Budowa ciągnika samodzielnego (w skrócie SAM), znanego również jako samopał czy papaj, to fascynujący projekt, który łączy pasję do mechaniki z kreatywnością. Jest to autarkiczny pojazd, który powstaje przez gruntowną przeróbkę seryjnego pojazdu lub zbudowanie od podstaw. Wiele osób podejmuje się tego wyzwania, wykorzystując części z różnych źródeł, aby stworzyć unikalną maszynę rolniczą. W Polsce pojazd marki „SAM” w myśl ustawy Prawo o ruchu drogowym jest pojazdem zbudowanym przy wykorzystaniu nadwozia, podwozia lub ramy, konstrukcji własnej. Nazwa wywodzi się od popularnego w latach 50. XX wieku skrótu „SAM” oznaczającego „samochód albo maszynę”.
Konstrukcje typu SAM są użytkowane w wielu krajach, w tym w Czechach, na Słowacji, Ukrainie i w Chinach, a jednostkowo także w Niemczech i Stanach Zjednoczonych. W Niemczech, Francji, Włoszech, Austrii czy Norwegii, zwłaszcza po zakończeniu II wojny światowej, budowano SAM-y na bazie adaptacji samochodów-furgonów, odcinając tył pojazdu, dokładając drugą skrzynię biegów i zakładając większe koła z rolniczym ogumieniem. W Polsce pierwsze ciągniki typu SAM pojawiły się po zakończeniu II wojny światowej, bazując na częściach z pojazdów wojskowych, takich jak Dodge, Willys czy motocykle. Duży rozwój wytwórczości pojazdów autarkicznych przyniósł lata 60. XX wieku, a apogeum ich rozwoju to lata 70. i 80. XX wieku. W 1984 roku indywidualni rolnicy wykupili 94% polskiej produkcji silników rolniczych małej mocy, z czego większość przeznaczono do budowy SAM-ów. Obecnie ciągniki „SAM” są wykorzystywane głównie w rolnictwie i ogrodnictwie.
Przykład Realizacji: Traktorek SAM Damiana Kujawy
Jedną z osób, która z pasją podeszła do budowy własnego ciągnika, jest Damian Kujawa. Wraz z rodzicami prowadzi on niewielkie gospodarstwo rolne w Kozich Laskach. Główną inspiracją do wyglądu ciągnika SAM był niewielki niemiecki traktor UT082, produkowany w latach 1984-1989. Podobieństwo obu maszyn jest wyraźne. Cała konstrukcja bazuje w dużej mierze na częściach wykonanych samodzielnie oraz na wykorzystaniu elementów z odzysku, zazwyczaj ze złomu.
Rama i Podwozie
Główną konstrukcję nośną ciągnika stanowi rama, wykonana z grubej, giętej i spawanej blachy. Jest to już druga rama zastosowana w ciągniku, co świadczy o ewolucji konstrukcji. Przednią oś stanowi skrócona i nieco zmodyfikowana oś od Tarpan, 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, co znacznie zmniejsza siłę nacisku na pedał. Komfort pracy poprawia również zastosowanie hydraulicznego pedału sprzęgła oraz oświetlenia LED.
Silnik i Układ Napędowy
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 Forda. Fabrycznie jednostka ta odznaczała się mocą 75 KM, jednak w wyniku modyfikacji moc zmalała do poziomu około 60 KM. Stało się to poprzez usunięcie turbosprężarki, co ułatwiło montaż jednostki i zmniejszyło jej wysilenie. Silnik jest mocowany do ramy przy użyciu seryjnych poduszek, co redukuje wibracje, ale wymagało modyfikacji układu wydechowego. Początkowo tłumiki łamały się u nasady z powodu masy i pracy motoru na poduszkach, co ostatecznie zmusiło do zastąpienia ich lekką rurą ze stali kwasoodpornej.
Pomysł na realizację przełożeń w tym ciągniku zasługuje na uznanie. 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 2 zakresami prędkości oraz rewersem. Zastosowanie dwóch skrzyń jest kluczowe, ponieważ silniki samochodowe różnią się zakresem obrotowym i specyfiką oddawania mocy od silników rolniczych. Przy zastosowaniu jednej skrzyni uzyskanoby zbyt wysokie prędkości przy momencie obrotowym, który nie pozwalałby na prace polowe. Efektem tej kombinacji jest łącznie 12 przełożeń do przodu oraz 12 przełożeń do tyłu. Dźwignia zmiany kierunku jazdy została sprytnie przeniesiona za pomocą cięgien i znajduje się tuż przy kierownicy. Na najwyższym biegu ciągnik SAM rozpędza się do prędkości około 25 km/h.
Hydraulika i Wyposażenie
Głównym zadaniem ciągnika w gospodarstwie jest praca z ładowaczem czołowym. Cały ładowacz wraz z osprzętem został wykonany własnoręcznie przez Damiana Kujawę. Udźwig ładowacza, jak na tak mały ciągnik, imponuje, bez problemu radząc sobie z ciężarami rzędu 350 kg. Początkowo ciągnik SAM wykorzystywał inny ładowacz z grubszymi siłownikami i pracował na ciśnieniu w układzie hydraulicznym rzędu 150 bar. Dodatkowo na uwagę zasługuje mocarny, tylny TUZ, bazujący na podzespołach z Ursusa C-360, za podnoszenie którego odpowiada spory siłownik z pługa PHX. Tak duże udźwigi ładowacza czołowego i tylnego TUZ-a doprowadziły do przeciążenia ciągnika i zniszczenia ramy nośnej. Po tym zdarzeniu maszyna otrzymała nową, mocniejszą ramę, a nowy ładowacz został zbudowany. Aby zapobiegać takim sytuacjom w przyszłości, ograniczono ciśnienie w układzie do 120 bar, a siłowniki wymieniono na mniejsze. Ciągnik ma 2 niezależne układy hydrauliczne.
Ogólne Zasady Budowy Traktorka SAM
Wybór Silnika
Wybór silnika jest jednym z kluczowych etapów budowy. Najlepiej wybrać mały, starszy diesel z prostą pompą wtryskową, ponieważ daje duży moment obrotowy i lepiej znosi pracę w polu oraz całoroczne użytkowanie. Przykładem są silniki: VW 1.6d, 1.9D z Passata, Ford 1.6d, Renault 19, Lombardini, Yanmar, Changfa, Daihatsu Charade czy Isuzu 1.5TD. Silniki benzynowe, takie jak od Tico, Fiata 1.1 FIRE czy Poloneza 1.5/1.6, również mogą być adaptowane, choć mają inną charakterystykę pracy. Benzyniaki są lżejsze, łatwiejsze w rozruchu w zimie i mogą być mniej skomplikowane w budowie, jednak mają mniejszy moment obrotowy, który trzeba nadrabiać większymi obrotami i większymi przełożeniami. Silniki diesla mają większy moment obrotowy, co jest kluczowe w pracach rolniczych, oraz są bardziej odporne na wilgoć.
W przypadku silników jednocylindrowych diesla, siła skrętna na wałku sprzęgłowym jest pulsacyjna, co może prowadzić do szybszego zużycia tarczy i wałka sprzęgłowego. Silnik powinien być umieszczony wzdłuż ciągnika, aby uniknąć nadmiernych wibracji poprzecznych i szarpania przodu na boki. Warto również zwrócić uwagę na specjalne regulatory obrotów w silnikach ciągnikowych, które automatycznie zwiększają dawkę paliwa przy wzrastającym obciążeniu.
Układ Napędowy i Skrzynie Biegów
Popularnymi wyborami są skrzynie biegów z Żuka, Lublina 51, UAZ-a lub Stara 28/29/660. W przypadku skrzyń z Żuka lub Lublina 51 należy pamiętać, że mogą nie wytrzymać momentu obrotowego mocniejszych silników, takich jak S15. Skrzynia ze Stara ma tę przewagę, że posiada wyjścia na sprężarkę i przystawkę odbioru mocy. Często stosuje się dwie skrzynie biegów, aby uzyskać odpowiednie przełożenia. Pierwsza skrzynia redukuje obroty, a druga zapewnia szeroki zakres prędkości roboczych i transportowych. Dzięki dwóm skrzyniom uzyskuje się wiele przełożeń, włącznie z szybkim wstecznym. Warto pamiętać, aby na pierwszej skrzyni jeździć w miarę możliwości na najwyższych biegach, a drugą skrzynią redukować prędkość, wtedy jest ona obciążona najmniejszym momentem obrotowym. Do połączenia skrzyni biegów z tylnym mostem można wykorzystać wał Cardana.
Tylny most wymaga skrócenia, ponieważ seryjne mosty samochodowe są zazwyczaj zbyt szerokie. Mosty z Stara (zwłaszcza z blokadą) lub Lublina 51 są często wybierane. Warto również rozważyć mosty z wózków widłowych. Mosty od Poloneza czy Żuka również są używane. Problem ukręcania półosi może pojawić się, jeśli most zostanie nieosiowo pospawany. W przypadku napędu 4x4, przedni most powinien być nieco szybszy (o 1-4%) niż tylny, aby uniknąć naprężeń w układzie. Możliwe jest zaadaptowanie skrzyni rozdzielczej z Nivy lub UAZ-a. Dociążenie tylnej osi jest kluczowe dla poprawy uciągu.
Rama i Zawieszenie
Rama powinna być solidna i wykonana z wytrzymałych profili stalowych, takich jak ceowniki (np. o wysokości 80mm), dwuteowniki lub zamknięte profile prostokątne. Do mocowania tylnego mostu do ramy można użyć cybantów. Doświadczeni konstruktorzy odradzają dwustopniowe lub łamane ramy przy mocniejszych silnikach, ponieważ mogą pękać. Przednie zawieszenie można zaadaptować z Żuka, Ursusa C330/C328/C360 lub starszych ciągników. Można również zaprojektować własną belkę przednią, wspawując zwrotnice z Żuka i montując ją do ramy za pomocą sworznia (np. fi50) na panewkach. Układ kierowniczy również można zaadaptować z Żuka lub zastosować maglownicę ślimakową.
Układ Hydrauliczny
Układ hydrauliczny jest niezbędny do obsługi ładowacza czołowego czy tylnego TUZ-a. Warto rozważyć budowę go na bazie podzespołów z Ursusa C-360. System powinien być szczelny i bezpieczny, a ciśnienie w układzie należy dobrać tak, aby nie przeciążać konstrukcji ciągnika. Możliwe jest zastosowanie dwóch niezależnych układów hydraulicznych. W dzisiejszych czasach, nowoczesne technologie, takie jak czujniki do monitorowania ciśnienia czy systemy IoT do zdalnego monitorowania, mogą zwiększyć bezpieczeństwo i wydajność traktora.
Praktyczne Wskazówki i Aspekty Prawne
- Dostępność części: Części z demontażu i złomu stanowią ekonomiczne źródło materiałów. Sklepy internetowe z częściami do ciągników (np. e-Ciągnik, TraktorShop) oraz aukcje (Allegro, OLX) są dobrym miejscem do poszukiwań.
- Projektowanie: Warto skorzystać z programów do projektowania 3D, takich jak Inventor, aby przetestować koncepcje przed budową.
- Doświadczenie: Należy szukać inspiracji i rad u doświadczonych konstruktorów, którzy budowali takie pojazdy.
- Koszty: Obecnie budowa SAM-a może być nieopłacalna, jeśli wszystkie części trzeba kupować, jednak wykorzystanie posiadanych podzespołów znacząco obniża koszty.
- Aspekty prawne: Ciągniki „SAM” są najczęściej użytkowane bez homologacji i rejestracji, co oznacza, że nie są dopuszczone do ruchu drogowego po drogach publicznych. Rejestracja pojazdu wymaga badań technicznych zgodnie z rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 22 października 2004 r.
