Pomiary spalania przeprowadziliśmy podczas orki za pomocą zestawu maszyn, składającego się z pięcioskibowego pługa obrotowego Kuhn Vari-Master On-Land oraz ciągnika John Deere 7R 250. Dzięki uprzejmości firmy Kuhn Maszyny Rolnicze, oprócz sprzętu mieliśmy także wsparcie specjalistów z serwisu, którzy wspierali nas podczas regulacji pługa. Jak sama nazwa wskazuje, pług pozwala na pracę w trybie on-land, czyli w taki sposób, aby wszystkie koła ciągnika poruszały się po caliźnie.
Zobacz także: Rolnicy dążą do nowoczesnych rozwiązań w maszynach
Oczywiście, tradycjonaliści mogą przestawić pług do pracy ciągnikiem w bruździe. Dodatkowo pług ma regulację szerokości pierwszej skiby oraz orki w zakresie 30–55 cm. Wszystkie regulacje wykonywane są siłownikami hydraulicznymi, więc pług wymaga do współpracy ciągnika o co najmniej 3 parach przyłączy. Standardowe wyposażenie pługa obejmuje również przedpłużki. Głębokość orki jest regulowana za pomocą śruby, na kole podporowym, a praca przedpłużków jest ustalana bez użycia narzędzi, za pomocą sworzni. Dla tego pługa producent określa zapotrzebowanie mocy na 250 KM. Powyższy parametr posłużył nam za punkt wyjścia w doborze ciągnika, który miał 250 KM mocy nominalnej, a podczas pracy z prędkością 1900 obr./ min jego silnik mógł osiągnąć moc maksymalną 275 KM. Ciągnik był wyposażony w przekładnię bezstopniową AutoPowr oraz opony o rozmiarach: przednie 600/70R30 i tylne 710/70R42. Zgodnie ze specyfikacją producenta, masa ciągnika wynosi 11,4 t. Dodatkowo w celu zrównoważenia masy pługa i dociążenia przedniej osi ciągnika narzednim TUZ-ie ciągnika zainstalowano obciążnik o masie 1000 kg.
Pomiar zużycia paliwa
Na czas pomiarów instalację paliwową ciągnika wyposażyliśmy w miernicę zużycia paliwa FCM 100, pozwalającą na pomiar zużycia paliwa w zakresie od 1 do 100 l/h z rozdzielczością do 0,01 l. Pomiary przeprowadziliśmy na polu o lekkiej glebie kl. IIIb -IVa, zlokalizowanym w centralnej Wielkopolsce. Pole o powierzchni zbliżonej do 10 ha miało regularny kształt i długość, pozwalającą na uzyskanie pojedynczego przejazdu przekraczającego 500 m. Podczas pracy pług miał nie lada wyzwanie, gdyż orka wykonywana była na polu z pozostawionym ścierniskiem i samosiewami zbóż. Każdy pomiar przeprowadzano podczas dwóch przejazdów, tam i z powrotem, aby wyeliminować wpływ ewentualnego nachylenia terenu. Długość odcinka pomiarowego ustalaliśmy za pomocą odbiornika GNSS, korzystającego z korekty RTK z dokładnością do 2–3 cm. Po każdych 2 przejazdach określaliśmy średnią rzeczywistą szerokość zaoranego pasa na podstawie 5 pomiarów w różnych punktach. Zużycie paliwa w l/ha ustalaliśmy na podstawie różnicy wskazań licznika miernicy na początku i końcu każdego przejazdu oraz obliczonej zaoranej powierzchni.
Za punkt odniesienia dla pozostałych pomiarów przyjęliśmy następujące warunki pracy:
- teoretyczna szerokość pracy pługa równa 2,25 m, co odpowiada 45 cm na korpus
- oraz głębokość orki wynosząca 26 cm. Głębokość pracy przedpłużków ustalliśmy w ten sposób, aby uzyskać jak najrówniejszą powierzchnię zaoranego pola oraz poprawne przykrycie roślin stanowiących poplon. Oczywiście, równocześnie przeprowadzono wszystkie niezbędne regulacje, jak wypoziomowanie wzdłużne i poprzeczne oraz szerokość pierwszej skiby.
- Na czas pomiarów ciągnik zaopatrzono w przedni obciążnik, a ciśnienie w ogumieniu obu osi ustaliliśmy na poziomie 1 bara.
- Założona prędkość obrotowa silnika wynosiła 1800 obr./min, a przełożenie przekładni dobraliśmy w taki sposób, aby uzyskać prędkość jazdy równą 8 km/h.
- Chcąc zminimalizować straty wynikające z poślizgu kół ciągnika, podczas przejazdów roboczych pracowaliśmy z załączonym przednim napędem.
Powyższe parametry zastosowaliśmy również dla wszystkich późniejszych przejazdów. Pracując w takich warunkach, testowy zestaw maszyn zużywał 18,16 l oleju napędowego na zaoranie jednego hektara, co przedstawiono w pierwszym wierszu tabeli. Przyjrzyjmy się, jak na tę wartość będą wpływały warunki pracy oraz regulacje pługa.
Ciśnienie w ogumieniu ciągnika
Chyba nie ma w naszym kraju traktorzysty, który zawsze poprawnie dobiera ciśnienie w ogumieniu ciągnika. Tym bardziej, że chcąc to robić zgodnie ze sztuką, należałoby stosować wyższe ciśnienie podczas przejazdów po utwardzonych drogach i niższe po wjechaniu na pole. Dodatkowo, większość operatorów ma tendencję do stosowania zbyt wysokiego ciśnienia w ogumieniu, ponieważ w ich mniemaniu mocniej napompowana opona lepiej wygląda i jest mniej narażona na uszkodzenie podczas szybkiej jazdy. Jednak nasze pomiary wykazały, że takie „lepiej” wyglądające opony, napompowane do ciśnienia 2 barów, znacznie gorzej sprawdzają się w warunkach polowych i podczas orki naszym zestawem spowodowały zwiększenie zużycia paliwa o blisko 0,7 l/ha. Czyli tylko na zaoraniu naszego testowego pola o pow. 10 ha, stosując zbyt wysokie ciśnienie w oponach, moglibyśmy stracić prawie 7 l paliwa, czyli blisko 30 zł. To jest już kwota, po którą warto się schylić – i obniżyć ciśnienie w oponach. Przed powrotem do obejścia nie trzeba koniecznie ponownie pompować kół, wystarczy jedynie ograniczyć prędkość jazdy, a na pewno nie zaszkodzimy oponom.
Zmiana głębokości pracy przedpłużków
Często zmieniając głębokość orki, zapominamy o jednoczesnej konieczności zmiany głębokości pracy przedpłużków. Tymczasem nasze pomiary wykazały, że zwiększenie głębokości ich pracy o 5 cm względem wcześniej ustalonego optymalnego położenia przełożyło się na wzrost zużycia paliwa o 0,75 l na każdy hektar pracy. Równocześnie taka zmiana położenia przedpłużków nie wpłynęła zauważalnie na wygląd zaoranej powierzchni. Nasuwa się więc wniosek, że stosując podczas orki przedpłużki, należy ich głębokość pracy ustalić w taki sposób, aby była ona jak najmniejsza, a jednocześnie gwarantowała poprawne przyoranie resztek pożniwnych. Zwiększając głębokość orki do 30 cm, spodziewaliśmy się oczywiście wzrostu zużycia paliwa, jednak nie nikt nie mógł przypuszczać, że wyniesie on aż 3,5 l/ ha. Oznacza to zwiększenie spalania o blisko 20%, przy zwiększeniu głębokości orki o 4 cm.
Podeszwa płużna - wzrost zużycia paliwa
Ten znaczny wzrost zużycia paliwa wywołany został pracą lemieszy pługa w warstwie tzw. podeszwy płużnej, czyli gleby zagęszczonej przez koła ciągnika oraz płozy pługów podczas wielu lat wcześniejszej uprawy. Warto w tym miejscu nadmienić, że nawet tak głęboka orka nie pozwoli na rozluźnienie tej zagęszczonej warstwy gleby, co najwyżej spowoduje, że ta warstwa zostanie przesunięta nieco głębiej. Mając na uwadze koszty paliwa oraz strukturę gleby, warto nieco spłycać orkę, jednocześnie stosując ją zamiennie z ciężkim agregatem uprawowym, pozwalającym na spulchnienie głębszych warstw gleby. Warto w tym miejscu zauważyć, że wszystkie z powyższych czynników, wpływających na zużycie paliwa, były wywoływane oddzielnie, natomiast można sobie wyobrazić, że przy niefrasobliwości traktorzysty wystąpią dwa z nich lub nawet wszystkie razem. W takim przypadku zużycie paliwa może wzrosnąć od 1,5 l do nawet 5 l na każdy hektar pracy, a to są już wartości znacząco wpływające na koszty uprawy. Drugie zaskoczenie spotkało nas po zakończeniu obliczeń dla przejazdu, w którym zrezygnowaliśmy z obciążnika zawieszonego na przednim TUZ. Wbrew naszym przewidywaniom, po zdjęciu obciążnika nie zaobserwowaliśmy wzrostu spalania, a wręcz przeciwnie, jego spadek o blisko 0,5 l/ha.
Obciążenie silnika ciągnika i wpływ na zużcie paliwa
Można to wyjaśnić tym, że wykonywaliśmy orkę na polu o stosunkowo lekkiej glebie, co powodowało, że ciągnik miał spory zapas siły uciągu. Potwierdzały to również zaobserwowane przez nas na terminalu ciągnika wskazania obciążenia silnika, które podczas przejazdów pomiarowych oscylowały w granicach 50–60%. W tym przypadku dodatkowy obciążnik stanowił więc niepotrzebny balast, zwiększający opory przetaczania ciągnika. Dodatkowo włączony napęd dociążonej przedniej osi powodował, że jej koła toczyły się ze zwiększonym poślizgiem, wywołanym standardowo stosowaną w ciągnikach większą prędkością obwodową przednich kół. Te przyczyny złożyły się na zwiększenie zużycia ON podczas pracy z balastem. Powyższy przypadek wskazuje, że rozpoczynając cięższe prace uprawowe, warto zawsze sprawdzić, czy obciążnik na przedni TUZ-ie jest rzeczywiście konieczny. Najlepszy sposobem na sprawdzenie, czy warto go zastosować, jest wprowadzenie szerokości roboczej maszyny do terminalu ciągnika i wyzerowanie liczników zużycia paliwa oraz wykonanych hektarów. Następnie należy wykonać przejazdy próbne z obciążnikiem, znów wyzerować liczniki i powtórzyć przejazdy kontrolne bez obciążnika. Porównanie zużycia paliwa wyrażonego w litrach na hektar wykonanej pracy (l/ha) pozwoli podjąć właściwą decyzję, tzn. wybrać rozwiązanie, które zagwarantuje najniższe zużycie paliwa. Oczywiście, odrębną kwestią jest zachowanie stateczności podłużnej ciągnika i jeśli masa maszyny zawieszonej na tylnym podnośniku powoduje nadmierne odciążenie przedniej osi, to ze względu na zachowanie bezpiecznych warunków pracy, należy zawsze stosować przedni balast.
ORKA PO CALIŹNIE
Nie bez powodu do naszych pomiarów wykorzystaliśmy pług, który umożliwia orkę w dwóch konfiguracjach:
- podczas jazdy ciągnikiem w bruździe
- oraz po caliźnie.
Chcieliśmy sprawdzić, o ile mniejsze może być zużycie paliwa, jeśli koła ciągnika nie będą obcierać o krawędź bruzdy. Zasadniczo trzeba przyznać, że ten sposób pracy wymaga specjalnego pługa oraz wprawnego operatora lub ciągnika wyposażonego w układ automatycznego prowadzenie równoległego. Jednak uzyskane przez nas wyniki wykazały, że pracując w ten sposób można zmniejszyć zużycie paliwa o blisko 3 l na każdy hektar wykonanej pracy, co oznacza ograniczenie spalania o ponad 16%. Dodatkowo praca na caliźnie likwiduje jeszcze jeden problem – przy coraz większych szerokościach opon koła toczące się w bruździe ugniatają wcześniej odłożone skiby. W przypadku naszego zestawu testowego z oponami o szerokości 710 mm ugniatana była ponad połowa szerokości ostatniej skiby z wcześniejszego przejazdu. Z jednej strony powoduje to niepotrzebne zagęszczenie spulchnionej gleby, a z drugiej koła ciągnika toczące się po miękkim podłożu niepotrzebnie zwiększają opory toczenia. Oczywiście, praca wszystkich kół ciągnika na caliźnie ma jeszcze jedną niezaprzeczalną zaletę, a mianowicie zmniejszenie ugniatania dna bruzdy. Dzięki temu ogranicza się zjawisko powstawania podeszwy płużnej, co z pewnością korzystnie wpłynie na rozwój systemów korzeniowych uprawianych roślin oraz gospodarkę wodną gleby.
Zmiana szerokości orki - czy ma wpływ na zużycie paliwa?
Byliśmy też ciekawi, w jaki sposób zmiana szerokości orki wpływa na zużycie paliwa. Dlatego zwiększyliśmy szerokość pługa do maksymalnej wartości, wynoszącej 2,75 m. Odpowiada to zmianie szerokości roboczej o 0,5 m, czyli o 22% szerokości roboczej stosowanej we wcześniejszych przejazdach. W efekcie zanotowaliśmy zmniejszenie zużycia paliwa o 2,6 l/ha, czyli o blisko 14%. Stosunkowo łatwo można wyjaśnić, dlaczego zwiększenie szerokości roboczej skutkuje zmniejszeniem zużycia paliwa.
Pracując z szerokością 2,25 m, nasz testowy agregat musiałby pokonać 4444 m, aby zaorać jeden hektar, tymczasem gdy pług pracuje z szerokością 2,75 m, odcinek ten skraca się do 3636 m. W ten sposób o ponad 800 m zmniejszyła się droga, na której trzeba było przetoczyć ciągnik, ważący razem z obciążnikiem blisko 12,5 t. Ten przykład sugeruje, że w miarę możliwości należy stosować jak największe szerokości robocze pługów. W ten sposób zwiększa się również wydajność pracy. W pługach vario zastosowanie zmniejszonych szerokości roboczych należy ograniczyć wyłącznie do ostatnich przejazdów, w celu wykonania wykończeń przy granicy pola lub gdy zachodzi konieczność ograniczenia wymaganej siły uciągu ciągnika.
Jak na zużycie ON wpływa niewłaściwa regulacja punktu ciągu
W trakcie pomiarów sprawdziliśmy również, jak na zużycie ON wpływa niewłaściwa regulacja punktu ciągu. Nasze testowe przejazdy wykazały, że w przypadku tej regulacji większe znaczenie ma prowadzenie się zestawu maszyn niż zużycie paliwa, czyli niewłaściwa regulacja szybciej da o sobie znać w postaci problemów z utrzymaniem prostoliniowego toru jazdy, niż poprzez zwiększenie zużycia paliwa. Podsumowując, należy stwierdzić, że rozpoczynając orkę, warto poświęcić kilkanaście minut na dokładną regulację pługa oraz przygotowanie ciągnika, gdyż stracony w ten sposób czas zwróci się z nawiązką w oszczędnościach, które uzyskamy na paliwie zużytym podczas całego dnia pracy.
Skoro o ciągnikach mowa to...
Rusza urodzinowy konkurs top agrar Polska z okazji 30-lecia naszego magazynu. Do rozdania mamy 33 nagrody, w tym ciągnik Arbos 4110. Dowiedz się, jak grać, żeby wygrać!
