Seniai praėjo laikai, kai bet kuris traktoriaus operatorius galėjo nesunkiai nustatyti gedimą ir mašiną pats sutaisyti. Technika buvo nesudėtinga, be įvairių jutiklių, valdiklių, kompiuterių ir programinės įrangos. Šiandien, norint nustatyti nesudėtingą elektros sistemos gedimą, reikia išmanyti jos veikimo principus, tikrinimo ir kontrolės metodus. Turėti bent kontrolinę lemputę ar dar geriau - multimetrą (testerį).

Sugedus šiuolaikiniams elektronikos komponentams, be specialios diagnostikos įrangos ir programų gedimo surasti nepavyks. Nori nenori tenka kviesti šiai technikai atstovaujančios įmonės serviso mechanikus. Sugedusi savaeigės technikos ir agregatų elektronika kelia papildomų rūpesčių, tačiau niekas nenori jos atsisakyti dėl elektronikos teikiamų papildomų funkcijų.

Teikiama nauda

Traktoriaus elektroninės sistemos labai palengvina operatoriaus darbą. Be to, ne tik padidėja traktoriaus galia, sumažėja degalų sąnaudos, bet ir išauga darbo efektyvumas. Sumažėja darbuotojų poreikis, lengviau tvarkyti darbų apskaitą. Dauguma traktorių gamintojų stengiasi aprūpinti gaminamą techniką išmaniosiomis elektroninėmis sistemomis.

Važiuoklė, variklis, transmisija, hidraulinė sistema ir hidraulinis keltuvas - tai traktoriaus mazgai, kurių veikla kontroliuojama įvairiais jutikliais. Šių jutiklių informacija yra siunčiama valdymo blokams (borto kompiuteriams).

Čia informacijos srautas apdorojamas ir valdymo signalai pagal sudarytas programas išsiunčiami vykdymo elementams (vožtuvams, degalų purkštuvams, dozatoriams). Signalai vykdymo elementams siunčiami tol, kol pasiekiamas pageidaujamas proceso parametras: alkūninio veleno sūkiai, temperatūra, judėjimo greitis, debitas ir kita. Signalu taip pat reguliuojamas nuo nustatytos reikšmės nukrypęs parametras.

Valdymo blokas, vertindamas iš jutiklių gautą informaciją, gali nustatyti ir sistemos gedimus. Tokia elektrinėselektroninės sistemos savipatikra sutaupo daug laiko, ieškant gedimų. Taip pat galima nuotoliniu būdu kontroliuoti mašinos darbą, techninę būklę, našumą ir kitus parametrus.

Mašinos valdymo blokui informacija siunčiama elektriniu signalu. Padėties, posūkio kampo, slėgio, temperatūros, greičio fizinius parametrus jutikliai pakeičia elektriniais signalais. Jutiklių įvairovė žemės ūkyje didelė: induktyviniai, holo sūkių jutikliai, slėgio, srauto, temperatūros, padėties jutikliai, optiniai, tūriniai, ultragarsiniai, radiolokaciniai ir kiti.

Jutikliai skirstomi į dvi grupes: pasyvieji ir aktyvieji. Pasyvieji jutikliai veikia be papildomo maitinimo šaltinio, tačiau signalui apdoroti reikia valdiklio. Aktyviųjų jutiklių darbui reikalingas papildomas maitinimo šaltinis. Signalo apdorojimo valdiklis būna sumontuotas pačiame tokio tipo jutiklyje. Visų tipų jutikliai, naudojami žemės ūkyje, turi būti sukalibruoti, atsparūs mechaniniam poveikiui, hermetiški.

Duomenų apdorojimas

Be jau minėtų jutiklių, mašinų sistemose yra sumontuota ir daugiau komponentų. Tai mikrovaldikliai, valdymo blokai, kompiuteriai ir jungiamieji laidai. Pagrindinė mikrovaldiklių paskirtis - apdoroti iš jutiklių gaunamą signalą (informaciją). Apdorojęs signalą, mikrovaldiklis siunčia reikiamą komandą vykdymo elementams. Taip pat mikrovaldiklis gali išsiųsti informaciją apie kontroliuojamo parametro reikšmę kitiems mikrovaldikliams arba aukštesnio lygio valdymo blokams. Dėl šios priežasties mikrovaldikliai įmontuojami tiesiai į mašinos konstrukciją.

Vykdymo komponentai - relės, elektromagnetai, žingsniniai ir linijiniai elektros varikliai, elektromagnetiniai vožtuvai (solenoidai), skirti mašinai ar agregatui valdyti elektros, elektropneumatiniais ar elektrohidrauliniais elementais. Kad tokia sistema gerai veiktų, turi būti grįžtamasis vykdymo komponentų ir mikrovaldiklių ryšys. Mikrovaldiklis tuomet gali išsiųsti korekcinį signalą vykdymo komponentams.

Visi jutikliai, vykdymo komponentai, mikrovaldikliai pirmiausia skirti kontroliuoti, valdyti ir reguliuoti mašinos ar atskiros jos sistemos darbą. Svarbiausia užduotis - kontroliuoti. Juk apdorojus surinktą informaciją, galime valdyti mašinos darbo parametrus ar procesus. Korekciniais signalais per vykdymo elementus galima nustatyti mašinos darbą taip, kaip buvo sumanyta nuo pat pradžių.

Degalų ekonomija ir traktoriaus darbo efektyvumas priklauso nuo tinkamo variklio, važiuoklės, transmisijos tarpusavio suderinimo. Jeigu valdymo blokas įrengtas ne tik traktoriuje, bet ir jo traukiamame agregate, ekonomiškumo ir efektyvumo lygis dar didesnis. Naudojant kompiuterizuotą trąšų barstytuvą, kuris gauna iš traktoriaus informaciją apie realų važiavimo greitį, galima gerokai sutaupyti trąšų ir tiksliau išberti reikiamą normą. Ūkyje naudojant kelias kompiuterizuotas mašinas, ekonominė nauda jaučiama iš karto. Be to, vadinamosios išmaniosios mašinos gali ne tik tiksliau reguliuoti reikalingas normas, bet ir informuoti operatorių apie darbo nesklandumus. Laiku juos pašalinus, gamybos sąnaudos taip pat mažėja.

Įsigali automatinės sistemos

Siekiant palengvinti traktoriaus operatoriaus darbą, daugumos šiuolaikinių transmisijų ir važiuoklių valdymas automatizuotas. Atsižvelgiant į darbo ir važiavimo sąlygas, automatiškai įjungiama ar išjungiama visų ratų pavara, diferencialo blokavimo mechanizmas, pakabos amortizacijos sistema. Valdymo blokui svarbūs informaciniai parametrai - važiavimo greitis, įjungta pavara, vairuojamųjų ratų pasukimo kampas, pakabinamo padargo padėtis, akseleratoriaus pedalo padėtis ir kiti. Valdymo blokas pagal vairuojamųjų ratų pasukimo kampą nustato, kada išjungti diferencialo blokavimo mechanizmą ir kada jį vėl įjungti. Vairuojamuosius ratus pasukus daugiau negu 12-15º kampu, paprastai traktoriaus diferencialo blokavimas išjungiamas. Vairuojamuosius ratus atsukus į viduriniąją padėtį, blokavimo mechanizmas vėl įjungiamas. Viršijus numatytą važiavimo greitį, visų ratų pavara išjungiama. Paspaudus stabdžių pedalą, visų ratų pavara įjungiama, siekiant padidinti stabdymo efektyvumą.

Bene įdomiausia traktorių elektrohidraulinio keltuvo elektroninė valdymo sistema. Ji apdoroja labai daug informacijos ir stengiasi sumažinti traktoriaus buksavimą, padidinti galinės ašies apkrovimą, įvertinti informaciją apie keltuvo apkrovą ir padėtį, dirvos pasipriešinimą. Tenzorezistoriniai jutikliai beveik be deformacijos matuoja pakabos elementų traukos jėgas. Iš šių jutiklių informacija keliauja į valdymo bloką, o iš ten atitinkami signalai siunčiami į elektrohidraulinio skirstytuvo elektromagnetinius vožtuvus. Taip hidraulikos sistemomis keltuvo pozicija yra koreguojama iki reikiamos ar pageidaujamos padėties. Pažangioje elektrohidraulinio keltuvo konstrukcijoje gali būti numatytos ir apsauginės nuo netinkamo naudojimo ar perkrovos funkcijos. Kai traktoriuje yra sumontuotas elektrohidraulinis keltuvas, labai nesunku nustatyti maksimalų padargo pakėlimo aukštį ar jo nuleidimo greitį. Tai daroma keliais potenciometrais neišlipant iš traktoriaus kabinos. Galulaukių sistemos leidžia atlikti kelias traktoriaus ir padargo valdymo funkcijas automatiškai, nesikišant operatoriui į valdymą. Jeigu traktoriaus sankaba valdoma elektrohidrauliškai, pakeliant padargą gali būti nutraukiamas galios tiekimas varantiesiems ratams, t. y. traktorius sustoja.

Elektrohidraulinis keltuvas gali būti naudingas ne tik dirbant laukuose, bet ir važiuojant keliais. Tenzorezistoriniai jutikliai matuoja dėl kelio nelygumų besikeičiančią pakabinto padargo apkrovą keltuvo elementams. Sistema, reaguodama į šios apkrovos kitimą, gali slopinti atsirandančius svyravimus ir padidinti važiavimo komfortą.

Traktoriaus buksavimas vertinamas pagal rato sukimosi greičio jutiklį ir faktinę važiavimo greičio radaro informaciją. Šių greičių nesutapimo rodiklis parodo ratų buksavimo lygį. Kai buksavimas viršija 10-15 proc. reikšmę, elektrohidraulinis keltuvas pakelia pakabinamą padargą aukštyn ir sumažina traukos pasipriešinimą. Traktoriaus variklio, pavarų dėžės, sankabos valdymą, naudojant elektroninius valdymo blokus, galima optimaliausiai priderinti prie esamos išorinės apkrovos. Kintant apkrovai, pavaros perjungiamos reikiamu laiku, nenutraukiant galios perdavimo varantiesiems ratams. Toks reguliavimas leidžia išnaudoti maksimalų variklio sukimo momentą, pasiekti didžiausią galimą darbinį greitį ir optimaliai naudoti degalus. Yra tik viena sąlyga: atskirų komponentų valdymo blokai turi keistis informacija tarpusavyje.

Valdymo blokai ir mikrovaldikliai įrengti ne tik traktoriuose, javų kombainuose ir kitoje savaeigėje technikoje. Pakabinami, prikabinami padargai ir agregatai juos taip pat turi: trąšų barstytuvai, chemikalų purkštuvai, ritinių presai, vyniotuvai, pašarų dalytuvai. Tad kiekvienas vartotojas gali rinktis, ar dirbs nesinaudodamas elektroninėmis sistemomis, ar naudosis šių sistemų teikiamais privalumais.

Herkoninis jutiklis

Naudojamas: statinei pozicijai nustatyti; mažo judėjimo greičiui fiksuoti; tiksliųjų sėjamųjų ir purkštuvo darbui stebėti.

Ypatybės: negali matuoti dideliu dažniu; dirba kaip paprastas komutatorius, naudodamas analoginį signalą; negali pateikti skaitmeninės informacijos be papildomų komponentų.

Montavimo ypatumai: neigiamas magneto polius turi būti beveik ant jutiklio paviršiaus; kad neiškraipytų magnetinio lauko, magnetas turi būti tvirtinamas nemagnetinėmis medžiagomis; svarbu nuolat kontroliuoti magneto atstumą iki jutiklio.

Veikimo principas: iš feromagnetinės medžiagos pagamintas herkoninio jutiklio liežuvėlis sumontuotas hermetiškame korpuse. Šis liežuvėlis, paveiktas nuolatinio magnetinio lauko, pasikreipia ir susijungia su kitu liežuvėliu, taip sujungiama grandinė.

Radiolokatorinis jutiklis (radaras)

Naudojimas: mašinos važiavimo greičiui matuoti; kartu su kitais jutikliais buksavimui įvertinti.

Ypatybės: ribotos matavimo galimybės, kai paviršius labai lygus; netikslus matavimas, jeigu važiuojama per aukštastiebes kultūras; galimi nesklandumai dėl menko paviršiaus signalo atspindėjimo.

Montavimo ypatumai: jutiklis montuojamas pakreiptas 37o kampu; reikalingas atskiras jutiklio maitinimo šaltinis.

Veikimo principas: pagal Austrijos fiziko Kristiano Doplerio (Christian Doppler) išaiškintą reiškinį apie atsispindėjusius nuo judamo objekto šviesos ar garso bangų pokyčius.

Indukcinis jutiklis

Naudojimas: judėjimo, sukimosi greičiui matuoti.

Ypatybės: labai jautrus tarp jutiklio ir matavimo paviršiaus esančio tarpelio dydžiui.

Montavimo ypatumai: signalas perduodamas dviem laidais; tarpelis tarp jutiklio ir metalo paviršiaus turi būti iki 1,5 mm, kai tvirtinimo varžtas M8, iki 2 mm - kai M12 ir iki 5 mm - kai M18. Apie šio jutiklio veikimą informuoja jame įmontuotas šviesos diodas. Nereikia atskiro maitinimo šaltinio.

Veikimo principas: šalia jutiklio sukasi krumpliuotas diskas, kiekvienas šio disko krumplis sustiprina nuolatinio magneto magnetinį lauką, kertantį jutiklio ritę. Kiekvienas disko tarpas tarp krumplių magnetinio lauko poveikį susilpnina. Taip, keičiantis krumpliui ir tarpui, magnetinis laukas pradeda svyruoti. Svyravimo lygis nurodo skirtingo dydžio elektrovaros jėgą. Jutiklio išėjime gaunama kintamoji įtampa, kurios kitimas artimas sinusoidei. Didėjant sukimosi dažniui, keičiasi sinusoidės periodas ir amplitudė (įtampa). Priklausomai nuo sūkių dažnio, signalo įtampa gali padidėti iki 80 V. Dėl šios priežasties reikalingas kontroleris, galintis didėjančią įtampą apriboti. Indukciniai jutikliai netinka naudoti, kai sūkiai mažesni negu 30 min.^-1 ir kai reikia nustatyti sukimosi kryptį.

Holo jutiklis

Naudojimas: judėjimo, sukimosi greičiui matuoti; įvykių skaičiui registruoti.

Ypatybės: gali matuoti sūkius, mažesnius negu 30 min.^-1, taip pat labai didelius sūkius; reikalingas atskiras maitinimo šaltinis.

Montavimo ypatumai: raudonoji magneto pusė turi būti nukreipta į jutiklį; tarpelis tarp krumplių ir jutiklio 5-10 mm.

Veikimo principas: Holo jutiklis matymo zonoje matuoja magnetinio lauko stiprumą. Mikroschema signalą sustiprina ir skaitmenizuoja. Tad Holo jutiklių signalai gali būti iš karto perduodami per CAN jungtis.

Posūkio ir lygio jutikliai

Naudojimas: mašinų ar agregatų posūkio kampui ir lygiui matuoti; akseleratoriaus ir sankabos pedalų padėčiai nustatyti.

Ypatybės: bekontaktis jutiklis.

Montavimo ypatumai: reikia įvertinti tai, kad jutikliai gali būti nustatyti į neutralią padėtį; reikia atskiro jutiklio maitinimo šaltinio (5 ar 12 V).

Veikimo principas: posūkio kampo bei lygio jutiklių veikimo principas pagrįstas jau minėtu Holo efektu. Pagal magnetinio lauko stiprumą galima nustatyti, kokioje pozicijoje yra stebimas objektas.

Ultragarsinis jutiklis

Naudojimas: automatiniam purkštuvo sijos aukščiui palaikyti; skysčio lygiui matuoti.

Ypatybės: jautrusis jutiklio elementas išsivalo savaime dėl vibracijos, todėl prietaisas yra nejautrus nešvariai aplinkai; labai tiksliai nustato atstumą iki objekto ar skysčio lygį.

Montavimo ypatumai: ultragarsas su keliomis išimtimis sklinda beveik visose aplinkose.

Veikimo principas: matuojamas atsispindėjusio nuo paviršiaus ultragarso bangos sklidimo laikas iki jutiklio.