Szerző: Wieser András
A nemzetgazdaság mezőgazdasági ága növénytermesztési ágazatának alapvető gépei a köznyelvben csak „traktornak” nevezett mezőgazdasági erőgépek, melyek –alkalmazási területüknek megfelelően - nagyon sokféle kialakításúak lehetnek.
A növénytermesztés i ágazat 3 alágazatra osztható:
A termőföldről szóló törvény alapján a hasznosítás szerint megkülönböztethetünk művelési ágakat, amelyek a termőföld (földterület) alapvető használati formái, módjai (1.1. táblázat).
1.1. táblázat A mezőgazdasági terület és a termőterület fogalma
Művelési ág |
||
szántó |
mezőgazdasági terület |
termőterület |
kert |
||
gyümölcsös |
||
szőlő |
||
gyep |
||
erdő |
||
fásított terület |
||
nádas |
||
halastó |
||
művelés alól kivett terület |
A kertészeti termesztésben alkalmazható gépek szempontjából megkülönböztethető:
Az ültetvény, mely állandó helyen létesített, hosszú élettartamú termesztés. Az ültetvény létesítése egy hosszútávra szóló döntés. Jellemzői: sok évre telepített, a növények sortávolsága és tőtávolsága meghatározott és több évre kötött. A telepített kultúra sortávolsága akkora, hogy a sorok között gépek mozoghatnak (1.1. ábra). Általában fás szárú növények: műveléskor a mechanikai hatásokat elviselik.
1.1. ábra Növénysorok között mozgó gépek
Fajtái:
Vetemény: pl. kertészeti zöldségkultúrák
Jellemzői:
1.2. ábra Vetemény fölött mozgó traktor 1.3 ábra veteményművelés
A traktorokat sokféle szempont szerint csoportosíthatjuk (1.2. táblázat). Az egyes csoportosítási szempontok összefüggnek egymással, hiszen például az univerzális traktorok többféle hajtásrendszerrel is megtalálhatók.
1.2. táblázat A mezőgazdasági traktorok főbb csoportosítási szempontjai és a használatos elnevezések
Főbb csoportosítási szempontok |
Szokásos elnevezések |
Használatos jelzések |
|
Méret / teljesítmény / vonóerő szerint |
nehéz |
||
középnehéz |
|||
könnyű |
|||
Járószerkezet szerint |
gumikerekes |
||
lánctalpas |
|||
gumihevederes |
|||
Erőátviteli szerkezet szerint |
mechanikus |
||
hidraulikus (hidrosztatikus) |
|||
vegyes (teljesítményelágazásos) |
power-split |
||
Hajtásrendszer szerint |
mellsőtengely-hajtás |
FWD / 2WD |
|
mellső segédhajtású |
FWA / MFD |
||
hátsótengely-hajtás |
RWD / 2WD |
||
összkerékhajtás |
4WD / AWD / 4x4 |
||
lánctalpas / gumihevederes |
|||
Sebességváltómű szerint |
tolófogaskerekes |
||
szinkronváltó |
|||
terhelés alatt részben vagy teljes tartományban változtatható |
semi-powershift |
||
full-powershift |
|||
CVT |
|||
IVT |
|||
hidrosztatikus fokozatmentes |
|||
Kormányzási rendszer szerint |
mellsőkerék-kormányzás |
2WS |
|
összkerék-kormányzás |
4WS / AWS |
||
ízelt / csuklós kormányzás |
|||
fordítófékes kormányzás |
|||
csúszókormányzás |
skid-steer |
||
Alkalmazási terület szerint |
szántótraktor |
||
univerzális traktor |
|||
különleges traktorok |
kertészeti traktor |
||
eszközhordozó |
|||
ültetvénytraktor |
|||
hidas traktor |
|||
fűnyíró traktor |
|||
erdészeti traktor |
|||
kommunális traktor |
A kertészeti traktorok speciális alkalmazási területek miatt az univerzális traktorokhoz képest különleges szerkezeti kialakításokat igényelnek, amelyek a különböző művelési ágak szerint eltérőek. A kiemelten fontos alkalmazási követelmények, mely területeken napjainkra jelentős újítások/fejlesztések is történtek:
Néhány korszerű megoldás a fenti követelmények teljesítésére:
Kormányzás:
Stabilitás: KombiTrak/TerraTrac (Aebi)
Kommunális traktorok: KommunalTrak (KT), MFH (Aebi)
Univerzalitás: Tecno (Avant)
Az alapvetően az univerzális traktorok nagyságrendjébe tartozó ún. „ültetvénytraktorok” fixen, sok évre telepített, adott sortávolságú növénysorok között mozognak, ezért alapvető követelmény a keskeny szerkezeti kialakítás és keskeny nyomtáv (1.4. ábra).
1.4. ábra Ültetvénytraktorok alkalmazása
Ültetvénytraktor feladatai :
(pl. támrendszer építése: gödörfúrás, cölöpverés)
(pl. oldalazó szántás, -tárcsázás, -talajmarás, nyesedékaprítás és -bedolgozás, stb.)
(pl. sövény-nyírás, koronaalakítás, gépi ill. kézi metszéshez energia biztosítása)
(pl. növényápolás, öntözés, sövény- és koronapermetezés)
- gyümölcsszedés elősegítése, pl. farázók működtetése
- kézi gyümölcsszedő eszközök vontatása
- gyümölcsszedéskor anyagszállítás:
- üres ládák kihelyezése
- szedők és termény szállítása
- telt ládák beszállítása
Ültetvénytraktor jellemzői (1.5. és 1.6. ábra):
a traktor méretének igazodnia kell a sortávolsághoz és a növény magasságához
- keskeny nyomtávú: külső szélesség ≈ 60 cm-rel kisebb, mint a sortáv
- (hidas traktor): több sort áthidaló, a növényzet fölött halad
- (univerzális traktor) szántóföldi kertészeti kultúrákhoz állítható nyomtáv
1.5 ábra Ültetvénytraktor 1.6. ábra Keskeny nyomtávolsávú traktor
A szántóföldi vetemények műveléséhez alkalmazott traktoroknál elvárás az állítható nyomtáv és a nagy hasmagasság.
SuperSteer
A New Holland még 1992-ben szabadalmaztatott egy új kormányzási rendszert: a SuperSteer-t (1.7. ábra). Az elnevezés a kerekek hagyományosnál nagyobb elfordíthatóságára utal. A SuperSteer kormányszerkezet lehetővé teszi a fordulási sugár radikális csökkentését (a gyári leírások szerint akár mintegy 30%-kal), és ezzel a fordulási gépidő csökkentését is (1.8. ábra).
A traktoroknál jelenleg a szokásos max. kerékbefordulási szög ≈ 55o, mivel nagyobb szögeknél a kormányzott kerekek beleütköznének a traktor testébe. A SuperSteer mellső hidak automatikus összkerékhajtás-kapcsolással, max. 75°-os bekormányzási szöggel akár 3,4 m-es fordulási sugarat tesznek lehetővé.
1.7. ábra New Holland T4050 traktor
1.8. ábra SuperSteer kormányzás fordulóköre
A SuperSteer kormányszerkezet tehát a forgózsámolyos és tengelycsonk-kormányzást kombinálja a minél kisebb fordulókör-sugár elérésére. (1.9. és 1.10. ábra)
1.9. ábra SuperSteer fordulókör
1.10. ábra A SuperSteer kormányzással elérhető bekormányzási szög két összetevője
1.11. ábra SuperSteer kormányzás alapelve
Ahogy a 1.11. ábrából látható, a bekormányzási szög két szög: a tengelycsonk-kormányzási szög (≈ 50…55°) és a forgózsámoly-szerű mellsőtengely-elfordulási szög (max. ≈ 20°) összege.
A megoldás újdonsága az, hogy a mellső híd a „forgózsámoly” forgáspontja előtt helyezkedik el. Ennek az az eredménye, hogy a „forgózsámoly” elfordulásakor a belső kormányzott kerék távolodik a traktor testétől (ezáltal csökkentve a beleütközés lehetőségét), miközben a külső kerék a traktor orra elé fordul (1.12. ábra)
1.12. ábra NH T4000 gépcsoport fordulása gyümölcsösben
A konkrét szerkezeti megvalósítások előnye, hogy a mellső pótsúly közvetlenül a mellső hídon van, ezért összkerék-hajtás esetén a vonóerő kormányzáskor is közel állandó.
A szerkezeti kialakításból azért származik egy probléma is: a mellső 3-pont függesztés (mivel a mellső hídhoz van rögzítve) nem fordul el teljes mértékben, csak a forgózsámoly elfordulását követi. Ráadásul a mellső TLT egyáltalán nem fordul, ami ilyen nagy bekormányzási szögnél a mellső kardántengely ütközését okozhatja az egyéb szerkezeti részekkel. (1.13. ábra)
1.13. ábra SuperSteer mellső 3-pont függesztés és mellső TLT
1.14. ábra Helyben forduló fűnyíró gép
1.15. ábra A mellső önbeálló kerekek
Közismert a zsúrkocsi, a bevásárlókocsi, a babakocsi, stb. (de pl. fotelgörgő is) azon tulajdonsága, hogy akármerre toljuk, a mellső kerekek mindig maguktól beállnak a haladás irányába.
Ezt az elvet használják ki az ún. „zero-turn”, azaz helyben forduló fűnyíró traktorok kormányzásánál, amelyeknél fontos követelmény az „akadályok” (pl. fatörzsek, cserjék, bokrok, stb.) minél jobb megközelítése és körbejárása, hogy lehetőleg ne hagyjon nyíratlan területet.
A szerkezeti kialakításnak két fő jellemzője van:
1. A mellső kerekek nem hajtottak. Függőleges forgástengely körül 360°-ban szabadon elfordulhatnak, de fontos alapelv, hogy a kerekek saját forgástengelye ugyan merőleges a függőleges forgástengelyre, de ahhoz képest kitérő helyzetű (1.15 ábra).
2. A hátsó kerekek nem fordulnak (rögzített tengelyűek) , és egymástól függetlenül, hidrosztatikusan hajtottak. Az 1.14 ábrán látható két vezérlőkarral a kezelő fokozatmentesen, egymástól függetlenül szabályozhatja a két hátsó hajtókerék fordulatszámát, sőt forgásirányát is.
Mivel a fordulókör középpontja a hátsó, fix tengely középpontja lesz (ellentétben a hagyományos mellsőkerék-tengelycsonk kormányzással, ahol a fordulókör középpontja a hátsó hajtott kerekek tengelyvonalának meghosszabbításán, a járművön kívül van), egyúttal a hajtás vezérlésével lehetővé válik akár a helyben-fordulás is (1.16. ábra). Ez utóbbi esetben a két hátsó hajtott kerék azonos fordulatszámmal, de ellentétes forgásiránnyal jár.
1.16. ábra Helyben-fordulás fordulókör-sugara
A megoldás egyik gyakorlati hátránya, hogy éles forduláskor a beálló mellső kerekek túrhatják a talajt és a gyepet, ami különleges, érzékeny gyepeknél okoz károsodást. A másik gondot lejtős területeken a kisebb stabilitás okozhatja.
Szinkronizált kormányzás
1.17. ábra Synchro-Steer fűnyíró traktorok
A Cub Cadet cég által 2009-ben szabadalmaztatott Synchro-Steer kormányzási eljárás tulajdonképpen a „helyben-forduló” traktorok továbbfejlesztése, főleg az előbb említett túrási és stabilitási problémák megoldására (1.17. ábra). A megoldás megtartotta a hátsó kerekek független hajtását, de a vezérlést az operátor által elfordított kormánykerék végzi, amely egyben a mellső kerekeket is elfordítja.
1.18. ábra Synchro-Steer elve
Az 1.18. ábrán láthatóan, amikor a kormánykereket elfordítják, a mellső kerekek elfordulnak, egyúttal hidraulikusan szabályozva a hátsó hajtott kerekek fordulatszámát és szükség esetén a forgásirányát is. A haladási sebesség vezérlésére két lábpedál szolgál. A megoldás természetesen biztosítja a helyben-fordulási lehetőséget is (1.19. ábra) és jelentősen növeli lejtős terepen a forduláskori stabilitást.
1.19. ábra Synchro-Steer helybenfordulása
Fűnyíró traktorok stabilitása
A fűnyíró traktoroknak gyakran kell lejtős terepen (domboldalon, árokparton, töltés- vagy gátoldalon) dolgozniuk. Ilyenkor a traktor stabilitása az egyik elsődleges szempont. Az 1950-es években fejlesztette ki az osztrák Rasant cég a speciális, elsősorban alpesi legelőkre alkalmas erőgépét (1.20. ábra). A céget később a svájci AEBI cég felvásárolta, és 1976 óta a (TerraTrac) TT-erőgépcsaládja (60… 95 kW, 80… 130 LE motorteljesítmény-tartományban) az egyik legismertebb világszerte (1.21., 1.22. és 1.23. ábra)
1.20. ábra Rasant KombiTrak
A kialakítás főbb jellemzői:
1.21. ábra TerraTrac TT70
1.22. ábra Mellső csatlakozások
1.23. ábra TerraTrac jellegzetes méretarányai: TT75 és TT270
A TerraTrac hajtásrendszerét (1.24. ábra) a vezetőülés mellett elhelyezett dízelmotor, nagynyomású hidraulikaszivattyú és hidromotor alkotja. A teljesítményt a középső differenciálmű osztja szét a mellső és a hátsó tengelyek között. Mindkét tengelyen található még 1-1 differenciálmű a féltengelyek szétválasztására. A kerekeknél alkalmazott portáltengely-rendszerű véglehajtás a borulás elleni alacsony tömegközéppontot biztosítja, bár ez az alacsony hasmagasság miatt rontja a terepjáró-képességet. A mellső és hátsó TLT-ket a diesel-motorra épített mechanikus elosztómű hajtja.
1.24. ábra TerraTrac hajtásrendszere (forrás: AEBI gyártmánykatalógus)
Az erőgép-család csúcskategóriája a TT270 (1.25 és 1.26. ábra)
1.25. ábra TerraTrac TT270
1.26. ábra TT270 munkában (talajmaróval felszerelve)
TerraTrac fűnyírók munkában |
Extrém lejtő |
1.28. ábra TerraTrac fűnyírók alkalmazásai
Az fenti ábrában példaként összegyűjtött képek jól mutatják a traktortípus alkalmazhatóságát meredek lejtős terepeken. Fűnyíró adapterek használatakor a hirtelen terepváltozásból származó munkavégzés-romlást a mellső függesztőmű intelligens talajprofil-követő szabályozása akadályozhatja meg (1.29.ábra), amely elektronikusan vezérelt hidraulikus nyomásszabályozással működik.
1.29. ábra Hirtelen lejtés, hirtelen emelkedés
Bár a traktortípust eredetileg fűnyírásra fejlesztették ki, mai kialakításai már nehéz terepen való univerzális alkalmazást is lehetővé tesznek. A csatlakozási lehetőségeknek, a sokféle adapternek és a jó terepjáró képességnek köszönhetően végezhető vele pl. mulcsozás, hóeltakarítás, hómarás, de alkalmas kisebb gépek vontatására, illetve szállítására is.
Az alapgép továbbfejlesztésével az AEBI cég kifejlesztette a KT (KommunalTrak) hátsó raktérrel rendelkező, csuklós kormányzású gépcsaládot, melynek típusait elsősorban városi környezetben takarítógépként, valamint parkokban fűnyírásra és hulladékgyűjtésre használják (1.30. ábra)
1.30. ábra AEBI KT-50
Az MFH (MaschinenFabrik Hochdorf) jelű AEBI-gépcsalád a sokféle adaptercsatlakozási lehetőségnek köszönhetően kiválóan alkalmas városi utcák, utak úttisztítására, locsolására, lomb- és hóeltakarítására. (1.31. ábra)
1.31. ábra MFH 2500 úttisztító gép
Az alapgép kiváló terepjáró tulajdonságát hasznosítja a TP (TransPorter) meredek lejtőkre alkalmas szállítójármű-családja is, melynek van 6x6 hajtásképletű rendfelszedő-rakodó típusa (TP97) is (1.32. ábra)
1.32. ábra TP szállítójármű
Kertészeti kistraktorok
Állandóan növekvő az igény a kisméretű, univerzálisan használható, rendkívüli fordulékonyságú, széles adapter-választékkal rendelkező kisgépek iránt. Az építési forma legjellemzőbbje az 1960-as évek óta általánosan használt, talán már mindenki által látott Bobcat-kategória.
AVANT Tecno
E kategória egyik legújabb gépcsaládja az 1991-ben alapított finn Avant cég Tecno gépválasztéka, mely elsősorban mellső adapter-csatlakozási megoldásával tűnik ki. A sokoldalú Avant kisgépek alkalmasak a legkülönbözőbb szűk terekben (építőiparban, mezőgazdaságban, kert- , és parképítés, illetve - fenntartás során jelentkező) feladatok ellátására, legyen az földmunka, rakodás, vagy akár fűnyírás. (1.33. ábra)
A gépcsalád fő jellemzői:
1.33. ábra Avant Tecno fűnyíró adapterrel
Az Avant gépcsalás annyiban is hasonlít a Bobcat-hoz, hogy egyes típusainál a Bobcat-nál már régóta megismert csúszókormányzási módot (angolul: skid-steer, gyakran ezt használják magyar gyártmánykatalógusok is) alkalmazzák a minél kisebb fordulókör, sőt helyben-fordulás érdekében.
1.34. ábra Skid-Steer kormányzás elvi felépítése
A „skid-steer” tipikusan a kisméretű, nagy mozgékonyságot igénylő targoncák, univerzális minirakodógépek kormányzási módja, amely tulajdonképpen a lánctalpas kormányzás elvét és annak minden üzemmódját (beleértve a helyben-fordulást is) valósítja meg kerekes járműveknél.
A kis dízelmotor egy kettős fogaskerékszivattyút hajt meg, mely oldalanként egy-egy hidromotort táplál nagynyomású olajjal. A két hidromotor fordulatszáma és forgásiránya két vezérlőkarral („joystick”) fokozatmentesen szabályozható. A hidromotorok kényszerkapcsolatú hajtással (jellemzően lánchajtással) forgatják az azonos oldali kerekeket a teljes szinkronitás érdekében. A megfelelő, szimultán kétoldali vezérléssel elérhető, hogy a kétoldali kerekek azonos fordulatszámmal, de ellentétes irányban forogjanak, és ezzel a jármű fordulóközéppontja a tengelytáv fele és a nyomtáv fele által meghatározott pont lesz: tehát a jármű helyben fordul. Hátránya az eljárásnak, hogy szilárd (pl. aszfalt vagy beton) felületen nagy a gumiabroncsok csúszásából származó kopás, míg pl. talajon nagy a talajkárosítás mértéke. (1.34. ábra)
Az igazán újszerű a mellső adaptercsatlakozás: ez egy középső, emelhető karon található. Itt vannak elhelyezve az aktív adapterek hajtásához szükséges hidraulikus csatlakozók is. (1.35. ábra)
1.35. ábra Avant Tecno mellső függesztés balra: felemelve, jobbra: leengedve
A csuklós kormányzás (1.36. ábra) csökkenti a talaj- és növénykárosodást. Az automatikus vízszintbe állás lehetőségével rendelkező szintszabályozós gém működésére az 1.37. ábra mutat példát.
1.36. ábra Csuklós kormányzás
1.37. ábra Az emelőgém automatikus szintezése
A következő, 1.38. ábrában a kisgép néhány jellegzetes alkalmazása látható.
Fűnyírás |
Fűnyírás |
||
Takarmánykezelés |
Földmunka |
||
Hókotrás |
Vontatás |
||
Rakodás
|
Bálaforgatás |
1.38. Avant Tecno alkalmazási lehetőségei
A jármű az 1960-as években, Japánban alakult ki az elzárt hegyi falvakból a városba való eljutáshoz, ezért nem véletlen, hogy ma is a legnevesebb gyártók japán cégek: Honda, Yamaha, Kawasaki. A quad 1970-re megjelent Amerikában is, először mint sport-jármű.1980-tól az amerikai farmerek is kezdték használni közlekedésre (terepen), szállításra, később az erdő-, vetemény- és szőlőművelésben, sőt az állattenyésztésben is, pl. szarvasmarhák terelésére is. Ma már külföldön gyakran alkalmazzák a kertészetben is a quad járműveket, mivel kis mérete, mozgékonysága, jó terepjáró képessége erre alkalmassá teszi. Haszongépjárműként való alkalmazásakor általában ATV (All Terrain Vehicle) néven emlegetik. Ma már sokféle adapter, tartozék is kapható hozzá: különböző vonóhorgok, mellső vagy hátsó függesztőmű, de akár TLT-vel is rendelhető. (1.39., 1.40. és 1.41. ábra)
Amerikában a jogszabályok külön kategóriaként (MAV: Multipurpose Agricultural Vehicle), multifunkcionális mezőgazdasági járműként definiálják.
1.39. ábra 3-pont függesztés ATV-n
Az ATV-k főbb jellemzői:
1.40. ábra A Yamaha 1988-ban gyártott, TLT-vel ellátott ATV-t (Terrapro PTO)
1.41. ábra Fűnyírás TLT-s ATV-vel
A „quad” ATV-ként mára a farm-gazdaságok sokoldalú, hasznos gépévé nőtte ki magát. Az 1.42. ábrában néhány jellegzetes mezőgazdasági alkalmazás látható.
|
Szállítás |
Permetezés |
Fűnyírás |
Vontatás |
|
Tereprendezés |
1.42. ábra Az ATV mezőgazdasági alkalmazásai
1/ Hogyan csoportosíthatók a mezőgazdasági traktorok?
2/ Melyek egy ültetvénytraktor fő jellemzői és feladatai?
3/ Mi az alapelve a SuperSteer kormányzási módnak? Vázolja fel az elrendezést!
4/ Ismertesse a helybenforduló fűnyíró traktorok szerkezeti felépítését!
5/ Miért fontos a fűnyíró traktorok fokozott stabilitása? Milyen szerkezeti megoldásokkal biztosítják ezt?
6/ Jellemezze a korszerű univerzális kistraktorokat!
7/ Hogyan működik a kerekes csúszókormányzás?
8/ Mit jelent az ATV jármű és mely területeken lehet ezeket alkalmazni a mezőgazdaságban?
Az "Angol és magyar nyelvű, digitális tananyagok fejlesztése a BCE kertészettudományi kar kertészmérnök és multiple degree hallgatói számára" pályázat a TÁMOP-4.1.2.A/1-11/1-2011-0028 pályázati projektek támogatásával készült.