Innováció a mezőgazdasági szállítóeszközöknél

A mezőgazdasági termelésben a növénytermesztés vagy állattenyésztés technológiai munkáinak szinte mindegyikéhez kapcsolódik anyagmozgatási, ezenbelül szállítási feladat. A feladat ellátása megfelelő konstrukciójú szállítóeszköz alkalmazását követeli meg.

A gyakorlatban a megtermelt mezőgazdasági anyagok szállítására alkalmas pótkocsis, tehergépkocsis és traktoros pótkocsis szerelvények mellett „speciális” szállítóeszközök – szervestrágyaszórók, bálaszállító és kiközelítő pótkocsik – alkalmazása is szükséges a mezőgazdaságban. Ezek konstrukciója fődarabjaik vonatkozásában nagy hasonlóságot is mutathat, a felépítményben viszont jelentős lehet az eltérés. A fejlesztésénél fontos szempont, hogy az univerzális traktorok rugózott fülkével, rugózott mellsőhíddal, Common Rail tüzelőanyag-ellátó rendszerű, nagy rugalmasságú, különböző vonóhorog-, TLT-s teljesítményű és szállítási üzemmódban dolgozó motorokkal vannak felszerelve. Ezek az innovációs megoldások teszik lehetővé a 40-50-65 km/h szállítási sebességtartomány kihasználását (1. kép). A kedvező jogszabályi előírás hozzájárult a traktoros pótkocsis szállítás nagymérvű térnyeréséhez, a tehergépkocsis és pótkocsis szerelvények hátrányára.

 

1. kép. Magasabb, 40 km/h haladási sebességre alkalmas mezőgazdasági pótkocsiból és nehézuniverzális traktorból álló gépcsoport
1. kép. Magasabb, 40 km/h haladási sebességre alkalmas mezőgazdasági pótkocsiból és nehézuniverzális traktorból álló gépcsoport

 

A traktoros pótkocsis szállítószerelvényekre megengedett magasabb szállítási sebességet és vontatható tömeget a mezőgazdasági pótkocsikat gyártó cégek is követték a fejlesztéseik során.

A mezőgazdasági pótkocsik fejlesztésében is megjelentek a számítógépes AutoCAD és CAM tervezési és modellezési technikák, egyre jobb minőségű alkatrészek kerülnek beépítésre, a gyártástechnológiában pedig a számítógépes lézer- és robottechnológia szinte mindenütt fellelhető (2. kép).

 

2. kép. A mezőgazdasági pótkocsikon alkalmazott nagy folyásszilárdságú anyagok felhasználása fejlettebb gyártástechnológiát igényel
2. kép. A mezőgazdasági pótkocsikon alkalmazott nagy folyásszilárdságú anyagok felhasználása fejlettebb gyártástechnológiát igényel

 

A járműtechnikában fontos irányzat a járművek, pótkocsik önsúlyának csökkentése, ezáltal a maximális hasznos teherbírás elérése. Ezért a mezőgazdasági pótkocsiknál is a hegeszthető alumíniumalapú szerkezeti anyagokat, egyéb műanyag elemeket (3. kép), a keréktárcsáknál a könnyűfém öntvényeket alkalmazzák. Az alumíniumalapú szerkezeti anyagok egyébként a nagyobb korróziós igénybevételnek is jobban ellenállnak. A korróziós igénybevétel csökkentésére a mezőgazdasági szállítóeszközökön korrózióvédő festést, illetve tűzihorganyzást alkalmaznak.

 

3. kép. A pótkocsi-felépítményeknél alkalmazott alumíniumötvözetek és egyéb anyagok jelentősen, 10-25%-kal csökkenthetik az önsúlyt
3. kép. A pótkocsi-felépítményeknél alkalmazott alumíniumötvözetek és egyéb anyagok jelentősen, 10-25%-kal csökkenthetik az önsúlyt

 

A mezőgazdasági szállítóeszközök a változatos terep- és domborzati viszonyok, gördülési ellenállás, extrém vonóerőigény miatt nagyobb igénybevételnek vannak kitéve. Ezért az alváz, vonórúd, futómű esetében és egyéb teherviselő szerkezeteknél a hagyományos szerkezeti acélokat egyre nagyobb volumenben váltják ki a nagy folyásszilárdságú és nagy szakítószilárdságú szerkezeti acélokkal. Ez az önsúly csökkentése szempontjából is jó megoldás, viszont ezek az anyagok nehezebben hegeszthetők, ezért a gyártás folyamán alkalmazásuk szigorúbb hegesztési technológiát, hegesztőrobotok, robotcellák alkalmazását igényli (4. kép).

 

4. kép. Az újabb fejlesztésű mezőgazdasági pótkocsik gyártásánál széles körben alkalmazzák a hegesztőrobotokat
4. kép. Az újabb fejlesztésű mezőgazdasági pótkocsik gyártásánál széles körben alkalmazzák a hegesztőrobotokat

 

A dinamikus igénybevételek és az üzemeltető traktor vonóberendezése függőleges terhelésének csökkentésére alkalmazzák a függőleges vonórúd-terhelésű pótkocsik vonóberendezéseinek különböző rugózott változatait. E vonórudak rugózásának legegyszerűbb konstrukciós megoldása a félelliptikus laprugózás, a bonyolultabb a hidropneumatikus rugózás.

A pótkocsik vázszerkezeti részei viselik a szállított teher statikus, a talajegyenlőtlenségből adódó és a menetsebesség okozta dinamikus terhelést. Ezeket az igénybevételeket a különböző konstrukciók rugózási megoldásai csökkentik. Az alkalmazott rugózási megoldások összekötő teherviselő szerkezetek, melyek a futómű és az alváz között kerülnek beépítésre. Csatlakozásuk a pótkocsi alvázához a forgózsámolyos pótkocsiknál rugóbakokon keresztül történik. Ugyanez a csatlakoztatási megoldás látható az átmenőtengelyes iker- vagy háromtengelyes futóműveknél. Az alváz teherviselő elemeihez pedig a tandem- vagy tridemtengelyes rugózott futóműveknél hosszirányú lengőkarokkal csatlakoznak a rugózó elemek. A forgózsámolyos két- vagy háromtengelyes pótkocsiknál félelliptikus, klasszikus kialakítású laprugókötegeket gumibak ütköztetéssel alkalmaznak, de a mezőgazdasági változatoknál sem ritka a pneumatikus vagy hidropneumatikus rugózási megoldás. Ugyanezt a megoldást alkalmazzák a függőleges vonórúd-terhelésű tandem-, iker- és tridemtengelyes futóműves szállítóeszközöknél, pótkocsiknál.

A mai univerzális, nehézuniverzális traktorok korszerű hidraulikus és pneumatikus rendszere lehetővé teszi a mezőgazdasági pótkocsikon a hidropneumatikus vagy pneumatikus rugózás alkalmazását. Ez állandó rugókarakterisztikával rendelkezik, bizonyos fokig a lengéscsillapítás is megtörténik. Mindkét megoldásnál a plató magassága – függetlenül a terhelési állapottól –azonos értékű. A legfontosabb szempont azonban, hogy a laprugós megoldáshoz képest lényegesen nagyobb rugóutat biztosít, tehát sokkal jobb a futómű terepkövetése (5. kép).

 

5. kép. Korszerű, légrugósfutóműmegoldás
5. kép. Korszerű, légrugósfutóműmegoldás

 

Az abroncsozás változatai

A traktorvontatású mezőgazdasági pótkocsik szinte kivétel nélkül alacsony nyomású gumiabroncsozásúak. A tandem-, ikertengelyes, háromtengelyes, tridemfutóműves pótkocsik esetében, mivel a futóművek párhuzamosan beépített tengelyének meghosszabbítása nem esik egybe a kanyarodás „momentán centrum”-ával, ezért ezeknél a futóműveknél az egyes tengelyek gumiabroncsai kanyarodáskor „radíroznak”, ami a gumiabroncsok idő előtti elhasználódásához vezet. Ennek csökkentésére a konstruktőrök többféle műszaki megoldást, „kényszer-” vagy „tengelycsonk-” kormányzást alkalmaznak. A legegyszerűbb megoldás az, hogy a „radírozó” tengelyek gumiabroncsai terhelését kisebb értékre állítják be. Ezt a megoldást kombinálhatják azzal, hogy ezt a tengelyt üres menetben hidraulikus munkahenger segítségével kiemelik. A probléma leghatékonyabb megoldására különböző elven működő hidraulikus kormányberendezéseket fejlesztettek ki. A mezőgazdasági pótkocsik futóművein alkalmazott legegyszerűbb kormányzási megoldás, amikor a pótkocsi hidraulikakormányzási rendszerét a vontatótraktor hidraulikus kormányzása vezérli. Ennél bonyolultabb változat, amikor a traktor nyomvonalát a pótkocsin kiépített, a kormányművet működtető zárt hidraulikus rendszert a vontatótraktor vonóberendezéséhez mechanikusan csatlakoztatott hidraulikus munkahenger vezérli. Egyes típusokon ezt a vezérlést giroszkóppal, elektronikus jelátvitellel oldják meg (6. kép).

 

6. kép. SCHARMÜLLER mechanikus kormányzásvezérlés
6. kép. SCHARMÜLLER mechanikus kormányzásvezérlés
6. kép. SCHARMÜLLER mechanikus kormányzásvezérlés

 

A tengelyterhelés kontrollja

A megengedett össztömegre és a megengedett tengelyterhelésekre vonatkozó előírásokat biztonságtechnikai okokból és az utak túlterhelés elleni védelme miatt az illetékes hatóságok fokozottan ellenőrzik. Ebből a célból épült ki a TSM, a Nemzeti Tengelysúlymérő Rendszer, országosan 89 mérőhellyel. A mezőgazdasági szállítóeszközök, pótkocsik rakodása általában a termőterületen történik, ahol nincs lehetőség a pótkocsik terhelésének a mérésére, mert nincs kiépített mérőhely. Ezért a pótkocsikat, illetve az alkalmazott futóműveket gyártó cégek gyakran különböző tengelyterhelés- vagy tengely-, illetve össztömegmérő berendezéseket alkalmaznak.

A mezőgazdasági pótkocsiknál is széles körben alkalmazzák az ISOBUS-technológián alapuló távvezérlés pótkocsi-traktor kommunikációt, és a GPS-távvezérlést. Ilyen technológián alapul a FLIEGL AWS tengely- (pontosabban tömeg-) mérő rendszer. A rendszer lényege, hogy az elektrotenzometrikus mérőcellák által adott jel ISOBUS-adatátvitellel kommunikál a traktor vezetőfülkéjében elhelyezett univerzális terminállal, szoftverrel, illetve GNSS műholdas rendszerrel. A rendszer univerzálisan használható, utólag bármely járműkonstrukcióra kiépíthető (7. kép).

 

 7. kép. FLIEGL tengelyterhelés-mérő rendszer működési elve
7. kép. FLIEGL tengelyterhelés-mérő rendszer működési elve

 

A szombathelyi székhelyű BPW-Hungária Kft. már több nemzetközi kiállításon is bemutatta az AGRO-Hub mérőrendszert. A mérőrendszer a szállítóeszköz, pótkocsi teherviselő tengelyén elhelyezett nyúlásmérő bélyegek, illetve mérlegrendszer és szenzorok szolgáltató jelét a futóműbe integrált számítógép (PC) dolgozza fel. A feldolgozott jelek hisztogram formájában dokumentálhatók. A rendszer méri a jármű össztömegét, tengelyterhelés-értékeit, de ez USB adatátvitel segítségével az üzemeltető traktor terminálján leolvasható, emellett megjeleníthető a futásteljesítmény, illetve a rendszer figyelmeztet a karbantartási intervallumok betartására. A rendszer információi BPW AGRO App használatával androidos telefonra továbbíthatóak, illetve ISOBUS-kommunikációval a vontatótraktor termináljára juttathatóak (8 kép).

 

8. kép. BPW-AGRO Hub tömegbecslő rendszer működési elve és kivitele
8. kép. BPW-AGRO Hub tömegbecslő rendszer működési elve és kivitele
8. kép. BPW-AGRO Hub tömegbecslő rendszer működési elve és kivitele

 

A nagyméretű szállítóeszközök üzemeltetése nagy figyelmet követel meg a gépkezelőktől. A FLIEGL Hawk applikáció a jármű elejére szerelt, kétoldalt elhelyezett kamerákat alkalmaz. A kamerák látószöge 60°, segítségükkel, egy osztott képernyőn, az út széléről, a jármű jobb és bal oldaláról is képet kap a gépkezelő. Hasonlóan a tolatás biztonságát segíti elő a FLIEGL Scout rendszer. A rendszer ultrahangszenzorokkal működik. A megfigyelőrendszer ISOBUS-adatátvitellel, FLIEGL Con Blue csatlakozón keresztül működik.

A mezőgazdasági szállítási feladatokat gyakran rossz időjárási viszonyok és talajállapotok mellett is el kell végezni. Ilyen körülmények között a szállításra használt nagy vonóerejű traktorok kifejthető vonóereje is kevés lehet a biztonságos vontatáshoz. Ezért a futóműgyártók és pótkocsigyártók különböző – a mezőgazdasági pótkocsikon is alkalmazható – hajtott kerekű futóműveket fejlesztettek ki.

A BPW AGRO Drive tengelyek beépíthetőek a mezőgazdasági szállítóeszközökbe. A hajtott tengely meghajtása a vontatótraktor hidraulikus hálózatáról történik, kétfokozatú „Black Bruin” radiáldugattyús hidromotorral. A meghajtórendszer gumiabroncsnyomás-szabályzóval, fordulatszám- és forgásirány-érzékelővel és ABS szenzorokkal, országúti szabadonfutóval van szerelve (9. kép).

 

9. kép. BPW-AGRO Drive rendszer működése és beépítése
9. kép. BPW-AGRO Drive rendszer működése és beépítése
9. kép. BPW-AGRO Drive rendszer működése és beépítése

 

A különböző gépkiállításokon bemutatott pótkocsi- és futómű-konstrukciók számos innovációs megoldást tartalmaznak. Az innovációra – gyártástechnológiai szempontból – elsősorban nagy folyásszilárdságú anyagok, szerkezeti acélok, könnyűfémek alkalmazása és szigorúbb gyártástechnológiai eljárások, hegesztési technológiák, robotok alkalmazása a jellemző. Az innovációk eredményeként – a szilárdsági paraméterek javítása mellett – az önsúly csökkentése és a teherbírás növelése következik be. A konstrukciós fejlesztések mellett pedig az informatikai eszközök, digitális ISOBUS, PC-terminálok, GPS-alkalmazások használata is általános.

 

Dr. Kelemen Zsolt
műszaki szakértő

 

anyagmozgatás BPW Fliegl GPS innováció Isobus járműtechnika JOSKIN lehordószerkezet mezőgazdaság pótkocsi pótkocsis szerelvény szállítóeszköz tridem futómű tridemtengely vonóerőigény
..