Inženieru uzdevums: augsnes aizsardzība! 0
Maksimāli uzpumpētas riepas un liela slodze uz riteņiem graujoši ietekmē augsnes struktūru. Taču, pateicoties tehnikas attīstībai, katru dienu tirgū parādās aizvien jaunas iespējas saudzīgi izturēties pret augsni, pat izmantojot lielas mašīnas. Šajā rakstā – neliels to apskats.
Riepas: samazinām spiedienu
Riepas varētu dēvēt par pārejas iekārtu starp mašīnu un augsni. Un dažādās spiediena vērtības riepās tieši saistītas ar spiedienu, kāds tiek izdarīts uz augsni – gaisa spiediens riepās aptuveni atbilst augsnes spiedienam 10 cm dziļumā. Jo augstāks spiediens riepās, jo mazāk augsnē paliek lielo poru. Tādā augsnē slikti attīstās augu saknes, turklāt tā sliktāk uzsūc ūdeni.
Strādājot uz lauka, spiediens riepās jāsamazina! Pat plata profila riepas veicina augsnes aizsardzību tikai tajā gadījumā, ja to iekšējais spiediens ir samazināts. Pretējā gadījumā to balsta virsma ir tāda pati kā standarta riepu virsmas laukums. Pneimatiskās riepas ar nelielu spiedienu saplacinās uz grunts virsmas, kontakta laukums palielinās. Ar augsni kontaktējas liels skaits piešu, riepa pārnes lielu vilces piepūli. Buksēšanas intensitāte samazinās, un tas ievērojami ekonomē degvielu. Pateicoties palielinātajam balsta laukumam, samazinās arī sliedes dziļums. Katrs sliedes dziļuma centimetrs maksā apmēram 10% degvielas pārtēriņa, jo riteņiem nākas grūst sev pa priekšu irdeno grunti vai arī pastāvīgi kustēties pa zemes skaustu. 10 cm dziļa sliede atbilst degvielas patēriņa divkāršam pieaugumam. Nepareizas riepas dažkārt izstumj par 100 m3 zemes uz hektāra laukumu vairāk nekā augsni saudzējošie analogi. Sliedes izlīdzināšana ar irdinātāju pēc būtības ir kosmētisks līdzeklis, kas maksā ne mazums degvielas. Jācenšas nepieļaut sliedes izveidošanos, nevis pēc tam ar to cīnīties.
Spiediena samazināšana no 1,4 bar līdz 0,8 bar veicina buksēšanas intensitātes samazināšanos par 50%, bet sliedes dziļums tai pašā laikā samazinās par 30–50%.
Daudzi zemnieki vienkārši neizmanto moderno riepu iespējas. Labi, ja riepa saspiežas, jo jādeformējas ir tai, nevis augsnei. Taču, ja spiedienu samazina zem normas vai izvēlas pārāk ātru kustības ritmu, riepa sāks deformēties ļoti intensīvi. Turklāt tā pārkarsīs un bojāsies. Spiediena tabula parādīs, cik lielā mērā var samazināt spiedienu riepās.
Vienkāršs noteikums: ar augsni jākontaktējas vismaz trim piešiem vienlaikus, bet riepas sāniem jābūt ar vienmērīgu izliekumu, taču ne ar asu kroku.
Jo lielāks gaisa tilpums ir riepā, jo drošāka braukšana lielā ātrumā ar nelielu spiedienu. Visu slodzi iznes tieši gaiss. Pēdējo gadu izstrāde, kas ieguvusi nosaukumu Super Volume Tyre, ir milzu apjoma riepas ar lielu ārējo diametru un nelielu uzsēdināto loka diametru. Taču loks nevar samazināties bezgalīgi, un robežas šajā gadījumā tiek noteiktas minimāli nepieciešamās, lai kontaktvirsma, tilta kartera caurules izmēri un riepu ar augstiem sāniem šūpošanās pakāpe pārnestu vilces piepūli.
Pareizi lietojot, pozitīvu efektu var radīt arī dubultie riteņi: graudu novākšanas kombainiem tie nodrošina tādu pašu balsta laukumu kā kāpurķēžu gaitas mehānisms. Taču arī šeit spiedienam ir jāpaliek pietiekami zemā līmenī!
Vieglāk nozīmē – labāk
Jo mazāks svars iedarbojas uz augsni, jo labāk. Maksimālās slodzes vērtībām uz riteni ir vieta kombainos ar lieliem bunkuriem, kā arī dažādu kravu mašīnās, piemēram, šķidrmēslu cisternās. Izmantojot šļūteņu sistēmu, smagais transports paliek stāvot uz lauka malas, bet pa lauku brauc iespējami augsni saudzējošs traktors ar sadalītāju. Pārkraujošās piekabes ļauj samazināt kombaina lieko pārgājienu skaitu izkraušanai, tās ir komplektētas ar atbilstošām riepām.
Krāvēji–racēji biešu un kartupeļu novākšanai aprīkoti ar saviem bunkuriem. Nākotne gan pieder jauniem viegliem materiāliem un optimizētām konstrukcijām.
Jaunas konstruktorprogrammas ļauj labāk simulēt reālās slodzes, vienlaikus veicinot materiālu ekonomiju. Jaunās paaudzes uzkarināmās pierīces no Krone lopbarības kombainiem sver par 400 kg mazāk, taču ir ar to pašu darba platumu.
Detaļas no īpaši izturīga tērauda iztur tās pašas slodzes, lai gan ir ievērojami plānākas. Jau izstādē Agritechnica 2009 varēja redzēt pļaujmašīnu Biso, kas bija izgatavota galvenokārt no alumīnija. Daudziem kukurūzas vālīšu novācējiem šodien ir plastikāta apvalki.
Augstāka saķere – mazāk buksēšanas
Buksēšana – tie ir tieši zaudējumi. Tas ir ne tikai degvielas pārtēriņš, bet arī augsnes struktūras izjaukšana. Mazāks spiediens riepās veicina labāku to saķeri ar augsni. Taču vienlaikus bez balasta smagu agregātu vilkšana nav iespējama. Riteņu un priekšējais balasta slogs uzlabo vilces spēku un samazina tukšgaitas intensitāti. Svarīgi, lai slogu uzkarināšana un noņemšana notiktu viegli un neaizņemtu daudz laika. Apstrādājot lauku un kopjot sējumus, traktora masai jābūt nelielai. Tas pozitīvi ietekmēs ne tikai zemnieka maciņu, bet arī traktora tehnisko stāvokli.
Arkli un kultivatori darba stāvoklī uz traktoru atstāj tādu pašu slodzi kā paceltā stāvoklī. Tāpēc hibrīdais arkls uz lauka strādā kā uzkarināmais, pārnesot pamatslodzi uz traktoru. Apgriežoties lauka malā, tas uzvedas kā pusuzkarināmais arkls un pārvietojas pats ar savu riteni. Strādājot ar uzkarināmiem agregātiem, traktoram nepieciešams uzstādīt balasta slodzes.
Saķeres palielināšanas sistēmas hidrauliskie cilindri arī šeit izmanto kultivatora apakšējo vilci, piespiežot pie augsnes traktora aizmugures asi. Tādējādi uz vilcēju var tikt pārnestas divas tonnas slodzes. Augšējie cilindri, piemēram, šķidrmēslu pārvadāšanas cisternās, kaut arī strādā citā virzienā, taču izpilda to pašu funkciju: tie tiek uzstādīti uzkares sistēmas centrālajai vilcei un piespiež pie zemes traktora priekšējo asi. Pateicoties kustīgo asu izmantošanai piekabēs, to slodze uz ceļa segumu nepārsniedz likumdošanā noteiktos rāmjus. Taču uz lauka uz aizmuguri bīdošais tilts nodrošina lielu balsta slodzi un saķeri.
Sliedes: labāk blakus, nevis viena aiz otras
Virsējam augsnes slānim daudzreizēja riteņu pāriešana nav īpaši kritiska, bet dziļākos slāņos sablīvējums pieaug ar katru nākamo darbību. Šobrīd ir izstrādātas (pirmām kārtām – kravas mašīnām) šasijas koncepcijas, kas ļauj izvairīties no daudzreizējas riteņu pārejas pa vienu un to pašu sliedi.
* Daudzriteņu šasijas: kompānija Poettinger izvēlei piedāvā piekabi–iekrāvēju ar astoņu riteņu šasiju, kur riteņu kontakta plankuma platums pietuvināts mašīnas gabarītu platumam.
* Izbīdāmie riteņi: viens no Schuitemaker šķidrmēslu cisternas tiltiem var izbīdīties. Šā tilta riteņi pārvietojas pa vienu sliedi. Kompānija Holmer izstrādājusi līdzīgu sistēmu dubultajiem riteņiem. Izbīdāmais mehānisms integrēts riteņu lokā. Tāda sistēma nodrošina labāku sānu noturību, strādājot nogāzēs, bet, braucot pa šoseju, mašīnas gabarītu platums nepārsniedz noteiktās normas.
* Kāpurķēdes plus riteņi: biešu racējam Grimme Maxtron priekšpusē tiek izmantots kāpurķēžu gaitas mehānisms, bet aizmugurē – vadāma ass ar diviem platiem riteņiem. Kāpurķēžu mehānisms var izbīdīties uz malām, lai nodrošinātu lielāku noturību, strādājot nogāzēs.
* Kustība ar sliežu nobīdi: pateicoties visu riteņu pagrieziena vadības sistēmai, tie pārvietojas paralēli cits citam, nevis pa vienu sliedi. Ar papildu šarnīru šasijā biešu racēja darbīgā daļa var strādāt taisnā leņķī kustības virzienā. Šā iemesla dēļ Xerion modeļus, kas paredzēti darbam ar priekšējās uzkares iekārtām, kustoties ar sliedes nobīdi, Claas komplektē ar pagriezienu hidraulisko uzkares sistēmu.
Pateicoties elektroniskajai asu vadības sistēmai, piemēram, kompānijas Fliegl, ar sliedes nobīdi var kustēties pat piekabes.
Augstās tehnoloģijas augsnes aizsardzībai
GPS sistēmas ar koriģējošo signālu demonstrē precizitāti dažu centimetru ietvaros. Pozīcijas noteikšana ar šādu precizitāti var būt noderīga arī augsnes aizsardzībai. Un izmantot to var dažādi.
* Ievadot atmiņā brīvās sliedes aktuālo stāvokli: ja zināms to precīzs novietojums, sliedes ar lielu precizitāti var izirdināt, tostarp arī pēc rugāju apstrādes, izmantojot šim nolūkam tikai trīs vai pat divus irdinātāja zarus.
* Pastāvīgās brīvās sliedes: brīvās sliedes paliek vienā un tajā pašā vietā katru gadu. Rindu sējā GPS vadība nodrošina precīzu to izveidi. Rindas paliek nebojātas arī pēc ražas novākšanas. Taču rodas jautājums: kas notiek, ja sliedes ar katru gadu kļūst aizvien nelīdzenākas?
* Controlled Traffic Farming (CTF): izmantojot šo metodi, visa augsnes apstrāde – sākot ar sagatavošanu līdz ražas novākšanai – īstenojas pēc stingri uzstādītas sliežu atrašanās shēmas. Braukšana pa pārējo laukumu ir kategoriski aizliegta. Pakāpeniski ieviešot CTF metodi, nepieciešama precīza visu mašīnu sliedes platuma un visu agregātu darba platuma saskaņošana. Un vispirms tas attiecas uz kombainiem un rušināmajiem traktoriem.
Bet atkal rodas jautājums: ja apstrāde notiek pa vienām un tām pašām sliedēm vienā un tajā pašā virzienā, vai ilgtermiņā tas neizraisīs nelīdzenumu rašanos?
Lieli balsti uz dārgām kāpurķēdēm
Riteņiem ir savas izmēru augšanas robežas, īpaši ja nav vēlēšanās pārkāpt ceļu satiksmes noteikumus. Alternatīvs risinājums: gaitas mehānisms ar gumijas kāpurķēdēm. Tādu aprīkojumu var uzstādīt gan izgatavotājrūpnīcā, gan vēlāk – kā maiņa riteņiem.
Balsta laukums šajā gadījumā palielinās nevis platumā, bet garumā. Tā kā kontaktā ar augsni vienlaikus ir daudz piešu, kāpurķēžu gaitas mehānisms pārnes lielu vilces piepūli. Taču irdenās un mitrās augsnēs kāpurķēdes var buksēt.
Kāpurķēdes nevajag automātiski uzskatīt par sinonīmu labākai augsnes aizsardzībai. Pirmās paaudzes kāpurķēžu mehānismos zem virzošajiem ritentiņiem un balsta veltņiem bija ievērojami spiediena maksimumi. Tieši tāpēc mūsdienu kāpurķēdēm ir priekšsavilkums līdz 20 t, kas veicina augsnes struktūras saglabāšanos un vienlaikus palielina šūpošanās pretestību. Garās kāpurķēdes uz grunti atstāj noslodzi ar nogriešanas efektu, kas īpaši jūtams asos pagriezienos.
Braucot pa šoseju, komforta ziņā kāpurķēžu tehnika stipri vien piekāpjas riteņu transporta līdzekļiem, neraugoties uz to, ka tirgū parādās jauni atsperoti balsta veltņi. Savukārt uz lauka kāpurķēdes labāk izlīdzina augsnes nelīdzenumus nekā riteņi. Taču mašīnu aprīkošana ar kāpurķēdēm ir dārgs prieks. Turklāt vēl jāpārliecinās, vai ražotājs šāda veida pāraprīkošanu pieļauj.
Spiediena regulēšana braukšanas laikā
Mīkstas riepas darbam uz lauka, cietas – braukšanai pa šoseju. Tas, kurš ciena savu lauku un grib pasargāt riepas, regulē tajās spiedienu. Spiediena regulēšanas sistēmas saudzē augsni un riepas, ļauj sasniegt seklāku sliežu izveidošanos, vienlaikus samazinot vilces spēka un degvielas nepieciešamību.
Pastāv gan vienkāršas, gan pilnīgi automātiskas sistēmas, kurām spiediena regulēšanu var īstenot gan pēc mašīnas apstādināšanas ar vadības bloka palīdzību, kas ar šļūtenēm savienots ar visiem četriem riteņiem, gan kustības laikā no ārpuses vai caur asi.
Bremzējošo sistēmu tradicionālajos kompresoros bieži vien pietrūkst jaudas, lai veiktu pilnvērtīgu spiediena regulēšanu riepās. Tos var aizstāt ar ražīgākām iekārtām. Taču, ja sistēma paredz piekabes riepu pieslēgšanu, bez papildu gaisa sūkņa nevar iztikt.
Vītņu kompresori atšķiras ar savu kompaktumu, ražīgumu un augsto cenu. Dažreiz var pakāpeniski pieslēgt vairākus standarta kompresorus. Tos iedarbina vai nu mehāniski (piemēram, ar priekšējās jūgvārpstas palīdzību), vai hidrauliski (vislabāk ar iešprices sistēmas Load Sensing palīdzību). Un, kaut arī piekabes šasijai ir daudz vairāk vietas, lai izvietotu kompresorus, to montāža uz traktora, protams, ir daudz racionālāka.
Samazināt regulēšanas laiku ļauj papildu gaisa baloni (resīveri), kā arī cauruļvadi un liela diametra vārsti. Tādas sistēmas tagad tiek piedāvātas ne tikai kā papildu aprīkojums – pēc pasūtītāja vēlēšanās ar tām jau izgatavotājrūpnīcā var aprīkot traktorus Fendt 900 Vario vai lopbarības novākšanas kombainus Jaguar no Claas.
Noteikt pēc ārējām pazīmēm, vai riepu iespējas ir izsmeltas, ir ļoti grūti. Šādā gadījumā var noderēt Soil–Load–Monitor (SLM) sistēma, ko jau izstādē Agritechnica 2009 demonstrēja Grasdorf–Wennekamp un kas šajā izstādē saņēma sudraba medaļu par inovāciju. Uz loka uzstādāmais ultraskaņas devējs izmēra riepas faktisko elastīgo ielieci.
Balstoties uz šiem datiem, kā arī vadoties pēc slodzes un ātruma, sistēma nosaka minimālo iespējamo spiedienu riepās. Tas ļauj novērst riepu bojājumus to zemā spiediena dēļ.
Plati ceļi mīkstām sliedēm
Šaurām riepām ir jāiztur ievērojamas slodzes, strādājot ar smidzinātāju vai minerālmēslu izkliedētāju. Šo nogriezto disku sānu malām ir neliels augstums, iekšējais spiediens sasniedz 8 bar, un augsnes struktūra tiek bojāta diezgan lielā dziļumā.
Brīvās sliedes kļūst aizvien dziļākas un nelīdzenākas, ūdens pārstāj no tām tecēt vai arī nogāzēs izveido erozijas gultnes. Tā bezmērķīgi tiek zaudētas lauku darbiem paredzētās dienas.
Ar tādu pašu slodzi šauras riepas atstāj trīsreiz dziļākas sliedes nekā platās, kas saudzē augsni. Sliedēs uzkrājies ūdens rada vēl lielāku sablīvējumu. Secinājums: šaurās riepas savu laiku ir nokalpojušas – laiks dot ceļu platajām!
Tā kā smidzinātāju vai mēslojuma izkliedētāju darba platums pastāvīgi palielinās, veicot sējas darbus, droši var pārnest vienu no sējmašīnas rindām uz sliedi; tas ļaus izmantot augsni saudzējošākas riepas.
Rušināmkultūrām arī aizvien izteiktāka kļūst tendence izmantot brīvās sliedes. Šim nolūkam jaunajām stādāmajām mašīnām un precīzās izsējas iekārtām ir elektroniskā vadības sistēma. Piemēram, kompānija Kverneland jau izstādē Agritechnica 2009 prezentēja precīzās izsējas iekārtu Optima ar GPS vadību.
