Οι ειδικοί εξηγούν: Πώς επιλέγουµε τρακτέρ µε βάση τον κινητήρα και το σύστηµα µετάδοσης

του Χ. Καβαλάρη, Δρος ΕΔΙΠ, Εργαστήριο Γεωργικής Μηχανολογίας, Τμήμα Γεωπονίας Φυτικής Παραγωγής & Αγροτικού Περιβάλλοντος, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας

Hεπιλογή ενός νέου γεωργικού ελκυστήρα για μια γεωργική εκμετάλλευση είναι πάντα μια όμορφη διαδικασία, που αναγεννά υποσχέσεις και προσδοκίες στους γεωργούς. Οι γεωργοί περνούν μεγάλο μέρος της ζωής τους πάνω και γύρω από ένα τρακτέρ, το οποίο ουσιαστικά γίνεται ο «φίλος» τους στο χωράφι. Από την άλλη πλευρά, όμως, είναι και ένα δύσκολο εγχείρημα, το οποίο πρέπει να λάβει υπόψη μια πληθώρα από διαφορετικές παραμέτρους.

Ένα καινούργιο τρακτέρ αγοράζεται με την προοπτική να παραμείνει στην εκμετάλλευση για πάρα πολλά έτη και αυτό σημαίνει ότι η επιλογή θα επηρεάζει σημαντικά το κόστος λειτουργίας αυτής. Για τις ελληνικές συνθήκες, μάλιστα, με τον μικρό σχετικά κλήρο των εκμεταλλεύσεων, η χρήση του ή των τρακτέρ μπορεί να αντιπροσωπεύει από 15% έως και πάνω από 30% των συνολικών ετήσιων δαπανών. Σε προηγούμενο άρθρο (αρ. φύλλου 237, 15/5/2020, σελ. 28-29) αναφέραμε δέκα κριτήρια που πρέπει να λάβουμε υπόψη για την ορθή επιλογή ενός γεωργικού ελκυστήρα.

Αυτά ήταν οι εργασίες και οι καλλιέργειες που θα εξυπηρετηθούν, η απαιτούμενη ισχύς, το σύστημα μετάδοσης της κίνησης και τα μέσα προώθησης του τρακτέρ, τα σημεία σύνδεσης με τα παρελκόμενα, η εργονομία, η άνεση και ασφάλεια του χειριστή, η χρήση σύγχρονων τεχνολογιών γεωργίας ακριβείας, η πρόσβαση σε εξουσιοδοτημένο σέρβις, η φήμη και η αξιοπιστία του κατασκευαστή και, ασφαλώς, η τιμή αγοράς.

Εδώ θα ασχοληθούμε με κάποια τεχνικά χαρακτηριστικά του κινητήρα και του συστήματος μετάδοσης των σύγχρονων γεωργικών ελκυστήρων, που συνήθως διαβάζουμε στα προσπέκτους των κατασκευαστών και τα οποία καλό είναι να γνωρίζουμε και να εξετάσουμε πριν από την αγορά.

Στοιχεία κινητήρα

Οι σύγχρονοι κινητήρες των γεωργικών ελκυστήρων χρησιμοποιούν προηγμένες τεχνολογίες που επιτρέπουν ελαστική διαχείριση της ισχύος, σημαντική εξοικονόμηση καυσίμου και μείωση των αέριων ρύπων. Το σύστημα ηλεκτρονικού ψεκασμού με κοινό αυλό διανομής «common rail» εν προκειμένω, επιτυγχάνει έκχυση του πετρελαίου με σταθερά υψηλές πιέσεις, υψηλότερο διαμερισμό των σταγονιδίων και καλύτερη ανάμειξη με τον αέρα στους θαλάμους καύσης εξασφαλίζοντας καλύτερη καύση, υψηλότερη απόδοση, ταχύτερη απόκριση του κινητήρα, μείωση των κραδασμών, εξοικονόμηση καυσίμου και μείωση των εκπομπών καυσαερίων.

Η τεχνολογία του Power boost επιτρέπει την αξιοποίηση της «λανθάνουσας ισχύος» των κινητήρων για την αντιμετώπιση στιγμιαίων υπερφορτίσεων. Ως λανθάνουσα ισχύς αναφέρεται η ισχύς που «κρύβουν» σκόπιμα οι κατασκευαστές από τον κινητήρα. Οι κινητήρες, δηλαδή, μπορούν να αποδώσουν πολύ μεγαλύτερη ισχύ από αυτήν που αναφέρεται στις προδιαγραφές.

Οι κατασκευαστές των γεωργικών ελκυστήρων, όμως, δεν το επιτρέπουν αυτό για να προστατέψουν τα υπόλοιπα συστήματα της κινηματικής αλυσίδας (σασμάν, διαφορικά, τελικές μεταδόσεις), τα οποία είναι σχεδιασμένα να αντέχουν συγκεκριμένα φορτία. Μπορούν και αυτά να υποστούν κάπως μεγαλύτερα φορτία για σύντομο, όμως, χρονικό διάστημα. Αυτό ακριβώς εκμεταλλεύεται το Power boost.

Η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου ECU του κινητήρα χρησιμοποιεί την κρυμμένη, υψηλότερη περιοχή χαρτογράφησης της ροπής και της ισχύος για να αντεπεξέρχεται στιγμιαίες υπερφορτίσεις κατά την εργασία. Η ECU, βέβαια, των σύγχρονων κινητήρων εφοδιάζεται και με πολλές άλλες «έξυπνες λειτουργίες», όπως για παράδειγμα τακτικές διαχείρισης του ψεκασμού καυσίμου (Engine Speed Management – ESM, Engine Speed Control – ECM κ.ά.) για τη διατήρηση σταθερών στροφών στον κινητήρα όταν πρόκειται για εργασίες με το PTO.

Οι παραπάνω τεχνολογίες συμβάλλουν στην αποδοτικότερη λειτουργία των κινητήρων και, ταυτόχρονα, στη μείωση των αερίων ρύπων, αλλά δεν επαρκούν για τη συμμόρφωση με τις αυστηρές προδιαγραφές εκπομπών που έχει θεσπίσει η EE και που από το 2021 και έπειτα επιβάλλει όλοι οι νέοι ελκυστήρες να εκπληρούν τα πρότυπα του Stage V. Για τον σκοπό αυτόν, οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν δύο κύριες τεχνολογίες που περιορίζουν τους αέριους ρύπους.

Η μία είναι το σύστημα Επιλεκτικής Καταλυτικής Αναγωγής (Selective Catalytic Reduction – SCR) που χρησιμοποιεί ένα υδατικό διάλυμα ουρίας, γνωστό και ως Diesel exhaust fluid – DEF ή AdBlue, το οποίο ψεκάζεται στα καυσαέρια και μετατρέπει τα επιβλαβή οξείδια του αζώτου (NOx) σε υδρατμούς και άζωτο. Η δεύτερη είναι το σύστημα ανακυκλοφορίας ψυχρών καυσαερίων (Cooled Exhaust Gas Recirculation – CEGR) που αναμειγνύει ένα τμήμα από τα καυσαέρια, αφού πρώτα τα ψύξει με τον αέρα στο σύστημα εισαγωγής, καθιστώντας το μείγμα φτωχότερο σε οξυγόνο και μειώνοντας με τον τρόπο αυτόν τη θερμοκρασία στον θάλαμο καύσης. Αυτό έχει πάλι ως συνέπεια τον περιορισμό των ΝΟx. Η κάθε τεχνολογία έχει τα υπέρ και τα κατά. Το CEGR, για παράδειγμα, βοηθά στη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου κατά τη λειτουργία με μεσαία και χαμηλά φορτία, αλλά είναι ακριβότερο, ιδιαίτερα σύνθετο και αυξάνει τον θόρυβο του κινητήρα.

Από την άλλη πλευρά, η τεχνολογία του SCR είναι πιο απλή, δεν επηρεάζει την απόδοση του κινητήρα, αλλά το σύστημα χρειάζεται τακτικό ανεφοδιασμό με DEF/AdBlue. Ακόμη, όμως, και αυτές οι δύο τεχνολογίες από μόνες τους δεν επαρκούν για τη συμμόρφωση με τα πολύ αυστηρά πρότυπα που έχει θεσπίσει η ΕΕ και που, σημειωτέον, είναι τα αυστηρότερα στον κόσμο. Έτσι, οι κατασκευαστές υιοθετούν και άλλες βοηθητικές τεχνολογίες, όπως καταλύτες πετρελαίου (Diesel Oxidation Catalyst – DOC), φίλτρα σωματιδίων diesel (Diesel Particles Filter – DPF) και καταλύτες αιθάλης (Soot Catalyst – SC), που χρειάζονται τακτική αναγέννηση για την ομαλή λειτουργία των συστημάτων.

Σύστημα μετάδοσης

Είναι γεγονός ότι, τις τελευταίες δεκαετίες, το μεγαλύτερο βάρος των κατασκευαστών γεωργικών ελκυστήρων έχει επικεντρωθεί στη βελτιστοποίηση του συστήματος μετάδοσης της κίνησης στην κινηματική αλυσίδα. Και αυτό διότι συνειδητοποίησαν ότι το κλειδί για την αποδοτική λειτουργία των ελκυστήρων είναι όχι η ονομαστική ισχύς του κινητήρα, αλλά το πόσο εύχρηστα και αποτελεσματικά αποδίδεται αυτή στα διάφορα σημεία διάθεσης (άξονες τροχών, PTO, υδραυλικά).

Έτσι, τα κλασικά μηχανικά κιβώτια αντικαθίστανται όλο και περισσότερο από πλανητικά συστήματα και υδροστατικές ή υδροδυναμικές διατάξεις, που ενεργοποιούνται με ηλεκτρομηχανικούς και ηλεκτροϋδραυλικούς μηχανισμούς και προσφέρουν ανυπέρβλητη ελαστικότητα κατά τους χειρισμούς, άριστη απόδοση της ισχύος και της ροπής του κινητήρα και σημαντική εξοικονόμηση καυσίμου. Συνδυαζόμενα, δε, με αισθητήρες και αυτοματισμούς καθιστούν πλέον την εργασία ιδιαίτερα ξεκούραστη, απρόσκοπτη και ακριβή.

Οι δύο κύριες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται είναι τα ημι-αυτόματα κιβώτια τύπου Powershift και τα πλήρως αυτοματοποιημένα κιβώτια συνεχώς μεταβαλλόμενων σχέσεων (Continuously Variable Transmission – CVT). Τα Powershift κιβώτια χρησιμοποιούν πλανητικά συστήματα, διπλούς συμπλέκτες και ηλεκτροϋδραυλικούς μηχανισμούς, που επιτρέπουν την αλλαγή σχέσεων, κατά τη βούληση του χειριστή, εύκολα και γρήγορα, με το πάτημα ενός κουμπιού.

Τα κιβώτια CVT χρησιμοποιούν υδροδυναμικές και υδροστατικές διατάξεις, που επιτρέπουν τη μεταβολή των σχέσεων αδιαβάθμητα (έχουμε δηλαδή απεριόριστο αριθμό σχέσεων), δίχως να διακόπτεται η ροή της ισχύος. Επιτρέπουν, επίσης, την αναστροφή της κατεύθυνσης κίνησης, πιέζοντας απλώς κάποιον λεβιέ ή ένα κουμπί ή ακόμη και τείνοντας εμπρός και πίσω τον ίδιο τον μοχλό ή joystick (χειρόγκαζο), που ελέγχει την ταχύτητα κίνησης.

Είναι τα πλέον προηγμένα, αξιοποιούν στο βέλτιστο την ισχύ του κινητήρα και προσφέρουν εξοικονόμηση καυσίμου, καθώς προγραμματίζονται να λειτουργούν τον κινητήρα σε χαμηλότερες στροφές. Από την άλλη, όμως, κοστίζουν ακριβότερα και επιδέχονται επισκευές και συντήρηση μόνο από εξειδικευμένα συνεργεία. Χρησιμοποιούνται κυρίως στα ανώτερα μοντέλα των εταιρειών. Τελευταία, έχουν εμφανιστεί κιβώτια Powershift, με αυξημένο αριθμό σχέσεων και αυτοματισμούς, τα οποία προσομοιάζουν στη λειτουργία των CVT.

Ο δεκάλογος της έξυπνης επιλογής τρακτέρ

Εκτός από την αυτόματη αλλαγή σχέσης μετάδοσης, υιοθετούν και άλλες διατάξεις, όπως η ηλεκτροϋδραυλική ρεβέρσα (Powershuttle), που επιτρέπει ακόμη και την αναστροφή της κατεύθυνσης κίνησης με τον τρόπο που γίνεται στα κιβώτια CVT. Με εξαίρεση τη Fendt, η οποία επιμένει αποκλειστικά στην ανωτερότητα των CVT κιβωτίων, οι διάφοροι κατασκευαστές έχουν παρουσιάσει διάφορους τύπους Powershift με αντίστοιχες ονομασίες, όπως το ActiveDrive της Case, το Quadrishift της Claas, το RCShift της Deutz-Fahr, το DirectDrive της John Deere, το Powershift της Kubota, το Robo-Six της Landini, το Dyna-6 της Massey Ferguson, το P6-Drive της McCormick, το Power Command της New Holland, το Versu της Valtra, το Powershift της Zetor κ.ά.

Σε κάθε περίπτωση, τα κλασικά μηχανικά κιβώτια, παρότι είναι τα πλέον απλά και εύκολα στην επισκευή, φαίνεται ότι έχουν περάσει στην ιστορία και ένας σύγχρονος ελκυστήρας πλέον κρίνεται από την παρουσία υδροδυναμικών και υδροστατικών μηχανισμών σε συνεργασία με ηλεκτρομηχανικές και ηλεκτροϋδραυλικές διατάξεις ελέγχου.

Οι δύο κύριες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται είναι τα ημι-αυτόματα κιβώτια τύπου Powershift και τα πλήρως αυτοματοποιημένα κιβώτια συνεχώς μεταβαλλόμενων σχέσεων (Continuously Variable Transmission – CVT)

Το άρθρο δημοσιεύτηκε στην εφημερίδα «Ύπαιθρος Χώρα» που κυκλοφόρησε την Παρασκευή 4 Ιουνίου 2021