Тенденції розвитку тракторів 2021/22

Стаття Роджера Дж. Стірніманна, Dipl.-Ing. агр., дипл.-інж. Wirtsch., Executive MBA, Університет сільського господарства, лісівництва та харчових наук, Цоллікофен

(DLG). Agritechnica вважається найважливішою у світі платформою для інновацій у сільськогосподарській техніці, не в останню чергу завдяки «Agritechnica Innovation Award». Знову ж таки, виробники заздалегідь оприлюднили низку нових продуктів і зареєстрували багато з цих світових прем’єр на нагороду за інновації. Наступний внесок містить огляд найважливіших тенденцій щодо тракторів.

Дизельні двигуни постійно вдосконалюються

Розробка тракторів продовжує значною мірою залежати від законодавства про викиди вихлопних газів. У Європі останні пільгові періоди для «перехідних двигунів» закінчуються наприкінці 2021 року, після чого виробникам дозволяється постачати трактори лише з двигунами рівня вихлопних газів Євро V лише з 2022 року..

Система впорскування палива Common Rail, чотириклапанна технологія, турбокомпресори, охолодження наддувочного повітря та електронний двигун управління залишаються основою технології двигунів для того, щоб відповідати вимогам щодо вихідної потужності, споживання та викидів. Зі ступенем вихлопних газів Euro V, дизельний каталітичний нейтралізатор окислення (DOC), дизельний фільтр твердих часток (DPF) і системи селективного каталітичного відновлення (SCR) також мають вирішальне значення, починаючи з потужності двигуна 56 кВт.

І навпаки, використання рециркуляції вихлопних газів (EGR) як внутрішньої технології двигуна для зменшення утворення оксиду азоту залишається «філософським питанням». Деякі клянуться EGR, інші схильні відкидати його. Проте, якщо розглянути модельний ряд двигунів ближче, то можна помітити, що більшість виробників дотримуються «змішаної стратегії». Нижче 56 кВт граничних значень оксиду азоту можна дотримуватися без SCR, тому максимальна потужність моделей початкового рівня в компактному класі часто знаходиться трохи нижче цього порогу (наприклад, Deutz-Fahr 5080D Keyline або McCormick X5.085). .Завдяки жорсткішому граничному значенню для маси частинок (0.015 г/кВт·год) і новій верхній межі кількості частинок (1×10¹²/кВт-год), немає можливості обійти замкнуті системи DPF у двигунах V рівня викидів вихлопних газів (класи потужності 19 – 560 кВт).

Деякі виробники намагаються уникати терміна «фільтр твердих частинок» у своїй рекламній літературі та замість цього використовують такі позначення, як «каталітичний нейтралізатор сажі». Однак це не повинно спростовувати той факт, що тут також задіяні системи DPF. Єдиною відмінністю є спеціальне покриття стільників фільтра, яке сприяє пасивній регенерації при температурах вихлопних газів понад 250°C. В результаті кількість активних процесів регенерації сажевого фільтра, які здійснюються шляхом подальшого вприскування дизельного палива в камеру згоряння або прямого вприскування у вихлопну систему, може бути зменшено.

Багато виробників тракторів оснащують свої моделі функцією наддуву. Поки що такі прості критерії, як «мінімальна швидкість автомобіля» та «мінімальна потужність на валу відбору потужності», як правило, враховувалися для вивільнення додаткової потужності. Два роки тому компанія Fendt представила концепцію підвищення потужності під назвою «Динамічна продуктивність», у якій посилення змінюється залежно від потужності, необхідної допоміжним споживачам (вентилятору, генератору, кондиціонеру повітря та повітряному компресору). Мета цього полягає в тому, щоб на фактичних коробках відбору потужності (колесах, карданному валу, гідравлічній системі) завжди була однакова потужність.

John Deere також робить свою систему «IPM» (Intelligent Power Management) «розумнішою» в новій модельній серії 6R, і тепер також враховує потужність гідравліки. Однак система «Hydraulic IPM» не працює за чорно-білим принципом, а замість цього вимірює ефективну потребу в потужності гідравлічного насоса, а потім забезпечує саме цю додаткову потужність. Це стосується, наприклад, сівалок із повітродувками з гідравлічним приводом, оскільки в цьому випадку зазвичай не виконуються звичайні критерії розблокування.

Вентилятори Viscous забезпечують енергоефективне охолодження двигуна залежно від потреб і вже десятиліттями використовуються в тракторах. Однак класичні рішення з біметалевими пружинами, які згинаються в залежності від температури охолоджуючого повітря і приводять в дію клапан муфти, все частіше замінюються в'язкими електровентиляторами. Завдяки електромагнітним приводам клапанів, електроніка двигуна може використовуватися для контролю, коли і яка кількість силіконового масла надходить з резервуара в робочу камеру, що дозволяє активно регулювати швидкість обертання вентилятора.

Тепер Fendt пропонує автоматичне очищення повітряного фільтра під час роботи для оновлених серій моделей 900 і 1000. Датчик вимірює вакуум у системі впускного повітря та за потреби запускає цикл очищення. Вентилятор із гідростатичним приводом збільшує швидкість обертання за десять секунд до того, як фактично відбудеться видування, після чого електромагнітний імпульсний клапан генерує два коротких, але потужних удари повітря всередині елементів повітряного фільтра. В результаті цього пил видувається «назад» з повітряного фільтра і одночасно всмоктується з корпусу вентилятором. Повітря, необхідне для цього, надходить з окремого резервуара стисненого повітря (10 л / 12 бар). Система працює в будь-яких умовах експлуатації, включаючи повне навантаження. При необхідності очищення також можна запустити вручну.

Двигуни тракторів все частіше оснащуються автоматичними системами регулювання клапанного зазору, щоб зменшити витрати на обслуговування. Інтервали заміни моторної оливи також стають дедалі довшими: попередній показник із 750 годин роботи тепер збільшено до 1,000 годин. Тенденція до зниження номінальних обертів і обертів холостого ходу продовжується.

Газ та електроенергія як альтернатива?

Дебати навколо CO₂ також зміщує альтернативні види палива та системи приводу в сільськогосподарському секторі. Компанія New Holland використовує багаторічний досвід свого брата по групі Iveco і є першим виробником, який запустив серійне виробництво трактора з газовим двигуном у вигляді T6.180 Methane. 6-циліндровий двигун працює за принципом іскрового запалювання і тому може працювати виключно на газу. За словами виробника, максимальна потужність і крутний момент автомобіля ідентичні показникам його дизельного аналога. Метан транспортується у вигляді СПГ (стисненого природного газу) у семи інтегрованих резервуарах під тиском (185 л / 32 кг); так званий розширювач діапазону з додатковими 270 л / 47 кг можна додатково встановити в передній частині трактора. Залежно від застосування цього запасу енергії має вистачити на три-шість годин роботи. Також можна використовувати оброблений біогаз із вмістом метану не менше 83%, що має зробити трактор особливо цікавим для господарств із власними потужностями з виробництва/переробки газу.

Системи електроприводу продовжують залишатися на бічних лініях тракторів. Незважаючи на те, що дослідження та прототипи, обладнані ними, неодноразово представлялися в недавньому минулому, навряд чи будь-який транспортний засіб, готовий до серійного виробництва, матеріалізувався досі. Електромобілі на акумуляторах, ймовірно, проїдуть лінію першими. Вони в основному підходять для легких і середніх навантажень або для періодично повторюваних робіт, під час яких достатньо часу для проміжної зарядки. Однак часто таким умовам відповідають лише невеликі сільськогосподарські трактори.