Kombájnok: több automatizálás és IT-alkalmazások

Trendek az aratás-cséplés folyamattechnológiájában

A betakarítógépek gyártói elsősorban az automatizálás és az informatikai alkalmazások területén nyújtottak be innovációkat Agritechnica-díjra. A kombájnok gazdasági és/vagy műszaki teljesítményhatáron történő felhasználása érdekében további műszaki megoldásokat mutatnak be a veszteségérzékelő rendszer kalibrálására. Emellett a hangsúlyt a kombájnsorozatokra is helyezik, amelyek az eddigieknél is következetesebben, a moduláris elv szerint készülnek, így a gyártók széles termékpalettát kínálnak. Egy teljesen új kombájnkonstrukció új teljesítménydimenziókat nyit meg.

A hevederes rendszerek és a részletmegoldások felé tartó tendencia folytatódik

A jelenlegi általános feltételek arra kényszerítik a gazdákat, hogy a délibb régiókból származó növényeket változatosabb vetésforgóban termesszék. A vágóasztalokat tervező szakosodott cégek és a kombájngyártók ehhez igazított konstrukciókkal reagálnak. A hevederes adapterek egyre nagyobb piaci részesedést szereznek, mivel hajlékony kaszapengékkel vannak felszerelve, és a menetirányra merőlegesen szegmentált keretekkel az egyenetlen talajhoz is alkalmazkodnak. Ez csökkenti a felszedési veszteségeket, különösen a nagy munkaszélességnél. Ennek az előnynek az intenzívebb kihasználása érdekében további kontúrkövető kerekek alkalmazkodnak a talajhoz a haladási irányban. A hevederes rendszer dőlésszöge így a betakarítási munkák során automatikusan a munkakörülményekhez igazodik. A repcék időjárási évjárathatástól függően igen változatosan viselkedhetnek, így még mindig előfordulhatnak jelentős felszedési veszteségek. A tervezők ezt olyan megoldásokkal ellensúlyozzák, mint például a vezető- és tömörítőcsavarok, valamint a profilozott keresztben futó hevederek és a vezetősínekben elhelyezett hevedervezetők.

A talajfelszín közelében történő kaszáláshoz a vágórendszer fejlesztése is fontos. A kaszaujjak az alsó oldalon is ferdék, hogy a lehető legkevesebb eltömődéssel és nagyobb betakarítási sebességgel lehessen kaszálni, a vágórendszer menetirányhoz igazított dőlésszögével. A speciális kaszaujjak még csúcs nélkül, két részre osztva a kaszapengékkel szemben is állíthatóak, a vágás maximalizálása érdekében. A cséplés és a szétválasztás tendenciái A legutóbbi Agritechnica kiállításon több gyártó is bemutatta a csúcs-teljesítményosztályokba tartozó, megnövelt cséplési teljesítményű új kombájnjait. A cséplési teljesítmény további növelése rendkívül nagy tervezési erőfeszítést igényel, mivel a szerkezeti térfogat korlátozza a méretnövekedést. Ezután a gép súlya is nő, mert a cséplési és elválasztási technikák nagyobb teljesítménye természetesen nagyobb motorteljesítményt és ezáltal robusztusabb hajtásláncot igényel. A közel 800 lóerős motorteljesítményű csúcsmodellek betakarító tartozék nélkül elérik a 20 tonnát meghaladó önsúlyt. A talajkímélő széles vagy dupla kerekek és gumihevederek ezért „kötelezőek” ezeknél a gépeknél.

A nagyobb cséplődob- és rotorátmérő felé mutató tendencia folytatódik. A 60 cm-nél kisebb átmérőjű kis cséplődobokat egyre inkább elhagyják, a nagyobb kapacitás érdekében. Még a dupla axiáldobbal felszerelt kombájnoknál is 60 cm-nél nagyobb az átmérő. A nagy cséplési teljesítmény elérése érdekében a cséplő- és elválasztórotorok is bővülnek. Új fejlesztés a piacon az a kombájnmodul, ahol az innovatív cséplési koncepcióban egy 5,8 m hosszú, a haladási irányra keresztben szerelt axiálrotort alkalmaznak. A betakarított anyagot az energiahatékonyság elérése érdekében középen és érintőlegesen vezetik be a rotorba, amely tulajdonképpen két anyagáramra osztja azt. Ez a hagyományos gépekhez képest nagyjából kétszeres cséplési teljesítményt tesz lehetővé, és megteremti az egyenletes szalma-, illetve pelyvaelosztás feltételét két aprítóval, akár 14 méteres vágási szélesség mellett is. Ez a kombájn rendkívül rövid, és a szállítás során hosszirányban mozgó hordozójárműre keresztirányban van felszerelve. A vontatójárművet következetesen ellenőrzött forgalmú gazdálkodásra tervezték, 12 méteres ágymérettel. Emellett következetesen alternatív hajtástechnológiákhoz és teljesen automatikus működéshez tervezték. Ennek eredményeképpen a teljes koncepciót erőforrás-takarékosnak lehet minősíteni.

Az információs és ellenőrzési technológiák tendenciái

A betakarítás információs és vezérlési technológiái egyre összetettebbé válnak. Egyrészt a gépi intelligencia továbbfejlődik a vezérlési technológiák formájában. Ezek közé tartozik első ízben egy automatikus szecskázóegység és egy automatikus aprítottanyag-szóró. Az automatikus szecskázóegységekben a helyes csigahelyzet és a vágóasztal hossza kerül beállításra annak érdekében, hogy a vágórendszerben a lehető legegyenletesebb terményáramlás jöjjön létre, ami aztán kedvező hatással van a cséplési teljesítményre. Egy szkenner rögzíti a csépelt termény geometriáját, hogy a csiga megfelelő pozícióba kerüljön. A menetirány-szabályozó rétegvastagság-érzékelője szintén érzékeli a terményáramlás egyenetlenségeit. Amikor a terményáram rétegvastagsága a legegyenletesebb, a vágóasztal hossza megfelelő.

Az aprított anyag oldalirányú eloszlását a teljes munkaszélességen most már közvetlenül lézeres érzékelőkkel is mérik. Ha a felaprított anyag eloszlása nem felel meg a beállított értéknek, a kétoldali elosztórotorok dobási sebessége egymástól függetlenül beállítható, amíg a felaprított anyag ismét egyenletesen el nem oszlik.

A gabonaveszteségek mérésének számos megközelítése dicséretes törekvés. Különösen a nagy kombájnoknál egyre inkább szükség van a veszteségérzékelők kalibrálására, hogy az automatikus állítóberendezések a terveknek megfelelően működjenek. Ezen túlmenően az agronómiailag meghatározott, illetve műszakilag vagy gazdaságilag adott teljesítményhatáron történő betakarítás különösen fontos ezeknél a gépeknél, mivel a nagy munkaszélességű kombájnok tényleges gabonaveszteségét általában túlbecsülik, ez pedig csökkenti a kombájn gazdasági hatékonyságát.

A szokásos rendszerek mellett képfeldolgozási technikákat is kifejlesztettek az egyszerű szemveszteség meghatározására. A földön fekvő szemeket lefényképezik, a képfeldolgozó technológia felismeri a területegységre eső szemek számát, és a kapcsolódó alkalmazás a kombájn műszaki adatainak és a termésmennyiségnek a megadása után kiszámítja a gabonaveszteség mértékét. Ez a technika mindenesetre nagyobb pontosságot ígér, mint a szokásos szabadfúvás és a gabonakiesés becslése. Az, hogy ezek a digitális módszerek a gabonaveszteség meghatározására meghonosodnak-e a piacon, a mérési pontosságuktól függ, különösen a takarmánybetakarító gépek esetében. A pontos méréshez túl kicsi letapogatott területet többszöri letapogatással lehet kompenzálni. A cséplés során a gabonaveszteségek meghatározására szolgáló digitális módszerek hasonló mértékben felhasználóbarátok, mint a műtrágyaszórás során az oldaleloszlás meghatározására szolgáló módszerek, és nagyon kis ráfordítással járnak – így jó esélyük van a bevezetésre.

Az okostelefon-alapú rendszerek is kihasználják az emberek megváltozott információgyűjtési szokásait. Ha a kombájn működése vagy beállítása során problémák merülnek fel, a QR-kód beolvasásával a vonatkozó információk letölthetők a vezérlőterminál képernyőjéről. Ezzel az elvileg nem új, de felhasználóbarát módszerrel gyorsan segítséget lehet kérni a gyártótól a kombájn megfelelő használatához.

A szalmaapríték kezelésének tendenciái

A nagy, 10 méternél nagyobb munkaszélességű kombájnok használata gyakran jár együtt tervezési kihívásokkal az aprítási és szórási technikák kialakításában. Itt az ún. radiális szórószerkezetek honosodtak meg, azonban nem világszerte, mivel a művelési módtól és a csépelt terménytől függően az aprítással és a szórással szemben támasztott követelmények nagymértékben változnak. Azokban a száraz régiókban, ahol a gyomirtó szereknek ellenálló gyomok nagy mennyiségben fordulnak elő, a kombájnokhoz őrlőberendezést építenek, hogy a gyommagvakat elpusztítsák. Az ilyen magmegsemmisítők alapvetően nagy hajtóerőigényű darálószerkezetek, amelyeket már az Agritechnica kiállításon is bemutattak.

Az új tervezési megközelítések elsősorban a csökkentett teljesítményigényre és a kompakt felépítésre összpontosítanak. A tengerentúlon ezekkel a technikákkal a gyommagvak mintegy 80%-a elpusztítható. A közép-európai betakarítási körülmények között azonban a fűmagok mintegy 80%-a már kihullott, mire a csépelt termést betakarítják. Ezenkívül a nagyobb szalmamasszát magasabb víztartalommal takarítják be, ami azt jelenti, hogy a gyommagvak is megmaradnak a szalmában. A gyommagvak mechanikai megsemmisítésére szolgáló technológia természetes feltételei tehát teljesen mások, mint a tengerentúlon. Ez azt jelenti, hogy egy ilyen rendszer hatékonysága a kb. 70–130 kW-os hajtásiteljesítményigény mellett nem elegendő.

A kombájnok minden aspektusára vonatkozó tendenciák

A kombájnok teljesítményének növekedésével a beállítási optimalizálás és az érzékelőtechnika beállítása egyre fontosabb szerepet játszik, mivel a hibás beállítások a nagy gépeknél arányosan nagyobb gazdasági károkat okoznak, mint a kis gépeknél. Ezért a gyártók folyamatosan fejlesztik a beállítási és egyéb vezérlési technológiáikat. A cséplési teljesítmény mellett a munka minősége is egyre fontosabb szerepet játszik. A 2018 és 2020 közötti száraz években például a szemek törése került a középpontba. A munka minőségének értékelésekor azonban nemcsak a mintaelemzés technikáit kell figyelembe venni.

A kombájnon belüli terményáramlásokat is objektíven kell értékelni. A gabonaveszteségekben lévő törött szem arányát gyakran teljesen túlbecsülik. Nem minden alkalmazás tükrözi pontosan azt, ami a kombájnban és a kombájn körül történik. A jövőben itt további tudományos eredményeket veszünk figyelembe. A tény az marad: minden cséplési és szétválasztási rendszer sajátos előnyökkel és hátrányokkal rendelkezik, és minden gyártó a különböző piacoknak megfelelő felszerelési lehetőségeket és intelligens vezérlési technológiákat kínál. Ellenkező esetben nem minden kombájn lenne alkalmas a világszintű használatra, és – következésképpen – nem lenne piacképes.

Összefoglalva

A cséplési betakarítási technológiák gyártói számos innovációt nyújtottak be a cséplési betakarítási szegmensben. Világszerte folytatódik a hevederes rendszerek és a vágóasztalok széles körű körülményekhez való alkalmazkodását szolgáló technikák továbbfejlesztése. A termékeiket nemzetközileg forgalmazó gyártók hevederes rendszerei egyre inkább európaivá válnak. Ennek eredményeképpen a gazdálkodók és a vállalkozók választási lehetőségei egyre bővülnek. Ez vonatkozik a kombájnsorozatokra is, amelyeket egyre következetesebben a moduláris elv szerint gyártanak, és így nagyon sokféle felszerelési lehetőséget tesznek lehetővé, azaz széles termékpalettát kínálnak.

Az építési volumenek korlátozása ellenére a cséplési teljesítmények növekednek. A vezérlési technikák javítják a terményáramlás egyenletességét, ezáltal növelik a betakarítási teljesítményt. A felaprított szalma pontos oldalirányú eloszlását közvetlenül mérik – mint a növénytermesztési folyamat fontos építőelemét –, és a külső körülményekhez igazítják. Egy újonnan tervezett, hordozójárműbe épített kombájn újabb lépést tesz a nagyobb cséplési teljesítmény felé, miközben növeli az energiahatékonyságot. Ez az átfogó koncepció, amelyet a jövő folyamattechnológiáira és alternatív energiákra terveztek, és amely kézzel és autonóm módon is működtethető, paradigmaváltást jelent a mezőgazdasági folyamattechnológia teljes területén.

Következtetés

Az innovációk a jelenlegi és a hosszú távú trendeket képviselik, sok újítás a kombájn köré épül – így továbbra is izgalmasak maradnak az események. A fő növények jelenlegi piaci és árhelyzete azt jelzi, hogy továbbra is magas bevételekre lehet számítani, de a mezőgazdasági inputanyagok ára és elérhetősége intenzívebb hatással lesz a gazdálkodók és a vállalkozók beruházási hajlandóságára, mint a gépgyártók által felvonultatott termékkínálat.

Prof. agr. Thomas Rademacher, élettudományok és mérnöki tudományok, Bingeni Műszaki Egyetem, Németország cikke alapján összeállította: Fodor Mihály A DLG engedélyével

Szerző Prof. agr. Thomas Rademacher