A kerekes traktorok kormányzása, haladásának irányítása, kanyarodása kormányszerkezet segítségével valósítható meg. A traktor kormányzását befolyásolja többek között a kerékfelfüggesztése, a kerékrugózása, a gumiabroncs kialakítása, a talaj, illetve az út minősége, a vonóerő és az oldalerő, sőt a fékerő kifejtése is.
Forgózsámolyos és tengelycsonk-kormányzás
Forgózsámolyos kormányzási módról beszélünk, ha a kormányszerkezet az egész első járószerkezetet egy függőleges csap körül a kocsitesthez képest elfordítja (1.a ábra). Ezt a kormányzást a traktortechnika ma már nem alkalmazza.
1. ábra. Forgózsámolyos (balra) és tengelycsonk-kormányzás (jobbra)
Tengelycsonk-kormányzás esetén a kormányszerkezet a tengelycsonkokkal fordítja el a kerekeket (1.b ábra). Ennél a megoldásnál a csúszás nélküli gördülés biztosítása végett szükséges, hogy az első belső kerék elfordítási szöge nagyobb legyen, mint a külsőé, tehát a két kerék forduláskor nem maradhat párhuzamos.
Kormánytrapéz biztosítja a tengelycsonk kormányzási módnál a kanyarfutáskor szükséges kerékbeállítást. A kormánytrapéz méretét a tervezés során nagy körültekintéssel határozzák meg (1.b ábra), úgy hogy az – y hosszúságú trapézkarok meghosszabbított vonalai a hátsó tengelynél metsszék egymást.
A kerekes traktorok leggyakrabban alkalmazott tengelycsonk kormányszerkezetét a 2. ábra szemlélteti.
2. ábra. Kerekes traktor kormányszerkezetének felépítése
1. kormánykerék, 2. kormányoszlop, 3. kormánymű, 4. kormánykar, 5. gömbcsukló, 6. tolórúd, 7. irányítókar, 8. tengelycsonk, 9. első híd, 10. nyomtávkar (trapézkar), 11. összekötő rúd (trapézrúd)
Kerékbeállítási szögek
A kerékbeállítási szögek (3. ábra) helyes beállítástól függ a kormányzás stabilitása, a kormányzott kerekek egyenes állásban tartása, elkormányzás után eredeti, egyenes állásába hozásának elősegítése és a csapágyak élettartama.
3. ábra. Kerékbeállítási szögek
A kerékdőlés
A tengelycsonkon ágyazott kerék és a kerékagy a talajra emelt merőlegessel bezárt ?-szöge értéke 1-4o. A kerék kifelé dőlésének következtében a keréken ébredő és befelé irányuló erő a kerékagycsapágyak axiális játékát jelentős mértékben csökkenti.
A csapterpesztés
A tengelycsonk-csapszeg és a jármű haladási irányára merőleges síkban a talajra emelt merőlegessel bezárt ?-szög, értéke 3-9o. Az elkormányzás ferde csapszeg körül történik, amely elősegíti a kerekek újbóli egyenesbe állását.
Az elkormányzási sugár
A tengelycsonk-csapszegnek a talajon vett döféspontja és a kerék középvonala közti ?a? távolság mm-ben, értéke a=25-60 mm, szervokormány alkalmazásakor a=30-100 mm. Az elkormányzási sugár növeli az elkormányzott kerekek egyenes állásba visszatérítő nyomatékát.
A kerékösszetartás
A kormányzott kerekek menetirány szerinti összetartásának mértéke ?A-B” (mm), szokásos értéke a kerékpánt szélére vonatkoztatva traktornál 4-10 mm. A kerekek összetartása a kerékdőlés okozta széthúzó hatást ellensúlyozza. A kerékösszetartás meghatározásához A-t és B-t nem egységesen mérik, szokás a gumiabroncs közepén, a kerékpánt szélén és a fékdob peremén mérni. A kerékösszetartás értékének megadásánál a mérés helyét is megadják.
A kerékutánfutás
A tengelycsonk-csapszegnek a menetirányban a függőlegeshez mért dőlésszöge, vagy a talajon mérték, szokásos értéke ?= 0,5-3o, illetve k= 6-15 mm. A kerékutánfutás következtében a nem hajtott kerekeknél ébredő stabilizáló erők a kerekek menetirányban tartásáról gondoskodnak.
Kutyanyomon
A kutyanyomon (ferdén) járás akkor lép fel, ha az első és hátsó tengelyek nem a traktor hossztengelyére merőlegesek.
Kormányművek
Kormányművek, szervokormányok hozzák mozgásba a kormánymechanizmust (kormányrudazatot, a kormánytrapézt, tengelycsonkot). A kormánymű egyrészt a kormánykerék, másrészt a kormányrudazat közötti kapcsolatot és a szükséges áttételt valósítja meg. A traktortechnikában legelterjedtebb kormánymű megoldások az 4. ábrán láthatók.
4. ábra. Kormányművek
a) globoid csigás; b) csavarorsós-golyósoros; c) fogasléces
A traktor lassú haladásakor a kormánykerék elfordításához szükséges erő meghaladhatja a hatósági előírást, ennek elkerülése érdekében hidraulikus rásegítésű szervo kormányszerkezeteket alkalmaznak. A szervo hatás megszűnése esetén a kormányzás továbbra is működik, a mechanikus kormányszerkezettel.
Orbitrol kormányzásnál a kerekek elfordítása két hidraulikus munka hengerrel valósítható meg (5. ábra). A szervo hatás megszűnésekor a kormánykerékkel forgatott orbitrol kormányművel a kormányzás hidraulikusan tovább folytatható.
5. ábra. Orbitrol kormányzás szerkezeti kialakítása
Elsőkerék-kormányzás
Elsőkerék-kormányzás mellett, megfelelő kialakítással kormányozni lehet a hátsó vagy az összes kerekeket is. A közúton közlekedő traktor csak elsőkerék-kormányzású lehet. A hátsókerék-kormányzást bizonyos munkáknál alkalmazzák, pl. ha a traktor hátra menetben dolgozik. Tipikusan hátsókerék-kormányzásúak az arató-cséplő gépek és a különféle rakodó gépek.
6. ábra. A JCB Fastrac 7000 traktor választható kormányzási módjai
Négykerék-kormányzás
Négykerék-kormányzásúak az univerzális traktorok egyes kivitelei. A kialakítástól függően a kerekek kormányozhatók párhuzamosan, illetve tengelyenként ellenkező irányba is. A legváltozatosabb megoldással a JCB Fastrac egyes típusai rendelkeznek (6. ábra).
A négykerék-kormányzás derékcsuklós (ízelt) kialakítással (7. ábra) is meg valósítható. Kormányzáskor az első és a hátsó hidat fordítják el egymáshoz képest, az osztott vázzal együtt, egy középső függőleges csap körül.
7. ábra. Derékcsuklós (ízelt) négykerék-kormányzás
Csúszva kormányzás, skid steer
Esetében a kerekek nem fordulnak el, hanem a külső kerekek gyorsabban forognak, mint a belső oldaliak (amelyek álló helyzetig le is fékezhetők). Ez a megoldás nem terjedt el traktoroknál, annak ellenére, hogy vele igen kis fordulási sugár (sarkon fordulás) is elérhető, mert az oldalcsúszás a talajt igen erősen roncsolja.
Kormányfékkel lehet a kétkerék-hajtású traktort legkisebb fordulási sugárral elfordítani. A kormányfék úgy működik, hogy forduláskor csak az egyik hátsókereket fékezi (mindig a fordulóban belsőt). Egy-egy fékpedállal működtethető a jobb és a bal oldali hátsó kerékfék, a két fékpedál mechanikusan, kilinccsel összekapcsolható. A kormányféket csak 5 km/h alatti sebességnél szabad használni, az oldalra borulás veszélye miatt. Szállításnál és más gyorsabb munkáknál a két fékpedált össze kell kapcsolni.
Traktor gyártók szolgáltatásai
A traktor gyártók további szolgáltatásokat is kínálnak. Például a fordulási sugár mérséklésére (8. ábra) a New Holland SuperSteerTM és FastSteerTM rendszer együttes alkalmazását ajánlja.
8. ábra. Forduló terület megtakarítás a SuperSteerTM plusz a FastSteerTM elnevezésű kormányzást végző berendezéssel
A SuperSteerTM olyan szerkezeti kialakítású (9. ábra), ahol a szervokormány működtetésével nem csak a tengelycsonkok, hanem az első híd is kismértékben elfordítható, ez segíti a szűk fordulási sugár elérését. A fordulási sugár tovább csökkenthető a FastSteerTM rendszer bekapcsolásával, amelynél a kormányzás megkezdésekor a kormányzást végző hidraulikus munkahengerek automatikusan, gyorsan ütközésig mozdulnak. A FastSteerTM rendszer 10 km/óra alatt működik, és jelentősen csökkenti a teljes elkormányzásra fordított időt, ezáltal a táblavégi fordulók helyigényét.
9. ábra. A New Holland traktor SuperSteerTM elnevezésű első hídja
A jövő
A traktorok kormányzásának jövője a robotkormányzási mód meg valósítása. Már ma is több gyártó kínál kiegészítő berendezéseket a modern traktorok kormány rendszeréhez, amelyekkel az automatikus kormányzás megvalósítható. Ilyen rendszerek például az Auto-GuidePro a Fendt-től és az AutoTrac elnevezésű John Deere megoldás. Ezzel a rendszerrel, a GPS-en keresztül működő DGPS finomított helymeghatározással, a beprogramozott haladást pl. a táblán egymás utáni párhuzamos munkavégzést +- 2 cm eltéréssel követi a traktor.
A jövő traktorosának munkavégzés közben könnyű dolga lesz, de az automatizáláshoz szükséges beállítások elvégzéséhez magas fokú műszaki és programozási ismeretekkel kell rendelkeznie.
Dr. Varga Vilmos
SZIE Gépészmérnöki Kar
Járműtechnika Tanszék
Gödöllő
