Přínos změny tlaku v pneumatikách

Pojížděním po poli při optimálním tlaku v pneumatikách se dá ušetřit téměř čtvrtina nákladů za palivo. Stejný efekt má i vhodné nahuštění za jízdy po silnici: zde je naopak větší tlak většinou nutný pro vyšší nosnost při větší rychlosti a snižuje valivý odpor. Rozdílný nárok na tlak je možné vyřešit buď specializací strojů pro práci na poli a pro dopravní práce s využitím moderních velkoobjemových pneumatik, či zařízením pro změnu tlaku v pneumatikách. Jeho přínosem je rovněž menší utužování půdy a prodloužená životnost pneumatik.

Oddělení dopravy polní a silniční vyžaduje odpovídající organizaci práce a úroveň vytížení.
Velkoobjemové pneumatiky zajišťují i při velké rychlosti na silnici odpovídající nosnost při malém tlaku vzduchu. Limitujícími faktory však mohou být kolejové řádky, šířka brázdy pluhu při orbě nebo volný prostor na traktoru. Stejného efektu lze docílit úpravou tlaku vzduchu na příslušné podmínky provozu u standardních pneumatik.
Při tahově náročných pracích na poli, jako je zpracování půdy, aplikace organických hnojiv nebo těžká doprava, může docházet k tomu, že prokluz kol přesáhne hranici 20 %. Tím ovšem stoupne spotřeba paliva zhruba o třetinu v porovnání s prokluzem na úrovni 10 %, protože se značně zhorší účinnost přenosu výkonu na půdu.

Trochu teorie na úvod

Konstantně vysoký tlak vzduchu chrání pneumatiku před poškozením bočnice a patky a snižuje riziko jejího protočení na ráfku. Tento fakt ale převažuje řada negativ, počínaje nerovnoměrným opotřebením za jízdy bez zatížení a velmi slabým efektem tlumení nerovností vozovky. Zjevným nedostatkem jsou hlubší koleje na poli a utužení půdy do větší hloubky, které je nutné odstraňovat. To se často týká i kypřičů stop traktoru, kterými jsou osazovány secí stroje, aby byl opět srovnán povrch půdy.
Výzkumy ukázaly, že se vzrůstajícím tlakem vzduchu u stejné pneumatiky při konstantním zatížení zřetelně roste i tlak na půdu. To je nebezpečné zvláště za mokra, kdy se zatížení přenáší až do podloží a způsobuje deformace.
Z praktické stránky znamená vysoký husticí tlak snížení tažné síly traktoru a zvýšení tahového odporu přívěsu. Při agregaci s nářadím s konstantním odporem vzrůstá prokluz hnacích kol traktoru a tím i spotřeba. Udává se, že každý centimetr hloubky stopy navíc znamená také o deset procent více paliva. Stopy o hloubce 10 cm spotřebu traktoru zdvojnásobí a také poškozují půdu. Právě malé pneumatiky klasických přívěsů, nahuštěné na tlak více než tři bary, dělají při sklizni na poli nejhlubší koleje.

Kontaktní plocha v hlavní roli

Lepší účinnosti je možné celkem snadno dosáhnout zvýšením kontaktní plochy pneumatik. Pokud mají pneumatiky snížený tlak vzduchu, na poli se více zplošťují, tím se méně boří a zanechávají tak až o 30 % mělčí stopy. Zabírá větší počet žeber (většinou čtyři namísto jen dvou), která se rovnoměrněji odvalují, a tudíž méně opotřebovávají, protože radiální pneumatika se prodlužuje a snižuje se i měrný tlak na půdu. Toto chování je o to významnější, čím měkčí a vlhčí je povrch pozemku.
Lepšího záběru kol v půdě se nechá docílit snížením tlaku vzduchu na poli na 0,8 baru, vhodným výběrem pneumatik a správným dotížením traktoru vpředu. Jednou z možností u výkonných traktorů, používaných k orbě nebo hlubšímu kypření, jsou dvojmontáže pneumatik; takové zdvojené radiální pneumatiky s tlakem 0,6 baru na obou nápravách, vhodné přední závaží pro optimální rozložení hmotnosti na nápravy a správná agregace hodně pomohou v optimálním přenosu výkonu na půdu.
Větší kontaktní plocha a optimální zatížení náprav sníží prokluz hnacích kol. Rozdíly jsou tak výrazné, že je lze pozorovat pouhým okem, což přední světoví výrobci pneumatik již několikrát prakticky demonstrovali. Optimální huštění pneumatik na hodnotu max. jednoho baru může snížit spotřebu paliva až o 15 % v porovnání s jízdou při „silničním“ tlaku kolem tří barů. Moderní radiální pneumatiky jsou na provoz při nižším tlaku dimenzovány.
Z těchto důvodů se doporučení vztahují nejen na traktory, ale i na samojízdné sklizňové stroje. Například řezačky či sklízecí mlátičky mohou pracovat již s tlakem dva bary. Přesto koleje na poli po přejezdech sklizňových strojů nebývají nic neobvyklého, čímž se komplikuje průběh následných operací zpracování půdy. Proto mají systémy pro změnu tlaku vzduchu v pneumatikách svůj význam.

Úroveň výbavy podle podmínek

Opakované nastavování tlaku je však nepohodlné a časově náročné v případě, že souprava opakovaně přejíždí z pole na silnici a zpět. Týká se to především aplikací organických hnojiv či transportu řezanky pomocí velkoobjemových návěsů od sklízecí řezačky nebo sklizně zavadlé píce pomocí senážních vozů. Zde je pro efektivitu dopravy nutné rychlé nahuštění pneumatik před tím, než soupravy vyjedou s velkým zatížením a značným zrychlením na silnici. Řešení tohoto problému nabízejí systémy pro regulaci tlaku vzduchu. Na současném trhu lze vybírat mezi jednoduchými variantami pro plnění a odvzdušnění pneumatik, které se používají v klidu stroje, až k plně automatickým systémům do intenzivního provozu.
Jednoduché systémy se hodí do provozu, v němž se tlak vzduchu mění jen jednou nebo dvakrát denně. Například ráno před začátkem práce na poli a večer po jejím skončení před zpáteční jízdou. To je vhodné řešení i pro velké aplikační soupravy na kejdu, pokud pracují na poli celý den a kejda se přiváží samostatně dopravní cisternou. Nebo i pro výkonné traktory v agregaci se secími kombinacemi na zoraných pozemcích. Právě zde by totiž mělo být utužení půdy redukováno na minimum.
Výhodou jednoduchého systému je jeho snadné připojení bez demontáže pneumatiky. Rychlospojky jsou našroubovány namísto vložky ventilu pneumatiky.
Poté lze měnit tlak vzduchu pomocí mobilních hadic. Díky nízkým nákladům se investice do jednoduchého systému vyplatí již od 50 motohodin při zpracování půdy.
Zato podniky, které obhospodařují velké množství malých polí nebo aplikují velké objemy organických hnojiv, by se měly rozhodnout pro profesionální systém. S jeho pomocí je možné v kolech traktoru i návěsu během dvou až tří minut zvýšit tlak vzduchu z 0,8 na 3 bary pohodlně z kabiny. Je to sice dražší investice, ovšem při dnešních cenách paliva výhodná; při využití traktoru 800 hodin ročně a střídavém nasazení na poli i na silnici se vyplatí již za dva roky.

Nákladný, ale přínosný systém

Náklady na vybavení traktoru přídavným kompresorem a dalšími komponenty i pro přívěsné stroje mohou jít až do několika stovek tisíc korun. Naproti tomu stojí úspora za naftu, vyšší komfort jízdy, více tažné síly a výkonnosti, delší životnost pneumatik (namísto 3500 motohodin až 5000) a větší výnosy plodin na méně zhutněné půdě.
Regulací tlaku vzduchu lze dosáhnout toho, že pneumatiky mají na silnici stejnou nosnost a na poli pak nízký měrný tlak jako větší pneumatiky provozované trvale s nižším husticím tlakem.
Pro zásobování vzduchem v klidu stroje často postačuje kompresor vzduchotlakové soustavy traktoru. Většinou jde o zařízení s výkonem 220 l/min, ale některé velké traktory jsou osazovány i kompresory s výkonem až do 450 l/min. Pro případ, že je nutné rychle změnit tlak, jsou zapotřebí přídavné kompresory. Ke zvýšení tlaku u předních a zadních kol traktoru střední výkonové třídy z 0,8 na 1,4 baru je potřeba již jeden a půl tisíce litrů vzduchu. Pokud jsou použity velkoobjemové pneumatiky, je toto číslo ještě výrazně větší. Také velké pneumatiky třínápravových podvozků obsahují celkem až šest tisíc litrů vzduchu.
Základní rozdělení systémů pro přenos vzduchu je na jedno a dvouokruhové. U posledně jmenovaného je systém přívodu vzduchu beztlakově zapojen pomocí druhého vedení. Tím se snižuje opotřebení těsnění. Kromě toho nemůže dojít k úniku vzduchu v případě, že je přívodní systém poškozen.

Stále nějaké výhrady 

Systémy pro regulaci tlaku vzduchu v pneumatikách nejsou na trhu ničím novým. I přes jejich známé přednosti se stále setkávají s řadou výhrad jak ze strany drobných zemědělců, tak i velkých podnikatelů. Někteří z nich se zaleknou již pořizovací ceny. Dále vyjadřují své pochyby ohledně životnosti některých komponentů systému, zvláště otočných převodníků stlačeného vzduchu. A to přesto, že řada odvážnějších průkopníků již tyto systémy dlouhodobě využívá a nemají žádné problémy s opotřebením. Systémy s přívodem vzduchu zvenčí fungují bezproblémově. Některým uživatelům vadí pouze přečnívající vedení přes obrys stroje.
Opravdový pokrok v realizaci těchto systémů nastal až poté, co někteří výrobci traktorů a přívěsných strojů zahájili spolupráci a nabízejí kompletní instalaci systémů pro regulaci tlaku vzduchu ve všech pneumatikách z výroby. K zákazníkovi tak přichází již hotová souprava. Například velké kejdovače se často vyrábějí již jen s regulací tlaku vzduchu. Jak se ukazuje, díky tomu můžou na pole vyrazit dříve než ostatní a ještě přitom ušetří za naftu. Zároveň mohou být vybaveny i zařízením pro změnu těžiště a posunu většího podílu zatížení na traktor, které zlepšuje trakční vlastnosti v těžkých terénních podmínkách.
V zahraničí jsou často k vidění velkoobjemové cisterny na podvozcích s výrazně sníženým tlakem vzduchu. Je to proto, že rezervy tažné síly traktoru lze maximálně využít až tehdy, když je pneumatika natolik veliká, že může pracovat při svém nejnižším povoleném nahuštění. Téměř vždy se jedná o velkoobjemové radiální pneumatiky, protože ty dovolují obzvlášť výrazně snížit tlak vzduchu. Přitom je ale nutné zohlednit výrobcem povolené limity tlaku.

Systémy v praxi

Účinný jednookruhový systém nabízí například firma Steuerungstechnik StG. U traktorů a návěsů se vzduch přivádí zvnějšku přes otočný převodník do náboje kola. Speciálně pro systémový nosič firmy Claas existuje regulátor, který vzduch zevnitř odvádí ven. Nápravy jsou k tomu účelu provrtány, s čímž udělil výrobce svůj souhlas. Systém nepřetržitě kontroluje minimální a maximální tlak. Přívod zvnějšku má výhodu v tom, že poskytuje větší průřez potrubí, takže plnění a odvzdušnění mohou probíhat rychleji.
U malých traktorů může být využito stávajícího kompresoru vzduchotlakových brzd. Jinak je namontován přídavný pístový nebo šroubový kompresor. Posledně jmenovaný má menší rozměry a je možné jej na traktoru nebo návěsu výhodněji umístit. Dosahuje výkonu 2500 l/min při tlaku sedmi barů. Pohon může být hydraulicky nebo též mechanicky. Údržba zahrnuje především pravidelné čištění vzduchového filtru.
Obsluha systém ovládá na ovládacím pultu. Pomocí potenciometru nastavuje požadovanou hodnotu tlaku vzduchu, možné je i přepínání mezi nastavením pole/silnice. Potom pouhým stlačením spínače zvolí předvolený tlak. A opět je tady jedna specialita pro firmu Claas, u jejíchž řezaček Jaguar je možné zapnout automatické huštění kol přední nápravy.
Otočný převodník je bezpečně uložen v nápravové trubce a vzduch se přivádí zevnitř skrz hnací nápravu. Systém je vyřešen tak, aby mohl se strojem pracovat i řidič bez znalostí v oblasti huštění pneumatik. Díky inteligentnímu řízení je možné ovládání manuální nebo automatické. V automatickém režimu je tlak jednou zadán; poté se automaticky sníží tlak vzduchu pro práci na poli ve chvíli, kdy je výmetná roura otočena z dopravní polohy do pracovní. Jakmile je po skončení práce usazena zpět do transportního držáku, tlak se automaticky nastaví na vyšší hodnotu pro jízdu na silnici.
Výrobce dodává se systémem tabulku, v níž jsou obsaženy hodnoty tlaku pro různé verze adaptérů a rozměry pneumatik. Tyto hodnoty obsluha uloží do paměti a automatika potom samočinně nastaví husticí tlak. Pneumatiky jsou jištěny proti přílišnému tlaku. Díky tomu, že firma má licenci od značky Claas, zůstává i po instalaci systému v plné míře zachována záruka na řezačku.
Firma StG dodává ale i levné systémy pro změnu tlaku v pneumatikách v klidu stroje. K nim lze dodatečně dokoupit přídavné vybavení, díky kterému jsou pneumatiky traktoru zásobovány vzduchem od kompresoru traktoru. Pro větší nároky je pak k dispozici přídavný hydraulicky poháněný šroubový kompresor a také sada pro změnu tlaku v pneumatikách dvou nebo třínápravových návěsů.

Firma Krude 

Dalším výrobcem výhradně jednookruhových systémů je firma Krude. Nepoháněné nápravy jsou provrtány a vzduch je veden zevnitř. To platí také o nápravách s redukcí v kole, které najdeme například u sklízecích mlátiček nebo řezaček. U poháněných náprav je přívod vzduchu vyřešen oblíbeným způsobem, tedy zvenčí nad blatníky až k otočnému převodníku. A to i u náprav řízených.
K ovládání slouží elektronický box či ovládací pult sdružující důležité prvky. Řidič si požadovanou hodnotu tlaku nastaví, poté ji může zvýšit nebo snížit a aktuální stav odečítá na tlakoměru. U výkonných traktorů, pracujících v soupravě s třínápravovými podvozky, firma Krude vzájemně spojí až čtyři přídavné hydraulicky poháněné kompresory. Díky celkovému výkonu čtyři a půl tisíce litrů za minutu probíhá doplnění tlaku u všech pneumatik v poměrně krátké době a soupravu nečekají při práci velké prostoje.

Regulace tlaku vzduchu u postřikovačů

Systémem pro regulaci tlaku vzduchu lze vybavit také postřikovače s radiálními pneumatikami. Vzhledem k rostoucím objemům nádrže se ukazují doposud běžně používané kultivační pneumatiky jako nevhodné a nedoporučuje se je znova nakupovat. Namísto toho budou lepší investicí flexibilní radiální pneumatiky o běžné šířce.
Úzké kultivační pneumatiky působí na půdu jako rozbrušovací kotouč: vytváří hluboké koleje, v nichž začíná eroze, které jsou zdrojem problémů s kopírováním terénu u žacích stolů sklízecích mlátiček či s vyorávacími radlicemi při sklizni cukrovky. Radiální pneumatika doplněná regulátorem tlaku vzduchu umí zátěž stroje lépe rozložit na plochu a snížit tak hloubku stop. Tato výbava by mohla být již samozřejmostí u samojízdných postřikovačů vzhledem k jejich téměř celoročnímu využití v různých podmínkách.
Problém měrného tlaku na půdu a průchodnosti se řeší také u sklízecích mlátiček. Tyto stroje mohou být vybaveny radiálními pneumatikami s šířkou 800 nebo i 1000 mm a případně i regulátorem tlaku vzduchu. Uvedené pneumatiky umožňují pojíždět na poli s tlakem dva bary i s plným zásobníkem. Tím se kromě úspory nafty získá i lepší průchodnost terénem, větší tažná síla na svazích a méně hluboké stopy od kol. V praxi systém funguje tak, že na začátku sklizně mají pneumatiky přední nápravy tlak např. 1,3 baru, po naplnění zásobníku zrna do poloviny je tlak zvýšen na 1,8 baru a po skončení práce pro cestu na silnici na 2,5 baru. Tím je zajištěna dobrá řiditelnost a bezpečné brzdění.

Jak je to s rentabilitou 

Protože náklady na systém změny tlaku vzduchu nejsou závislé na velikosti podniku ani výkonu traktoru, je rentabilita určena úrovní vytížení. Například úspory při aplikaci kejdy v podniku s výměrou 50 ha dodatečné náklady nevyrovnají. Ale jak se ukazuje, od určité intenzity provozu se investice do systému vyplácí. Již úspory při odvozu kejdy na vzdálenost 5 km u podniku s výměrou 300 ha pokryjí celou polovinu nákladů. K tomu se připočítá ještě další přínos při zpracování půdy a setí, takže systém je již rentabilní.
Mnoho velkých zemědělských podniků se nestává velkými zvětšováním pozemků, ale prodlužováním dopravních vzdáleností z farmy na pole. Vzrůstající podíl přejezdů po silnici s větším zatížením při vyšších rychlostech vyžaduje větší tlak vzduchu, což je v rozporu s požadavky pro provoz na poli. Takže i samotná struktura podniku má vliv na rentabilitu systému, kterou lze ještě zlepšit mezipodnikovou spoluprácí nebo využitím ve službách.
V oblasti vývoje moderních radiálních pneumatik, v přípravě směsí surovin a tvarování pláště a žeber dosáhli jejich výrobci významného pokroku.
Přesto nástup nových technologií neznamená konec systémům pro změnu tlaku, protože zatím nejsou k dispozici žádné pneumatiky pro přívěsné stroje tohoto druhu. Proto bude pro optimální účinnost třeba husticí tlak u kejdovačů, velkoobjemových návěsů, rozmetadel organických hnojiv aj. strojů stále ještě regulovat přídavnými systémy.

Klíčové informace

- Jednu z možností, jak snížit spotřebu paliva, prodloužit životnost pneumatik a redukovat utužení půdy, představuje systém pro regulaci tlaku v pneumatikách.
- Úroveň výbavy závisí na typu a intenzitě nasazení stroje.
- Na současném trhu lze vybírat mezi jednoduchými variantami pro plnění a odvzdušnění pneumatik, které se používají v klidu stroje, až k plně automatickým systémům do intenzivního provozu.
- Náklady na vybavení traktoru přídavným kompresorem a dalšími komponenty i pro přívěsné stroje mohou jít až do několika stovek tisíc korun. 
- Naproti tomu stojí úspora nafty, vyšší komfort jízdy, více tažné síly a výkonnosti, delší životnost pneumatik (namísto 3500 motohodin až 5000) a větší výnosy plodin na méně zhutněné půdě.

Ing. Petr Beneš