„Súlyos kérdés”: van-e szükség a traktor pótsúlyozására?

Az üzemeltetők körében gyakran vita tárgya a traktor pótsúlyozása. A felvetődő kérdések főként arra irányulnak: van-e szükség pótsúlyozásra?; ha igen, miért, mikor, mennyire, hogyan? A gyakorlat és az elméleti kutatások egyértelműen alátámasztják, hogy a traktor tömege és annak futóművön keresztüli elosztása befolyásolja a vonóerő kialakulását, az erőgép üzemét. A traktor tömege és a tömegközéppontjának (súlypontjának) helyzete pótsúlyozással változtatható. A pótsúlyozás alkalmazása a könnyű építésű és nagy motorteljesítménnyel rendelkező kétkerék-hajtású traktorok esetében gyakran szükségszerű, négykerék-hajtású traktorok esetében nehéz munkáknál javasolt.

Mikor nem kell pótsúlyozást alkalmazni?

A traktorok kialakítása a gyártó által ajánlott munkavégzéshez rendszerint megfelelő motorteljesítményű és megfelelő tömegű, tömegeloszlású. Az üzemeltető, ha az ajánlott munkavégzésre használja a traktort, akkor nem kell utólagosan pótsúlyt alkalmazni. Ugyancsak nem kell pótsúlyt alkalmazni több tengelyes pótkocsi vontatása esetén.

Mikor kell pótsúlyozást alkalmazni?

A gyári kialakítású traktort az ajánlott munkavégzési feladattól eltérően, más körülmények mellett használja az üzemeltető, akkor a körültekintő pótsúlyozás indokolt.

Az univerzális traktort pótsúlyozni kell, ha nehéz munkaeszközzel látják el, és ennek következtében nem megfelelően alakul a hosszirányú stabilitása. Ha például az univerzális traktorra hátul nehéz függesztett munkagépet szerelnek, akkor a kormányzott kerekek, az első tengely terhelése lecsökken, és közúti haladáskor az erőgép hosszirányba billegni kezd, a kormányozhatósága lecsökken, esetleg megszűnik. Ezért a traktort ilyen esetben (elől) pótsúlyozni kell, ha az alábbi rendelet előírása nem teljesül, idézet: a 6/1990.(IV. 12.) KÖHÉM rendelet C. függelék C/1. sz. melléklet II. rész 2. „A traktor terhelési állapotától függetlenül, a mellső tengely kerekeire jutó terhelés nem lehet kisebb a traktor saját tömegének 20%-ánál”.

Természetesen például homlokrakodóval ellátott univerzális traktort hátul kell pótsúlyozni a hosszirányú stabilitás megtartása érdekében.

Mikor érdemes pótsúlyozni?

A mai univerzális traktor a motorteljesítmény nagyságához képest könnyű építésű. A mezőgazdasági munkavégzést egyre nagyobb gépekkel és sok esetben összekapcsolt gépcsoportokkal végzik, a lehető legnagyobb haladási sebesség mellett. Az ehhez szükséges nagy vontatási teljesítmény gazdaságos elérése csak a traktor motorteljesítményének, erőátviteli rendszerének, valamint a futómű (gumiabroncs, gumiheveder, lánctalp) kialakításának és függőleges súlyterhelésének összehangolásával valósítható meg. A nagy motorteljesítményű könnyű traktor kerekei kipörögnek nehéz munkavégzés során, ebben az esetben érdemes a traktort pótsúlyozni, mert megnövelhető segítségével a vonóerő, csökkenthető a kerékcsúszás (szlip), és így növelhető a vontatási teljesítmény.

A traktor vonóereje adott talajon úgy növelhető, hogy növelni kell a hajtó kerekekre eső súlyerőt (pl. pótsúlyozással, függesztett munkagép alkalmazásával stb.), a hajtó kerekek talajjal érintkező felületét (a kerék méretének növelésével, a kerekek számának emelésével, abroncs légnyomás értékének mérséklésével) és mérsékelni kell a traktor gördülési menetellenállását.

A megfelelően pótsúlyozott traktorral gazdaságosabb üzemeltetés biztosítható, nagyobb munkavégezmény érhető el változatlan gázolajfogyasztás mellett (1. ábra).

1. ábra. Traktor pótsúlyozásával elérhető munkavégezmény-növekedés (5,8 m széles és 15 cm mély kultivátorozás során) (Forrás: www.grasdorf-rad.eu)

Pótsúly nagyságának megválasztása

Az adott traktorhoz és adott munkakörülményhez alkalmazandó pótsúly nagyságának meghatározása a terepjárás elméleti eredményei alapján bonyolult matematikai számítások elvégzésével határozható meg tudományosan. A traktorgyártók, forgalmazók az egyes traktortípusokhoz viszonylag egyszerű „pótsúlykalkulátort” bocsátanak a felhasználók rendelkezésére, az alkalmazandó pótsúly nagyságának meghatározásához. A traktor gépkönyvében is megtalálható a gyártó által javasolt pótsúly tömegének nagysága és a gép legnagyobb terhelhetősége. Ha ezek az adatok nem elérhetők, akkor a következőképen lehet a szükséges pótsúly nagyságát közelítőleg meghatározni.

1. táblázat: Traktor össztömegének és névleges motorteljesítményének ajánlatos viszonya

2. táblázat: Traktor első és hátsó tengelyének tömeg- (súly)terhelése

Az 1. táblázat alapján a névleges motorteljesítményhez és a munkavégzés jellegéhez tartozó kívánatos traktor össztömege kiszámítható. Ebből a kívánatos össztömegből levonva a traktor saját tömegét és a függesztett munkagép tömegét, megkapható a szükséges pótsúly nagysága. A saját tömege alatt az üzemanyaggal feltöltött, működéshez szükséges eszközökkel rendelkező, de pótsúly és munkagép nélküli traktor tömegét értjük, amely gyári adat hiányában mérlegeléssel meghatározható.

A kiszámolt szükséges pótsúlyt általában úgy célszerű a tengelyek között megosztani, hogy a traktor első és hátsó tengelyének tömeg (súly) terhelés aránya a 2. táblázatnak megfelelő legyen. Mivel a pótsúlyt nem minden esetben a tengelyekre (kerekekre) helyezik el közvetlenül, ezért a pótsúllyal és a függesztett munkagéppel szerelt traktor esetében „hídmérlegen”, vagy ipari „lapmérleggel” célszerű megmérni a kialakult statikus tengelyterheléseket. A tengelyterhelések megosztását a pótsúly(ok) elhelyezésével is változtatni lehet.

A gyári megengedett legnagyobb terhelés értékét, valamint a gumiabroncs terhelhetőségének betartását is célszerű ellenőrizni és ennek alapján esetleg a pótsúly nagyságát csökkenteni szükséges.

A túl sok pótsúlynak több hátránya van: – a motor túlterhelése, teljesítmény-veszteség; a kerekek és a hajtás szerkezeti részeinek túlterhelése; nagyobb talajtömörítés;  magas hajtóanyag-fogyasztás.

A túl kevés pótsúly a következőkhöz vezet:  túlzott kerékcsúszás, vontatási teljesítmény-veszteség;  fokozott gumiabroncskopás;  magas hajtóanyag-fogyasztás.

2. ábra. Hajtott keréknyoma és a traktor pótsúlyozásának összefüggése: a) túl sok a pótsúly; b) helyes pótsúlyozás; c) túl kevés pótsúly

A traktorhoz vásárolható pótsúlykészletből kétkerék-hajtás esetén előre csak akkora súlyt célszerű felszerelni, amennyi a megfelelő kormányozhatósághoz és a hátrabillenés megakadályozásához szükséges.

A szántóföldi vizsgálatok azt mutatják, hogy a hajtó kerekeknél 10-14%-os kerékcsúszás esetén érhető el a legnagyobb vontatási teljesítmény, ekkor jó a pótsúlyozás mértéke. A kerékcsúszás modern univerzális traktorok fedélzeti monitorján leolvasható. A keréknyomok megfigyeléséből is következtetni lehet a kerékcsúszásra és a pótsúlyozás megfelelő voltára (2. ábra). Ha a keréknyomok tiszták és éles szélűek, a kerékcsúszásnak nincs nyoma, akkor túl sok a pótsúly. Ha a keréknyom a csúszás miatt teljesen elmosódott, akkor túl kevés a pótsúly.

Ha a motor fulladozik, vagy leáll, akkor túl sok a pótsúly. A kerekeken a gyári pótsúlyajánlásnál többet ne alkalmazzunk, mert a túlzott pótsúlyozás okozhatja a kerék-tengelycsonk és a csapágyazások túlterhelését, meghibásodását.

3. ábra. Valtra N 143 tip. traktor függesztett munkagépekkel (Forrás: www.valtra.com)

A pótsúlyozás kivitelezése

A traktor leghatékonyabb tömegnövelésének megoldása, ha drága pótsúlyok helyett függesztett munkagépet alkalmaznak az univerzális traktor elején és hátulján is (3. ábra).

4. ábra. Első tengely elé felszerelt Jonh Deere osztott pótsúlykészlet (Forrás: www.johndeere.com)

5. ábra. Az első függesztő szerkezethez kapcsolt háromtagú tömbpótsúly (Forrás: www.deraland.hu)

A nehéz függesztett munkagépet szállító traktort az első tengely előtt pótsúlyozzák. Az öntöttvas anyagú, első orrpótsúly lehet osztott darabokból súlytartó keretre elhelyezett (4. ábra), vagy az első felfüggesztő szerkezethez kapcsolható. A vasbetonból vagy ásványkőzetből is készülhet az orrpótsúly egy vagy több tőmből (5. ábra).

6. ábra. A vezető „EZ Ballast” tömbsúlya fölé irányítja a traktort (Forrás: John Deere https://youtu.be/pse0ZrqGmIQ?t=0)

7. ábra. Az „EZ Ballast” öntöttvas tömbsúly kialakítása (Forrás: John Deere https://youtu.be/pse0ZrqGmIQ?t=0  )

8. ábra. Az „EZ Ballast” tömbsúly hidraulikus felemelése és rögzítése (Forrás: John Deere https://youtu.be/pse0ZrqGmIQ?t=0)

Az Agritechnika 2015 kiállításon a John Deere „EZ Ballast” elnevezéssel újszerű megoldást mutatott be a pótsúlyozás kivitelezésére. Az öntöttvas 1,7 tonna tömegű tömb pótsúlyt a traktor hasa alatt az alvázkerethez emeli fel egy hidraulikus emelőszerkezet. A vezető rááll a traktorral (6. ábra) a tömb pótsúlyra (7. ábra), amelyet a hidraulikus emelőszerkezet felemel, és az alvázkerethez rögzít (8. ábra). A pótsúly felhelyezésének műveletét a traktoros a vezetőfülkében irányítja.

9. ábra. Pótsúly távolságának folyamatos változtatása hidraulikus mozgatással   (Forrás: www.eima.it/images/concorso/novita-tecniche/ali.jpg)

A nemrég zárult EIMA 2016 kiállításon az Ali Sri bemutatott egy olyan orrpótsúly-felfüggesztést, amelynél a vezetőfülkéből vezérelt hidraulikus mozgatással folyamatosan változtatható a pótsúly távolsága az első tengely előtt (9. ábra). Az 1 méteres távolság változtatással az első tengely pótsúlyozása finoman szabályozható – súly le- és felszerelése nélkül – a függesztett munkagép (pl. tároló tartályának) tömegváltozását követve.

10. ábra. Fendt 936 tip. traktor hátsó hárompont-függesztő szerkezetére helyezett 2500 kg-os pótsúly

A homlokrakodó-berendezéssel dolgozó traktor hosszirányú stabilitásának növelése érdekében célszerű a hátsó hárompont-függesztő szerkezetre pótsúlyt helyezni (10. ábra). Ebben az esetben nem kapcsolható hátra munkagép.

11. ábra. New Holland T7 traktor hátsó kerekének pótsúlyozása

A hátsó hárompont-függesztő szerkezet használatának biztosítása érdekében elsősorban a hátsó kerekek kerülnek pótsúlyozásra. Az öntöttvasból készült egy vagy több gyűrűt a gumiabroncs keréktárcsájára erősítik csavarozással, amennyiben a gyártó ezt javasolja (11. ábra).

12. ábra. Grasdorf „far-tömbsúly” elhelyezése a hárompont-függesztő szerkezeten (Forrás: www.grasdorf-rad.eu )

Az utóbbi időkben a Grasdorf GmbH német vállalat „far-tömbsúly” elnevezésű gyártmányának alkalmazását javasolja hátsó pótsúlyként (12. ábra). Ez a far-tömbsúly olyan kialakítású, hogy a szabványos hárompont-függesztéssel rendelkező traktora könnyen felszerelhető. A berendezés a kiegészítő vonólapjával a K80-as vonógolyós bekötésű munkagépek vontatására is alkalmas.

13. ábra.  Pótsúlyozott Challenger MT 875 C típusjelzésű 470 kW motorteljesítményű nehéz erőgép (Forrás: www.challenger-ag.com )

A gumihevederes traktorok is pótsúlyozhatók, példa erre a Challenger MT 875 C típusjelzésű 470 kW motorteljesítményű nehéz erőgép (13. ábra). Az orrpótsúlyozás mellett a rugózott járókerék kocsin is elhelyezhető pótsúly.

A bemutatott megoldások mellett számos további megoldás is létezik. A pótsúlyok meglehetősen költséges (450-700 Ft/kg) termékek. Olcsóbb lehetőségként elvétve alkalmazzák a hajtó kerékabroncsok vízfeltöltését is, a térfogatuk maximum 75%-ig. Téli használatkor biztosítani kell a víz fagyállóságát, pl. literenként 0,4 kg kalcium-klorid feloldásával (így -45 °C-ig nem fagy meg). A vízfeltöltéses pótsúlyozást elsősorban tömlős gumiabroncsok esetében alkalmazzák homlokrakodást végző gépek esetén. A nehéz szántóföldi munkák során ennek a megoldásnak hatékonysága elmarad a kerekekre felszerelt öntöttvas pótsúlyozástól.

Dr. Varga Vilmos
SZIE Gépészmérnöki Kar,
Járműtechnika Tanszék,
Gödöllő