Porównanie ciągnika gąsienicowego z kołowym

Jakie będą różnice między stopniem ugniatania gleby oraz poślizgu maszyny, jeżeli naprzeciw siebie staną ciągniki z napędem gąsienicowym oraz kołowym? Na to pytanie postanowili odpowiedzieć studenci z Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu za pomocą ciągników firmy CLAAS Polska.

Z inicjatywy Koła Naukowego Inżynierii Rolniczej z Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu oraz współpracy z firmą CLAAS Polska przeprowadzone zostało niezależne badanie, które dotyczyło porównania dwóch ciągników. Pierwszym z nich jest AXION 960 z systemem TERRA TRAC, czyli napędem gąsienicowym, bazującym na znanej z kombajnów technologii, która została specjalnie dostosowana do wymagań ciągnika. Po drugiej stronie stanął ten sam model maszyny, tyle że z napędem kołowym. Celem porównania było zbadanie stopnia ugniatania gleby oraz poślizgu obu maszyn.

Test odbył się w marcu w miejscowości Niepruszewo w województwie wielkopolskim w odpowiednio przygotowanych warunkach. Pole było przygotowane pod siew wiosenny, gleba piaszczysta, bez opadów deszczu.

Wykorzystane narzędzia pomiarowe

Podczas badań wykorzystano kilka narzędzi pomiarowych. W przypadku nacisku na glebę był to hydrotester CLAAS oraz czujnik pomiaru nacisku kół. Bardzo ważną funkcję pełniła poduszka pomiarowa. – W wykorzystaniu poduszki istotne było, aby wytrzymała ona nacisk koła ciągnika podczas przejazdu. W tym celu wykorzystaliśmy sprzęt, którego używają strażacy do otwierania zakleszczonych drzwi czy podnoszenia ciężkich elementów. Poduszka była połączona z manometrem oraz hydrotesterem, dzięki czemu mogliśmy z dużą rozdzielczością zarejestrować naciski, które wywołuje koło na glebę podczas przejazdu ciągnika – mówi dr inż. Mirosław Czechlowski z Instytutu Inżynierii Biosystemów z Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, opiekun Koła Naukowego Inżynierii Rolniczej.

Do pomiaru zagęszczenia gleby wykorzystano penetrometr. System telemetryczny TELEMATICS otrzymywał dane z sieci CAN ciągnika i pozwolił na sprawdzenie obciążenia silnika, prędkości obrotowej i prędkości jazdy mierzonej radarem oraz poślizgu maszyny. Należy również wspomnieć o narzędziu towarzyszącym – kultywatorze Väderstad Opus 400, który dostosowano do warunków polowych i ustawiono głębokość pracy 30 cm.

Plan działania

– Każdy pomiar nacisku na glebę wykonywany był trzykrotnie, a wynik ostateczny ustalono na podstawie średniej z uzyskanych pomiarów. Ciągniki przejeżdżały po poduszce bez zaczepionego narzędzia towarzyszącego. Najpierw ciągnik kołowy z przednim obciążnikiem, następnie gąsienicowy, a na końcu jeden przejazd bez obciążnika przedniego – dodaje dr inż. Barbara Raba-Przybylak, Manager produktu ds. ciągników w CLAAS Polska.

Pomiar zagęszczenia gleby był wykonywany za pomocą penetrometru, którym wykonywano szereg pomiarów w śladach po przejeździe obu ciągników.

W przypadku przejazdów ciągnika kołowego i gąsienicowego na polu z maszyną towarzyszącą zastosowano system prowadzenia równoległego GPS z dokładnością RTK Net (do +-2 cm). Przerwy pomiędzy przejazdami obu ciągników wynosiły 10 cm (brak ingerencji w siłę uciągu każdego z ciągników). Tempomat został ustawiony na 12 km/h, a ustawienia skrzyni i docisku były na takim samym poziomie. Waga obu ciągników była porównywalna, a ciśnienie w ogumieniu oraz balastowanie wskazywały dla AXION TT: opona przednia i ciśnienie – Trelleborg 710/60R34, 1 bar, natomiast dla ciągnika gąsienicowego: opona przednia i ciśnienie – Michelin IF 710/60R34, 1,4 bara; opona tylna i ciśnienie – Michelin IF 900/60 R42, 1 bar.

Wnioski

Na początek porównany został nacisk na obie osie w ciągnikach bez narzędzia towarzyszącego. W przypadku osi przednich dla obu testowanych ciągników były one porównywalne i wynosiły średnio 1,76 bar dla ciągnika gąsienicowego z obciążnikiem przednim 900 kg oraz 1,8 bar dla ciągnika kołowego z obciążnikiem przednim 2,6 t. Po demontażu przedniego obciążnika w ciągniku kołowym wartość nacisku na przednią oś zmniejszyła się do 1,65 bar.

Jeśli chodzi o oś tylną z napędem gąsienicowym w ciągniku AXION 960 TT nacisk był mniejszy o 63 procentw porównaniu z wersją wyposażoną w kołowy układ jezdny. Powodowane jest to rozkładem masy na większej powierzchni kontaktu w ciągniku gąsienicowym. Widoczne są 3 punkty nacisku: koło napinające, rolki oraz koło napędowe. Koło napędowe wykazało wyższą wartość nacisku w całym napędzie gąsienicowym (wartość średnia 0,37 bar), które nadal wykazuje się o wiele niższym naciskiem niż tylne koło w ciągniku standardowym. Dodatkowo widzimy różnicę w nacisku po demontażu obciążnika z ciągnika kołowego. Odpowiednio wartości wyniosły: 0,61 bar z obciążnikiem i 1,25 bar bez niego. Wynika to z odciążenia przedniej osi i dociążenia tym samym osi tylnej.

Kolejny wniosek, który należy podkreślić po badaniach penetrometru, to fakt, że przejazd ciągnika z napędem gąsienicowym AXION 960 TT wywołuje o ok. 15–20 proc. mniejsze zagęszczenie gleby w warstwie uprawnej 0–25 cm. – Natomiast poniżej tej głębokości jest już widoczna podeszwa płużna, która występuje na polu, i tutaj przejazd ciągnika po wierzchniej warstwie gleby nie powoduje wpływu na zmianę zagęszczenia poniżej 25 cm– tłumaczy dr inż. Mirosław Czechlowski.

Podjęto również próbę sprawdzenia, w jaki sposób ciągnik zagęszcza glebę, jeżeli zdejmiemy przedni obciążnik (waga: 2,6 t). Okazało się, że rezygnacja z balastu pozwoliłaby na zmniejszenie zagęszczenia w wierzchniej warstwie gleby (0–15 cm) o ok. 20–30 proc. Dalsze wyniki wykazały jednak, że w przypadku ciężkich prac uprawowych, wykorzystujących maksymalną siłę uciągu, nie pozwalają na rezygnację z obciążnika, ponieważ średnie wartości poślizgu zbliżały się do tych, których nie powinniśmy przekraczać. Może to być jednak sygnał, że w przypadku lżejszych prac na polu warto zastanowić się nad zasadnością użycia ciężkiego obciążnika, mając na uwadze zarówno strukturę gleby, jak i niższe spalanie samej maszyny.

Następna kwestia, która wynika z badania, to fakt, że podczas pracy w porównywalnych warunkach, wykorzystujących maksymalną wartość siły uciągu, jaką dysponują obydwa ciągniki, maszyna z napędem gąsienicowym pracuje z 5–6-krotnie mniejszym poślizgiem.

– Ciągnik gąsienicowy to specjalna maszyna pod względem trakcji. Prezentowany napęd gąsienicowy TERRA TRAC jest odpowiednio dostosowany do prac polowych i pozwala w pełni wykorzystać potencjał ciągnika. Jeśli występują problemy z trakcją na polu, jest to bardzo ciekawa opcja zakupu, która może przynieść szereg korzyści – podsumowuje dr inż. Barbara Raba-Przybylak.

– Całą organizacją wydarzenia zajęli się nasi studenci, którzy poprosili markę CLAAS o pomoc i współpracę. Dane z tego pomiaru będą wykorzystywali m.in. w konkursie Kół Naukowych, w którym prezentowane są prace badawcze. Mam nadzieję, że dzięki temu studentom uda się uzyskać satysfakcjonujące efekty w najbliższej edycji – dodaje dr inż. Mirosław Czechlowski.