Innowacja i wydajność w rolnictwie zaczynają się od właściwego wyboru sprzętu. Kluczowym elementem, który znacząco wpływa na efektywność pracy ciągnika, jest zaawansowany system umożliwiający bezproblemowe korzystanie z różnorodnych narzędzi i maszyn rolniczych. Tym rozwiązaniem jest wynaleziony przez amerykańskiego konstruktora Harry’ego Fergusona trójpunktowy układ zawieszenia, zwany również trzypunktowym.
TUZ, jak określa się go w skrócie, powstał w 1925 roku i od tamtej pory stał się nieodłącznym elementem każdego ciągnika. Z biegiem lat rozwiązanie to było udoskonalane, a jego elementy ewoluowały i przechodziły modyfikacje, aby dostosować je do technologicznych wymagań współczesnego rolnictwa. Trzypunktowy układ zawieszenia może być zamontowany zarówno z przodu, jak i z tyłu traktora, jednak w tej artykule skupimy się na jego tylnej wersji.
Co to jest Trzypunktowy Układ Zawieszenia (TUZ)?
TUZ to układ dźwigniowy wykorzystywany w traktorach w celu agregowania maszyn oraz urządzeń, które montowane są na hydraulicznym podnośniku. Zapewnia on możliwość podnoszenia narzędzi podczas transportu w miejsce docelowe, a także odpowiednie ułożenie ich do wykonywania określonej pracy. Dzięki niemu można w bezproblemowy sposób przyczepiać maszyny do traktora i sterować ich położeniem, włączając w to ruchy boczne oraz podnoszenie i opuszczanie. Może on pracować z maszynami uprawowymi, pielęgnacyjnymi, jak i siewnymi, takimi jak brony talerzowe, pługi, kosiarki, siewniki, agregaty uprawowe czy zgrabiarki, pod warunkiem, że ciężar podczepianej maszyny nie przekracza maksymalnego udźwigu zawieszenia.
Budowa Tylnego Trzypunktowego Układu Zawieszenia
Budowa tylnego Trzypunktowego Układu Zawieszenia bazuje na konstrukcji dwóch dolnych belek (cięgła dolne) oraz łącznika górnego (centralnego), który stanowi stały punkt mocowania narzędzia. Poniżej łącznika górnego znajdują się dwa cięgna (prawe i lewe), które podłącza się do siłownika hydraulicznego. Siłownik jest z kolei podłączony do układu hydraulicznego ciągnika. Aby przymocować osprzęt lub maszynę rolniczą do ciągnika, należy doczepić zakończenia ramion dolnych, oś zaczepu danej maszyny oraz łącznik górny, do punktów montażowych.
Kluczowe Komponenty TUZ
- Cięgła dolne: Dwa ramiona (prawe i lewe), które są głównymi elementami nośnymi narzędzia.
- Łącznik górny (centralny): Zapewnia trzeci punkt połączenia, stabilizując narzędzie w płaszczyźnie pionowej i umożliwiając jego pozycjonowanie.
- Kule do ramion dolnych i łączników centralnych: W ofercie dostępne są prawie wszystkie rozmiary i standardy kul cięgieł dolnych oraz łączników centralnych stosowanych w rolnictwie. Przeguby kuliste w cięgłach i łącznikach umożliwiają ruchy narzędzia we wszystkich kierunkach.
- Tulejki do kul i sworzni TUZ: Dostępne jako części zamienne do utrzymania sprawności połączeń.
- Siłownik hydrauliczny: Odpowiada za podnoszenie i opuszczanie ramion. W przypadku większości rozwiązań za powrót tłoczyska odpowiedzialne są zamontowane urządzenia rolnicze lub ciężar ramion (siłowniki jednostronnego działania). Siłownik dwustronnego działania jest obecny tylko w niektórych TUZ-ach.
- Wieszaki i łańcuchy boczne: Pionową stabilność belek zapewniają wieszaki o regulowanej wysokości lub cięgła pionowe, natomiast stabilność poziomą ustanawiają łańcuchy boczne. Odpowiednie ustawienie stabilizatorów pozwala minimalizować boczne ruchy narzędzia.
Kategorie Tylnego Układu Zawieszenia
Dostosowanie zaczepiania narzędzia do trzypunktowego układu zawieszenia jest niezwykle ważne. Wraz z rozwojem konstrukcji ciągników powstało kilka kategorii zaczepów, a obecnie obowiązuje norma DIN ISO 730-1, która określa ogólne parametry i ich wartości, w tym zakres podnoszenia.
Opisane są cztery kategorie charakteryzujące tylny podnośnik ciągnika w zależności od jego mocy:
- Kategoria I: Montuje się je w urządzeniach o mocy do 48 KM (wg normy ISO 62 KM).
- Kategoria II: Umieszcza się je w traktorach o mocy od 62 KM do 120 KM.
- Kategoria III: Dotyczy traktorów o mocy między 120 a 240 KM.
- Kategoria IV: Obejmuje ciągniki o mocy między 240 a 450 KM.
Oprócz czterech głównych kategorii, istnieją również kategorie przejściowe między nimi, oznaczone symbolem N, które dotyczą ciągników o specyficznych wymaganiach. Narzędzie współpracujące z ciągnikiem powinno mieć zaczep zgodny z zaczepem pracującego w gospodarstwie ciągnika.
Zastosowanie i Funkcje Tylnego TUZ
TUZ umożliwia podczepianie dodatkowego ciężaru, co ma pozytywny wpływ na równowagę ciągnika, zwłaszcza gdy jest on obciążony przez narzędzie lub maszynę zamocowaną z tyłu. Niepotrzebne obciążenie przodu ciągnika może bowiem doprowadzić do nadmiernego zużycia przednich kół i układu kierowniczego. Funkcja pływająca służy do kopiowania terenu, co jest istotne przy pracy z niektórymi narzędziami. Dzięki TUZ-om możemy wykonać dodatkowy zabieg podczas jednego przejazdu ciągnika, co pozwala zaoszczędzić czas i paliwo. TUZ można unosić do transportu, jak i opuszczać do pracy, zatrzymując w odpowiednim położeniu maszyny podczepione w danym momencie.
Sterowanie Podnośnikiem Hydraulicznym
Do unoszenia i opuszczania narzędzi zawieszonych na ciągniku służą podnośniki hydrauliczne. Wynaleziony przez Fergusona podnośnik hydrauliczny umożliwiał jedynie podnoszenie i opuszczanie narzędzi. Aktualnie stosowane elektroniczne układy sterujące pracą podnośnika hydraulicznego pozwalają na większe wykorzystanie ciągników. Jednak większość użytkowanych w kraju ciągników wyposażona jest w mechaniczne układy sterujące pracą podnośnika. Sterowanie tylnym TUZ-em może odbywać się mechanicznie, za pomocą rozdzielacza i dźwigni sterującej, lub elektronicznie, z wykorzystaniem EHR-u (Electronic Hydraulic Regulation).
Rozdzielacz hydrauliczny. Zasada działania.
Rodzaje Regulacji Podnośnika Hydraulicznego
Dokładne poznanie funkcji podnośnika hydraulicznego pozwala lepiej wykorzystać możliwości ciągnika i w konsekwencji znacznie obniżyć koszty prac uprawowych, zwłaszcza orki. Operator często nie wykorzystuje wszystkich możliwości regulacji z powodu niewiedzy lub przyzwyczajenia do korzystania tylko z jednej opcji.
1. Regulacja Pozycyjna
Regulacja pozycyjna polega na automatycznym utrzymywaniu narzędzia na stałej wysokości względem ciągnika. Zapewniony jest ścisły związek między położeniem narzędzia a położeniem dźwigni sterującej. Jeżeli położenie dźwigni nie będzie zmieniane, układ regulacyjny dąży do utrzymania zadanej wysokości ramion podnośnika. Po ich nieznacznym opadnięciu automatycznie uzupełniane są ubytki oleju w cylindrze siłownika. Podczas pracy z regulacją pozycyjną istnieje możliwość dociążania tylnych kół ciągnika częścią masy zawieszonego narzędzia. Uzyskany w ten sposób przyrost siły uciągu może dochodzić do 15%. Taką możliwość posiadają między innymi ciągniki Ursus C-360 (w sposób stały) i C-330 (chwilowo). Aby uzyskać tę funkcję, należy dźwignię sterującą przesunąć w skrajne przednie położenie. Wówczas do cylindra roboczego tłoczony jest olej pod mniejszym ciśnieniem, a podnośnik zachowuje się tak, jakby był za słaby, aby podnieść ciężkie narzędzie. Unoszone częściowo narzędzie pracuje w dalszym ciągu na tej samej głębokości, ale jego nacisk na glebę jest o wiele mniejszy, co zwiększa nacisk na oś napędową i na koła do podłoża, czyli dociąża ciągnik. Z regulacji pozycyjnej można korzystać podczas wykonywania orki na terenie równym i o różnej strukturze. Na terenie nierównym każde wychylenie ciągnika powoduje zmianę głębokości pracy narzędzia.
2. Regulacja Siłowa
Regulacja siłowa zapewnia automatyczne podnoszenie lub opuszczanie narzędzia w celu utrzymania stałej, uprzednio ustalonej siły ze strony gleby. Ustalając za pomocą zderzaka najniższe położenie dźwigni sterującej, zadaje się żądaną wielkość oporu, z jaką pracować ma narzędzie. Pod wpływem zwiększonego oporu, np. wskutek większego zagłębienia się narzędzia, następuje zwiększone ściskanie łącznika górnego w układzie zawieszenia. Siły te przekazane do rozdzielacza powodują samoczynne uniesienie narzędzia i utrzymują je na takiej wysokości, na której wielkości oporów roboczych mieszczą się w granicach regulacji przeprowadzonej wstępnie przez operatora. Układ regulacyjny ocenia wielkość oporu na podstawie sił działających w cięgłach dolnych lub w łączniku górnym. Układ sterujący stara się utrzymywać siłę oporu narzędzia na stałym poziomie. Możliwość rezygnacji z kół kopiujących daje dodatkowy efekt w postaci dociążenia kół ciągnika całą masą narzędzia i siłami pochodzącymi od spulchnianej gleby, co zwiększa siłę uciągu ciągnika. Na glebach ze zmienną zwięzłością regulacja siłowa dostosowuje głębokość pracy pługa, unosząc ramiona, gdy opór wzrasta, lub opuszczając, gdy zwięzłość maleje. Z tego powodu nie należy stosować jej na polach o bardzo zróżnicowanej strukturze gleby, ale jest odpowiednia na nierównych i pofałdowanych terenach. Chroni narzędzie przed uszkodzeniem, unosząc je w momencie trafienia na przeszkodę. Podczas orki z regulacją siłową uzyskuje się wzrost wydajności orki o około 10% przy jednakowym zużyciu paliwa w stosunku do regulacji kopiującej.
3. Regulacja Mieszana
Regulacja mieszana łączy w sobie zalety regulacji pozycyjnej i siłowej. Dzięki takiemu połączeniu zmniejsza się reakcja podnośnika na zmiany oporu narzędzia, a tym samym zmiany głębokości są mniejsze. Oba systemy są równoprawne i reagują zarówno na zmiany położenia, jak i zmiany siły. Stopień reagowania układu na zmianę siły lub położenia, zwany stopniem zmieszania, może być regulowany za pomocą odpowiedniej dźwigni, tj. w dwóch wariantach: z przewagą regulacji siłowej lub pozycyjnej. Operator ma możliwość ustalenia stopnia zmieszania obu systemów regulacji zależnie od wymagań i warunków agrotechnicznych. Przewagę regulacji pozycyjnej stosuje się na polach o glebach cięższych i bardziej niejednorodnych. W ciągnikach, w których pomiar siły odbywa się za pomocą łącznika górnego, dodatkowo reguluje wielkość reakcji podnośnika, wybierając jeden z otworów w kadłubie tylnego mostu ciągnika. Zaczepienie łącznika w górnym otworze powoduje dużą czułość na zmiany oporu narzędzia i zaleca się je stosować podczas lżejszych prac. W wypadku niższego otworu spowoduje to zmniejszenie czułości układu. Przy pracach najcięższych trzeba zakładać łącznik górny w najniższy otwór.
4. Regulacja Ciśnieniowa
W regulacji ciśnieniowej każdemu położeniu dźwigni sterującej odpowiada stałe ciśnienie wewnątrz cylindra siłownika, czyli stała siła na ramionach podnośnika. Jest to regulacja podobna do tej, która jest stosowana w ciągniku C-330, a związana jest z chwilowym dociążaniem. Ten rodzaj regulacji był stosowany między innymi w ciągniku Ursus 1014 w sposób stały, umożliwiając dociskanie narzędzia zawieszanego. Za pomocą dźwigni można otworzyć przepływ oleju lub go zmniejszyć i dowolnie regulować ciśnienie. Ta opcja pozwalała docisnąć za pomocą specjalnego łącznika narzędzie zawieszane na ciągniku.
Ważne Aspekty Montażu i Użytkowania
Podczas montażu i użytkowania tylnego TUZ należy pamiętać o kilku kluczowych zasadach. Bardzo ważne jest sprawdzenie, czy odstęp między narzędziem a końcówką wałka w ciągniku jest zgodny z normą i czy odpowiada wałkowi dostarczonemu wraz z narzędziem. Odstęp (wolna przestrzeń) od opony lub błotnika do dolnego cięgna powinien wynosić minimum 10 cm we wszystkich kategoriach. Założenie górnego łącznika na przykład w środkowym otworze stojaka zawieszenia pługa (z trzech możliwych) daje optymalny zakres ruchu. Łącznik górny ustawiony w otworze dolnym powoduje zwiększenie siły niezbędnej do wydźwignięcia narzędzia i bardzo pionowe ustawienie łącznika podczas transportu. Boczne ruchy narzędzia można zminimalizować odpowiednim ustawieniem stabilizatorów.
Aby zapewnić długotrwałe użytkowanie tylnego TUZ, kluczowe jest regularne przeprowadzanie konserwacji. Warto wprowadzić harmonogram przeglądów, który obejmuje kontrolę wszystkich ruchomych części, w tym mechanizmu podnoszenia oraz połączeń. Regularne smarowanie i wymiana zużytych elementów mogą znacząco wydłużyć żywotność konstrukcji.
Akcesoria do Tylnego TUZ
Jeśli chcesz zwiększyć funkcjonalność Trzypunktowego Układu Zawieszenia, warto go wyposażyć w odpowiednie akcesoria. Z pewnością dobrze jest zadbać o akumulator ciśnieniowy, który odpowiedzialny jest za niwelowanie drgań powodowanych przez zamocowane na TUZ-ie osprzęty. To z kolei dobrze wpływa na żywotność całej konstrukcji. Mogą przydać się również takie dodatki, jak gniazdo elektryczne czy szybkozłącza hydrauliczne podwójnego działania. Jeżeli zamierzasz pracować z kolei z kosiarkami czołowymi, konieczne będą uchwyty do montażu sprężyn odciągających. W przypadku zamontowania pługa śnieżnego trzeba będzie nabyć natomiast odpowiednią płytę komunalną.
Tylny TUZ a Przedni TUZ: Kluczowe Różnice
Tylny TUZ różni się od przedniego przede wszystkim sposobem sterowania oraz udźwigiem. Sterowanie tylnym TUZ-em może odbywać się mechanicznie, za pomocą rozdzielacza i dźwigni sterującej, lub elektronicznie, z wykorzystaniem EHR-u. W przypadku przedniego, rozdzielacz pozwala sterować całością. Co więcej, tylny TUZ ma 3-4 krotnie większy udźwig od przedniego. Pionową stabilność belek tylnego TUZ zapewniają wieszaki o regulowanej wysokości lub cięgła pionowe, natomiast stabilność poziomą ustanawiają łańcuchy boczne.
Dostawcy Części do TUZ
Wiele firm, takich jak EXPARTO, dostarcza kompleksowe rozwiązania producentom maszyn i dealerom sprzętu rolniczego. W ich ofercie znajdują się zarówno części do pierwszego montażu, części zamienne, jak i elementy hydrauliczne. Kategoria uchwytów obejmuje wszelkiego rodzaju elementy mocujące i wsporniki stosowane w ciągnikach rolniczych. Oferowane uchwyty wykonane są z wytrzymałych materiałów odpornych na korozję, odkształcenia i ścieranie, co gwarantuje trwałe i niezawodne mocowanie elementów w trudnych warunkach polowych.