Wstęp: Dylemat wyboru ciągnika
Wybór odpowiedniego ciągnika rolniczego stanowi często poważny dylemat dla każdego rolnika. Jednym z kluczowych aspektów jest decyzja między jednostką napędową z trzema lub czterema cylindrami. Początkowe preferencje często ulegają zmianie po konsultacjach ze znajomymi lub analizie dostępnych ofert. Przykładowo, rolnik, który był pewien zakupu Zetora 5211 (trzycylindrowego), po rozmowie ze znajomym namawiającym na 4 cylindry, rozważał model Zetor 6211, zwłaszcza że oba modele były dostępne w podobnych cenach. Ciągnik miałby być głównym traktorem do pracy na 9 ha, z perspektywą rozszerzenia areału do 15 ha, na glebach IV i V klasy, zakamienionych i górzystych.
Zetor 5211 (3 cylindry) vs Zetor 6211 (4 cylindry)
Na temat Zetora 5211, będącego modelem 3-cylindrowym, wiele informacji jest powszechnie dostępnych. Mniej wiadomo jednak o Zetorze 6211, który posiada silnik 4-cylindrowy. W kontekście awaryjności i dostępności części, wiele opinii wskazuje, że te parametry są porównywalne do 5211. Niektórzy użytkownicy sugerują, że 6211 jest trochę stabilniejszy niż 5211, a przy tych samych maszynach powinien spalić mniej paliwa. Jednak wszystko zależy od stanu technicznego zakupionego egzemplarza.
W górzystym terenie, orka bez napędu 4x4 może być problematyczna, a oranie dwoma skibami, aby uzyskać zadowalające efekty, jest nieefektywne pod względem czasu i paliwa. Jeden z użytkowników wspominał, że Zetor 5211 spokojnie dawał sobie radę z 3-skibowym pługiem na polu z górą i gliną, używając blokady mechanizmu różnicowego. Wbrew obiegowym opiniom, które sugerują, że 6211 są "zamulone" i brakuje do nich części, wielu rolników nie potwierdza tych doniesień. Taka opinia mogła wynikać ze złego stanu technicznego konkretnych egzemplarzy. Serie Zetor 72xx, oferujące zaledwie 3 konie mechaniczne różnicy, są również warte rozważenia, choć niektórzy preferują młodsze modele. W praktyce, Zetor 6211 sprawdza się dobrze na obszarach ponad 30 ha, również w orce z pługiem UG 3, a w transporcie radzi sobie bardzo dobrze z przyczepami.
Kluczowe różnice i ogólne porównanie silników 3- i 4-cylindrowych
Kultura pracy i wibracje
- Cztery cylindry powszechnie uważa się za gwarancję lepszej kultury pracy. Są one mniej głośne i powodują mniejsze wibracje.
- Trzy cylindry mogą być głośniejsze i generować większe wibracje. Jednak nowoczesne silniki 3-cylindrowe poprawiają kulturę pracy przez zastosowanie wałków wyrównoważających oraz technologii Common Rail.
Masa, zwrotność i rozmiar
Porównanie danych technicznych ciągników New Holland TD5.75 z silnikiem trzycylindrowym (2,9 l) o mocy znamionowej 72 KM z jego odpowiednikiem czterocylindrowym (3,4 l) T4.75 Hi-Lo mającym 74 KM, od razu pokazuje różnice dotyczące promienia skrętu. Ciągnik trzycylindrowy, mający osie rozstawione na 2224 mm, ma promień skrętu wynoszący 3800 mm, natomiast w tym z silnikiem czterocylindrowym rozstaw osi wynosi 2258 mm, a promień skrętu 4050 mm. Oznacza to, że ciągnik trzycylindrowy jest zawsze zwrotniejszy niż czterocylindrowy.
Blok silnika trzycylindrowego jest o około 9% lżejszy niż blok odpowiadającego mu mocą silnika czterocylindrowego. Przekłada się to na końcową całkowitą masę ciągników. Lżejszy ciągnik jest pożądany przy lekkich pracach polowych i wykonywanych w granicach siedliska gospodarstwa, a także w pracach komunalnych i pielęgnacji zieleni, gdzie nie uszkadza nawierzchni. Natomiast cięższy, przy takiej samej mocy, ma lepszą trakcję, co sprawia, że pasuje do ciężkich prac polowych. Nawet bardzo kompaktowa „czwórka” z powodu rozmiaru silnika i jego osprzętu nie może mieć mniejszego promienia skrętu niż porównywalna "trójka".
Kompaktowe ciągniki John Deere serii 3 i 4 łączą niewielkie gabaryty z mocą dużych maszyn, sprawdzając się w małych gospodarstwach, sadach, winnicach oraz w centrach miast, gdzie liczy się zwrotność i precyzja.
Spalanie paliwa
W czasie debaty "Podobna moc 80 KM z silnika 3- lub 4-cylindrowego - jaki ciągnik wybrać?" specjaliści z New Holland odpowiedzieli, że: "Jeżeli praca będzie lekka, to mniej spali ciągnik mający silnik trzycylindrowy. Za to przy pracach ciężkich będzie odwrotnie. Wtedy ekonomiczniejszy jest ciągnik mający silnik czterocylindrowy." Generalnie mniej cylindrów oznacza mniejsze zużycie paliwa, choć redukcja jednego cylindra z czterech nie oznacza redukcji spalania o jedną czwartą, a raczej o 10-15% oszczędności.
Silnik 3-cylindrowy a 4-cylindrowy ।Zalety i wady 3 i 4-cylindrowy। फायदे ओर नुकसान
Moc, moment obrotowy i elastyczność
Jeszcze do niedawna uważano, że 3 cylindry sprawdzą się w słabszych ciągnikach (do 50 KM), a później lepiej wybrać 4-cylindrowca. Obecnie producenci silników oferują już 3-cylindrowe jednostki przekraczające moc 100 KM. To efekt postępu technologicznego. Stwierdzenie, że 3-cylindrowce są "zamulone", jest często nieprawdziwe i może wynikać ze złego stanu maszyny.
Analizując budowę silników, warto zwrócić uwagę na to, że silnik trzycylindrowy o podobnej mocy ma dłuższy skok cylindra, co daje większy zapas momentu obrotowego. Za to "czwórka" mająca mniejszy skok cylindra jest bardziej czuła na dodanie gazu, czyli szybciej wchodzi na obroty. Przykładowo, New Holland TD5.75 (72 KM, 3-cylindrowy) uzyskuje maksymalny moment obrotowy wynoszący 295 Nm przy 1400 obr./min, podczas gdy jego czterocylindrowy odpowiednik New Holland T4.75 Hi-Lo (74 KM) ma 309 Nm przy 1500 obr./min.
Mimo podobnych parametrów, "czwórka" będzie bardziej elastyczna od "trójki". Ważny jest zakres momentu obrotowego; w jednym maksymalny moment będzie osiągalny w szerszym zakresie obrotów, w drugim może wymagać "kręcenia" na wyższe obroty i częstszej zmiany biegów. Przy zmniejszeniu liczby cylindrów przy tej samej pojemności wzrasta z kolei skok tłoka i powierzchnia jego denka, co pozwala podnieść moment obrotowy.
Wytrzymałość i awaryjność
W kwestii "wysilonych" silników, nie należy bać się postępu. Jeszcze kilka lat temu 100 KM z 4 cylindrów budziło zdumienie i obawy, dziś to normalka. Obecnie wchodzą już silniki 3-cylindrowe o takiej mocy. Kluczowe jest to, z jakiej pojemności jest dana moc osiągana. Nowoczesne silniki charakteryzują się coraz lepszym pasowaniem i obróbką elementów, lepsze są oleje, a w przypadku napraw mniej części jest potrzebnych (np. wtryskiwacze). To przekłada się na tańszy serwis i mniej oleju przy wymianach.
Jeśli ciągnik nie pracuje intensywnie (np. 400 mth rocznie, co po 10 latach daje 4000 mth), trudno mówić o "wysilonej pracy silnika". Dużo więcej awarii zdarzy się poprzez błędy w użytkowaniu czy niewłaściwą obsługę techniczną, niż przez wytrzymałość materiałów użytych do budowy silnika. Należy pamiętać, że postęp techniczny nie kończy się tylko na nowoczesnych silnikach.
Udźwig TUZ i zastosowania
Biorąc pod uwagę udźwig tylnego TUZ-u porównywanych ciągników New Holland, "czwórka" wypada lepiej, dźwigając z siłą 3733 kG, podczas gdy "trójka" ma ten parametr o 733 kG słabszy. Wiele opinii wskazuje, że 3 cylindry są dobre do ładowacza i prac manewrowych, a nie do ciężkiej pracy uprawowej. Natomiast do ciężkich prac uprawowych, szczególnie powyżej 100 KM, rekomendowane są silniki 4-cylindrowe, a powyżej 130 KM - 6-cylindrowe.
Ciągniki 3-cylindrowe, dzięki swojej zwrotności, są idealne do prac z ładowaczem czołowym, odśnieżania placów, podłączania zamiatarek czy przewożenia lżejszych przyczep na utwardzonym terenie. Sprawdzają się jako pomocnicze maszyny, które nie są wykorzystywane w polu.
Aspekty ekonomiczne i ekologiczne (Downsizing)
Trend w zmniejszaniu pojemności silników i "obcinaniu" cylindrów (tzw. downsizing) od kilku lat widoczny jest w motoryzacji i przenosi się na maszyny rolnicze. Producenci w ten sposób przede wszystkim zmniejszają koszty produkcji (np. mniej tłoków, zaworów, układów wtrysku). Po drugie, downsizing łączy się ze spełnieniem coraz surowszych norm emisji spalin. 3-cylindrowy silnik łatwiej spełnia normę spalin niż 4-cylindrowy, a przy mniejszych obciążeniach jest bardziej ekonomiczny i ekologiczny. Natomiast przy znacznych obciążeniach małe silniki okazują się bardziej paliwożerne niż duże.
Mniejsza liczba cylindrów przekłada się też bezpośrednio na cenę produktu. Porównując ciągniki New Holland trzy- i czterocylindrowe mające podobne wyposażenie (np. modele TD5.75 i T4.75 PowerStar), "trójka" jest tańsza od "czwórki" o blisko 4%.
Nowoczesne technologie w silnikach 3-cylindrowych
Współczesne 3-cylindrowe jednostki to silniki zupełnie nowej generacji. Charakteryzują się 4 zaworami na cylinder, układem wtrysku common rail generującym ciśnienie rzędu 1600 barów, nowym typem turbosprężarki i intercoolera, spełniając normy emisji spalin, np. Stage 3B (a nowsze Stage V). Nowe technologie pozwalają wydobyć z 3-cylindrowego silnika podobną moc i moment obrotowy jak w przypadku wcześniejszych silników 4-cylindrowych, przy jednoczesnym obniżeniu zużycia paliwa.
Przykładem są nowe modele ciągników Valtra z silnikami 3-cylindrowymi o pojemności 3,3 litra: N93 (99 KM) i N103 (111 KM), które zastąpiły odpowiednio modele 4-cylindrowe (4,4 litra): N82 (88 KM) i N92 (101 KM). Takie same jednostki stosuje również Fendt w serii 200 Vario. Silniki te są zasilane układem wtrysku paliwa Common Rail, a za oczyszczenie gazów wylotowych odpowiada układ wewnętrznej recyrkulacji spalin EGR oraz katalizator utleniający DOC. Mimo trzech cylindrów, generują one o około 10 KM mocy więcej niż ich poprzednicy, oferując jednocześnie lepszą widoczność i niższy poziom hałasu w kabinie.
Ciągniki takie jak Massey Ferguson 6715 S, wyposażone w 4-cylindrowe silniki AGCO Power o mocy 150-175 KM, pokazują, że nowoczesne 4-cylindrowe jednostki również są wysoko wysilone, ale dzięki zaawansowanym systemom (DOC, SCR) spełniają normy emisji i oferują wysoką wydajność.
Podsumowanie ogólnych trendów
Powszechne przekonanie, że im większa liczba cylindrów, tym lepiej, jest coraz częściej weryfikowane przez postęp technologiczny. Nowoczesne technologie zastosowane w jednostkach 3-cylindrowych powodują, że praktycznie nie odbiegają one kulturą pracy od 4-cylindrowych. Z tej samej pojemności można osiągnąć podobną moc i moment obrotowy, ale kluczowa jest kwestia, jak ten moment jest rozłożony w zakresie obrotów silnika.
Wybór między silnikiem 3- a 4-cylindrowym zależy od przeznaczenia ciągnika:
- Ciągnik 3-cylindrowy sprawdzi się w lżejszych pracach, np. z ładowaczem, gdzie wykaże się oszczędnością paliwa. Dodatkowym atutem będzie związana z mniejszym silnikiem, krótszy rozstaw osi i długość ciągnika, co skutkuje większą zwrotnością i mniejszą masą.
- Jeśli chcemy używać ciągnika do cięższych prac polowych, tu oszczędności na paliwie mogą się skończyć, a ciągnik 4-cylindrowy zaoferuje lepszą trakcję, większą elastyczność i wyższy udźwig tylnego TUZ-u.