Většina výrobců rozšířila paletu svých traktorů směrem nahoru. Četné úpravy přinesly další zvýšení pohodlí řidiče při práci. A to nejenom mnoha komfortními prvky výbavy, ale také realizací nových technologií, jako je GPS navigace, telemetrie, nové ISO-Bus monitory nebo elektronické řízení. Zároveň je modelový rok 2012 pro některé výrobce charakteristický uvedením systému selektivní katalytické redukce druhé generace.
Vývoj směřuje nejen ke stále větším traktorům s výkonnějšími motory, ale také ke zvýšení účinnosti v oblasti pohonu a v komunikaci se závěsnými stroji. Protože růst výkonů a zároveň i hmotnosti má své hranice (těch je již téměř dosaženo), hledají se cesty ke zvýšení výkonnosti a účinnosti inteligentním řízením souprav.
Ve srovnání s obdobím před 20–30 lety trvá dnes inovační proces výrazně kratší dobu. Podzim roku 2011 a veletrh Agritechnica byly opět mezníky vývoje traktorů a přinesly mnoho nových modelových řad.
Zdrojem výkonu jsou nové motory, splňující nároky emisní normy Stupeň 3B. Tato norma začala platit od 1. ledna 2011, a to nejenom pro traktory, ale i pro další samojízdné stroje (tzn. i mlátičky, sklízecí řezačky, samojízdné vyorávače atd.).
Výrobci motorů se na přísnější emisní limity s předstihem připravili, nicméně jednalo se o velkou výzvu. Naprostá většina těchto firem docílila splnění požadavků normy instalací technologie selektivní katalytické redukce, založené na následné úpravě spalin v katalyzátoru pomocí AdBlue. Traktory jsou vybaveny přídavnou nádrží na aditivum a poměrně komplikovaným zařízením pro kontrolu jeho teploty a dopravu do katalyzátoru, případně zpět do nádrže.
Tankujeme jenom naftu
Druhý systém je založen na oxidaci oxidu uhelnatého a uhlovodíků ve speciálním katalyzátoru (tzv. diesel-oxidační katalyzátor) na oxid uhličitý a vodu. Katalyzátor je předřazen částicovému filtru odstraňujícímu pevné částice (saze). Systém vnější recirkulace výfukových plynů umožňuje kontrolovat teplotu hoření paliva a zpomalovat tento proces ve válcích tak, že přivádí do spalovacího prostoru ochlazené výfukové plyny. Výhodou je to, že k provozu postačuje tankovat naftu a není třeba kupovat ani skladovat AdBlue.
U některých výrobců traktorů vedl nástup uvedené normy ke změně dodavatele motorů. Potom bude na zákaznících, aby zhodnotili, co jim tato změna přinese. Ať tak nebo tak, pokud budou uvedené systémy správně fungovat, budou traktory emisního stupně IIIB o desítky procent šetrnější k životnímu prostředí než jejich předchůdci. A protože zároveň mají jejich motory i vyšší účinnost, označují je jejich výrobci přívlastkem „Green Efficiency“. Postupně se toto označení vžilo jako pojmenování pro celou novou generaci traktorů.
Změny nejen v designu
Přechod na novou emisní normu znamenal pro všechny výrobce motorů značně náročný úkol. Například výkonové křivky musely být nastavovány zcela jinak. Nové motory s přepracovanými křivkami průběhu točivého momentu si vyžádaly znova zpracovat software pro společný řídicí management motoru a převodovky.
A jak je obvyklé, nová verze je vždy chytřejší a efektivnější než předešlá.
Dále bylo nutné co nejšikovněji zaintegrovat poměrně objemné zařízení pro úpravu spalin. Zajímavé tvarování kapoty u traktorů nových modelových řad je ze značné míry vyvoláno právě potřebou najít místo pro katalyzátor, případně i částicový filtr. Kapoty jsou širší, vyšší a většinou již jednodílné, takže dovolují jednoduchý přístup k motoru. U traktorů vyšší výkonové kategorie bývá tato jednotka umístěna ve výfuku. Změn doznal též chladicí systém.
Skutečnost jiná než očekávání
Mnozí fanoušci zemědělské techniky se těšili, že nově prodané traktory v roce 2011 a později budou mít ve všech případech přídavnou nádrž na AdBlue s modrým hrdlem anebo dieselový oxidační katalyzátor. Nicméně vše bylo jinak a naplno se prodej traktorů s motory Stupeň 3B rozjede až se zpožděním.
Je to proto, že platí určité výjimky pro přechodná období. Například motory, smontované do 31. 12. 2010, mohou výrobci používat do nových traktorů ještě po dobu následujících dvou let. Tato výjimka zohledňuje jednak výrobce, tak i zákazníky, kteří mohou profitovat z nižší pořizovací ceny a osvědčeného způsobu ovládání.
Mnohým odvaha nechybí
A také toho neváhali využít. Zájem o traktory emisního stupně III známých modelových řad v některých případech po uplynutí data 1. 1. 2011 dokonce ještě stoupl. Hodně zemědělců důvěřovalo spíše již známým systémům, které jsou provozně jednodušší, levnější při pořízení, případně se prodávaly výhodně, tj. za sníženou cenu.
Ale nové modely si své odběratele také našly. Zvláště mladí řidiči se nebojí nových věcí, dalším důvodem mohla být deklarovaná nižší spotřeba nafty. Bez problému akceptovali i vyšší pořizovací cenu. Protože ale výrobci s novými sériemi traktorů přinesli na trh zároveň také inovace v širším rozsahu (nové kabiny s příjemnějším ovládáním, úpravami v oblasti podvozků a další), obdrží takový odvážný zákazník za svou investici opět pokrokovější traktor. A samozřejmě s větším výkonem.
Typickou ukázkou inovací je „Manažer přístupu“ pro nastavení traktoru, díky kterému může pověřená osoba provést nastavení stroje (včetně například i maximálního výkonu), uložit si ho a uzavřít před přístupem nepověřených osob. Takže například řidiči na výpomoci nemohou do těchto nastavení zasahovat. Změnu nastavení lze pak provádět pouze s určeným kódem.
Vpředu se inovovalo
Přímo rozmach u nových traktorů různých značek zažila nová podoba předního tříbodového závěsu. Tento prvek vyřešili konstruktéři tak, aby byl dobře integrován k traktoru. Většinou je vybaven polohovou regulací a je možné jej namontovat již ve výrobním závodě. Novinkou je systém aktivního odlehčování, vhodný například k agregaci žacích lišt.
Zajímavý je také řiditelný přední tříbodový závěs, díky kterému může řidič z kabiny ovládat například vychýlení čelního žacího stroje. Nové typy mají externí ovládání závěsu i vývodového hřídele (dodávaného na přání) a v kabině má řidič možnost uložit si například dvě polohy závěsu do paměti.
Modulární systém výroby
Velmi oblíbenou technologií výroby některých traktorů je modulární systém: traktor se na výrobní lince sestavuje na základě individuální zakázky z vybraných komponent. Možnosti volby provedení převodovky, přední nápravy, kabiny či hydraulického systému již při vyplňování objednávky umožňují vyrobit takové provedení traktoru, které bude co nejlépe odpovídat plánovanému nasazení. Nejlépe to demonstrují právě převodovky.
Ve střední výkonové třídě, kde využití traktoru může být značně různorodé, dávají výrobci svým zákazníkům na výběr mezi synchronizovanou převodovkou, převodovkou s (většinou dílčím) řazením pod zatížením anebo převodovkou s plynulou změnou převodového poměru.
Skupinové převodovky nejrozšířenější
Varianta s rychlostmi ve skupinách a tří- až šestistupňovým řazením pod zatížením je ve výkonové třídě do 110 kW/150 k u nás nejrozšířenější. Vyhovuje jak využití v dopravě, tak i pro rychlé polní práce; přímou volbou skupiny se rovnou zvolí požadovaný rychlostní rozsah. Práci usnadňuje užitečná inovace v podobě dálkového tlačítkového ovládání spojky. Pokud řidič stlačí tlačítko, usazené většinou v hlavici řadicí páky, může tuto páku přesunout do jiné pozice bez vyšlápnutí spojkového pedálu.
A přechod na nové technologie dokonce postupně eliminuje i tradiční posouvání řadicí páky mezi skupinami v kulise.
Jednoduché synchronizované převodovky se využívají u traktorů, pracujících převážně v živočišné výrobě a vykonávající periodicky jednodušší činnosti. Naopak plynulé převodovky vyhovují pro všestranné nasazení traktoru včetně práce s aktivním nářadím nebo při velmi pomalých rychlostech a samozřejmě jsou ideální v dopravě. Zde řidiči uspoří hodně práce a ten se může lépe soustředit na řízení. Za komfort samočinného fungování je ale třeba zaplatit vyšší cenu.
Odstupňování rychlostí má význam
Pro hodnocení převodovek s řazením pod zatížením je stále důležité, kolik rychlostních stupňů je k dispozici v rozsahu hlavních polních prací mezi 4 až 12 km/h. Je zajímavé, že dobrých výsledků dosahují například traktory se třemi stupni řazenými pod zatížením.
Dnes je běžnou praxí maximální rychlost při redukovaných otáčkách motoru. Takže například při zpáteční jízdě s návěsem může motor pracovat efektivněji, tzn. s nižší spotřebou i hlučností. Nevýhodou jsou omezené nebo vůbec žádné rezervy výkonu pro zvládnutí obtížných úseků.
Dalším kritériem pro posuzování převodovek je poskytovaný počet otáček vývodového hřídele, respektive vedle standardních otáček i „ekonomické“ varianty. Zvláště u traktorů střední výkonové třídy mohou být požadavky na výbavu tohoto druhu značné.
Dohromady 32 stupňů, s plazivými rychlostmi celkem 40 rychlostí se může zdát hodně, ale u traktorů s výkonem do 150 k je takové provedení na místě. Dovoluje totiž citlivé odstupňování jednotlivých stupňů nejen při práci do 12 km/h, ale v podstatně širším rozsahu. Dostatečná nabídka rychlostí i pro dopravu umožňuje udržovat motor v optimálním rozsahu otáček bez zbytečného přetáčení.
Jak řadit měkce
Mechanické převodovky v traktorech nových modelových řad příjemně překvapí svého uživatele měkkým průběhem řazení (i u nezatíženého traktoru). Tohoto efektu se dosahuje vazbou převodovky na řídicí jednotku motoru, která omezí na krátkou dobu dodávku paliva do válců. Nově je do převodovek instalováno proporcionální ovládání pro řízení řazení pod zatížením, které je pak skutečně komfortní a probíhá hladce a nezávisle na teplotě prostředí a zatížení traktoru.
S růstem výkonů je třeba přenášet na kola zároveň i vyšší točivé momenty. Tomu musí odpovídat i dimenzování převodovky a zadní nápravy. Zesílení zadní nápravy může být kromě toho vyvoláno také tím, aby podvozek snesl vyšší hmotnost traktoru (včetně přídavného dotížení), nezbytnou pro účinný přenos výkonu na půdu. Vyšší nosnost podvozku znamená i vyšší hodnotu užitečného zatížení a vyšší zvedací sílu tříbodového závěsu.
Spojky, ovládající reverzaci, byly doplněny o integrovanou ochranu proti přetížení. Tím je prodloužena jejich životnost a umožněno rychle reverzovat traktor bez rizika poškození převodovky. Možnou výbavou na přání je volitelný proporcionální vývodový hřídel závislý na pojezdu.
Převodovky různé konstrukce
Plynulé převodovky začínaly u traktorů vyšší výkonové třídy a také dnes zde nachází rozsáhlé uplatnění. V souvislosti s růstem výkonů motorů přišla na trh i nová provedení převodovek pro přenos těchto výkonů. Jsou postaveny na osvědčených komponentech. Specializované firmy mohou dodávat některým výrobcům traktorů kompletní celky, sestávající ze zadní nápravy s tříbodovým závěsem, vývodovým hřídelem a plynulé převodovky s odpovídajícím elektronickým řízením.
Takový konstrukční celek se vyznačuje nejenom schopností k přenosu vyššího výkonu, ale i úpravami pro ještě efektivnější přenos výkonu, a tím i provoz traktoru celkově. Výrobci převodovek také musejí reagovat na vývoj v oblasti motorů, takže plynulé převodovky dokážou přenášet vyšší točivý moment i při snížených otáčkách. Se zdokonalováním konstrukce se dociluje také zjednodušení údržby, případně vítané prodloužení intervalu výměny oleje, redukce hmotnosti či hlučnosti.
Zlepšit účinnost moderních plynulých převodovek při jízdách vyšší rychlostí lze také vhodnou olejovou náplní, což je úkolem pro výrobce. Běžně jsou plynulé převodovky vybaveny třemi nebo čtyřmi rychlostními rozsahy, které jsou řazeny automaticky. V každém ze čtyř rozsahů může být točivý moment přenášen až ze 100 % mechanickou cestou. To umožňuje přenášet na kola maximum tahové síly.
Další systémy navazují
Plynulé převodovky jako technicky nejdokonalejší a vždy počítači řízený systém k sobě přitahují další, rovněž elektronicky ovládané systémy. U kolébky těchto převodovek stály jednoduché společné managementy řízení výkonu motoru a pojezdu, které se neustále vyvíjejí. Nyní nově přichází i management, řídicí soupravu traktoru a nářadí na základě vzájemné výměny a společného využívání dat (pod zkratkou TIM nebo TIA). Jeho fungování vyžaduje traktor se systémem ISO-Bus a plynulým pojezdem. Právě rychlost jízdy je jedním ze samočinně regulovaných veličin a samozřejmě plynulá změna je ideální.
Loňský rok přinesl i další rozvoj systémů nezávislého elektropohonu nářadí. Na veletrhu Agritechnica 2011 byl představen generátorový modul, plně integrovaný do plynulé převodovky. Se skříní tvoří kompaktní celek a může poskytovat výkon až do 50, resp. 70 kW. Úroveň poskytovaného výkonu je závislá na požadavcích přípojného stroje. Zároveň je možné agregované nářadí precizně ovládat.
Technologie budoucnosti
Pokud by byl traktor zároveň vybaven hybridní baterií, mohla by se přebytečná mechanická energie ukládat v baterii a ve vhodné chvíli pak zpětně využívat. V závislosti na úrovni elektrifikace traktoru a prováděné práci by mohlo být dosaženo úspory paliva, snížení emisí CO2 a zvýšení pracovního a tahového výkonu. Hybridní systém pohonu jako možný další vývojový stupeň elektrifikace představuje vhodnou základnu pro konstrukci inteligentních managementů řízení toku energie v traktorech budoucnosti.
Je možné, že specializovaní výrobci převodovek či jiných komponent budou nabízet výrobcům traktorů kompletní systémy elektrifikace z jedné ruky.
S tím souvisí i rozvoj závěsného nářadí. Zatímco v roce 2007 bylo vystaveno první rozmetadlo průmyslových hnojiv s elektropohonem lopatek, tak Agritechnica 2011 tento trend potvrdila zcela zřetelně: vystaveno bylo nejen rozmetadlo, ale též tandemový návěs s poháněnou nápravou, sázeč brambor s elektropohonem či jednotorotový shrnovač píce.
Vývoj předních náprav
Traktory různých značek se odlišují mimo jiné i konstrukcí předních náprav. Úhel natočení předních kol na úrovni 55O je velmi dobrý a je základem pro dobrou manévrovatelnost traktoru. Nápravy jsou vybavovány již ložisky a kloubovými hřídeli s trvalou tukovou náplní. U traktorů nižší až střední výkonové třídy jsou přední nápravy vybaveny samosvorným diferenciálem nebo hydraulicky ovládaným diferenciálem se samosvorným účinkem.
Do obtížných pracovních podmínek, které vyžadují vysoké tažné síly, lze přední hnanou nápravu vybavit hydraulickou uzávěrkou se stoprocentní svorností. Díky těmto možnostem lze zajistit optimální přenos tažné síly; samozřejmě záleží také na vhodné volbě typu a rozměru pneumatik.
Pístnice ovládající řízení bývají integrovány k tělesu nápravy a tvoří s ní jeden kompaktní celek. Výhodou je velká světlá výška, jednoduchá údržba, malá úroveň ztrát, vysoká účinnost, prodloužená životnost, spolehlivé sledování stopy za jízdy, klidný chod, dobrá průchodnost terénem i šetrnost k životnímu prostředí díky dokonalému utěsnění.
Odpružení kabiny stále častější
U standardních traktorů je pak k přední části převodovky a k zadnímu mostu uchyceno uložení kabiny. Připojení kabiny k šasi stále častěji integruje také pružicí prvky; odpružení kabiny má zvýšit pracovní komfort obsluhy, eliminovat nárazy a vychylování podvozku a umožňuje pracovat při vyšších rychlostech.
Na současném trhu traktorů existuje mnoho variant odpružení kabiny, lišících se provedením, účinností a také cenou. Provedení odpružení je také odlišné pro různé hmotnostní kategorie traktorů. Snahou výrobců je docílit toho, aby hmotnost kabiny, kterou musí systém odpružení nést, byla co nejmenší. U těžkých tahačů s výkonem nad 300 k to není jednoduché, ale existují i kloubové nebo pásové traktory s obzvláště rozměrnými kabinami, nově vybavenými odpružením. Po desítkách let výroby těchto strojů s kabinami přímo našroubovanými ke kostře je to jejich posádkami velmi vítaná změna.
Vítaný prvek
Odpružení kabiny je pro obsluhu stroje přínosem vždy. Samozřejmě se požadavky liší v závislosti na způsobu využití. Časté nasazení v dopravě činí odpružení v kabině téměř nezbytným. Vyplatí se i komfortní provedení s elektronickým systémem tlumení rázů. Některé systémy umožňují i nastavení tuhosti pérování v několika stupních (nebo v režimu pole a silnice), v praxi se ale příliš nevyužívá.
Do uložení kabiny je možné zaintegrovat také funkci jejího sklápění. Tím se získá snadný přístup k převodovce, která je někdy konstruována jako výměnný cartridge. Sklopí se kabina, převodovka se vysune a zamění. Sklopení kabiny otevře také přístup k rozváděčům hydrauliky.
Automaticky reagující systém
I odpružení kabin se zdokonaluje. Perspektivní systémy jsou založeny na elektronické regulaci pomocí senzorů, které permanentně kontrolují všechny vlivy na situaci traktoru za jízdy. Vznikající signály jsou zpracovávány integrovanými proporcionálními ventily, které nastaví optimální tuhost odpružení.
Takový systém přináší zřetelně více komfortu zvláště při práci ve velmi proměnlivých podmínkách. Protože, i když podvozek traktoru neustále mění své chování, dynamicky reagující systém nastavení pružení značně snižuje zatížení řidiče. Což je záležitost užitečná zejména v dopravě, při níž z celkové trasy zabírají výraznější podíl polní cesty.
Odpružení kabiny má také pozitivní vliv na snížení zatěžování citlivých komponent, které jsou zde uloženy (elektronika, elektrický systém, ovladače, terminály, počítače, GPS navigace). Běžnou součástí moderních systémů je i integrovaná úrovňová regulace: bez ohledu na zatížení kabiny zůstává pružicí dráha na konstantní úrovni.
I přes tuto dokonalost se odpružení vyznačuje prostorovou nenáročností. Často je třeba pozorně prohlédnout místa uložení konstrukce kabiny, aby bylo možné odhalit, zda má dotyčný traktor systém instalován, nebo ne. Zároveň je odpružení odolné vůči extrémním výkyvům, pokud například traktor při vysoké rychlosti najede na hluboký výmol.
Spojky s torzním tlumičem
Dalším zdrojem vibrací, byť v současnosti velmi efektivně tlumených, je v každém traktoru motor. Moderní elektronicky řízené jednotky vynikají kultivovaným chodem v celém spektru otáček, ale přeci jenom nějaké oscilace vznikají. Aby se nepřenášely do převodovky a dále na ústrojí pohonu, jsou redukovány pojezdovými spojkami, jejichž kotouče jsou vybaveny torzním tlumičem, případně ještě předtlumičem.
Takové spojky se vyznačují i termickou stabilitou po celou dobu životnosti. Tento parametr je závislý na způsobu nasazení traktoru: pokud je nutné často zastavovat a poté se rozjíždět pod vysokým zatížením, je stabilita jen s malými výkyvy teplot u kotoučů jejich důležitou vlastností.
Doprava chce své
Zemědělská doprava je charakteristická také tím, že se uskutečňuje v rozdílném prostředí: na poli a na silnici. Tato dvě prostředí se odlišují svými povrchy, požadavky na nahuštění pneumatik, běžnou (průměrnou) pojezdovou rychlostí a tahovým odporem, který pneumatiky strojů na něm kladou.
Samozřejmě, výhodou je plynulá převodovka. Na dlouhé dopravní vzdálenosti je užitečná funkce tempomatu. Stlačením tlačítka vydá řidič traktoru povel, že požaduje zrychlení na nastavenou pojezdovou rychlost a její udržování, pokud bude výkon motoru postačovat. Vzájemnou souhru řídí automatický režim. Plynulá akcelerace je výhodná, za jízdy po silnici se většinou využívá režimu „pojezdového pedálu“.
Rozdíly v klidové regulaci
Pokud traktor dojede ke křižovatce a zastaví na semaforu, u většiny plynulých převodovek se spustí režim aktivní klidové regulace. Traktor je patřičným nastavením planetového převodu udržován bez pohybu na místě, dokud řidič opět nestlačí plynový pedál. U traktorů některých výrobců se ale aktivní klidová regulace z bezpečnostních důvodů nezařadí, pokud je reverzorem zvolen směr jízdy. Takže na křižovatce nebo při výjezdu z polní cesty je nutné buď přesunout páčku reverzoru do polohy pro tuto regulaci anebo vždy šlápnout na brzdové pedály.
Totéž platí i o zapřahání nářadí. Režim „pojezdového pedálu“ se využívá i při práci s čelním nakladačem. Naopak joystick se používá převážně u polních prací. Zřídka se uplatňuje i manuální režim, kdy řídicí jednotka nepracuje a otáčky motoru jsou výhradně určovány plynovým pedálem – například za jízdy na ledu.
Spolu s komfortem
Plynulé převodovky jsou téměř vždy dodávány do traktorů spolu s multifunkční loketní opěrkou, tedy v nejkomfortnější verzi ovládání traktoru (včetně elektricky ovládaných vnějších okruhů hydrauliky, ISO-Bus monitoru apod.).
Specializované firmy vyrábí plynulé převodovky pro traktory s výkony od 330 do 650 k, vyvinuté pro zabudování do podvozků s rámovou konstrukcí. Protože i provedení systémového nosiče se může lišit v závislosti na požadavcích zákazníků, mají převodovky modulární design. To znamená flexibilní možnosti konfigurace větvení přenášeného výkonu na podvozek a případné vedlejší pohony (pohon všech kol, pohon hydrogenerátoru).
Jak posuzovat spotřebu paliva
Vhodný údaj k tomu, aby bylo možné srovnávat spotřebu paliva, je specifická spotřeba. Údaj vypovídá o tom, jaké množství nafty se spálí, aby se vyprodukovala kilowatthodina na tažném zařízení traktoru. Umožňuje provádět vzájemná porovnávání traktorů různých značek s různými výkony.
Spotřebu paliva ovlivňuje také pravidelná údržba. Patří sem například důkladné čištění vzduchového filtru, vyfoukání nečistot z mřížek chladičů i ze vstupních mřížek kapoty. Své udělá též kontrola těsnosti vzduchotlakového systému. A doporučují se též pravidelné kontroly motoru v servisu.
Klíčové informace
– Vývoj směřuje nejen k růstu výkonů, ale i ke zvýšení účinnosti v oblasti pohonu. Nástup motorů emisní normy Stupeň 3B probíhá se zpožděním z důvodu výjimek pro přechodná období. Rychlý rozvoj prožívá komunikace.
– Většina výrobců docílila splnění požadavků normy instalací technologie selektivní katalytické redukce, založené na následné úpravě spalin v katalyzátoru pomocí AdBlue. Podmínkou je druhá nádrž na aditivum a zařízení pro kontrolu jeho teploty, dopravu a dávkování. Méně častá je oxidace oxidu uhelnatého a uhlovodíků ve speciálním katalyzátoru (tzv. diesel-oxidační katalyzátor) a odstraňování pevných částic ve filtru.
– Jednoduché synchronizované převodovky se využívají u traktorů vykonávajících periodicky jednodušší činnosti. Plynulé převodovky se stále více rozšiřují i do nižších tříd a jejich účinnost se zlepšuje. Jsou vhodnou volbou pro dopravu, ale mezi značkami panují rozdíly například v klidové regulaci.
– Nové pojezdové spojky mají kotouče vybaveny torzním tlumičem, případně ještě předtlumičem. Vyznačují se termickou stabilitou po celou dobu životnosti.
Petr Beneš
