóhoz fog hasonlítani. Az amerikai Raven Industries, Inc. (a CNH Ind. leányvállalata) új autonóm (vezető nélküli) többcélra alkalmas OMNiPOWER™3200 típus jelzésű gépet tervezett, amely eszközcserével alkalmas többek között vető-, szóró-, permetezőgép, talajművelő eszköz stb. működtetésére is (4. kép).

Ezt a géptípust a feltalálója DOT-Seed Masternek nevezte el. Munkaeszközigényének megfelelően a gép hosszirányban és keresztirányban is képes előre/hátra haladni, a 4,5 literes, 6 hengeres, 128 kW-os (175 LE-s) Cummins dízelmotorral és a négy kormányozható kerekeket hajtó hidrosztatikus hidraulika hajtással.

VÁRHATÓ INNOVATÍV ÚJDONSÁGOK

A közeljövőben a traktoroktól elvárható lesz a villamosenergia-szolgáltatás biztosítása a munkagépek egyes szerkezeti elemeinek hajtásához és vezérléséhez. A dízel-villamos hibridhajtású és a teljesen villamos hajtású traktorok esetében a munkagéphez szükséges villamos energia természetesen rendelkezésre áll.

Az univerzális mezőgazdasági traktor és a munkagép automatikus gépkapcsolatának lehetősége a közeljövőben elvárás lesz. Az erőgép hátulján/elején a munkaeszköz erős mechanikai összekapcsolásán túl valamennyi szokásos szerelvény automatikus kapcsolata is létrehozható kell, hogy legyen (5. kép).

A leglényegesebb információk digitális kijelzése a szélvédőüvegen megvalósítható lesz (6. kép).

A Valtra SmartGlass átlátszó kijelző technológián alapuló heads up display (HUD) kijelzést továbbfejlesztve, a traktor szélvédőjének egy részét érintő képernyő funkcióval fogják ellátni az információközlés és a vezérlési feladatok lebonyolítása érdekében.

A joystick kormányrendszert a traktortechnika is alkalmazni fogja a jövőben, mert a kormányoszlop, valamint a kormánykerék elhagyása növeli a fülkéből való kilátást és a vezetési kényelmet. A mezőgazdaságban az első joystick kormányzást a Fendt kombájnoknál alkalmazzák Fendt^® IDEALDrive™ márkajelzéssel (7. kép).

A kormányzás érzékenysége a haladási sebességéhez igazodik, hogy optimalizálni lehessen a kezelő személy kezének mozgását és a gép irányváltoztatását.

HAJTÁSRENDSZEREK JÖVŐJE

A mezőgazdasági traktorok hajtásrendszere az elkövetkező években igen vegyes lesz. A belső égésű motorok mellett, a hibrid-villamos, a teljesen villamos, valamint a hidrogén üzemanyagcellás rendszerekből lehet választani.

A nagy teljesítményű traktorokat dízelmotor fogja hajtani, mint az új Syn Trac osztrák tervezésű erőgépet (8. kép).

Ennek a gépnek az alapkivitelben 4×4-es hajtása bővíthető, 4×4+2 és 6×6 változatra. A többcélú innovatív erőgépet az új Caterpillar 9,3 literes, 6 hengeres, 310 kW (420 LE) teljesítményű, turbós dízelmotor hajtja. A meghatározó hajtóanyag több évtizedig a gázolaj lesz, de mellette a földgáz, a biogáz, a szintetikus hajtóanyagok és a hidrogén is növekvő mértékben alkalmazásra kerülnek.

Átmeneti megoldásként a belső égésű motor és a villamos hajtás kombinálásaként a hibridhajtások elterjedése várható a 100 kW-nál alacsonyabb teljesítményigényű traktoroknál. Az olasz Antonio Carraro SRX Hybrid típusjelzésű traktort a hajtóanyag és a levegőszennyezés mérséklése, valamint zárt épületben villanymotoros működés céljából készítették (9. kép).

Ez a traktor 55 kW-os (75 LE-s) 3 hengeres, 1861 köbcentiméteres, folyadékhűtéses, turbós dízelmotorral és 20 kW-os (27 LE-s) villanymotorral rendelkezik.

A 100 kW-nál alacsonyabb teljesítményű traktorok rövidesen tisztán elektromos működtetésűek lesznek. A közepes és nehéz traktorok hagyományos hajtásrendszerének teljesen villamosra cserélése ma még az energia tárolásának problémája miatt nehézkes. A jövőben ígéretes megoldás lehet a hidrogén-üzemanyagcella által szolgáltatott villamos energia alkalmazása.

DIGITALIZÁLÁS, INFORMÁCIÓ ÁRAMLÁS

A hatékonyabb mezőgazdasági működés, valamint a fejlesztés optimális jövője digitalizáció és informatikai alkalmazások nélkül nem valósítható meg. A traktorok digitalizálása beláthatatlan lehetőségeket biztosít a gépek használata és a termelés gazdaságossága területén. A precíziós mezőgazdaság megvalósításához megfelelő „okos traktorokra” van szükség. Ez olyan mezőgazdasági erőgép, amely a jövőben képes a mesterséges intelligencia fogadására és ennek alapján önálló feladatok ellátására. Az intelligens traktor kommunikálni képes a munkagépével (ISOBUS), a helymeghatározó (GPS) rendszerekkel, a mezőgazdasági táblán együtt dolgozó többi traktorral, önjáró munkagépekkel, repülő drónokkal, a gazdaság irodájában levő emberekkel, a felhőben lévő adatokkal és számítógépes programokkal stb. Az új igényekre jellemző például, hogy a John Deere korábban hagyományos mezőgazdasági gépgyártó volt, manapság továbbfejlesztette tevékenységét és mesterséges intelligenciát (AI), szenzortechnológiát, automatizált és robot gépek új generációját kínálja a mezőgazdaság számára.

AUTOMATIZÁLÁS, ROBOTIZÁLÁS

A kis teljesítményű (19 kW alatti) traktorok megmaradnak manuális irányítás mellett. A nagyobb teljesítményű erőgépek a precíziós gazdálkodáshoz igazodva egyszerű autonóm technológiai rendszerekkel fognak rendelkezni (például automata kormányzás, sorvezetés stb.), de még minden művelet egymástól függetlenül fog működni.

A közepes (100 kW) teljesítmény körüli traktorok már képesek lesznek egymással és a munkagépekkel valós idejű kommunikációra, ezzel a feladatok koordinálása és szinkronizálása (pl. egy traktoros több gépet irányíthat) megoldható. Ugyanakkor a technológiai utasítások vezérlik a gépet (pl. a talajviszonynak megfelelő sebesség megválasztása, útvonaltervezés a központtól kapott logisztikai utasítás alapján stb.).

A közepes és nehéz traktorok túlnyomó többségükben felügyelt autonómiával fognak üzemelni. Ezek az okos traktorok, okos gépek a művelési vagy küldetési feladatot önállóan végrehajtják (pl. kombájn vezérli a pótkocsit húzó traktort a termény átrakásakor), de a gépek még mindig látható távolságra vannak az irányító személytől, aki viszont kapcsolatban áll a távoli logisztikai központtal. A jövő mezőgazdaságában a traktorok, a gépek fokozatosan teljes autonómiával, robotizálással fognak rendelkezni, a programvezérlésük szerint önállóan (traktoros nélkül) végzik feladatukat, a távoli irányítóközpont felügyelete mellett. Az egy évvel ezelőtt bemutatott John Deere 8R 410 autonóm traktor kedvező megoldást kínál a robotizálás folyamatos megvalósítására (10. kép). Az amerikai Bear Flag Robotics agrár technológiai vállalkozás (a John Deere leányvállalata) olyan szabadalmaztatott eljárást dolgozott ki, amellyel a meglévő traktortípusok utólag is robotizálhatók.

A John Deere 8R 410 autonóm traktor 6 pár sztereó kamerával rendelkezik, amelyek 360 fokos akadályérzékeléshez és távolságszámításhoz szükséges adatokat szolgáltatnak. A kamerák által szolgáltatott információkat öntanuló mesterséges intelligencia alkalmazásával számítógép értékeli, és a GPS helymeghatározással összevetve utasítást küld a traktor járószerkezetéhez a haladás vezérlésére, vagy az akadály kikerülésére. A gazdálkodónak csak a szántóföldre kell kivinni a gépét, és a robotvezérlés beállítása után el is hagyhatja a vezetőfülkét, vagy bent ülve bármikor visszaveheti a gép vezetését.

A John Deere több koncepciós robottraktort épített az elmúlt években, például a Joker becenevet kapott típust (11. kép). Ez az érdekes prototípus traktor fülke nélküli, egy tengelyes, gumihevederrel rendelkező, elektromos meghajtású erőgép, amelynek névleges teljesítménye 500 kW (680 LE).

Dr. Varga Vilmos, ny. okl. gépész- és villamosmérnök