Układ hydrauliczny w ciągniku rolniczym: otwarty, zamknięty i sterowanie

Ciągnik rolniczy wyposażony jest w układ hydrauliczny umożliwiający zasilanie maszyn towarzyszących. Służy on do zasilania części maszyn, które wykorzystują moc hydrauliczną, jak na przykład siłowniki lub silniki hydrauliczne. Układ hydrauliczny jest kluczowy dla funkcjonalności współczesnych ciągników, znacznie zwiększając ich wszechstronność i wydajność. Dzięki hydraulice ciągniki mogą obsługiwać szeroki zakres narzędzi i maszyn, co pozwala na wykonywanie różnorodnych prac rolniczych z większą precyzją i efektywnością.

Zanim kupimy ciągnik rolniczy, warto go skonfigurować w taki sposób, by odpowiadał naszym potrzebom. Jednym z ważniejszych elementów jest układ hydrauliczny umożliwiający zasilanie maszyn towarzyszących. Prawidłowe skonfigurowanie układu hydraulicznego w ciągniku będzie miało wpływ na wydajną pracę maszyn towarzyszących z nowym traktorem.

Rodzaje układów hydraulicznych: otwarty i zamknięty

W dostępnych na rynku ciągnikach wyróżniamy dwa główne układy hydrauliczne: zamknięty i otwarty. We współczesnych ciągnikach wyróżniamy dwa podstawowe układy hydrauliczne: zamknięty i otwarty.

• Układ otwarty bazuje na pompie zębatej o stałym wydatku, a układ zamknięty wykorzystuje pompę osiowo-tłoczkową ze zmiennym wydatkiem. Olej przepływa z pompy do zaworów i wraca do zbiornika, gdy zawory są w pozycji neutralnej.
• Układ zamknięty jest oparty na pompie osiowo-tłoczkowej ze zmiennym wydatkiem. Olej przepływa w zamkniętym obwodzie między pompą a siłownikami, bez bezpośredniego powrotu do zbiornika.

Z punktu widzenia użytkownika najważniejsze są różnice w sposobie działania obu układów.

Porównanie pomp hydraulicznych: zębatej (OC) i osiowo-tłoczkowej (LS)

„Przede wszystkim należy obalić mit, że układ LS jest szybszy od układu OC”, zaznacza Emil Kaźmierczak, ekspert marki Claas. Jeżeli mielibyśmy taki sam ładowacz czołowy, założony na ciągniku o tych samych gabarytach, ich pompy hydrauliczne miałyby taki sam wydatek, np. Przy tym samym sprzęcie założonym do identycznego traktora pompy miałyby podobny wydatek i szybkość pracy.

Charakterystyka układu otwartego z pompą zębatą (OC)

Układ otwarty z pompą hydrauliczną o stałym wydatku oznacza, że wydatek pompy jest taki sam na jeden obrót pompy. Czyli im większe są obroty silnika, tym większy jest wydatek pompy. Maksymalny wydatek osiągany jest przy nominalnych obrotach silnika spalinowego. Układ otwarty z pompą hydrauliczną o stałym wydatku posiada konkretną wydajność przy każdym obrocie silnika. Zatem im większe obroty motoru tym większy zakres pracy pompy.

Charakterystyka pompy osiowo-tłoczkowej (LS)

Pompa LS zachowuje się bardzo podobnie. Jednak tutaj przyjdzie pytanie, skoro pompa LS ma zmienny wydatek, więc czy nie powinna mieć większej wydajności? Pompa LS może zmieniać wydatek, jednak właściwie powinniśmy to nazwać ograniczaniem wydatku. Dlatego właśnie, że pompa LS może, w przeciwieństwie do pompy zębatej, ograniczać wydatek, może wpływać na mniejsze zużycie paliwa. Gdyż pompa zębata tłoczy olej cały czas, a pompa osiowo-tłoczkowa, jeśli nie ma takiej potrzeby, to nie tłoczy oleju. Pompa typu LS będzie pracować podobnie. Ktoś może zapytać o zmienny wydatek tego typu mechanizmu. Może się wydawać, że w tym wypadku istnieje regulacja, która może znacznie zwiększyć efektywność pracy. Jest to myślenie mylne, bowiem regulacja tego rodzaju pomp odbywa się tylko w zakresie ograniczenia wydatku, co w efekcie może dać zmniejszenie zużycia paliwa, ale nie zwiększenie wydajności.

Jeśli wydatki pomp przewyższają 110l/min, zazwyczaj montuje się pompy typu LS. System LS przyda się przy maszynach wymagających układu Power Beyond.

Podłączanie maszyn z systemem Power Beyond

Maszyna wymagająca układu Power Beyond może zostać podpięta również do ciągnika z pompą zębatą. Wykorzystywane są wtedy dwa przewody. Jednym podawany jest olej hydrauliczny, a drugim olej wraca do zbiornika. W celu zapewnienia pracy maszyny z układem Power Beyond, operator ciągnika załącza stały przepływ, tak, że olej jest ciągle podawany na złącze hydrauliczne.

W przypadku ciągnika wyposażonego w pompę o zmiennym wydatku, oprócz dwóch przewodów, podłączany jest też trzeci, tzw. sterujący. Wówczas traktorzysta nie załącza stałego przepływu (jak w przypadku pomp OC), bowiem maszyna wykorzystująca system Power Beyond (w przypadku ciągników Claas będzie to np. przyczepa Cargos) wyśle informację (spadek ciśnienia na przewodzie sterującym) o otwieraniu klapy. Po podniesieniu klapy, CARGOS wyśle informację, że już nie potrzebuje oleju i pompa LS przejdzie w stan oczekiwania. Po podniesieniu klapy maszyna wyśle informację, że zapotrzebowanie na olej zmalało i przejdzie w stan oczekiwania.

Zawory hydrauliczne: mechaniczne i elektrohydrauliczne

Podział, który możemy spotkać najczęściej to klasyfikacja na zawory sterowane mechanicznie i elektrohydraulicznie. W ciągnikach występują zawory sterowane mechanicznie i elektrohydraulicznie. Jak łatwo się domyślić, zawory elektrohydrauliczne są dla operatora bardziej praktyczne i łatwiejsze w obsłudze.

Funkcje zaworów elektrohydraulicznych

Pierwszym z nich jest możliwość sterowania zaworem hydraulicznym z błotnika ciągnika. Jest to bardzo przydatne w przypadku wyposażenia ciągnika w górne cięgło hydrauliczne. Kolejną, chyba ważniejszą funkcją omawianych zaworów jest możliwość ich programowania do systemu zarządzania narzędziem, np. na uwrociach.

Jeśli ciągnik wyposażony jest w zawory sterowane mechaniczne, to podczas pracy z pługiem obrotowym, operator na końcu ścieżki roboczej może wykonać następujące czynności:

1. Zmiana biegu roboczego,
2. podniesienie pługa poprzez podniesienie TUZ,
3. wyłączenie blokady mechanizmu różnicowego,
4. zmiana prędkości obrotowej silnika,
5. obrót pługa.

Następnie po wykonaniu uwrocia następuje wjazd w ścieżkę roboczą i kolejne czynności:

6. Zwiększenie prędkości obrotowej silnika,
7. załączenie blokady mechanizmu różnicowego,
8. opuszczenie pługa,
9. załączenie biegu roboczego.

Oczywiście w zależności od pługa i wyposażenia ciągnika nie wszystkie czynności muszą być wykonywane, lub może ich być więcej. Jednak w celu zademonstrowania korzyści ze stosowania hydrauliki sterowanej elektrohydrauliczne, zamiast wykonywać wszystkie 9 czynności, możemy je zaprogramować pod dwoma przyciskami i ciągnik wykona je za operatora. W przypadku hydrauliki sterowanej elektrohydrauliczne możemy zaprogramować tego rodzaju czynności pod dwoma przyciskami, a ciągnik wykona je za nas, co oczywiście korzystnie wpływa nie tylko na komfort pracy, ale także na jej czas. Do korzyści mogą dochodzić także bardziej zaawansowane funkcje, które są zależne od producenta.

Zaawansowane ustawienia hydrauliczne w ciągnikach z monitorem CEBIS

Ciągniki wyposażone w monitor CEBIS posiadają rozbudowane sterowanie zaworami hydraulicznymi, dzięki czemu można bardziej dokładnie wysterować zawory hydrauliczne. Są to: charakterystyka rozruchu oraz priorytetu.

Charakterystyka rozruchu

Z uwagi na możliwość uruchamiania przepływu oleju przez przycisk, przy dużym wydatku oleju, może zdarzyć się gwałtowne i niepożądane, mocne rozpoczęcie pracy komponentu hydraulicznego. W celu jego zapobiegnięcia, w zaawansowanych ustawieniach hydraulicznych, można wybrać w jaki sposób będzie rozpoczynał pracę zawór hydrauliczny.

Priorytet gniazda hydraulicznego

Drugą przydatną funkcją jest przypisanie priorytetu do gniazda hydraulicznego. Dzięki tej funkcji, układ sterujący ciągnika, dba by na wskazanym gnieździe hydraulicznym był zawsze wydatek określony przez użytkownika. System ten zapobiega spadkowi przepływu na wybranym gnieździe hydraulicznym.

Funkcja dwustronnego i jednostronnego działania

Niektóre przyczepy posiadają opcję kiprowania, która wymaga podłączenia tylko jednego przewodu hydraulicznego. Przydatna bywa wtedy możliwość zamienienia gniazda hydraulicznego, z działania dwustronnego na jednostronnego. W przyczepach z opcją kiprowania, która wymaga podłączenia tylko jednego przewodu hydraulicznego, przydatna bywa możliwość zamienienia gniazda hydraulicznego, z działania dwustronnego na jednostronne.

Sterowanie ciągłym przepływem: blokada dźwigni i system "kick out"

Zawory sterowane mechaniczne w ciągnikach Claas mogą realizować ciągły przepływ poprzez blokadę dźwigni w pozycji wydatku lub poprzez system samoczynnego odblokowania po osiągnięciu wysokiego ciśnienia (kick out).

Blokada dźwigni

Zablokowana dźwignia w pozycji wydatku, za pomocą blokady, w przypadku konieczności wyłączenia przepływu ciągłego (np. na uwrociach), będzie wymagać najpierw zwolnienia blokady dźwigni, a potem ruszenia dźwignią. W różnych ciągnikach może wymagać użycia dwóch dłoni, co z kolei powoduje konieczność zatrzymania ciągnika i spadek tempa pracy. Dźwignia przesunięta w pozycji wydatku, np. W zależności od ciągnika może wymagać użycia dwóch dłoni, co z kolei powoduje konieczność zatrzymania maszyny i w efekcie spadek tempa pracy.

System "kick out"

Dlatego zawory hydrauliczne wyposaża się w system utrzymywania ciągłego wydatku do momentu zbudowania wysokiego ciśnienia, zwany również „kick out”. Dźwignia sterująca pozostanie w położeniu wydatku do momentu, aż zadana czynność zostanie zakończona (siłownik osiągnie skrajną pozycję) lub operator przesunie dźwignię. W praktyce oznacza to, że żeby obrócić pług wystarczy przesunąć dźwignię do pozycji ciągłego wydatku, a po wykonaniu ruchu przez pług, dźwignia samoczynnie wróci na pozycję środkową.

Sterowanie przepływem w zaworach elektronicznych

W przypadku zaworów sterowanych elektronicznie operator nie ma do dyspozycji mechanicznych blokad w pozycji wydatku ani funkcji kick out. Określa natomiast czas działania przepływu po dotknięciu przycisku od danego zaworu.

Regulacja obrotów silnika hydraulicznego

W przypadku pracy z silnikiem hydraulicznym, konieczne może być ustalenie jego obrotów, za pomocą wydatku oleju hydraulicznego. Podczas pracy z siewnikiem, który posiada dmuchawę napędzaną silnikiem hydraulicznym, regulacja wydatku oleju hydraulicznego z gniazda ciągnika, steruje liczbą obrotów dmuchawy siewnika. W ciągniku Claas odbywa się to poprzez pokrętło regulacyjne znajdujące się bezpośrednio na zaworze hydraulicznym. W przypadku pracy z silnikiem hydraulicznym może być potrzebne ustalenie jego obrotów.

Funkcja pozycji pływającej

Zawory sterowane mechanicznie, mogą być wyposażone w pozycję pływającą. Oznacza to, że obydwa złącza jednego gniazda hydraulicznego są otwarte i połączone ze sobą. W praktyce oznacza to, że siłownik może swobodnie się poruszać. Ma to znaczenie w przypadku maszyn, które mają kopiować teren, np. kosiarki. Jest to również przydatna opcja podczas podłączania i odłączania przewodów hydraulicznych. Gdyż załączenie pozycji pływającej powoduje spadek ciśnienia. W przypadku, gdy zawory hydrauliczne, nie posiadają pozycji pływającej, konieczne jest zgaszenie ciągnika, a następnie poruszanie dźwignią, w celu zluzowania ciśnienia hydraulicznego. W przypadku zaworów hydraulicznych wyposażonych w pozycję pływającą wystarczy przestawić dźwignię. Wówczas obydwa złącza jednego gniazda hydraulicznego są otwarte i połączone ze sobą. W praktyce siłownik porusza się swobodnie i bywa to przydatne w przypadku maszyn, które mają kopiować teren (np. Opcja ta przydaje się także podczas podłączania i odłączania przewodów hydraulicznych, gdyż załączenie pozycji pływającej powoduje spadek ciśnienia.

Jednak czasem się zapomni przed wyjściem włączyć pozycję pływająca. Bardzo przydatnym rozwiązaniem, dostępnym już w Claas ARION 500 i wyższych seriach, jest system luzowania ciśnienia, za pomocą dźwigni umieszczonych bezpośrednio na złączach hydraulicznych. Oczywiście w ferworze pracy, bywa, że zapomni się przed wyjściem włączyć pozycję pływająca. W takim przypadku bardzo przydatnym rozwiązaniem, dostępnym np. w Claas Arion 500 i wyższych seriach, jest system luzowania ciśnienia za pomocą dźwigni umieszczonych bezpośrednio na złączach hydraulicznych.

Konstrukcja rozdzielaczy hydraulicznych i ich wpływ na pracę

Budowa rozdzielaczy hydraulicznych, a dokładnie ich suwaków, oparta jest na przekryciu (różnica między szerokością suwaka a kanałem hydraulicznym) ujemnym. Ma to ogromną zaletę, że w momencie przesterowania, czyli załączenia zaworu hydraulicznego, lub zmiany kierunku przepływu oleju, nie następuje gwałtowny skok ciśnienia i nie powstają uderzenia hydrauliczne. Takie rozwiązanie chroni zarówno pompę jak maszynę.

Jednak ma jedną wadę, polegająca na delikatnym upuszczaniu ciśnienia hydraulicznego. Dlatego niektóre zawory dostarczane są jako bezprzeciekowe (zero leakage), dla maszyn, które wymagają stałej pozycji, np. W momencie przesterowania czyli załączenia zaworu hydraulicznego lub zmiany kierunku przepływu oleju nie następuje gwałtowny skok ciśnienia i nie powstają uderzenia hydrauliczne. Jednak ma jedną wadę, polegająca na delikatnym upuszczaniu ciśnienia hydraulicznego. Dlatego niektóre zawory dostarczane są jako bezprzeciekowe (tzw. zero leakage), dla maszyn, które wymagają stałej pozycji, np. Zaprezentowane układy i systemy hydrauliki mogą się różnić w zależności od marki ciągnika. W tym artykule przedstawiliśmy je na przykładzie sprzętu marki Claas. Każdy producent ma swoje rozwiązania, które różnią się detalami. Czasem warto sprawdzić czy w tych szczegółach nie ma czegoś, co akurat nam przypadnie do gustu.

Problemy z układem hydraulicznym w ciągnikach Iseki

Użytkownik ciągnika Iseki F255 zauważył, że jego TUZ (Trójpunktowy Układ Zawieszenia) "tak jakby był słabszy", podnosząc glebogryzarkę czy kopaczkę konną, które są jednymi z cięższych podnoszonych przez niego przedmiotów. Dodatkowo, miał problem z wyrwaniem starego fundamentu o długości 2m i wysokości 40cm. Po obruszeniu fundamentu belką, udało mu się go podnieść, co sugeruje, że problem może nie wynikać z całkowitego braku siły, lecz ze zmiennej wydajności lub ciśnienia. Podnosi szuflę o wymiarach 1,40 szerokość / 0,80 głębokość / 0,50 wysokość ładowaną z górką - szacunkowo 400-500 kg.

Pojawiło się pytanie, czy siła podnośnika zależy od stosowanego oleju. Olej był wymieniany w poprzednim roku. Zalecono sprawdzenie, jak ciągnik podnosi urządzenia, które wcześniej były bez problemu zapinane, aby ocenić, czy jest różnica w podnoszeniu.

W kontekście tego problemu, użytkownik ciągnika Iseki zastanawia się nad podłączeniem dodatkowego rozdzielacza do magistrali ciśnieniowej w swoim Iseki. Widoczne jest połączenie magistrali ciśnieniowej z jednym korkiem. Pomysł polega na wstawieniu zaślepki (np. z blachy aluminiowej) pomiędzy ten element z korkiem a "klocek". Koncepcja została uznana za słuszną, jednak zaznaczono potrzebę zdjęć z szerszej perspektywy.

Dodatkowe pytania dotyczyły liczby wyjść hydraulicznych z tyłu, obecności wyjść na przód oraz rozmiarów nypli wkręconych w kostkę i ich średnicy wewnętrznej.

Dane techniczne ciągnika Iseki TA255 (dla porównania)

Poniżej przedstawiono dane techniczne ciągnika Iseki TA255, które mogą służyć jako punkt odniesienia, choć nie są to dane dotyczące bezpośrednio modelu Iseki F255:

tags: #uklad #hydrauliczny #w #ciagniku #iseki #f255