Lepsza efektywność pracy ciągnika dzięki niższemu ciśnieniu w oponach. Jak uzyskać niższe zużycie paliwa oraz wyższą wydajność ciągnika.

Ponad tydzień trwały badania wydajności ciągnika oraz wpływu przekładni na wydajność w ciągniku CLAAS AXION 830 przy różnych wartościach ciśnienia w oponach. Był to wspólny projekt badawczy firm CLAAS Polska, Michelin oraz Uniwersytetu Przyrodniczego z Poznania. Oto podsumowanie przebiegu oraz wyników.

„Naszym celem było sprawdzenie jak wygląda efektywność pracy ciągnika zarówno przy zmianach ciśnienia w ogumieniu, ale także w zależności od zastosowanej przekładni” – mówi dr. inż. Mirosław Czechlowski, reprezentujący poznańską uczelnię. „W trakcie badania chcieliśmy pokazać jak zmiany ciśnienia w ogumieniu od typowych 2 barów, aż do bardzo niskich wartości, sięgających 0,6 bar wpływają na sprawność przekładni glebowej pomiędzy oponą ciągnika, a podłożem” – dodaje dr Czechlowski.

Drugim badanym aspektem była analiza efektywności przekazywanej mocy przez przekładnię. „Bardzo często można spotkać się z opinią, że przekładnie bezstopniowe mają niższą sprawność niż przekładnie stopniowe, czysto mechaniczne” – komentuje powód badania Krzysztof Gomolla, ekspert CLAAS Polska.

Należy tutaj nadmienić, że przedstawione w teście wyniki to efekt tygodniowych badań przeprowadzonych przez Studenckie Koło Naukowe Inżynierii Rolniczej Uniwersytetu Przyrodniczego z Poznania wraz z CLAAS Polska i Michelin. Testy porównawcze skrzyni stopniowej HEXASHIFT i bezstopniowej CMATIC wykonane zostały na polu z użyciem brony talerzowej HORSCH JOKER 8RT o szerokości 8 metrów. Jak poinformował nas Krzysztof Gomolla - „Ciągniki przed pracą zostały przygotowane z użyciem systemu CEMOS. CEMOS podpowiedział, w jaki sposób do tego typu pracy zbalastować ciągnik oraz oczywiście w jaki sposób dobrać ciśnienie”. Z racji, że system CEMOS jest możliwy do wykorzystania tylko ze skrzynią bezstopniową ustawienia dla przekładni CMATIC zostały wprowadzone także w ciągniku wyposażonym w skrzynię stopniową HEXASHIFT.

Pomiary i testy na polu

Badania przeprowadzono na ciągniku CLAAS AXION 830 przy trzech ustawieniach ciśnienia w oponach: pierwsze to 2 bary (przód i tył), drugie 1,2 bar (przód i tył) oraz trzecie – najniższe zalecane ciśnienie przez firmę Michelin – to 0,8 bar dla kół przednich i 0,6 bar dla kół tylnych ciągnika. Jak mówi Michał Żabierek z Studenckiego Koła Inżynierii Rolniczej najpierw studenci zmierzyli powierzchnię styku opon z podłożem. Później odbyły się już pomiary na polu. „Ich zadaniem było dokładne sprawdzenie jakie obciążenie wywierają opony na glebę przy różnym ciśnieniu powietrza” – tłumaczy dalej Michał Żabierek. Do badania użyto specjalną poduszkę, która rejestrowała nacisk na podłoże podczas poszczególnych przejazdów ciągnika. W trakcie prac studenci z Koła Naukowego wykorzystywali także penetrometr – „Wykonywaliśmy za jego pomocą po 10 nakłóć w każdym śladzie przejazdu ciągnika, co pozwoliło nam sprawdzić jak nacisk koła oddziałuje na cały proces zagęszczania gleby” – informuje Michał Chamier Gliszczyński.

Porównanie parametrów

Głównymi celami testów, które odbyły się już na polu było sprawdzenie siły uciągu i zużycia paliwa. „Wykorzystaliśmy do tego miernicę paliwową FMC 100 oraz dynamometr AXIS o zakresie pomiarowym do 100 Kiloniutonów” – wyjaśnia student Damian Tomaszewski. „Dodatkowo oczywiście musieliśmy znać prędkość rzeczywistą ciągnika, którą zmierzyliśmy za pomocą GPS-u” – dodaje Tomaszewski.

W teście wykorzystany został CLAAS AXION o maksymalnej mocy 235 KM. Jako obciążenie z kolei posłużył CLAAS AXION 960 TERRA TRAC. „Zastosowanie tak dużego holowanego ciągnika miało na celu jak największe obciążenie testowanej maszyny. Tak, aby uzyskać jak najbardziej porównywalne i rzeczywiste wyniki” – objaśnia Damian Tomaszewski.

Wyniki w badaniu polegającym na holowaniu były następujące. „Dla ciśnienia 2,0 barów uzyskaliśmy prawie 84 kW mocy uciągu, co przełożyło się na 382 g/kWh jednostkowego zużycia paliwa. Po obniżeniu ciśnienia do 1,2 barów moc uciągu wzrosła do 94 kW, a zużycie paliwa spadło do 353 g/kWh. Natomiast przy najniższym dopuszczalnym ciśnieniu moc uciągu przekroczyła 107 kW, a średnie jednostkowe zużycie spadło do 323 g/kWh.” – relacjonują otrzymane dane studenci UP z Poznania. 

Podsumowując wyniki i przyjmując za punkt odniesienia wartości uzyskane podczas przejazdów z ciśnieniem na poziomie 2,0 barów możemy zauważyć, że po obniżeniu ciśnienia do środkowego poziomu (1,2 bar) otrzymaliśmy 13% wzrost mocy i 8% spadek zużycia paliwa, a przy minimalnej wartości ciśnienia (0,8 bar przód i 0,6 bar tył) było to odpowiednio – wzrost mocy 28% i spadek zużycia paliwa o 15%. „Jak więc widać zmniejszenie ciśnienia w ogumieniu ma duży wpływ na wzrost mocy uciągu i obniżenie średniego spalania” – komentuje wyniki przedstawiciel koła naukowego Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu. 

Na tym jednak działania badawcze się nie zakończyły. Aby jeszcze lepiej zrozumieć i zobrazować otrzymane wcześniej wyniki CLAAS Polska, Michelin i Uniwersytet Przyrodniczy zdecydowały się na test wydajności ciągników podczas zwykłej pracy na polu. Do wykonania przejazdów użyto tych samych modeli ciągników CLAAS, wyposażonych w przekładnię bezstopniową i stopniową skrzynię biegów. Obydwa ciągniki wyposażony były w silniki o takiej samej mocy maksymalnej. Warto również dodać, że podczas testów wykorzystano ten sam zestaw ogumienia Michelin z ciśnieniem dobranym automatycznie przez system CEMOS – 1 bar w przednim kołach oraz 0,8 bar w tylnych kołach. Obydwa ciągniki pracowały z ustawioną na tempomacie prędkością 10 km/h. „Należy tutaj zaznaczyć, że średnia prędkość dla skrzyni C-MATIC była wyższa o 0,3 km/h” – informuje Tomaszewski – „Przełożyło się to na wydajność, która jest wyższa dla skrzyni C-MATIC o około 0,3 hektara na godzinę. Przedstawiając zestawione wyniki w formie procentowej, przyjmując wartość 100 proc. dla ciągnika ze skrzynią stopniową, uzyskujemy 3 procentowy wzrost średniej prędkości jazdy, a także 3 procentowy wzrost wydajności ciągnika z przekładnią bezstopniową” – podsumowuje.

Wspólnie przeprowadzone badania pokazały, że im mniejsze, dopuszczalne ciśnienie w oponach tym mniejsze zużycie paliwa i większa moc uciągu. Jak jednak zauważa dr. Czechlowski z Uniwersytetu Przyrodniczego takie zabiegi są możliwe głównie, gdy prowadzimy prace wyłącznie na polu, bez wyjeżdżania np. na drogę dojazdową. Jak potwierdza prowadzący badania - „Niekoniecznie musimy się także bać przekładni bezstopniowych i tego, że mogą one charakteryzować się stratami mocy”. Doświadczenia przeprowadzone na polu pokazały, że przy zachowaniu identycznych warunków i prędkości straty mocy dla obu rodzajów przekładni były niemal takie same.

Testy przypominają nam, jak ważny jest dobór właściwego ciśnienia w oponach. System CEMOS dba o to, aby ciśnienie oraz balans były zawsze jak najlepiej dobrane do panujących warunków i trybu pracy. Dodatkowo współpraca systemu CEMOS z skrzynią bezstopniową CMATIC pozwala na wykorzystanie w pełni mocy silnika. Ponadto charakteryzuje się bardzo prostą obsługą i znacznie wyższym komfortem pracy niż ma to miejsce w przypadku skrzyni stopniowej HEXASHIFT. „Dzieje się tak dlatego, że skrzynia CMATIC dba o to, aby cały czas wykorzystać pełną moc silnika, przy maksymalnie obniżonych obrotach tego silnika, co przekłada się na bardzo dużą wydajność przy bardzo niskim spalaniu” - zachwala zalety rozwiązania Krzysztof Gomolla z CLAAS.