Wprowadzenie do systemu EHR
System EHR, czyli elektrohydrauliczny układ sterowania trzypunktowym układem zawieszenia, stanowi dzisiaj niemal standard w ciągnikach średniej i dużej mocy, znacząco podnosząc komfort obsługi podnośnika. Ten pożyteczny dodatek można zamontować także w starszych, prostych ciągnikach, nawet tych z lat świetności Ursusa C-360.
Historia i rozwój systemu EHR
Pierwsze modyfikacje maszyn z użyciem systemu EHR Radosław Pietrzkowski zaczął wprowadzać już w 2008 roku, zaczynając od ciągnika Ursus C-360. Młody konstruktor, kończący studia mechatroniki na Wojskowej Akademii Technicznej, podkreśla, że początkowe zastosowanie układu w "sześćdziesiątce" wymagało wielu przeróbek. To skłoniło go do pracy nad prostszym zestawem, który każdy mógłby samodzielnie zamontować w swoim ciągniku.
Pierwszy montaż takiego uproszczonego zestawu został zrealizowany na ciągniku Zetor Proxima 85 należącym do urzędu gminy w Tuszynie. Konstruktor wyraża wdzięczność burmistrzowi Witoldowi Małeckiemu za umożliwienie wprowadzenia modyfikacji do Zetora.
Budowa i zasada działania zestawu EHR bez modyfikacji układu hydraulicznego
Opracowany przez Radosława Pietrzkowskiego zestaw składa się z:
- Panelu do sterowania: podręczne urządzenie z przyciskami i pokrętłami.
- Modułu elektronicznego (sterownika): "mózg" zestawu, który odbiera sygnały z panelu i steruje siłownikiem.
- Siłownika elektrycznego: element wykonawczy, który steruje bezpośrednio rozdzielaczem podnośnika.
Zasilanie układu podłączane jest do modułu sterującego. Zestaw powinien pasować do większości ciągników, ponieważ siłownik jest montowany do mechanicznej dźwigni sterowania podnośnikiem, co eliminuje potrzebę ingerencji w rozdzielacz i stosowania drogich elementów elektroniki, takich jak elektrozawory.
Według konstruktora, jest to tańsze rozwiązanie niż wymiana na rozdzielacze elektryczne, a przy tym potencjalnie trwalsze. Po miesiącu testów zestaw działa prawidłowo, a wprowadzane poprawki w programie optymalizują jego działanie. Zetor wyposażony w EHR Pietrzkowskiego jest intensywnie wykorzystywany do codziennych prac, takich jak wykaszanie dróg czy odśnieżanie.
Panel sterowania
Panel sterowania zawiera przycisk podnoszenia/opuszczania oraz dwa pokrętła służące do regulacji poziomu opuszczania i maksymalnego podnoszenia.
Montaż siłownika
Montaż siłownika wymaga jedynie rozpięcia dźwigni sterowania podnośnikiem. W przypadku Zetora Proxima 85, dostęp do tej dźwigni jest łatwy, gdyż znajduje się ona z tyłu pod kabiną. Siłownik zamontowano w otwory śrub mocujących błotnik. Po instalacji konieczne jest dostrojenie i regulacja parametrów, takich jak stopień wysunięcia podnośnika, co wykonuje się za pomocą śrub regulacyjnych.
Precyzja i komfort obsługi dzięki EHR
Zastosowanie systemu EHR pozwala na bardzo wygodne i precyzyjne sterowanie podnośnikiem. Elektryczny siłownik działa szybko i nie ogranicza działania podnośnika, a sterowanie jest znacznie dokładniejsze w porównaniu do regulacji ręcznej, która często jest skokowa. Dokładność pozycjonowania podnośnika jest według konstruktora 10-20 razy wyższa niż w przypadku regulacji ręcznej.
Grzegorz Pietrzkowski, ojciec konstruktora i operator gminnego ciągnika, podkreśla komfort użytkowania: "Poziom opuszczania ustawiam sobie pokrętłem, blokuję i podnośnik dobrze utrzymuje zadaną pozycję. Regulacja jest precyzyjna, nie trzeba 'wajchować', nie boli ręka, a panel jest bardzo poręczny". Zapewnia również o wysokiej trwałości zestawu dzięki zastosowaniu wysokiej jakości komponentów.
Ekonomiczne aspekty i plany rozwoju
Konstruktor planuje sprzedaż modułów EHR. Obecnie, w fazie testów, cena całego zestawu kształtuje się znacząco poniżej 1000 zł. Jest to koszt wielokrotnie niższy niż dopłata za fabryczne wyposażenie w EHR w nowych ciągnikach, która wynosi co najmniej kilka tysięcy złotych.
Przyszłe plany rozwoju
Zestaw EHR jest częścią większego projektu. Radosław Pietrzkowski zamierza zintegrować go z komputerem pokładowym, na przykład tabletem pracującym w systemie Android, który bezprzewodowo łączyłby się ze sterownikiem EHR. Planuje również dodanie łączności ISOBUS do sterowania narzędziami, w tym sekwencyjnego.
W najbliższych planach jest wprowadzenie regulacji prędkości opadania podnośnika, o którą najczęściej pytają potencjalni klienci. Wybór tabletu lub smartfona zamiast rozbudowanego panelu wynika z ograniczenia miejsca i kosztów. Tworzona jest dedykowana aplikacja do obsługi EHR, która umożliwi bezprzewodowe połączenie po zbliżeniu się do ciągnika lub wejściu do kabiny.
Więcej funkcji będzie dostępnych w bardziej zaawansowanych konstrukcjach ciągników. W przypadku ciągników ze sterowaniem mechanicznym, konieczne będzie dodanie odpowiednich czujników. Dodatkowe złącze pozwoliłoby na sterowanie elektrycznymi układami zaczepionych maszyn, np. sekwencjami pracy w siewniku.
EHR w kontekście nowoczesnego rolnictwa
Współczesne rolnictwo dąży do efektywności i precyzji. System EHR stanowi kluczowy element w rozwoju technologii maszyn rolniczych, rewolucjonizując obsługę narzędzi zawieszanych.
Co oznacza skrót EHR?
EHR to skrót od niemieckiego "Elektronische Hubwerksregelung", co tłumaczy się jako Elektrohydrauliczne Sterowanie Podnośnikiem. Jest to rozwiązanie, które zastąpiło tradycyjne, mechaniczne sterowanie trzypunktowym układem zawieszenia (TUZ), wymagające ręcznej obsługi dźwigni i często sporej precyzji.
Jak działa system EHR?
System EHR składa się z panelu sterującego w kabinie, czujników (siły i położenia) oraz sterownika (ECU), który jest "mózgiem" systemu. Panel sterujący pozwala operatorowi na precyzyjne ustawienie parametrów pracy za pomocą intuicyjnych pokręteł i przycisków.
Czujniki, takie jak sworznie tensometryczne na dolnych cięgłach TUZ mierzące opór gleby, oraz czujnik położenia ramion podnośnika, nieustannie zbierają dane. Sterownik ECU przetwarza te informacje i wysyła polecenia do elektrozaworów, które regulują przepływ oleju hydraulicznego do siłowników podnośnika.
Kluczowe tryby pracy EHR
- Regulacja siłowa: Utrzymuje stały opór roboczy, automatycznie korygując głębokość pracy w zależności od zmienności gleby. Kluczowa podczas orki dla zapewnienia równomiernej głębokości i optymalnego obciążenia ciągnika.
- Regulacja pozycyjna: Utrzymuje narzędzie na stałej, zadanej wysokości względem ciągnika. Idealna do pracy z rozsiewaczami, opryskiwaczami czy siewnikami.
- Regulacja mieszana: Połączenie regulacji siłowej i pozycyjnej, pozwalające na elastyczne dostosowanie do zmiennych warunków polowych.
- Pozycja pływająca: Narzędzie swobodnie kopiuje teren, co jest przydatne przy pracy z kosiarkami czy bronami talerzowymi.
Optymalne zastosowania poszczególnych trybów:
- Regulacja siłowa: orka.
- Regulacja pozycyjna: rozsiewanie nawozów.
- Regulacja mieszana: uprawa przedsiewna.
- Regulacja pływająca: koszenie, bronowanie.
Praktyczne korzyści z systemu EHR
- Niezrównana precyzja: Dokładność ustawienia parametrów pracy z dokładnością do ułamka centymetra, gwarantująca powtarzalność przejazdów i minimalizację strat.
- Automatyzacja pracy: Odciążenie operatora od ciągłej kontroli podnośnika, pozwalające skupić się na prowadzeniu ciągnika i innych parametrach pracy. Redukcja zmęczenia.
- Sterowanie TUZ z zewnątrz: Przyciski na błotnikach umożliwiające podnoszenie i opuszczanie ramion podnośnika bez wchodzenia do kabiny, co jest nieocenione przy podczepianiu i odczepianiu maszyn.
- Ochrona sprzętu: Tłumienie drgań ciężkich maszyn zawieszonych, chroniące układ hydrauliczny, konstrukcję ciągnika i samą maszynę przed nadmiernymi obciążeniami.
Modernizacja starszych ciągników do EHR
Dla właścicieli starszych ciągników dostępne są zestawy do modernizacji ("retrofit"), które pozwalają na doposażenie maszyn takich jak Ursusy czy Zetory w system elektronicznego sterowania podnośnikiem. Rozwiązania takie jak ESP czy HPS Plus oferują funkcjonalność zbliżoną do fabrycznych systemów EHR.
Choć kusząca, samodzielna modernizacja bez odpowiedniej wiedzy technicznej jest odradzana. Montaż i kalibracja systemu wymagają zaawansowanego doświadczenia w celu zapewnienia precyzji i bezpieczeństwa.
Najczęstsze problemy i awarie systemu EHR
Do najczęstszych przyczyn problemów należą:
- Uszkodzenia czujników: Zużycie mechaniczne, uszkodzenia elektryczne lub zabrudzenie czujników siły i położenia.
- Problemy z przewodami i złączami: Narażone na wibracje i zmienne warunki środowiskowe.
Diagnostyka awarii w nowoczesnych ciągnikach zazwyczaj wymaga podłączenia do komputera diagnostycznego. Niezwykle ważna jest prawidłowa kalibracja systemu po wymianie komponentów lub naprawach mechanicznych podnośnika, która "uczy" system jego zakresów pracy.
EHR w nowoczesnych ciągnikach (przykłady marek)
Steyr Kompakt S
Steyr Kompakt S, opracowany wspólnie z klientami, wyróżnia się wyjątkową zwrotnością, co czyni go idealnym narzędziem do pracy z ładowaczem czołowym. Jest ekonomiczny, lekki i zwrotny jak mały ciągnik, a jednocześnie przestronny i mocny jak duży. Kabina Kompakt z płaską podłogą zapewnia optymalne miejsce pracy z doskonałą widocznością 360°.
Modele Compact S są wyposażone w mechaniczne sterowanie podnośnikiem (MHR), podczas gdy modele od 4075 do 4115 oferują wybór między MHR a sterowaniem elektronicznym (EHR). Tylny podnośnik z siłownikiem pomocniczym zapewnia udźwig do 3700 kg (do 4400 kg z drugim siłownikiem).
Niezrównana zwrotność (promień skrętu 3,82 m) sprawia, że Kompakt S jest elastyczny i uniwersalny. Układ hamulcowy OptiStop automatycznie włącza napęd na cztery koła po naciśnięciu pedałów hamulca.
SAME Explorer Euro 4
Marka SAME oferuje modele Explorer Euro 4 (Tier 4 final) w trzech wersjach: LD / MD / HD. Są to uniwersalne i wszechstronne ciągniki, idealne do prac z ładowaczem czołowym, prac polowych oraz transportu drogowego.
Nowe modele wyposażono w silniki FARMotion (trzy- lub cztero-cylindrowe) z układem oczyszczania spalin SCR z płynem AdBlue. Dostępne są różne opcje skrzyń biegów oraz nowy układ hydrauliczny z pompą 90 l/min. Kabina amortyzowana na nowych elementach zawieszenia (Silent-Blockach) zapewnia komfort pracy.
Standardowe wyposażenie obejmuje mechanicznie sterowany podnośnik MHR. Opcjonalnie dostępny jest elektroniczny podnośnik EHR (nazwany HPS Plus), który pozwala na kontrolę prędkości opuszczania TUZ i jest sterowany przyciskami na błotnikach. Maksymalny udźwig podnośnika tylnego wynosi 4855 kg.
Modele Explorer Euro 4 oferowane są w dwóch rodzajach rewersu: mechanicznym (LS) oraz elektrohydraulicznym Powershuttle (GS), który pozwala na zmianę kierunku jazdy pod obciążeniem i posiada regulację szybkości reakcji.
Systemy automatycznego sterowania ciągnikiem
Współczesne rolnictwo wymaga precyzji i wydajności. Systemy automatycznego sterowania ciągnikiem można podzielić na ręczne systemy naprowadzania i w pełni zautomatyzowane systemy kierowania.
Kluczowe czynniki wpływające na dokładność pozycjonowania:
- Jakość odbiornika GNSS.
- Rodzaj zastosowanego sygnału korekcyjnego (SBAS, RTK, PPP).
- Geometria satelity i efekty wielodrożności sygnału.
- Warunki atmosferyczne i potencjalne przeszkody.
Mechanizmy kierownicze:
Systemy te wykorzystują głównie mechanizmy hydrauliczne lub elektryczne do sterowania pojazdami rolniczymi. Systemy hydrauliczne są znane ze swojej solidności i zdolności do przenoszenia dużych obciążeń.
Wybór systemu automatycznego sterowania:
- Wielkość gospodarstwa i rodzaje upraw: Duże uprawy rzędowe wymagają większej precyzji.
- Kompatybilność z flotą ciągników: Niektóre ciągniki są fabrycznie przystosowane, inne wymagają modernizacji.
- Koszty: Początkowa inwestycja i koszty eksploatacji.
- Łatwość obsługi i szkolenia: Interfejs powinien być przejrzysty i responsywny.
- Niezawodność i wsparcie techniczne: Wybór systemu obsługiwanego przez niezawodnego dealera.
- Teren i kształt pól: Systemy z kompensacją terenu i adaptacyjnym prowadzeniem.
- Integracja z danymi: Systemy z mapowaniem i kompatybilnością z oprogramowaniem do zarządzania gospodarstwem.
- Automatyzacja nawrotów na uwrociach.
- Kontrola sekcji: Automatyczne wyłączanie części opryskiwacza lub sadzarki.
- Technologia RTK: Zapewnia dokładność do ±2,5 cm.
- Możliwość rozbudowy systemu w miarę rozwoju działalności.
- Interfejs użytkownika: Przyjazna konstrukcja systemu.
- Zasięg sygnału korekcyjnego.
- Wsparcie techniczne i aktualizacje oprogramowania.
Rozwiązania CHCNAV
Firma CHCNAV projektuje systemy automatycznego sterowania ciągnikami, w tym zaawansowany model CHCNAV NX612. Firma zapewnia kompleksowe wsparcie serwisowe, pomoc techniczną online i globalną sieć dealerów.
Tradycyjne metody sprzęgania maszyn z ciągnikiem
Podstawowym zadaniem ciągników rolniczych jest zapewnianie napędu dla urządzeń i bycie platformą do przewożenia i użytkowania sprzętu. Stosuje się różne metody sprzęgania maszyn:
- Zaczepy: Piton-fix, K80 do zadań transportowych i osprzętu ciągnionego (przyczepy, belarki, rozrzutniki).
- Belki polowe: Do urządzeń uprawowych, takich jak pługi.
- TUZ (Trzypunktowy Układ Zawieszenia): Najczęściej stosowane rozwiązanie pozwalające na podczepienie maszyny w trzech punktach.
Elementy TUZ to łącznik górny (przenosi obciążenie i wypoziomowuje) oraz cięgna dolne (umożliwiają ustawienie oprzyrządowania w wybranej pozycji za pomocą siłownika hydraulicznego). TUZ może być sterowany mechanicznie (MHR) lub elektrohydraulicznie (EHR).
Tryby pracy TUZ (MHR):
- Pozycyjny: Utrzymanie sprzętu w stałej pozycji względem ciągnika.
- Siłowy: Ustawienie urządzenia tak, by podczas pracy stawiało taki sam opór glebie.
- Kopiujący: Odwzorowanie rzeźby terenu i utrzymanie narzędzia w stałej odległości od niego.
Na TUZ montowane są maszyny zawieszane, półzawieszane i ciągnione.
Regulacje w systemie TUZ
Kluczowe znaczenie mają regulacja pozycyjna i siłowa. Regulacja pozycyjna jest zalecana do narzędzi wymagających równomiernej głębokości pracy, np. z pługiem, jednak mozaikowatość gleby może to utrudniać.
Regulacja siłowa niweluje problemy związane z nierównościami gleby i zmiennym oporem. Zwiększony opór powoduje automatyczne spłycanie pracy narzędzia, a po zmniejszeniu oporu powrót do pierwotnej głębokości. Ważne jest ustawienie łącznika górnego jak najbardziej poziomo.
Regulacja mieszana, dostępna w układach sterowanych EHR, pozwala na płynne przechodzenie między ustawieniem siłowym i pozycyjnym za pomocą jednego pokrętła. Jest to optymalne rozwiązanie na polach o nierównej powierzchni, przy podobnej strukturze gleby.
Niektóre ciągniki mogą być wyposażone w radar pomiaru prędkości, co umożliwia dodatkową regulację: ograniczenie poślizgu.
tags: #sterowanie #mhr #ciagnik