A fejlesztés az ideális vagy a kívánt nyomatékgörbe felrajzolásával kezdődik, mely igazodik a felhasználás céljához. Minden egyes motornak van egy maximális teljesítmény görbéje, mely pontjain képes tartósan üzemelni károsodás nélkül. A motor vezérlés és pár olcsóbb alkatrész megváltoztatásával könnyen lehet a maximális nyomatékgörbékből kisebb nyomatékgörbéket származtatni, így könnyen készíthető kisebb teljesítményű variáns a már meglévő nagyobb teljesítményű motorból.
Egy motortípust többféle erőgéphez és kombájnhoz is felhasználnak a gyártók – Fotó: pixabay
A lenti táblázatban látható, hogy az egyik legnépszerűbb motorgyártó egyik legkedveltebb 6,7 literes modelljéből széles névleges teljesítmény tartományban készít erőforrást a traktorokba, kombájnokba.
Teljesítményválaszték azonos motorból
Névleges teljesítmény és maximális teljesítmény
Először is különböztessük meg a névleges teljesítményt és a maximális teljesítményt. A traktor „ereje” ("Hány lóerős a traktorod?") a teljesítménygörbe egy pontja, jellemzően a motor maximális névleges fordulatszámán a TLT tengelyen mért teljesítmény. Ez határozza meg a motor névleges teljesítményét.
A maximális teljesítmény a teljes fordulatszám tartományban található legnagyobb teljesítmény értéke. Ez sokszor egybe esik a névleges teljesítménnyel, de bizonyos motoroknál gyakran a maximális fordulatszám alatt található 100-300 fordulatszámmal.
Mi az a Boost?
Ezen kívül még érdemes megemlíteni a maximálisan elérhető teljesítményt vagy más néven a Boost-ot. Ezen a teljesítményen csak rövidebb ideig, vagy speciális körülmények között képes üzemelni a traktor és mindig nagyobb teljesítményt jelent, mint a traktor névleges teljesítménye. Erre példa a modern kombájnoknál a menet közbeni ürítéskor automatikusan kapcsoló extra teljesítmény, vagy nagyobb traktoroknál a szállítási módban elérhető nagyobb teljesítmény.
Az extra teljesítményt a motorvezérlés megváltoztatásával érik el (különböző teljesítménygörbék közötti ugrálással), de a motor és a hajtásrendszer élettartama érdekében csak korlátozott ideig alkalmazhatjuk.
Ezzel az opcióval a gyártók egy eszközt adtak a gépkezelők kezébe, hogy jobban kihasználhassák a gép teljesítményét és közelebb üzemeltethessék a munkagépet a határaihoz. A következő diagramon egy átlagos traktormotor teljesítménygörbéje látható a fordulatszám függvényében. Érdemes megfigyelni, hogy az 1500-as fordulatszám felett ellaposodik a görbe, így közel azonos teljesítményt ad le széles fordulatszám tartományban a motor.
A traktormotor teljesítménye
Ha már ismerjük a kifejlesztet motor határait akkor könnyen készíthető tetszőleges, alacsonyabb teljesítményű változat belőle. Ez azért is hasznos, mivel az alacsonyabb teljesítmény görbék variálásból készíthetőek el a különböző üzemmódok, ahol egy-egy speciális követelményt szem előtt tartva optimalizálják a vezérlést. Ilyen lehet az ECO mód, melyben az üzemanyag fogyasztásra optimalizálnak, vagy ilyen a korábban említett BOOST mód, mely során a maximális teljesítményre összpontosítanak. Minden egyes üzemállapothoz tartozó nyomatékgörbét külön kell tanúsíttatni, emisszió és fogyasztás szempontjából tesztelni, csak utána lehet használni és forgalmazni.
Nyomatékrugalmasság
A traktorok egyik fontos tulajdonsága a nyomatékrugalmasság, vagy más néven nyomatéktartalék. A nyomatékrugalmasság a maximális nyomatékérték és a névleges teljesítményhez tartozó nyomatékérték aránya.
A gyártók igyekeznek állandó teljesítményű motorokat készíteni, hiszen ez azt jelenti, hogy az erőgép széles tartományon képes leadni a névleges teljesítményhez közeli teljesítményt, így a traktor széles fordulatszám tartományban marad, erős és jól használható. A dízelmotor működési elve miatt azonban ez tökéletesen sohasem lesz megvalósítható, így mindig egy jellegzetes nyomaték- és teljesítménygörbét kapunk, csak a „lapossága” és egyenletessége lesz más.
Nagyobb nyomatékrugalmasságú traktorok esetén kevesebbet kell váltani – Fotó: pixabay
Ahhoz, hogy a teljesítményünk csökkenő fordulatszámon is állandó maradjon, az kell, hogy a nyomaték növekedjen, miközben a fordulatszám csökken. Ennek jelentősége és gyakorlati haszna abban van, hogy ha munka közben kötöttebb talajhoz vagy emelkedőhöz érünk, akkor elkezd csökkenni a motor fordulatszáma.
Ha a motort a helyes üzemelési tartományban üzemeltetjük (a lenti képen az 1900-2000 rpm közötti tartományban) akkor a motor fordulatszám csökkenés ellenére a nyomatékunk nőni fog, így a teljesítményünk állandó marad. Nagyobb nyomatékrugalmasságú traktorok esetén kevesebbet kell váltani és nagyobb akadályokat tudunk leküzdeni egy sebességtartományon belül.
A teljesítmény és a nyomaték összefüggése
A nyomatékgörbe másik oldala, tehát az eleje is fontos számunkra. Ennek nagysága azt mutatja meg, hogy milyen könnyen indul el a traktor, illetve, ha homlokrakodó van szerelve a gépünkre, akkor az alacsony fordulatszámon történő rakodási teljesítményünk is jelentősen függhet tőle, a hidraulika szivattyú teljesítményével egyetemben. Ha megfelelő méretű és hangolású turbót raktak a motorra, akkor a kezdeti nyomatéknak is megfelelőnek kell lennie.
Üzemanyag-fogyasztás
Az üzemanyag-fogyasztás mérésére a leggyakrabban a hatpontos terheléstesztet alkalmazzák. Hat jellemző fordulatszámon mérik a motor fogyasztását, majd ebből elkészítik a fogyasztási görbét és ebből számolják a leközölt hivatalos fogyasztási adatokat.
A következő ábrán a fogyasztási adatok is láthatóak a fordulatszám függvényében a többi, már korábban körbejárt értékek mellett. Jól látható, hogy van egy ideális fogyasztási tartomány, mely nem véletlenül még egybe is esik az ideális üzemeltetési tartománnyal a nyomatékrugalmasság szempontjából.
A következő motornak az ideális üzemi fordulatszáma 1800-as fordulatszám körül található. Itt a legkedvezőbb a fajlagos fogyasztása, ugyanakkor a teljesítménye pedig a maximum teljesítmény közelében található, valamint a nyomatékgörbe megfelelő szakaszán is vagyunk, tehát jó a nyomaték „tartalékunk”.
A hat henger jobb, mint a négy?
Ahogy a személyautóknál, sajnos a traktoroknál is terjedőben van költséghatékonysági okok miatt a kisebb méretű motorok használata. Ez azt jelenti, hogy a korábban jellemző nagy köbcentis, több hengeres motorok helyett egyre több a kisebb köbcentis, négyhengeres motor az azonos teljesítmény tartományban. Ennek egyik legnagyobb hátránya a kezdeti nyomaték csökkenése. Kevesebb hengerű, kisebb köbcentis motoroknak jellemzően az alacsony fordulatszámon mért kezdeti nyomatéka kisebb, mint a nagyobb, de azonos teljesítményű társaiknak.
Ezen intelligens vezérléssel lehet segíteni, de egy nagyobb motor a legtöbbször jobb kezdeti nyomatékgörbe szakasszal fog rendelkezni. Ezen kívül a nagyobb motor jellemzően jobb nyomatékrugalmassági számmal fog rendelkezni, így erősebbnek, nyomatékosabbnak fog tűnni a traktor.
Nem utolsó sorban a motor élettartama szempontjából is kedvezőbb, ha egy nagyobb, robosztusabb motorból hozzuk ki a kívánt lóerőt, mint egy végletekig kihegyezett, túlhajtott motorból.
A következő ábrán érdekességképpen a John Deere 8530-as és a 8520-as traktorok TLT-n mért nyomatékgörbéje található. A 8530-as nagyobb teljesítményű és nagyobb nyomatékú motorral van szerelve. Látható, hogy közel azonos nyomatékrugalmassággal rendelkeznek, azonban a 8530-asnak valamivel meredekebb a görbéje, így gyorsabban emelkedik a nyomaték a helyes üzemeltetési tartományon belül.
John Deere 8530 és 8520 összehasonlítása
Információs adatbázis: pontos teszteredmények elérhetősége
Most, hogy már ismerjük a főbb fogalmakat és tudjuk értelmezni a görbéket, már csak egy nehézség van előttünk: hol találjuk meg a mostani/leendő gépünk pontos adatait? Szerencsére több független laboratórium is foglalkozik mezőgazdasági erőgépek mérésében. Ezek közül leghíresebb az amerikai Nebraska Tractor Test Laboratory.
Itt évtizedekre visszamenőleg megtalálható a legtöbb traktortípus mérési jegyzőkönyvének a kivonata, mely tartalmazza a számunkra legfontosabb mutatókat. Az egyetemhez tartozó tesztterületen 1920 óta több mint 2000 traktor tesztet hajtottak végre, mely során rengeteg információt gyűjtöttek és tettek közzé. A teszteket standardizált módon hajtják végre, azonos vontatási és terhelési körülmények között, így könnyen jól összehasonlíthatóvá válnak a különböző típusok képességei. A mérési adatokat a következő honlapon tudjuk elérni: https://tractortestlab.unl.edu/testreports
Forrás:
https://www.fwi.co.uk/machinery/tractors/buying-a-tractor-how-to-make-sense-of-engine-statistics
https://tractortestlab.unl.edu/testreports
www.cummins.com
https://www.frontierpower.com/resources/articles-and-links/make-sense-of-diesel-engine-specs/
http://salesmanual.deere.com/sales/salesmanual/en_NA/tractors/2007/feature/engine/8030/8030_9l_engine_power_specifications.html?sbu=ag&link=prodcat
_fill_540x300_0.jpg)
