Hydrauliczne układy hamulcowe w maszynach rolniczych

Bezpieczeństwo w transporcie rolniczym i drogowym jest priorytetem, a kluczową rolę w jego zapewnieniu odgrywają układy hamulcowe. W obliczu rosnących mas i prędkości współczesnych maszyn rolniczych, ich ewolucja jest nieustanna. Artykuł ten szczegółowo omawia budowę, działanie oraz regulacje dotyczące hydraulicznych i innych typów hamulców, ze szczególnym uwzględnieniem zmian w przepisach od 2025 roku.

Ewolucja i znaczenie układów hamulcowych w rolnictwie

Hamulce w ciągniku są jednymi z najważniejszych podzespołów, ponieważ wpływają wprost na bezpieczeństwo jazdy. Rozwój konstrukcji ciągników rolniczych nie ominął również modyfikacji w układach hamulcowych. Najważniejszym wymogiem stawianym hamulcom w ciągniku jest umożliwienie zmniejszenia prędkości jazdy lub całkowitego zatrzymania pojazdu. To właśnie ta funkcja jest realizowana poprzez tzw. zasadnicze hamulce w ciągniku, potocznie nazywane hamulcami nożnymi.

Inna ważna funkcja hamulców to unieruchomienie pojazdu podczas postoju (zabezpieczenie przed samoczynnym przetoczeniem). To zadanie jest realizowane przez hamulec postojowy, niekiedy nazywany również hamulcem parkingowym, a potocznie ręcznym. Obserwując rozwój konstrukcji ciągników w ostatnich 20-30 latach, można stwierdzić, że układy hamulcowe uległy znacznym modyfikacjom. Przede wszystkim jest to spowodowane ogólną tendencją panującą w rolnictwie, polegającą na dążeniu do maksymalnej wydajności zarówno przy pracach polowych, jak i transportowych. Współczesne ciągniki są dużo cięższe i szybsze niż ich odpowiedniki sprzed trzech czy czterech dekad, a to z kolei wymaga bardzo wydajnych systemów hamulcowych.

Mechanizmy hamulcowe: od bębnów do tarcz

Główne modyfikacje dotyczące hamulców w ciągnikach obejmują zarówno sam mechanizm hamulcowy, jak i sterowanie hamulcem. W starszych konstrukcjach popularnym mechanizmem hamulcowym był układ szczękowo-bębnowy, jednak miał on pewne wady, takie jak utrudnione odprowadzanie ciepła powstającego w trakcie tarcia, utrudnione usuwanie produktów zużycia (pyłu z okładzin), utrudniona regulacja czy też wrażliwość na zaolejenie. Wady te sprawiły, że hamulce szczękowo-bębnowe zostały zastąpione hamulcami tarczowymi.

Proces hamowania w hamulcach tarczowych mokrych realizowany jest przez dociskanie do siebie tarcz zamontowanych we wspólnej obudowie wypełnionej olejem. W najprostszej postaci jedna z tarcz jest połączona kształtowo z elementem obrotowym (np. półosią), zaś druga jest połączona z nieruchomym elementem obudowy. W ten sposób wzajemne tarcie dociśniętych tarcz powoduje proces hamowania ciągnika. We współczesnych ciągnikach ten układ hamulcowy jest bardzo popularny i najczęściej występuje w wersji wielotarczowej. Ta odmiana konstrukcyjna została niejako zaadaptowana z pojazdów drogowych.

W przypadku hamulców tarczowych suchych tarcza hamulcowa jest osadzona na piaście koła, natomiast jej hamowanie odbywa się poprzez dociśnięcie wkładek hamulcowych, zwanych potocznie klockami. Klocki osadzone są w zacisku hamulcowym, a ich docisk jest realizowany hydrauliczne poprzez wygenerowanie ciśnienia na tłoczki hamulcowe. Hamulce tarczowe suche w ciągnikach są mniej popularne od odmiany mokrej, ale pojawiają się np. w ciągnikach JCB Fastrac czy Deutz Fahr (model 9TTV).

Sterowanie hamulcami: od mechaniki do elektroniki

Odrębną kwestią jest sposób uruchamiania hamulców. W starszych, najprostszych układach hamulcowych ciągników stosowano mechaniczne uruchamianie hamulców, w którym siła z pedału hamulca była przenoszona za pośrednictwem cięgien i dźwigni na element rozpierający szczęki lub dociskający tarcze. Ten sposób wymagał dużej siły nacisku na pedał. To właśnie z tego względu mechaniczne uruchamianie hamulców zostało zastąpione przez inne sposoby. Dziś najpopularniejszym rozwiązaniem w ciągniku jest hydrauliczne uruchamianie hamulców. W systemie tym siła nacisku na pedał jest przenoszona na elementy układu hydraulicznego. Bardzo często hydrauliczne uruchamianie hamulców jest dodatkowo wyposażone we wspomaganie, którego zadaniem jest dodatkowe zwiększenie siły uruchamiania hamulców w ciągniku.

Jednym z głównych wyzwań konstrukcyjnych stawianych hamulcom w ciągnikach jest zapewnienie dużej siły hamowania przy możliwie niewielkim nacisku na pedał hamulca w ciągniku. W traktorach Deutz Fahr 9TTV oferowany jest układ PowerBrake, w którym cel ten osiągnięto dzięki zastosowaniu hydraulicznego układu wspomagania hamulców. Obecnie w ciągnikach hamowanie jest osiągane dzięki rozbudowanym systemom, w których do pomocy zaprzęgnięto oczywiście układy elektroniczne.

Hamulce na osiach: przednia i tylna

W wielu współczesnych ciągnikach rolniczych mamy do czynienia z typowym układem konstrukcyjnym, w którym koła tylne są napędzane stale, zaś koła przednie mają możliwość załączenia napędu. W takim przypadku oś przednia musi być wyposażona w układ hamulcowy. W starszych konstrukcjach hamulec przedniej osi był montowany przy elementach układu napędowego, natomiast obecnie panuje tendencja do montowania hamulców bezpośrednio przy kołach przedniej osi. W ciągnikach John Deere serii 7R i 8R przednia oś jest wyposażona w hamulce tarczowe mokre (w kąpieli olejowej). Z kolei w traktorach JCB Fastrac na przedniej osi są montowane hamulce tarczowe suche.

Hamulce przyczep i maszyn przyczepianych

Należy również pamiętać o odpowiednim sterowaniu hamulcami przyczep lub maszyn przyczepianych wyposażonych we własny układ hamulcowy. Pewne problemy mogą bowiem pojawić się przy jeździe zestawem, zwłaszcza z dużą prędkością (np. jazda transportowa). W tym przypadku istnieje ryzyko, że ciągnięta przyczepa lub zestaw przyczep spowoduje pchanie ciągnika i utratę stateczności oraz kierowalności.

Typy hamulców do przyczep rolniczych

Wybór odpowiedniego układu hamulcowego to kluczowy element bezpiecznego i efektywnego transportu w gospodarstwie rolnym. Hamulce do przyczepy rolniczej mogą występować w kilku wariantach, różniących się sposobem działania, skutecznością i zastosowaniem:

• Hamulce hydrauliczne do przyczepy rolniczej to jedno z najczęściej spotykanych rozwiązań w średnich i mniejszych gospodarstwach. Aby włączyć hamulce hydrauliczne przyczepy, należy wcisnąć pedały hamulców. Efekt hamowania zależy od siły nacisku na pedały hamulców.
• Hamulce pneumatyczne do przyczepy to system zaprojektowany z myślą o dużych zestawach transportowych oraz intensywnej pracy w gospodarstwach prowadzących długodystansowe przewozy. Choć hamulce pneumatyczne są bardziej zaawansowane technologicznie i wymagają lepszej infrastruktury technicznej (np. kompresora w ciągniku), w dłuższej perspektywie oferują wyższą wydajność i bezpieczeństwo.
• Hamulce hydrauliczno-pneumatyczne do przyczepy to coraz popularniejsze rozwiązanie w nowoczesnym rolnictwie, szczególnie w dużych gospodarstwach, które obsługują różnorodny sprzęt i korzystają z różnych ciągników. System ten umożliwia współpracę jednej przyczepy z ciągnikami wyposażonymi w różne typy instalacji. Specjalna jednostka sterująca rozpoznaje rodzaj zasilania (hydrauliczny lub pneumatyczny) i aktywuje odpowiedni mechanizm hamujący.
• Hamulec najazdowy do przyczepy rolniczej to mechaniczny system hamulcowy, który działa na zasadzie siły nacisku przyczepy na zaczep ciągnika. Sprawdza się przede wszystkim w lekkim transporcie wewnątrz gospodarstwa, np. przy rozwożeniu paszy czy zbiorze warzyw. Nie nadaje się natomiast do ciężkiego ładunku, jazdy po drogach publicznych z większą prędkością ani zestawów wieloprzyczepowych.

Instrukcja podłączania i użytkowania hydraulicznych hamulców przyczepy

1. Zdjąć pokrywkę ze złącza hamulców przyczepy.
2. Upewnić się, że końcówka przewodu i złącze są czyste.
3. Podłączyć przewód ciśnieniowy do złącza hamulców.
4. Aby włączyć hamulce hydrauliczne przyczepy, wcisnąć pedały hamulców. Efekt hamowania zależy od siły nacisku na pedały hamulców.

WAŻNE: Ograniczać zużywanie się hamulców:

• Upewnić się, że przewód ciśnieniowy jest podłączony.
• Wybierać ten sam bieg do jazdy w dół i w górę zbocza.
• Regularnie sprawdzać prawidłowość działania hamulców hydraulicznych przyczepy.
• Całkowicie zatrzymać ciągnik z przyczepą, przełączyć przekładnię w położenie postojowe (PARK) i wyciągnąć do góry pokrętło zaworu hamulcowego, aby włączyć hamulce pneumatyczne przyczepy przed wyjściem z ciągnika lub odłączeniem przewodów od złączy.

Nowe przepisy dotyczące układów hamulcowych od 2025 roku

Od 1 stycznia 2025 roku weszły w życie nowe przepisy dotyczące układów hamulcowych w nowych maszynach rolniczych, które znacząco wpłyną na bezpieczeństwo na drogach. Zmiany te są wynikiem europejskiego rozporządzenia UE 2015/68 (uzupełniającego dokument 167/2013/WE) w sprawie hamowania maszyn rolniczych oraz rozporządzenia delegowanego UE 2018/828.

Kluczowe zmiany

• Obowiązek dwuprzewodowego połączenia: Od 1 stycznia 2025 roku ciągniki rolnicze muszą być wyposażone w dwuprzewodowe połączenie układu hamulcowego, bez możliwości wyposażania go w połączenia hydrauliczne typu jednoprzewodowego.
• Wygaszenie homologacji: Z dniem 1 stycznia 2025 r. wygasły świadectwa homologacji typu UE pojazdów dla nowych ciągników rolniczych (kategoria T i C) wyposażonych w połączenia hydrauliczne urządzeń hamujących i sprzęgów hamulcowych typu jednoprzewodowego. Podstawą do rejestracji oraz wprowadzenia do obrotu handlowego na terytorium Rzeczypospolitej Polskiej nowych ciągników rolniczych wyposażonych w ww. połączenia hydrauliczne typu jednoprzewodowego od dnia 1 stycznia 2025 r. jest uzyskanie od Dyrektora Transportowego Dozoru Technicznego zezwolenia na dopuszczenie do ruchu drogowego pojazdu z końcowej partii produkcji.

Zmiany mają na celu poprawę bezpieczeństwa na drogach. Według ekspertów hamowanie w systemie dwuprzewodowym pomaga skrócić drogę hamowania, zmniejszając w ten sposób ryzyko kolizji z innymi pojazdami, pieszymi lub przeszkodami. Mimo że większość starszych modeli ciągników, które są nadal w użyciu, mają układ hamulcowy z tylko jednym przewodem, nowe przepisy są znane od lat i dotyczą rozporządzenia UE 2015/68 oraz rozporządzenia delegowanego UE 2018/828. Na niektórych rynkach do tej pory istniała możliwość zamówienia pojedynczego przewodu hydraulicznego w ciągnikach (oprócz dwóch przewodów pneumatycznych wymaganych od 2018 r.), aby umożliwić podłączenie starszego sprzętu. Rozporządzenie delegowane UE 2018/828 przedłużyło do 31 grudnia 2024 r. "stosowanie przejściowych wymogów dotyczących połączeń hydraulicznych typu jednoprzewodowego urządzeń hamujących i sprzęgów hamulcowych przyczep", aby umożliwić sprawne wprowadzenie zakazu.

Zintegrowane systemy hamowania i bezpieczeństwa

Zapanowanie nad masą 40 ton rozpędzoną do 90 km/h wymaga zastosowania najbardziej zaawansowanych systemów bezpieczeństwa. Producenci prześcigają się we wdrażaniu technologii, które nie tylko chronią kierowcę i ładunek, ale także innych uczestników ruchu drogowego.

Systemy wspomagające hamowanie

W ciągnikach Claas Arion 500/600 CMatic dostępny jest system, który wykrywa pchanie ciągnika przez przyczepę (za pomocą czujników w przekładni napędowej). Na tej podstawie do kontrolera przekładni wysyłane są impulsy sterujące. W pierwszej fazie dochodzi do redukcji przełożenia i obrotów silnika, zaś w drugiej dopiero jest uruchamiany hamulec przyczepy. Traktorzysta w trakcie jazdy może dodatkowo wzmacniać efekt hamowania, używając joysticka lub dźwignię wielofunkcyjną. Bardzo podobne działanie ma również system montowany w traktorach New Holland. Przykładowo w modelu T7 LWB z przekładnią AutoCommand dostępny jest tzw. system hamowania inteligentnego (ITBS). Odpowiednio steruje on pracą przekładni i silnika tak, aby uniknąć pchania ciągnika przez przyczepę.

Dodatkowe systemy bezpieczeństwa

• ABS SuperSteer: W modelu T7 LWB producent opcjonalnie oferuje układ ABS SuperSteer, który oprócz zapobiegania blokowaniu kół pozwala na polepszenie zwrotności ciągnika (poprzez przyhamowanie tych kół, które toczą się po wewnętrznym łuku zakrętu). System o podobnym działaniu jest również stosowany w ciągnikach z gąsienicowym układem jezdnym.
• Hamowanie silnikiem i hamulec wydechowy: Hamowanie ciągnika może być realizowane na kilka sposobów. Przy niewielkim zmniejszeniu prędkości korzystniejsze jest właściwe operowanie obrotami silnika oraz przełożeniem w skrzyni biegów. Wiele współczesnych ciągników jest również wyposażonych w hamulec silnika, zwany też hamulcem wydechowym, który zdławiając przepływ spalin z silnika, zwiększa opór mechaniczny, co w trakcie hamowania silnikiem pozwala na zwiększenie skuteczności hamowania.
• Automatyczny hamulec postojowy: Modyfikacje układów hamulcowych nie ominęły również tzw. hamulca ręcznego w ciągniku. Na ogół hamulce te w ciągniku uruchamiane są układami elektroniczno-hydraulicznymi (np. Valtra S4) lub elektroniczno-pneumatycznymi (np. Fendt 900 Vario, 1000 Vario). Coraz popularniejsze staje się montowanie systemów automatycznego hamulca postojowego w ciągniku. Działanie takiego systemu (np. EPB w ciągnikach Deutz Fahr) polega na automatycznym zablokowaniu kół, np. w sytuacji, gdy traktorzysta opuści kabinę ciągnika. W systemie tym hamulec postojowy można aktywować ręcznie przyciskiem lub automatycznie (poprzez opuszczenie fotela operatora). System ten zwalnia hamulec postojowy wtedy, gdy zostanie wybrane przełożenie oraz kierunek jazdy.
• Funkcja Hill Hold: W niektórych rozwiązaniach hamulec postojowy w ciągniku wyposażony jest w funkcję ułatwiającą ruszanie pod górkę, np. system Hill Hold w ciągniku Valtra G5.

Kwestia hamulca ręcznego

Jeśli zaciągniesz hamulec postojowy, z układu schodzi powietrze (dokładniej z siłownika), a sprężyny w siłownikach dociskają klocki do tarcz hamulcowych. Niektórzy producenci tak konstruują układ hamulcowy, iż ten działa tylko na oś tylną (most napędowy), inni zaś stosują system, w którym zahamowane są wszystkie koła ciągnika. Odrębną sprawą jest naczepa. Hamulec ręczny/postojowy/awaryjny działa tylko na te koła, na których są zamontowane siłowniki podwójnego działania. Oznacza to, że działają one nie tylko, gdy naciśniemy nogą na pedał, ale również gdy w układzie pneumatycznym nie ma ciśnienia, ponieważ hamulec ręczny uruchamiamy, spuszczając z niego powietrze. Żaden hamulec ręczny pneumatyczny nie działa zerojedynkowo, ma bardzo mały zakres stopniowania w stosunku do całej zmiany położenia jego dźwigni, ale można nim hamować w taki sam sposób jak hamulcem zasadniczym. Choć niektórzy instruktorzy mogą tłumaczyć inaczej, w praktyce można go dozować.

W autobusach Scanii hamulec ręczny działa również na przednią oś, co jest wyjątkiem - w większości pojazdów ciężarowych i autobusów hamulca ręcznego na przedniej osi nie ma. Przykładowo, w Volvo FH12 (2003 rocznik) hamulec ręczny działał także na przednie koła. Całe powietrze nie zejdzie od razu, żeby nagle zablokować hamulce. Jeżeli np. pęknie jakiś przewód i ciśnienie zacznie gwałtownie spadać, to zobaczysz to na wskaźniku, na wyświetlaczu wyskoczy komunikat, zazwyczaj w okolicach pięciu barów. Przeważnie też zaczyna wyć jakiś alarm.

Konserwacja i serwisowanie hamulców

Regularny przegląd hamulców do przyczepy rolniczej to klucz do bezpiecznego i efektywnego transportu - zarówno na polu, jak i na drogach publicznych. Stan siłowników (np. pod kątem korozji), a także szczelność przewodów i złączy, należy monitorować na bieżąco. Minimum raz w roku, najlepiej przed rozpoczęciem intensywnego sezonu transportowego (np. żniw), należy przeprowadzić pełny przegląd całego układu hamulcowego.

Dobrze utrzymane hamulce do przyczepy rolniczej nie tylko chronią Twój sprzęt i ludzi pracujących w gospodarstwie, ale też zapewniają zgodność z przepisami - zwłaszcza podczas jazdy po drogach publicznych. Sprawny układ hamulcowy w przyczepie rolniczej to jeden z najważniejszych elementów decydujących o bezpieczeństwie pracy w gospodarstwie.

tags: #ciagnik #siodlowy #hamulce #hydrauliczne