Jak mocny jest Twój traktor? cz. II

Dodano dnia: 17/07/2019

Porównanie mocy współczesnych ciągników nadal nie jest takie proste. A jak było z tym zagadnieniem dawniej? Również nie było tak prosto. Oczywiście nazwa koń mechaniczny pomijając jego fizyczną wartość, od początku miała służyć łatwiejszemu zobrazowaniu jak silna jest maszyna. Jednak koń mechaniczny, nie ma nic wspólnego z wielkością pracy jaką koń, jako zwierze pociągowe, może wykonać w gospodarstwie. W żadnym wypadku nie wolno wnioskować, że np. 25 konny ciągnik wykona pracę 25 żywych koni. Przypomnijmy, że wielkość siły uciągu konia nie jest stała. Przeciętna moc konia przy ruchu prostolinijnym wynosi od 0,6 do 1 KM, przy pracy po łuku od 0,5 do 0,6KM, zatem jego przeciętna moc wynosi około 0,7KM.

Aczkolwiek rolnik z pierwszej połowy XX wieku, zdawał sobie sprawę z tego, że 15 konny traktor jest o 50% silniejszy od 10 konnego. Jednak nie był w stanie ocenić jakiej wydajności może po nich się spodziewać. W tym celu próbowano sobie poradzić przy pomocy normy, która podawała ile skib jednocześnie będzie orał dany traktor. Był to oczywiście miernik dość ogólny. Dla lepszego sprecyzowania pomiaru przyjęto stałe czynniki:

1.    prędkość orki – 4,8km/h
2.    grunt – taki, którego zaoranie 1 skibowym pługiem konnym, wymagałoby pracy pary silnych koni, lub trzech przeciętnych koni. Przeciętna szerokość ówczesnej skiby to 25cm (10 cali)

Dla podanych warunków, każda skiba wymagała około 5 koni mechanicznych, z czego wynikało, że:

– 5 konny traktor powinien pociągnąć 1 skibę
– 10 konny – 2 skiby
– 15 konny – 3 skiby

Dla przykładu katalog traktora International 10/20 informuje, iż na przeciętnym gruncie jest w stanie pociągnąć 3 skibowy pług, co odpowiadało 15 KM na haku.  Ten system klasyfikacji traktorów stosowany był do zakończenia II wojny światowej. Potem wraz z rozwojem zawieszanych narzędzi stał się bezużyteczny.

Nie mniej jednak, producenci stosowali jeszcze bardziej precyzyjne oznaczenia. W przypadku ciągnika International 10/20 – widnieją dwie cyfry. Pierwsza mówiła o mocy mierzonej na haku, druga zaś na kole pasowym. Początkowo przyjmowano, że pierwsza liczba to połowa drugiej, lecz w miarę rozwoju ciągników, moc na haku dochodziła do 80- 90 % wartości uzyskiwanej na kole pasowym.

International 10/20 , określany był jako ciągnik trzyskibowy, czyli zdolny pracować z pługiem 3 skibowym o łącznej szerokości orki 75cm.

Oprócz tarcia występującego w kołach przekładni oraz w łożyskach, które w traktorach z połowy XX w. pochłaniało 7-11% mocy silnika,  dochodziły jeszcze straty związane z oporem toczenia. Ich wielkość związana jest z wieloma czynnikami jak ciężar ciągnika, rodzaj podłoża oraz rodzaju kół.

Zużycie mocy silnika na pokonanie oporów przetaczania:

Do obliczania strat mocy służyło poniższe zestawienie współczynników oporu:

Znając współczynnik oporu przetaczania oraz ciężar ciągnika, można teoretycznie wyznaczyć wielkość siły pociągowej w kilogramach, którą zużywa traktor na ruch własny. Jak to będzie przedstawiać się w przypadku Ursusa C-45 na żelaznych kołach?

Ursus pracując na ściernisku zużywa na ruch własny:
0,16 (współczynnik oporu) x 3550 kg (masa Ursusa C-45) = 568 kg siły pociągowej

Do strat mocy należy dodać poślizg który wynosi:

Jak widać, jedynie niewielka część mocy silnika jest wykorzystywana na pracę rzeczywistą . Odejmując te wszystkie składniki, można obliczyć jaką mocą dysponuje traktor. Przykładowo ciągnik gąsienicowy KD-35 uzyskuje moc na wale korbowym 35 KM.

Od wartości 35 KM należy odjąć
– 10% tj. 3,5KM na pokonanie oporu wewnętrznego tarcia
– 15% tj 5,25 KM na opory toczenia
– 3% tj. 1,05 KM na poślizg
– 2% tj. 0,7 KM na pokonanie wzniesienia (zmienne w zależności od kąta wzniesienia)

Razem „ucieka” 30% mocy tj. około 10,5KM. Na haku zostaje 24,5 KM. Obliczenia te mają wartość teoretyczną, która dla współczesnych ciągników w zakresie oporów wewnętrznych przekładni, przekładni hydrostatycznych, sprzęgieł hydrokinetycznych i układów napędzających hydraulikę może się różnić.

Siła pociągowa traktora jest związana z prędkością poruszania się. Im bowiem zestaw porusza się szybciej, tym mniejsza jest siła pociągowa na haku. Wpływ ma na to również wartość całkowitego przełożenia uzyskiwana na poszczególnych biegach.  Obrazuje to poniższy diagram dla ciągnika Ursus C-330 w warunkach zmierzonych na podłożu betonowym.

Przykładowo na 2 przekładni (kolor  czerwony)  Ursus C-330, uzyskuje maksymalną siłę uciągu ponad 1200kg, przy prędkości około 2 km/h i „zaangażowaniu” 12 KM. Natomiast na 5 przekładni (kolor  niebieski)  siła uciągu nie przekracza 400 kg przy prędkości 7 km/h i „zaangażowaniu” 17 KM.

W części trzeciej opiszemy jak dawniej wyglądały praktyczne badana silników i ciągników.

Rafał Mazur