Traktorių gamintojai pagrįstai teigia, kad dar ne visos darbo sąnaudų mažinimo priemonės išnaudotos. Automatizuotas transmisijas papildžius išmaniosiomis traukos kontrolės sistemomis, išlaidas vienam hektarui ar pagamintos produkcijos vienetui galima ir toliau sėkmingai mažinti. Perspektyvi kryptis intensyviai plėtojama - savuosius sprendimus jau pristatė kompanijos „Fendt", „John Deere" ir „Valtra".

Didelės galios traktorių segmento pokyčiai

Nuo 2015 m. siūlomos trijų gamintojų naujausios traukos kontrolės sistemos:

• Fendt VarioDrive su FTD sistema ir Pull-in- Turn funkcija: sudėtingiausia, išmaniausia koncepcija su atskira galinių ir priekinių ratų galios perdava. Priekinis tiltas įjungiamas ir išjungiamas automatiškai, priklausomai nuo pasipriešinimo traukai ir galinių ratų buksavimo; numatyta galimybė visą sukimo momentą perduoti tik priekiniam tiltui.
• John Deere Intelligent Four-Wheel Drive: priekinis tiltas įjungiamas ir išjungiamas automatiškai, priklausomai nuo pasipriešinimo traukai ir galinių ratų buksavimo.
• Valtra ASR: priklausomai nuo varytuvų buksavimo, sinchroniškai mažinami variklio sūkiai.

Naujos kartos ratiniai traktoriai didelės galios, iki 25 t bendrosios masės traukos, mašinų segmente tampa racionalia vikšrinių mašinų alternatyva. Požiūrį į jas keičia perspektyvios idėjos - dinaminės traukos kontrolės plėtotė. Ji leidžia išspręsti kelias problemas: sumažinti galios perdavos nuostolius ir energijos sąnaudas, atliekant sunkiausius traukos darbus. Nereikia pamiršti, kad išlaidos dirvai dirbti siekia iki 50 proc. visų augalininkystės ūkio išlaidų, todėl išmanusis traukos galios reguliavimas yra itin svarbus. Be to, naujosios dinaminės traukos kontrolės sistemos užtikrina dar glaudesnę variklio ir transmisijos sąveiką.

Europoje šiuo metu gaminami du traktorių modeliai, priskiriami 400-550 AG ratinių traukos mašinų segmentui: Claas Xerion (3 modeliai, apimantys galios diapazoną nuo 320 kW/435 AG iki 390 kW/530 AG pagal bruto galios standartą ECE R120) ir Fendt 1000 Vario (4 modeliai, apimantys galios diapazoną nuo 291 kW/396 AG iki 380 kW/517 AG pagal bruto galios standartą EC 97/68). Pirmasis iš jų yra traukos ir sisteminio traktoriaus derinys, t. y. savaeigė platforma specialiems agregatams montuoti. Šio tipo ratinėms mašinoms pradžią davė Europos gamintojų mašinos (Deutz-Fahr Intrac, Fendt Xylon, JCB Fastrac, Mercedes-Benz trac, Schlütter Euro trac, Systra ir kt.), kurios ir yra tolimieji šiuolaikinio Claas Xerion pirmtakai.

Šiandien Claas Xerion vienintelis atstovauja nors ir unikaliai, tačiau ne naujai 400-550 AG ratinių traukos mašinų segmento techninei koncepcijai. Kitąmet didelės galios ratinių traukos mašinų gretas žada papildyti Deutz-Fahr Agrotron 11 TTV, tačiau apie jame įdiegtus traukos kontrolės sprendimus dar nėra jokių pranešimų. Reikia atkreipti dėmesį, kad visi minėtieji traktorių modeliai siūlomi tik su efektyviausiomis bepakopėmis transmisijomis. Įdomus ir reikšmingas faktas - visi minėtieji traktoriai gaminami Vokietijoje, kurioje geriausiai organizuota ir išvystyta mašinų gamyba.

Tradicinių didelio pajėgumo per 400 AG traukos mašinų tipai:

• vikšrinis traktorius su dvejomis lygiagrečiomis varytuvų juostomis;
• ratinis arba vikšrinis modulinės konstrukcijos traktorius su pasukama galinės atžvilgiu priekine dalimi;
• ratinis rėminės konstrukcijos (sisteminis) traktorius.

Įprastai tokios mašinos bendroji masė didelė, dažnai jos balastavimo galimybės yra ribotos. Tai standartinė traukos mašina, nepritaikyta transporto darbams, dažniausiai agreguojama su dirvos dirbimo ir sėjos agregatais. Sisteminis traktorius, toks kaip Claas Xerion, yra universalesnis, tačiau centrinė jo kabinos padėtis apsunkina matomumą svarbiausiomis kryptimis - į priekį ir atgal.

Kompanija „Fendt" pirmoji ryžosi serijiniu būdu gaminti naujo, ketvirto tipo, didelio, per 400 AG, pajėgumo traktorius. Fendt 1000 Vario iš tradicinio ratinio traktoriaus paveldėjo kompaktišką laikančiojo liemens struktūrą su į ją integruotais galiniu ir priekiniu keltuvais, bazės gale įrengtą kabiną ir skirtingų matmenų ratus. Su komponentais paveldėti ir tradicinio traktoriaus privalumai: didelis apkrovos indeksas (santykis tarp bendrosios ir konstrukcinės traktoriaus masės), kurį užtikrina plačios balastavimo galimybės; efektyvi priekinio tilto amortizacija, leidžianti per 400 AG traktoriui saugiai važiuoti 60 km/val. greičiu, ir geresnis manevringumas. Kiekviena atskira savybė yra stiprus naujos konstrukcijos argumentas rinkoje, tačiau „Fendt" pasitelkė dar vieną - svarbiausią - išmaniąją traukos kontrolės sistemą FTD (angl. Fendt Torque Distribution). Dėl jos teko iš naujo sukonstruoti galios perdavą, kuri dabar vadinama VarioDrive.

Išmaniojo traukos charakteristikų reguliavimo privalumai

Fendt 1000 Vario galiniai varytuvai dėl jiems tenkančios didesnės apkrovos yra didesnio skersmens nei priekiniai. Šiais 2,35 m skersmens iki 900 mm pločio ratais išvystoma traukos galia taip pat didesnė. Konstruktorių idėja paprasta: jei dirbant pakanka galinių ratų varančiojo momento, tuomet įjungti priekiniai tik papildomai apkrauna variklį, neatnešdami jokios naudos, o tik nuostolius - didesnes degalų sąnaudas. Priekinį tiltą tikslinga įjungti tik tada, jei galiniais ratais išvystomos traukos galios dirbant ima nebepakakti. Įprastos konstrukcijos traktoriuje, įjungus automatinio priekinio tilto valdymo sistemą, priekiniai ratai visada būna apkrauti varančiuoju momentu, reikia to, ar nereikia. Priekinis tiltas šiame režime automatiškai išjungiamas tik manevruojant galulaukėje arba pasiekus atitinkamą transportinį greitį. „Fendt" teigimu, išmanioji 4WD perdava dėl variklio sukurto varančiojo momento proporcingo paskirstymo abiem tiltams, galios nuostolius transmisijoje leidžia sumažinti beveik 25 kW.

Svarbu suprasti, kad automatiškai valdant priekinį tiltą (4WD), kaip yra tradiciniame traktoriuje, priekinis tiltas yra nuolat įjungtas, automatiškai valdomas tik jo išjungimas. Fendt VarioDrive transmisijoje, atvirkščiai - priekinis tiltas visada išjungtas, automatiškai valdomas tik jo įjungimas.

Fendt 1000 Vario traktoriaus priekinis tiltas įjungiamas ir išjungiamas automatiškai, priklausomai nuo pasipriešinimo traukai, kitaip tariant - apkrovos. Tai pirmasis traktorius, kuriame ši funkcija visiškai patikėta išmaniajai traukos kontrolės sistemai. Nuo šiol operatoriui nereikia pačiam rūpintis, kada priekinį tiltą įjungti priverstinai, o kada pasirinkti automatinį valdymo režimą.

Traktoriuje Fendt 1000 Vario nėra nei priverstinio, nei automatinio (kada priekinis tiltas išjungiamas atitinkamu kampu pasukus priekinius ratus, aktyvinus galinį elektrohidraulinį keltuvą ar traktoriui pasiekus atitinkamą greitį) priekinio tilto valdymo funkcijų, kurias iš anksto turi pasirinkti operatorius. Išsaugotas tik priverstinis (100 proc.) ir automatinis abiejų varančiųjų tiltų diferencialų blokavimas, kurių valdymas atskirtas nuo FTD sistemos.

Bazinė trimašininė (vienas siurblys ir du hidrauliniai varikliai) bepakopės Fendt Vario ML transmisijos konstrukcija idealiai tinka naujai koncepcijai, todėl kompanija „Fendt", pristatydama Vario TA pavarų dėžę, išsaugojo esminius struktūrinius elementus. Naujoji Vario TA400 transmisija suprojektuota be dviejų lygiagrečiai išdėstytų diapazonų: darbinio ir transportinio. Operatoriui dabar nereikia baigus darbus ir išvažiavus į kelią perjungti 2-ojo, transportinių greičių diapazono. Atsisakius pastarojo, išsaugotas Vario transmisijoms bazinis greičių intervalas nuo 0,02 iki 60 km/val. Kaip įprasta visoms bepakopėms padalyto galios srauto transmisijoms, papildomas eigos lėtintuvas šiuo atveju taip pat nenumatytas.

Fendt VarioDrive transmisijoje galios srautas padalytas ne tik į mechaninį ir hidrostatinį, bet kartu atskirai galiniam ir priekiniam tiltui. Atliekant sunkius traukos darbus, abu varantieji tiltai sujungti per elektriškai valdomą movą: FTD sistema seka ir per šią movą automatiškai sinchronizuoja abiejų tiltų greičius. Elektriškai valdoma mova sumažina varytuvų buksavimą ir leidžia transmisijoje išvengti vadinamųjų parazitinių jėgų cirkuliavimo, atsirandančio dėl priekinių ir galinių ratų greičių skirtumo.

FTD sistema leidžia traktorių pritaikyti dviem skirtingoms darbų grupėms:

• transporto: nedidelė 14-18 t bendroji masė, leistinas gabaritinis plotis iki 3 m ir dideli greičiai (> 10 km/val.);
• traukos darbų: didelė iki 21 t bendroji masė, optimalus gabaritinis plotis ir maži greičiai (< 10 km/val.).

Iki šiol geriausiai šias abi darbų kategorijas atitiko sisteminis traktorius Claas Xerion. Jis ir dabar išlieka traktorių klasės, kurių bendroji masė siekia 25 t, universalumo etalonu.

Fendt 1000 Vario traukos kontrolės sistema FTD variklio varantįjį momentą automatiškai proporcingai paskirsto galiniam ir priekiniam varančiajam tiltui. Šios sistemos tikslas - per kiekvieną technologinę operaciją užtikrinti optimalią traukos galią ir mažiausius galios perdavos nuostolius. Todėl traktoriaus varytuvais išvystoma traukos galia geriausiai atitinka darbo sąlygas. Pavyzdžiui, atliekant traukos darbus, priekinis tiltas yra visada įjungtas, o važiuojant lauku, kieta dirva ir su iškeltu agregatu - išjungtas.

Atskira priekinio tilto perdava leido Fendt traktoriuje įdiegti Pull-in-Turn funkciją. Jos esmė - visą traukos galią perduoti ne galiniais, o priekiniais varytuvais. Būtina sąlyga - nedidelis greitis ir atitinkamu kampu pasukti priekiniai ratai. Funkcija labai naudinga manevruojant galulaukėse ar apvažiuojant kliūtis lauke, kai didesnė priekiniais ratais perduodama jėga „traukia" traktorių norima kryptimi. Manevravimas didelės galios traukos mašinai yra svarbus laiko sąnaudų prasme, todėl kuo jis manevringesnis, tuo darbo sąnaudų dalis, tenkanti naudingam darbui atlikti, didesnė.

Funkcija Pull-in-Turn, užtikrinanti mažesnį apsisukimo spindulį, leidžia išsaugoti optimalią traukos galią manevruojant su agregatu darbinėje padėtyje (kai jis prikabintas prie apatinės vilkties). Tai didelis privalumas, palyginti su vikšriniais traktoriais, turinčiais dvi lygiagrečiai judančias vikšrų juostas ir diferencialinį posūkio mechanizmą. „Fendt" teigimu, traktoriaus su VarioDrive transmisija apsisukimo spindulys iki 10 proc. mažesnis už įprasto analogiškos galios traktoriaus, dirbančio su tokia pat įranga.

Naujame didelės galios Fendt 1000 Vario traktoriuje įjungti priverstinai arba pasirinkti automatinį priekinio varančiojo tilto (4WD) valdymą operatorius negali - daugiafunkciame porankyje tiesiog nėra tam skirto mygtuko.

Fendt 1000 Vario galios perdavos efektyvumą užtikrina ne tik bepakopis greičio reguliavimas, išmanioji dinaminė traukos kontrolė, bet ir slėgio padangose reguliavimas, lėtaeigis variklis. Sumaniai naudojantis FGA (angl. Fendt Grip Assistance) sistemos galimybėmis, daug efektyviau dirba ir traukos kontrolė: reguliuojant slėgį padangose, galima sumažinti varytuvų buksavimą ir tam tikruose darbo režimuose išvengti priekinio tilto įjungimo. Todėl suminis abiejų sistemų naudojimo efektas didžiausias.

Naujos konstrukcijos galios perdava

Hidrostatiniame Fendt Vario TA400 pavarų dėžės variatoriuje naudojamos galingesnės, 60 proc. didesnio darbo tūrio hidraulinės mašinos. Siurblio ir dviejų hidraulinių variklių darbo tūris, palyginti su Vario ML200-260 transmisija, padidintas nuo 233 iki 370 cm³. Trimašininėje Vario TA400 konstrukcijoje vienas hidraulinis variklis sumontuotas priekinio tilto galios perdavoje, antrasis skirtas pagrindiniam (galiniam) varančiajam tiltui.

Galinis traktoriaus tiltas per transmisiją nuolat įjungtas. Jei dirbant užtenka vieno varančiojo tilto, hidrostatiniame variatoriuje reguliuojamas tik dviejų hidraulinių mašinų darbo tūris - siurblio ir galinės perdavos hidraulinio variklio.

Priekinis tiltas įjungiamas papildomai per daugiadiskę šlapiojo tipo sankabą. Priekinio tilto perdavoje įrengtas atskiras, tokio paties darbo tūrio hidraulinis variklis. Paprastai priekinis tiltas yra išjungtas, o įjungiamas automatiškai, padidėjus apkrovai, t. y. pasipriešinimui traukai. Priekinis tiltas išjungiamas taip pat automatiškai, traktoriui pasiekus maždaug 25 km/val. greitį: išjungiama priekinio tilto sankaba ir hidraulinio variklio cilindrų blokas pasukamas į pradinę padėtį.

Atliekant transporto darbus priekinis tiltas yra visada išjungtas (nėra pavojaus, kad vairuotojas, išvažiavęs iš lauko, pamirš išjungti priverstinai įjungtą 4WD perdavą), todėl nėra papildomų galios nuostolių dėl parazitinių jėgų cirkuliacijos transmisijoje. Pavyzdžiui, jei priekinių varytuvų paskubos koeficientas neatitinka leistino dydžio, žalingais momentais apkraunama transmisija, smarkiai didėja degalų sąnaudos ir intensyviau dyla padangos. Fendt VarioDrive leidžia visų šių nepageidaujamų veiksnių išvengti be jokių operatoriaus pastangų.

Dirbant sunkius traukos darbus, kada didelis pasipriešinimas traukai (padidėjusi apkrova nustatoma pagal darbinio slėgio pokytį transmisijos hidraulinėje sistemoje), įjungiama abiejų varančiųjų tiltų greičius sinchronizuojanti, automatiškai valdoma mova, kuri įrengta pavarų dėžės korpuse.

Fendt TA400 sukonstruota taip, kad transporto darbuose visa galia perduodama galiniams ratams. Be to, pavarų dėžės ir centrinės pavaros perdavimo skaičiai parinkti tokie, kad užtikrintų didžiausius greičius, esant itin ekonomiškiems variklių sūkiams: 60 km/val. - esant 1 450; 50 km/ val. - 1 200; o 40 km/val. - tik 950 min^-1.

Paprastesnės alternatyvos

Panašias, tačiau paprastesnes dinamines traukos kontrolės sistemas siūlo kompanijos „John Deere" ir „Valtra" (grupė AGCO).

John Deere išmanioji traukos kontrolės sistema taip pat pakeičia priverstinį ir automatinį priekinio varančiojo tilto (4WD) valdymą. Intelligent Four-Wheel Drive sistema priekinį tiltą automatiškai įjungia, priklausomai nuo apkrovos ir galinių varytuvų buksavimo.

Šios išmaniosios traukos kontrolės sistemos veikimas panašus į pravažiuosiuose automobiliuose naudojamą automatinį tarpašinio diferencialo blokavimą. Skirtumas tik toks, kad automobiliuose taip dažniausiai įjungiamas galinis, rečiau - priekinis tiltas, o traktoriuje visada įjungiamas priekinis varantysis tiltas.

Priekinis varantysis tiltas įjungiamas, padidėjus galinių ratų buksavimui. Signalą išjungti priekinių ratų perdavą sistemos valdiklis gauna, sumažėjus pasipriešinimui traukai ir buksavimui (pavyzdžiui, traktoriui judant kieta dirva arba važiuojant asfaltu). Net toks ganėtinai nesudėtingas traukos charakteristikų valdymas užtikrina didesnį bendrąjį mašinos efekyvumą, sumažina energijos sąnaudas, o transmisija apsaugoma nuo žalingų dinaminių apkrovų.

Pasipriešinimo traukai dydis nustatomas jutikliu, matuojančiu priekinio tilto perdavos apkrovą, t. y. pagal priekinio tilto sankaba perduodamo sukimo momento dydį. Duomenis apie varytuvų buksavimą sistema gali gauti iš kelių šaltinių, kurie priklauso nuo konkretaus traktoriaus įrangos: radaro ir transmisijos sūkių dažnio jutiklio, GPRS imtuvo arba priekinių bei galinių ratų greičio jutiklių.

Valtra ASR (angl. Automatic Slip Regulator) sistema, nors ir priskiriama prie automatinių traukos kontrolės sistemų, šią funkciją vykdo atsižvelgdama tik į galinių varytuvų buksavimą. Tai yra bazinė visų vidutinės galios Valtra T4/N4 traktorių su bepakopėmis transmisijomis Direct įranga, tačiau papildomai galima ir N4/T4 Versu modifikacijose su hidromechaninėmis pakopinėmis pavarų dėžėmis. Buksavimo dydis nustatomas palyginus teorinį ir faktinį greičius - šiam tikslui be atitinkamų jutiklių transmisijoje naudojamas ir radaras.

Optimalus traukos galios ir degalų sąnaudų santykis gaunamas traktoriaus varytuvams buksuojant 20-30 proc., tačiau didžiausia traukos galia pasiekiama, kai ratų buksavimas siekia 50 procentų.

Skirtingai negu sudėtingesnėse kompanijų „Fendt" ir „John Deere" traukos kontrolės sistemose, Valtra ASR nekeičia traukos galios, įjungdama priekinį tiltą, o tik reguliuoja varytuvams perduodamą variklio varantįjį momentą, mažindama variklio sūkių dažnį. Varytuvų buksavimui viršijus vieną iš penkių operatoriaus nustatytų buksavimo reikšmių, ASR proporcingai sumažina ciklinį degalų padavimą. Pradedant lauko darbus, operatoriui rekomenduojama pasirinkti aukščiausią, penktają, reguliatoriaus padėtį ir darbo metu ją mažinti tol, kol veikimo jautris taps per didelis. Tada grįžti prie ankstesnės padėties, t. y. optimalaus konkrečiomis sąlygomis varytuvų buksavimo (penktoji padėtis yra kietai ir sausai dirvai, pirmoji - minkštai ir drėgnai, taip pat slidžiai kelio dangai).

Valtra ASR sistema leidžia variklio galią realizuoti efektyviau - išvengiama perteklinio varančiojo momento, kuris nenaudingai virsta varytuvų buksavimu.