Wprowadzenie do ciągników SAM
W dzisiejszych czasach oferta niewielkich ciągników dla małych i średnich gospodarstw jest bardzo bogata. Praktycznie każdy większy producent proponuje modele o mocach rzędu 40-60 KM i kompaktowych rozmiarach, które umożliwiają pracę w niskich budynkach bądź w ogrodnictwie. Mimo to, budowa własnego, unikalnego ciągnika, określanego jako SAM (Samochód Samoróbka), nadal stanowi pasję i często konieczność dla wielu rolników i majsterkowiczów. Szczególnie interesującym typem są ciągniki "łamane", czyli przegubowe, które oferują zwiększoną zwrotność.
Studium przypadku: Ciągnik SAM Damiana Kujawy
Jedną z pozytywnie zakręconych osób, która podjęła się budowy własnego ciągnika SAM, jest Damian Kujawa. Wraz z rodzicami prowadzi on niewielkie gospodarstwo rolne, położone w Kozich Laskach (powiat nowotomyski, woj. wielkopolskie). Główną inspiracją do tego, jak ten ciągnik SAM miał wyglądać, był niewielki, niemiecki traktor o oznaczeniu UT082, produkowany pomiędzy rokiem 1984 a 1989. Podobieństwo obu maszyn jest wyraźne. Cała konstrukcja w głównej mierze bazuje na częściach wykonanych samodzielnie oraz na wykorzystaniu elementów z odzysku, zazwyczaj ze złomu.
Konstrukcja i rama
Główną konstrukcję nośną całego ciągnika stanowi rama, wykonana z grubej, giętej i spawanej blachy. Jest to już druga rama zastosowana w ciągniku, co świadczy o ewolucji projektu. Początkowo ciągnik był przeciążany, co doprowadziło do zniszczenia ramy nośnej. Po tym zdarzeniu maszyna otrzymała nową, mocniejszą ramę, która lepiej znosi obciążenia.
Jednostka napędowa
Jednostkę napędową stanowi 4-cylindrowy silnik wysokoprężny o pojemności 1,8 litra produkcji Forda. Silnik ten pochodzi z modelu Ford Escort, ale wykorzystywany był również w innych modelach ze stajni Forda. Fabrycznie jednostka ta odznaczała się mocą 75 KM, jednak w wyniku modyfikacji moc zmalała do poziomu ok. 60 KM. Stało się to możliwe dzięki usunięciu turbosprężarki, która seryjnie zasilała motor. Jak twierdzi pan Damian, ułatwiło to montaż jednostki, zmniejszyło jej wysilenie, a moc na obecnym poziomie jest i tak aż przesadzona. Silnik jest mocowany do ramy przy użyciu seryjnych poduszek. Ma to swoje zalety, jak redukcja poziomu wibracji przenoszonych na ramę i operatora, co pozytywnie wpływa na komfort pracy. Z drugiej strony, trzeba było stoczyć prawdziwy bój z wydechem. Początkowo w ciągniku montowane były tłumiki zapożyczone z innych ciągników, lecz ich duża masa w połączeniu z pracą motoru na poduszkach powodowała notoryczne łamanie się wydechów u nasady. Ostatecznie zmusiło to młodego rolnika do zastąpienia tłumika lekką rurą ze stali kwasoodpornej.
Układ napędowy i przełożenia
Pomysł na realizację przełożeń w tym ciągniku zasługuje na nagrodę za kreatywność. Silnik współpracuje ze skrzynią biegów z Opla Omegi, która wstępnie redukuje obroty i zwiększa moment obrotowy. Bezpośrednio na wyjściu ze skrzyni do flanszy wału napędowego montowany jest łącznik elastyczny, przekazujący napęd dalej do tylnego mostu. Most zaś pochodzi z dużego wózka widłowego i dysponuje dwoma zakresami prędkości oraz rewersem. Zastosowanie dwóch skrzyń jest kluczowe, ponieważ silniki z aut osobowych znacząco różnią się pod względem zakresu obrotowego i specyfiki oddawania mocy od silników rolniczych. Przy zastosowaniu jednej skrzyni uzyskano by zbyt wysokie prędkości przy momencie obrotowym, który nie pozwalałby na jakiekolwiek prace polowe. Efektem tej kombinacji dwóch skrzyń jest łącznie 12 przełożeń do przodu oraz - dzięki temu, że tylny most ze skrzynią posiada rewersor - 12 przełożeń do tyłu. Sama dźwignia zmiany kierunku jazdy została sprytnie przeniesiona za pomocą cięgien tak, że znajduje się tuż przy kierownicy. Na najwyższym biegu ciągnik SAM rozpędza się do prędkości około 30 km/h.
Osprzęt i hydraulika
Głównym zadaniem, które ciągnik wykonuje w gospodarstwie, jest praca z ładowaczem czołowym, gdyż oprócz produkcji roślinnej, rodzina trudni się jeszcze hodowlą bydła opasowego. Cały ładowacz wraz z osprzętem został wykonany własnoręcznie przez pana Damiana, przy użyciu jedynie prostych narzędzi ręcznych. Jakość wykonania nie powstydziłby się żaden producent ładowaczy. Udźwig, jak na tak mały ciągnik, również imponuje, gdyż bez większego problemu radzi sobie z ciężarami rzędu 350 kg, co absolutnie nie jest jego granicą. Dodatkowo na uwagę zasługuje mocarny, tylny TUZ (Trzypunktowy Układ Zawieszenia). Bazuje on na podzespołach z Ursusa C-360, jednak za podnoszenie odpowiada spory siłownik z pługa PHX. Początkowo ciągnik wykorzystywał inny ładowacz z grubszymi siłownikami i pracował na ciśnieniu w układzie hydraulicznym rzędu 150 bar. Aby zapobiegać przeciążeniom w przyszłości, ograniczono ciśnienie w układzie do 120 bar, a siłowniki wymieniono na mniejsze. Ciągnik ma 2 niezależne układy hydrauliczne.
Układ hamulcowy i komfort pracy
Przednią oś stanowi skrócona i nieco zmodyfikowana oś od Tarpana, dzięki czemu ciągnik hamuje na wszystkie 4 koła, co jest niezwykle istotne przy pracy z ładowaczem, gdy tył jest mocno odciążony. Dodatkowo układ wyposażono w serwo hamulcowe, tym samym siła, z którą trzeba naciskać na pedał, jest zdecydowanie mniejsza. Komfort pracy poprawia również zastosowanie hydraulicznego pedału sprzęgła oraz oświetlenie ledowe.
Ciagnik sam na budowę idealny, S15 ANDORIA
Porady i wyzwania przy budowie ciągnika SAM
Budowa własnego ciągnika SAM, zwłaszcza przegubowego z napędem na cztery koła, to duże wyzwanie techniczne, które wymaga wiedzy, doświadczenia i starannego doboru komponentów. Wielu majsterkowiczów dzieli się swoimi doświadczeniami i dylematami.
Dobór komponentów napędu 4x4
Częstym dylematem jest wybór odpowiednich mostów napędowych oraz układu przeniesienia napędu. Użytkownicy budujący ciągniki SAM, np. z silnikiem od Lublina i napędem na cztery koła, często zastanawiają się, czy most od Żuka będzie pasował, zwracając uwagę na kierunek obrotu piast oraz możliwość odwrócenia dyferencjału. Sugerowane są różne rozwiązania, w tym użycie reduktora od Stara (np. 66 lub 660), mostów od GAZ-a 69, ARO, Muscel, UAZ-a 469, a także mostów od Stara 200, 244, 266 oraz Pragi V3. Użytkownicy podkreślają, że mosty od Żuka mogą być niewystarczająco wytrzymałe, zwłaszcza przy obciążeniu ładowacza czołowego (planowany udźwig do 700 kg). Idealnym rozwiązaniem jest dobranie przedniego i tylnego mostu z tego samego pojazdu (np. UAZ, Star 660), które posiadają reduktor dwustopniowy. To znacznie upraszcza konstrukcję, wymagając jedynie skrócenia wałów i ewentualnej wymiany silnika.
Wyzwania techniczne i inżynierskie
Jednym z kluczowych aspektów jest dopasowanie przełożeń w układzie napędowym. Ważne jest, aby koła przednie i tylne kręciły się z w przybliżeniu taką samą prędkością obrotową. Jeśli mosty pochodzą z różnych pojazdów o odmiennych przełożeniach, konieczne może być dorobienie dodatkowej przekładni (lub dwóch) w celu wyrównania obrotów. Należy pamiętać, że jeśli występuje różnica w wielkości kół przednich i tylnych, dokładne dopasowanie prędkości jest w praktyce niemożliwe. Prowadzi to do zwiększonych oporów i nadmiernego zużycia opon oraz przekładni w terenie o dużej przyczepności. Dlatego przedniego napędu czy blokady tylnego mostu nie używa się podczas jazdy po twardym podłożu, a w terenie należy zachować ostrożność. Ciągnik "łamany" (przegubowy) ma tę zaletę, że podczas jazdy po łuku koła idą tym samym torem, co minimalizuje naprężenia między mostami, które występują w konwencjonalnych konstrukcjach. Dużo zależy też od mocy silnika - jeżeli jest zapas mocy, można próbować adaptacji, ale często łatwiej jest zbudować od nowa, co pozwala od początku zaplanować wszystkie elementy.
Historia małych ciągników w Polsce: od SAM-ów do produkcji fabrycznej
Na przełomie lat 80. i 90. w Polsce powstawało co najmniej kilka małych ciągników hobbistycznych, używanych w ogrodach, małych gospodarstwach warzywniczych czy pracach komunalnych. Było to pokłosie braku na rynku maszyn dopasowanych do potrzeb małych gospodarstw.
Okres PRL i wczesne lata 90.
Jednym z najbardziej znanych małych traktorów z czasów PRL jest produkowany w latach 80. w Wytwórni Urządzeń Komunalnych WUKO traktor TUR 10D. Ciągnik ze Stąporkowa wykorzystywał maskę od Ursusa C-330, a pod nią montowano wytwarzany w Andrychowie silnik 1CA90 o pojemności 573 cm³ i mocy 10 KM. Nie był to pierwszy mały traktorek powstający w Polsce - wystarczy wymienić wszystkie wariacje na temat Dzika (np. Dzik 4K, Jaromka) czy np. Mesko RJS-1 lub WUKO M1. Pod koniec lat 60. w Poznaniu stworzono ciągnik Ogar, o którym jednak wiadomo niewiele. W latach 80. PFMŻ montowało jugosłowiańskie TV-521 (TV od fabryki Tomo Vinković). W latach 90. tworzono kolejne traktorki, tylko w tym czasie do głosu doszli także polscy przedsiębiorcy, którym fantazji nigdy nie brakowało - szczególnie w pierwszych latach przełomu gospodarczego w Polsce.
Poldek z firmy Polpure
Jednym z takich pojazdów jest Poldek z firmy Polpure. Projekty takie jak Poldek trudno nazwać pełnoprawną produkcją, jednak był to produkt nowy, który można było kupić z gwarancją, bezpośrednio od producenta. Na pojazd zabezpieczono odpowiedni patent (na uniwersalny miniciągnik, konstruktor Leopold Żółtaszek), a niezbędne części do wykonania traktora zamawiano bezpośrednio u producentów. Jeden z pierwszych egzemplarzy Poldka, w wersji Diesel S301D z 1988 r., trafił do Muzeum Motoryzacji „Motonostalgia” w Nieborowie. Poldek na początku korzystał z silnika S-301D (Andoria, 4,1 do 7 KM), który często lądował do przeróżnych SAM-ów. Gdy Poldek trafił do produkcji seryjnej (1988/1989), stosowano w nim już silniki 1CA90 (Andoria, 10 KM, chłodzone powietrzem). Reszta ciągnika to m.in. skrzynia biegów i tylny most (z możliwością wbudowania blokady mechanizmu różnicowego) z Żuka, z FSC pochodziły także tylne koła, zaś przednie w egzemplarzu z Nieborowa to tzw. „cytrynki” z pierwszych Polskich Fiatów 126p (potem stosowano nowsze felgi z „malucha”). Kierownica i przekładnia kierownicza w egzemplarzach produkcyjnych to także 126p, ale w tym konkretnym Poldku kierownica pochodziła ze starego Żuka. Sprzęgło tarczowe jednostopniowe pochodziło także z Żuka.
Według ulotki promocyjnej „ilość biegów przód/tył wynosiła 7/3 w tym "żółwi krok" poniżej 1 km/h". Miniciągnik dwuosiowy "Poldek" przeznaczony był głównie dla plantatorów / sadownictwa, warzywnictwa / służb komunalnych oraz małoareałowych gospodarstw rolnych. Miniciągnik "Poldek" wypełniał lukę w zakresie mocy i wymiarów gabarytowych pomiędzy jednoosiowymi mikrociągnikami a najlżejszymi o najmniejszej mocy ciągnikami produkowanymi przez ZPC "Ursus". Firma Polpure oferowała szereg maszyn współpracujących z ciągnikiem, m.in. pług zawieszany jednoskibowy, brona zębowa zawieszana, pielnik zawieszany trzyrzędowy, kultywator z wałem strunowym. Inne przedsiębiorstwa, np. Agromet Pilmet, proponowały specjalnie do Poldka opryskiwacze zawieszane (poj. 200 l) i przyczepiane. W układzie napędowym wykorzystano wiele elementów z samochodu Żuk: sprzęgło cierne tarczowe, jednostopniowe, dwie skrzynie przekładniowe połączone szeregowo (daje to 16 biegów do przodu i 4 do tyłu oraz minimalną prędkość pod obciążeniem 0,5 km/h), most napędowy (z blokadą lub bez). Miniciągnik wyposażony był w wałek odbioru mocy z możliwością wykorzystania podczas postoju (średnica końcówki WOM - 35 mm) oraz trójpunktowy układ zawieszenia narzędzi (kat. I). Układ hamulcowy „Poldka” to uruchamiane hydraulicznie hamulce bębnowe na tylnej osi oraz mechaniczny hamulec postojowy. Podstawowe wymiary (długość/szerokość/wysokość) wynosiły 210/105.5/117 cm. Rozstaw kół 87 cm, prześwit 22 cm. Masa z obciążnikami 710 kg. Ogumienie 135 R 12 (przód) i 6.00-16 (tył). Zużycie paliwa wynosiło około 1 litra oleju napędowego na godzinę. Poldek wyprodukowano w liczbie około 50 sztuk. W badaniach prototypowych znajdowała się również wersja „Poldka“ z dwucylindrowym silnikiem o mocy 20 KM. W 1992 r. ciągnik sprzedawano w cenie 3,7 tys. zł (wersja z blokadą mechanizmu różnicowego kosztowała 3,9 tys. zł).
Inne łamane miniciągniki
Niektóre firmy montowały lub próbowały montować ciągniki sprowadzane z zagranicy. W tym segmencie swoje trzy grosze dodała lubelska Sipma, która w 1995 r. pokazała na Polagrze łamany miniciągnik MTZ-082, wyposażony w 2-cylindrową jednostkę napędową marki Briggs & Stratton, o mocach 12,5, 16 lub 18 KM. Jak sama nazwa wskazuje, maszyna bazowała na technologii białoruskiego MTZ. Orientacyjna cena traktorka wynosiła wówczas ok. 5 tys. PLN, a produkcja miała się rozpocząć w 1996 r., choć najprawdopodobniej nie doszła do skutku. Drugim projektem tego rodzaju był Urwis 012 bazujący na rosyjskim KMZ-012.
Ciągnik SAM jako dzieło sztuki inżynierskiej: Przykład „Korbotronika”
Własny ciągnik w gospodarstwie nie jest już marzeniem, ale koniecznością. Czasem człowiek musi tworzyć, inaczej się udusi - tak brzmią słowa, które przychodzą na myśl, gdy ogląda się ciągniki SAM. To jednocześnie wizja i dzieło sztuki, oczywiście użyteczne i praktyczne. To, co widzimy w wielu SAM-ach, nie powstało w czasach PRL-u, gdy trudno było kupić ciągnik, bo obowiązywały zapisy i kolejka chętnych. Wiele takich pojazdów powstało zaledwie kilkanaście lat temu, z części, elementów czy podzespołów mniej lub bardziej związanych z innymi ciągnikami.
Przepis na zrobienie ciągnika rolniczego jest prosty: weź to, co masz pod ręką. Przyda się kilka metrów dwuteownika (może być szyna kolejowa), jakieś stare Ursusy C-328 i C-360 - jako dawcy niektórych części. Jeśli czegoś zabraknie albo uznasz, że coś się przyda lub będzie ładnie wyglądało, to wykorzystaj elementy z samochodów Lublin, Star, Robur, a nawet Syrena. I co z tego, że to auta, ważne, że można je wykorzystać i mają klimat lat 50., 60. czy 70. Nierzadko trafia się silnik o pojemności około litra. Wbrew obiegowym opiniom, taka moc - gdzieś między 8 a 15 koni mechanicznych - w zupełności wystarcza do napędzania czterech kół. Samą moc wspomaga tu często wielkie i ciężkie koło zamachowe, które magazynuje w sobie energię kinetyczną silnika.
Co prawda, niektóre ciągniki, jak na wyrób XXI wieku, posiadają instalację elektryczną, ale bez rozrusznika. Zapłon silnika inicjowany jest przez jeden z najstarszych i najbardziej niezawodnych systemów rozruchowych - „korbotronik”. System ten zwykle działał, pozwalając uruchomić silnik, zanim dostaliśmy zawału. Nie przeszkadza nawet to, że tak umieszczone gniazdo korby czasem koliduje z podłużnym drążkiem kierowniczym. Uwagę zwraca też kilka niestandardowych, jak na ciągniki, elementów. Dźwignia zmiany biegów bywa krótka i niemal sportowa. Tłumik spalin umieszczony jest z przodu przed maską, a rura kolektora powietrza, zrobiona z kwasówki, może być zakończona pięknym monocyklonem. Poza tym siedzi się wygodnie, a kierownica z Syreny też jest w porządku.
Dlaczego budujemy ciągniki SAM?
Dla wielu budowanie własnych maszyn to przede wszystkim pasja majsterkowania. Rolnicy twierdzą, że tak właśnie powinny wyglądać ciągniki - nie żadna seryjna produkcja, ale indywidualna i jednostkowa. Wtedy każdy miałby swój własny i niepowtarzalny traktor. To także kwestia praktyczności i dopasowania maszyny do specyficznych potrzeb gospodarstwa, które często są zbyt małe lub specyficzne dla gotowych rozwiązań. Decyzja o budowie SAM-a zawsze rodzi pytania o opłacalność, czas i potrzebę, ale dla wielu satysfakcja z tworzenia czegoś unikalnego i funkcjonalnego jest bezcenna.