W rolnictwie, a w szczególności w produkcji roślinnej, niezbędne jest wykonywanie określonych zabiegów agrotechnicznych w ściśle określonych terminach. Zmienne warunki pogodowe często sprawiają, że czas na ich realizację jest bardzo ograniczony. Obserwujemy zatem ciągłą pogoń za wzrostem wydajności wykonywanych w produkcji rolniczej zabiegów agrotechnicznych, co dotyczy również takich maszyn jak ciągniki. Pytanie, które często zadają rolnicy, brzmi: postawić na gąsienicowy czy kołowy układ jezdny ciągnika?
Wprowadzenie do Ciągników Rolniczych
Ciągnik Kołowy w Kontekście Nowoczesnego Rolnictwa
Ciągnik kołowy, będąc podstawową maszyną w wielu gospodarstwach, charakteryzuje się szeregiem cech wpływających na jego wydajność i sposób oddziaływania na glebę. Kluczowe dla zrozumienia jego roli jest porównanie z alternatywnymi rozwiązaniami, takimi jak ciągniki gąsienicowe, oraz analiza wpływu na środowisko pracy.
Porównanie Ciągników Kołowych i Gąsienicowych: Wyniki Badań
Jakie będą różnice między stopniem ugniatania gleby oraz poślizgu maszyny, jeżeli naprzeciw siebie staną ciągniki z napędem gąsienicowym oraz kołowym? Odpowiedzi na to pytanie poszukiwano w ramach niezależnego badania.
Niezależne Badania Claas Polska i Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu
Z inicjatywy Koła Naukowego Inżynierii Rolniczej z Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu oraz we współpracy z firmą Claas Polska, przeprowadzone zostało niezależne badanie porównujące dwa ciągniki. Pierwszym z nich był AXION 960 z systemem TERRA-TRAC, czyli napędem gąsienicowym, bazującym na znanej z kombajnów technologii, specjalnie dostosowanej do wymagań ciągnika. Po drugiej stronie stanął ten sam model maszyny, tyle że z napędem kołowym. Test odbył się w marcu w miejscowości Niepruszewo w województwie wielkopolskim w odpowiednio przygotowanych warunkach.
Metodologia Pomiarów
Podczas badań wykorzystano kilka narzędzi pomiarowych. W przypadku nacisku na glebę był to hydrotester Claas oraz czujnik pomiaru nacisku kół. Dr inż. wyjaśniał: „W wykorzystaniu poduszki istotne było, aby wytrzymała ona nacisk koła ciągnika podczas przejazdu. W tym celu wykorzystaliśmy sprzęt, którego używają strażacy do otwierania zakleszczonych drzwi czy podnoszenia ciężkich elementów. Poduszka była połączona z manometrem oraz hydrotesterem, dzięki czemu mogliśmy z dużą rozdzielczością zarejestrować naciski, które wywołuje koło na glebę podczas przejazdu ciągnika”. Do pomiaru zagęszczenia gleby wykorzystano penetrometr. System telemetryczny TELEMATICS otrzymywał dane z sieci CAN ciągnika i pozwolił na sprawdzenie obciążenia silnika, prędkości obrotowej i prędkości jazdy mierzonej radarem oraz poślizgu maszyny.
„Każdy pomiar nacisku na glebę wykonywany był trzykrotnie, a wynik ostateczny ustalono na podstawie średniej z uzyskanych pomiarów. Ciągniki przejeżdżały po poduszce bez zaczepionego narzędzia towarzyszącego. Najpierw ciągnik kołowy z przednim obciążnikiem, następnie gąsienicowy, a na końcu jeden przejazd bez obciążnika przedniego” - dodaje dr inż. Barbara Raba-Przybylak, Manager produktu ds. W przypadku przejazdów ciągnika kołowego i gąsienicowego na polu z maszyną towarzyszącą zastosowano system prowadzenia równoległego GPS z dokładnością RTK Net (do +-2 cm). Przerwy pomiędzy przejazdami obu ciągników wynosiły 10 cm (brak ingerencji w siłę uciągu każdego z ciągników). Tempomat został ustawiony na 12 km/h, a ustawienia skrzyni i docisku były na takim samym poziomie.
Analiza Nacisku na Glebę
Na początek porównano nacisk na obie osie w ciągnikach bez narzędzia towarzyszącego. W przypadku osi przednich dla obu testowanych ciągników były one porównywalne i wynosiły średnio 1,76 bar dla ciągnika gąsienicowego z obciążnikiem przednim 900 kg oraz 1,8 bar dla ciągnika kołowego z obciążnikiem przednim 2,6 t. Jeśli chodzi o oś tylną z napędem gąsienicowym w ciągniku AXION 960 TT, nacisk był mniejszy o 63 procent w porównaniu z wersją wyposażoną w kołowy układ jezdny. Jest to spowodowane rozkładem masy na większej powierzchni kontaktu w ciągniku gąsienicowym. Widoczne są 3 punkty nacisku: koło napinające, rolki oraz koło napędowe. Koło napędowe wykazało wyższą wartość nacisku w całym napędzie gąsienicowym (wartość średnia 0,37 bar), które nadal wykazuje się o wiele niższym naciskiem niż tylne koło w ciągniku standardowym. Dodatkowo widzimy różnicę w nacisku po demontażu obciążnika z ciągnika kołowego. Odpowiednio wartości wyniosły: 0,61 bar z obciążnikiem i 1,25 bar bez niego.
Wpływ na Zagęszczenie Gleby i Poślizg
Kolejny wniosek, który należy podkreślić po badaniach penetrometru, to fakt, że przejazd ciągnika z napędem gąsienicowym AXION 960 TT wywołuje o ok. 15-20 proc. mniejsze zagęszczenie w warstwie gleby od 0 do 25 cm. „Natomiast poniżej tej głębokości jest już widoczna podeszwa płużna, która występuje na polu, i tutaj przejazd ciągnika po wierzchniej warstwie gleby nie powoduje wpływu na zmianę zagęszczenia poniżej 25 cm” - tłumaczy dr inż. Podjęto również próbę sprawdzenia, w jaki sposób ciągnik zagęszcza glebę, jeżeli zdejmiemy przedni obciążnik (waga: 2,6 t). Okazało się, że rezygnacja z balastu pozwoliłaby na zmniejszenie zagęszczenia w wierzchniej warstwie gleby (0-15 cm) o ok. 20-30 proc. Dalsze wyniki wykazały jednak, że w przypadku ciężkich prac uprawowych, wykorzystujących maksymalną siłę uciągu, nie pozwalają na rezygnację z obciążnika, ponieważ średnie wartości poślizgu zbliżały się do tych, których nie powinniśmy przekraczać.
Kluczowe Wnioski z Badań
„Ciągnik gąsienicowy to specjalna maszyna pod względem trakcji. Prezentowany napęd gąsienicowy TERRA-TRAC jest odpowiednio dostosowany do prac polowych i pozwala w pełni wykorzystać potencjał ciągnika. Jeśli występują problemy z trakcją na polu, jest to bardzo ciekawa opcja zakupu, która może przynieść szereg korzyści” - podsumowuje dr inż. „Całą organizacją wydarzenia zajęli się nasi studenci, którzy poprosili markę Claas o pomoc i współpracę. Dane z tego pomiaru będą wykorzystywali m.in. w konkursie Kół Naukowych, w którym prezentowane są prace badawcze. Mam nadzieję, że dzięki temu studentom uda się uzyskać satysfakcjonujące efekty w najbliższej edycji” - dodaje dr inż.
Hanwo: chińskie ciągniki premium wchodzą do Polski. Ile kosztują?
Aspekty Wydajności i Ograniczania Strat w Ciągnikach
Obserwujemy ciągłą pogoń za wzrostem wydajności wykonywanych w produkcji rolniczej zabiegów agrotechnicznych. Pogoń ta dotyczy również takich maszyn jak ciągniki.
Wydajność Powierzchniowa Zabiegów
Zgodnie z definicją, wydajność powierzchniowa zabiegu to iloczyn prędkości oraz szerokości roboczej. Zrozumiałym jest zatem, że na pola wprowadzane są agregaty o coraz większych szerokościach roboczych, jednak do ich eksploatacji wymagane są również ciągniki o odpowiednich mocach.
Sprawność Silnika i Układu Napędowego
W ofercie wiodących producentów ciągników obserwujemy wprowadzanie konstrukcji o coraz większych mocach znamionowych silników. Trzeba mieć jednak świadomość, że ciągnik to złożony układ, w którym zachodzi wymiana energii, której źródłem jest paliwo zużywane przez silnik spalinowy. Ogólna sprawność silnika waha się w granicach 35-38%, co oznacza, że reszta energii jest bezpowrotnie tracona w wyniku strat cieplnych i mechanicznych. Sprawność układu przeniesienia napędu wynosi natomiast ok. 85-90%.
Sprawność Układu Jezdnego
Układ jezdny to swego rodzaju przekładnia, która występuje pomiędzy oponą bądź gąsienicą a podłożem - czyli najczęściej glebą. Sprawność układu jezdnego ciągnika, w zależności od jego konstrukcji i rodzaju podłoża, po jakim się porusza, wynosi 50-80%. W przypadku ciągników z gąsienicowym układem jezdnym możemy uzyskać sprawność nawet 70-80%, podczas gdy w ciągnikach z układem kołowym będzie to 50-60%. Celem nadrzędnym producentów jest zatem doskonalenie konstrukcji ciągnika w taki sposób, aby jego sprawność ogólna była jak najwyższa. Wprowadzane są nowe konstrukcje oraz modyfikacje już istniejących układów jezdnych ciągnika, tak by jego sprawność była możliwie najwyższa.
Metody Ograniczania Strat
Układ jezdny to swego rodzaju przekładnia, która występuje pomiędzy oponą bądź gąsienicą a podłożem - czyli najczęściej glebą. Przyczyną strat, które w tym układzie występują, jest przemieszczanie gleby w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu ciągnika, będące wynikiem poślizgu, oraz ugniatanie gleby wynikające z reakcji podłoża na ciężar ciągnika. Zminimalizowanie tych strat możliwe jest przede wszystkim poprzez zwiększenie powierzchni kontaktu układu jezdnego ciągnika z podłożem. Stosowane są m.in. opony o większych średnicach oraz szerokościach profilu, jak również bliźnikowanie kół. Jest to niezwykle istotne w ciągnikach dużych mocy, gdzie poprzez duże moce rozumieć tu należy takie, w których wartość tego parametru mieści się w granicach 400-600 KM. W tego typu konstrukcjach zachowanie wysokiej sprawności ogólnej ciągnika jest niezwykle istotne (choć w ciągnikach, w których moc ta jest mniejsza, ma to równie duże znaczenie).
Układy Jezdne: Tradycja kontra Innowacje
Gąsienicowy Układ Jezdny - Zalety i Rozwój
Najkorzystniejsze z punktu widzenia wysokiej sprawności są gąsienicowe układy jezdne. Opracowanie konstrukcji gąsienicy gumowej to przełomowy moment w rozwoju i powszechnym wprowadzaniu tego typu układu jezdnego. Nie ustępują one układom kołowym pod kątem mobilności ciągnika, szczególnie na utwardzonych drogach publicznych, pozwalają jednak na poruszanie się z takimi samymi prędkościami transportowymi.
Gąsienice a Koła Bliźniacze
Co więcej, w przypadku stosowania kół bliźniaczych w układach kołowych całkowita szerokość takiego ciągnika przekracza zazwyczaj maksymalną dopuszczalną, zgodnie z kodeksem ruchu drogowego, szerokość 3 m. Na czas przejazdów transportowych wymagany jest więc demontaż kół bliźniaczych, podczas gdy ciągnik wyposażony w gąsienicowy układ cały czas spełnia wymagania przepisów kodeksu drogowego.
Większa Powierzchnia Kontaktu i Mniejsze Zagęszczanie Gleby
Ciągnik wyposażony w gąsienicowy układ jezdny pozwala również zmniejszyć poślizg co najmniej o 50% w porównaniu z analogiczną konstrukcją wyposażoną w kołowy układ jezdny w układzie bliźniakowanym. Mniejszy poślizg to mniejsze straty, szybsze wykonanie zabiegu i oszczędności finansowe w wyniku mniejszego zużycia paliwa na jednostkę powierzchni. Większa powierzchnia kontaktu sprawia, że możliwe jest również stosowanie wyższych prędkości roboczych nawet w przypadku nierównego podłoża, np. uprawa gleby po orce. Charakteryzujący się większą powierzchnią kontaktu układ gąsienicowy to także ograniczenie strat związanych z ugniataniem gleby. Pamiętajmy, że gleba to przede wszystkim naturalne środowisko do wzrostu i plonowania roślin, a jej nadmierne zagęszczanie to jedno z głównych zagrożeń, będących wynikiem wprowadzania coraz cięższych agregatów na pola. Nadmierne zagęszczenie może być w dodatku przyczyną ograniczenia plonowania roślin spowodowanego niewłaściwym rozwojem systemu korzeniowego roślin, jak również zaburzenia stosunków wodno-powietrznych występujących w glebie. Poprawę takich stosunków uzyskuje się poprzez głęboszowanie, jest to jednak zabieg bardzo energochłonny, a co za tym idzie kosztowny. Lepiej więc zapobiegać temu zagrożeniu, niż usuwać jego skutki. Gąsienicowy układ jezdny pozwala zmniejszyć poślizg nawet o 50%, a jednocześnie ograniczyć zagęszczanie gleby.
Cena i Inwestycja w Układ Gąsienicowy
Decydując się na zakup ciągnika, który będzie wyposażony w gąsienicowy układ jezdny, musimy jednak liczyć się z tym, że jego cena będzie wyższa o ok. 10-15% w stosunku do analogicznej konstrukcji wyposażonej w układ kołowy. Biorąc jednak pod uwagę zalety, jakie posiada układ gąsienicowy, jest to niewątpliwie dobra inwestycja, która szybko się zwróci.
Nowe Rozwiązania Techniczne - Hybrydowe Układy Półgąsienicowe
W 2025 roku coraz więcej producentów wprowadza hybrydowe układy półgąsienicowe, łączące trakcję z mobilnością. Dzięki temu rolnicy zyskują większą stabilność pracy w zmiennych warunkach polowych. Co istotne, systemy takie jak SmartTrax czy Terraglide zmniejszają poślizg i poprawiają przyczepność. W efekcie ciągnik zużywa mniej paliwa i równomiernie rozkłada masę. Ponadto konstruktorzy uwzględniają większy komfort jazdy przy zachowaniu efektywności roboczej.
Wydajność, Oszczędność Paliwa i Wpływ na Glebę w 2025 roku
W 2025 roku modele z układem Terra Trac poprawiły przyczepność średnio o 15%, przy niższym nacisku na glebę. Co więcej, testy wykazały redukcję zużycia paliwa aż o 19,5% dzięki silnikowi niskoobrotowemu. Ponadto układ gąsienicowy poprawił właściwości trakcyjne nawet na mokrej glebie, co zwiększyło wydajność zabiegów. W efekcie rolnicy skrócili czas pracy i obniżyli koszty operacyjne. Dlatego coraz częściej wybierają ciągniki gąsienicowe jako bardziej ekonomiczne rozwiązanie w 2025 roku. Układy gąsienicowe zyskują na znaczeniu w kontekście ochrony struktury gleby. Badania terenowe i laboratoryjne pokazują, że gąsienice wywierają mniejsze ciśnienie jednostkowe niż koła, nawet bliźniacze. Dzięki temu gleba ulega mniejszemu zagęszczeniu, co sprzyja napowietrzeniu i rozwojowi korzeni. Co więcej, mniejsza degradacja gleby wpisuje się w wymogi ekoschematów wspierających praktyki ograniczające presję maszyn.
Specjalistyczne Ciągniki - Układy Przegubowe
Definicja i Zastosowanie Ciągników Przegubowych
Ciągniki przegubowe to wyjątkowo zwrotne pojazdy, które zazwyczaj zaliczane są do grupy maszyn specjalistycznych. Ich konstrukcja doskonale sprawdza się podczas prac w wąskich międzyrzędziach, np. w szklarniach i tunelach. Przegubowy układ kierowniczy jest też najlepszym możliwym rozwiązaniem do ciągników z napędem na cztery koła, a więc przeznaczonych do prac w bardzo trudnych warunkach.
Zalety Przegubowego Układu Kierowniczego
Przegubowy układ kierowniczy zapewnia pojazdowi znacznie lepszą zwrotność niż tradycyjny układ zwrotnicowy, zwłaszcza w przypadku napędu na cztery koła. Ta cecha wpływa istotnie na komfort prowadzenia maszyny w trudnych warunkach i przy dużych obciążeniach, w związku z czym układy przegubowe od lat używane są w profesjonalnych ciągnikach leśnych o olbrzymiej mocy uciągu. Podobne wymagania coraz częściej stawia się również ciągnikom rolniczym, zwłaszcza w nowoczesnych gospodarstwach wielkopowierzchniowych. Układ kierowniczy, jak wskazuje jego nazwa, umożliwia kierowcy utrzymanie lub zmianę kierunku jazdy traktora. Choć taka podstawowa definicja brzmi prosto, układ kierowniczy musi spełniać wiele dodatkowych warunków, w tym między innymi zapobiegać przenoszeniu na kierownicę uderzeń wywołanych nierównościami terenu czy zmianom kierunku jazdy. Bardzo ważnej jest, żeby kierowanie było łatwe i skuteczne. Realizacja wszystkich tych założeń jest stosunkowo łatwa w pojazdach, które poruszają się po utwardzonych drogach. W przypadku traktorów, pracujących przecież w polu, jest to zadanie o wiele bardziej złożone. Sprawy dodatkowo komplikują się w przypadku ciągników z napędem na cztery koła.
Budowa i Działanie Układu Przegubowego
Przegubowy układ kierowniczy tworzą dwie ramy połączone przegubem. Do ram mocowane są stałe osie kół jezdnych. Wzajemne ustawienie ram sterowane jest przez siłownik. Skręt pojazdu wywoływany jest zmianą ustawienia ram, a nie (jak w przypadku konwencjonalnych ciągników) przez skręt kół jezdnych.