Tolás a húzás helyett

Hidraulikusan & elektromosan hajtott tengelyek

A hajtott tengelyek hosszú múltra tekintenek vissza a mezőgazdasági gépek történetében: korábban már majdnem elfelejtették őket, ám most, a digitális világban újra reneszánszukat élik. Új technológiákkal egyre gyakrabban építik be őket.

TÁMOGATÁS: a túlméretezett, nagy teljesítményű traktorok használata helyett a pótkocsi tengelyébe hidraulikus vagy elektromos motorokkal rendelkező tolóegységeket építenek be

Az extrém időjárási viszonyok és alkalmazási területek magas követelményeket állítanak a gazdálkodók és a bérvállalkozók elé. Ezen a téren nemcsak a talajművelés jelent kihívást, hanem a föld mozgatása a nagyobb építési területeken, valamint a betakarítás is. Egyre rövidebb betakarítási időszakok alatt egyre nagyobb, nehezebb teherautók hordják le a terményt a szántóföldről, így próbálják növelni a hatékonyságot. Száraz körülmények között ez nem jelent problémát – de mi történik, ha nem optimális feltételek érvényesülnek betakarításkor?

TÖRTÉNELEM & JÖVŐ

Már a múlt század közepe óta használnak hajtott tengelyeket pótkocsikon, hogy a könnyű és alacsony teljesítményű traktorokat támogassák. Abban az időben a hajtás mechanikusan, az útarányos TLT-n keresztül valósult meg. Idővel a nagyobb teljesítményű összkerék-meghajtású traktorok terjedtek el, és a mechanikus hajtott tengely túlnyomórészt eltűnt a pótkocsikról. Ráadásul ezek a hajtott tengelyek nem voltak rugalmasan és hatékonyan használhatók, mert például az útarányos TLT fordulatainak számát pontosan össze kellett hangolni a hajtott tengely előtoló sebességével. Manapság a hajtott tengelyeket legfeljebb hegyvidéki területeken találhatjuk meg. A traktoron ezenkívül egy sok ráfordítást igénylő átalakítást kell elvégezni, hogy egy második TLT-t is működtetni tudjon, amit kizárólag útarányos TLT-ként használnak.

A fejlődés tovább folytatódott – elegánsabb és rugalmasabb rendszermegoldások következtek, ami a meghajtásnál hidraulikus motorok formájában jelentkezett. Kezdetben a hatásfok 15-25 százalék között mozgott, de Load Sensing hidraulikus rendszerek segítségével a hatékonyságot 25-55 százalékra lehetett növelni. Ez a meghajtás manapság ismét nagyobb számban megtalálható a modern mezőgazdasági gépeken, például a hígtrágyatartályoknál és pótkocsiknál, valamint a vontatott betakarítógépeknél. Itt azért használják őket, hogy a nehezen járható utakon jobb vontatási teljesítményt érjenek el, vagy a traktort tehermentesítsék, és csökkentsék a csúszás és a nagy kerékterhelés miatt bekövetkező talajszerkezeti károsodásokat. A hajtott tengelyek segítségével viszonylag kisebb traktorokhoz is hozzákapcsolhatók nagyobb pótkocsik, így javul a hasznos terhelés aránya a megengedett össztömeghez képest.

A Black-Bruin On-Demand Drive rendszer teljes megoldást kínál a hajtás szempontjából, mezőgazdasági használatra és földmunkák végzéséhez. A rendszer központi eleme egy radiáldugattyús motor, ami igény szerint kiegészítő tolóerőt biztosít. A terminálon keresztül beállítható és vezérelhető a menetirány, a hajtásszabályozás, a sebesség, a szabadonfutás és a hajtás-csúszásszabályozás

A BPW az Agro Drive hajtott tengellyel egy hidraulikus megoldást kínál a járművek vontatásának javítására nehéz talajviszonyok között. Alapkivitelben egy gumiabroncsnyomás-szabályozó rendszer beépítésére szolgáló csatlakozási ponttal rendelkezik

 

A Fliegl egy beépített áramgenerátor energiáját használja, ami egy állítható nyomatékú elektromotort táplál

Elektromos egyedi kerékhajtásokkal viszik át az elektromos energiát a kerekekre

A gumihevederes járószerkezetek TLT-hajtású hidromotorral maximálisan 200 LE (147 kW) hajtásteljesítményt építenek fel

 

Az egyik legújabb fejlesztés a pótkocsikhoz az elektromos hajtás, melynek hatásfoka 65 és 75 százalék közé esik. Az elektromos tengelyhajtásokhoz már különböző koncepciókat mutattak be. Egy részük készen áll a sorozatgyártásra, mint pl. a Fliegl Agrartechnik vállalat által kifejlesztett „FSA” hajtott tengely rendszer. Az elektromos hajtás terén egy szériagyártásra eddig még nem került, másik megoldást már 2016-ban tesztelhettünk a ZF „innovációs traktor” tesztjében. Ennél a kerékagymotorokkal kivitelezett elektromos segédhajtásnak köszönhetően 60 kW-os folyamatos teljesítmény adható le a pótkocsinak.

HAJTOTT MUNKAGÉPEK

Alpesi területeken és nehezen járható utakon használt gépeknél a hidraulika területének szakemberei, mint pl. Paul Forrer vagy Black Bruin gyakran építenek be hajtáskomponenseket a mezőgazdasági ágazatban használt munkagépekbe. Például a körbálázók vagy a nehéz földmunkákat végző billenő pótkocsik utólag is felszerelhetők hidraulikus tengelyhajtásokkal. A meghajtás és a fékhatás beállítható – részben mechanikusan vagy terminálon keresztül. A Lochmann alpine trailers, a speciálisan hegyekben használt pótkocsikat és munkagépeket előállító olasz gyártó már 60 éve kínál saját gyártmányú hajtott tengelyeket. Ezeket a saját, hígtrágyaszállításra, erdészeti vagy takarmánykezelési munkákra használt pótkocsikba építik be. A hajtott tengely elsősorban logikusan a meghajtást szolgálja, a hegyvidéken azonban kritikusabban tekintenek a hegyről lefelé haladásra – ilyenkor a hajtott tengely fékhatása felbecsülhetetlen, ezáltal a biztonságos nyomvonaltartás is jobb lehet a lejtős területeken.

A pótkocsik területén egy másik olasz gyártó, a Schwarz is több évtizedes tapasztalatra tekinthet vissza a hajtott tengelyek terén. Felújított teherautó differenciáltengelyeket használnak fel, melyeket mechanikusan egy kardántengely és egy útarányos TLT hajt meg. Az optimális szinkronizálás elérése érdekében a Schwarz cég egy váltót épít be és állít be.

A BPW az Agro Drive hajtott tengelyével a közelmúltban nyerte el a közönségdíjat a mezőgazdasági gépgyártás innovációin belül a logisztika területén. Ez az elismerés nem véletlen, mert a hidraulikusan hajtott tengelyt úgy tervezték, hogy a karbantartási munkákat és a fékbetétek cseréjét a hidraulikus motor szétszerelése nélkül is végre lehet hajtani. Kompatibilis a laprugós, a légrugós és a hidraulikus rugózású futóművekkel, és alapkivitelben tartalmaz egy csatlakozási pontot, melyen keresztül egy gumiabroncsnyomás-szabályozó rendszer beépíthető. A BPW Agro Drive tengelyébe is a Black Bruin cég kétfokozatú radiáldugattyús motorjait építik be, amelyek a közúti közlekedés során szabadon futnak.

GUMIHEVEDERES JÁRÓSZERKEZET

Teljes terhelésnél és puha talajon a vontatási problémák elkerülhetetlenek, ezért a HAWE Wester a Claas vállalattal együttműködve Terra Trac járószerkezeteket használ. A HAWE-egységek a WPS cserefelépítmény-rendszerén keresztül kerülnek beépítésre, amely a legkülönfélébb konstrukciókkal kapható, pl. gabona- és cukorrépa-átrakókocsik, silószállítók, univerzális szórógépek és még sok más lehetőség. Egy TLT-meghajtású hidromotor és egy kardántengely segítségével akár 200 LE is juthat a gumihevederes járószerkezetekre – ez maximálisan 60 kN tolóerőnek felel meg. A 29 vagy 35 coll szélességű gumihevederes járószerkezet további előnye a nagy felfekvőfelület, ami csökkenti a talajnyomást a hasonló méretű gumiabroncsokéhoz képest. A Terra Trac gumihevederes járószerkezet használat során megengedett össztömeg maximálisan 24 tonna közúton és 10 tonnával több a szántóföldön.

Közúton haladva a KRESZ előírásainak megfelelően a Terra Trac gumihevederek rakomány nélkül 40 km/h sebességig haladhatnak – vonóerő-rásegítéssel a szántóföldön legfeljebb 25 km/h sebességet érhetnek el, eközben összesen öt menetsebesség állítható. Ez lefedi a szántóföldön az összes használati profi lt. Egy elosztó hajtómű biztosítja a főhajtómű, a rásegítő hajtóművek, valamint a fékek működését. A vezérlés a jelenlegi állapot szerint egy külső terminálról történik, egy ISOBUS-interfész azonban már tervezés alatt áll. Az első nullszériás modellek várhatóan a 2019/2020-as idényre készülnek el – a gyártás kezdete várhatóan a következő, 2020/2021-es idényre esik.

KIHÍVÁSOK

A hajtott tengelyek jelenleg a szélsőséges körülményekkel rendelkező régiókban jönnek szóba, pl. az alpesi területeken vagy jellemzően nedves helyeken. Ez a fejleszthető hatékonysággal és végső soron az ilyen rendszermegoldások árával függ össze. A hidraulikus hajtások fejlesztése a megfelelő irányba haladt, így rövid időn belül – a Load Sensing hidraulikus rendszerek bevezetésével – jelentősen növelni tudták a hatékonyságukat. A hatásfok javítása fizikailag egy bizonyos ponton véget ér, de még itt is el lehetett érni néhány százalékpont javulást – pl. kiegészítő olajhűtőkkel vagy a javított csővezetékrendszerekkel.

A legújabb elektromos rendszereknél azonban gyakran az a probléma, hogy a villamos energia csak korlátozott mértékben tárolható, és egy generátorüzemnél tartósan le kell venni, annak ellenére, hogy bizonyos működési helyzetekben nincsen szükség plusz teljesítményre. Itt néhány gyártónak még a meghajtók, valamint a traktorok területén egyaránt vannak feladatai, hogy az elektromos rendszerek tökéletesítésével a szériagyártásra a gyakorlatban is alkalmassá tegyék ezeket a rendszereket.

Összegzés

Az említett szempontok miatt a mechanikus hajtott tengelyeket a jövőben is csak a mezőgazdaság kisebb részterületein fogják használni. A hidraulikus hajtások azonban egyértelműen előnyt élveznek, mivel a traktoron nem igényelnek rásegítő hajtást, és a Load Sensing hidraulikus rendszerek a középkategóriás traktoroktól kezdve szinte mindenütt szériatartozéknak számítanak. Az elektromos hajtásrendszerek területén megtörténtek az első lépések, ugyanakkor ezek drágák, és szabályozott generátorhajtást igényelnek. A fejlődés ezen a téren azonban gyorsan halad a gyakorlatban használható rendszerek felé.

Felix Ammon

no