Retrosektor
O klubie
Polecamy

Najnowsze wydarzenia
  • PON
  • WT
  • ŚR
  • CZW
  • PT
  • SOB
  • ND
Zobacz wszystkie
Artykuły
Jesteś tutaj: Strona główna / Artykuły / Ciągniki / Gdy koła tracą grunt…

Gdy koła tracą grunt…

Dodano dnia: 01/04/2019

Wiosna, czyli czas intensywnych prac polowych. Kapryśna aura sprawia, że rolnicy muszą odwlekać wyjście w pole do momentu, gdy jest już na polach sucho. Problemy pojawiają się, gdy teren jest podmokły, położony w niecce lub system melioracyjny nie działa prawidłowo. Wtedy warunki pracy mogą być naprawdę trudne. Owocuje to poślizgiem kół i zwiększonym zużyciem paliwa. Te problemy istnieją nie od dziś. Jak sobie z tym radzili dawniejsi traktorzyści można przeczytać niżej.

Prawie od samego początku konstruktorzy ciągników rolniczych, najpierw ciężkich parowych lokomobil, a później napędzanych silnikiem spalinowym, zetknęli się z problemem efektywnego wykorzystania mocy na kołach napędowych. Specyfika warunków w jakich pracuje traktor powoduje, iż ubytek mocy może być bardzo duży o czym przekonywali się kolejni twórcy ciągników rolniczych.
Już w 1850 roku Bydell przeprowadza próby terenowe lokomotywy wyposażonej w przekładnię zwiększającą moment obrotowy i redukującą prędkość. Jednakże, mimo zwiększenia średnicy kół do 7 i 8 stóp (przód: 213cm, tył: 366cm ), maszyna ta była tak ciężka, że koła grzęzły w roli i nie była ona w stanie swobodnie się poruszać. Również zainstalowanie półgąsienic na kołach napędowych nie dało zadowalającego rezultatu. Podobno lokomotywa utkwiła i pozostała, aż do zimowych przymrozków, kiedy to była w stanie samodzielnie się wydostać z błotnej pułapki.
Tak wiec te pierwsze doświadczenia pokazały, jak trudnym przeciwnikiem nawet dla najmocniejszej maszyny są straty wywołane poślizgiem i brakiem przyczepności. W następnych dekadach samobieżne lokomobile parowe starano się nie „pchać” w taki teren, jakkolwiek w USA pracowały z powodzeniem ciężkie kolosy ciągnące za sobą szerokie zestawy pługów. Nie mniej jednak daje się zauważyć w tych maszynach, iż producenci wyposażali je w dość szerokie koła o dużej średnicy na powierzchni których przynitowane były skośnie deseczki z bardzo twardego drewna. Tworzyło to coś w rodzaju pierwszego bieżnika terenowego. Maszyna miała wówczas „zaparcie” i większą powierzchnię styku.
Początkowo ciągniki z napędem spalinowym były jeszcze dość ciężkimi maszynami, ale już w pierwszym i drugim dziesięcioleciu XX wieku pojawiły się lekkie i zwrotne traktory, które dawały o wiele większe możliwości. Zastosowane wówczas stalowe koła były wyposażane w ostrogi, które można było zakładać na czas pracy w polu. Zajęcie to było dość uciążliwe i czasochłonne, dlatego zazwyczaj takie maszyny, aby dojechać do miejsca pracy poruszały się tylko i wyłącznie po nieutwardzonych drogach.

Stalowe koła z ostrogami niwelowały poślizg o 20-30%.

Ostrogi rzeczywiście pozwalały na znaczny wzrost siły uciągu, nie mniej jednak w transporcie były niepraktyczne i do tego, to co zyskaliśmy pokonując poślizg, to traciliśmy przy znacznych oporach toczenia. Pewnym rozwiązaniem były koła dwuczęściowe, składające się z pierścienia stalowego dużej średnicy i mniejszego pierścienia zaopatrzonego w ostrogi. Na czas poruszania się po drodze bitej traktor toczył się po wewnętrznym dużym pierścieniu. W polu pierścień ten zapadał się i całą rolę napędową przejmował mniejszy pierścień z ostrogami.

Koła stalowe Ursusa C-45 z pierścieniem zewnętrznym – drogowym i wewnętrznym z ostrogami.

Nie mniej jednak już od lat trzydziestych przemysł gumowy przygotował dla rolnictwa oponce o bieżniku polowym, która była bardziej uniwersalna od stalowych kół. Pierwsze porównania dowodziły, że w porównaniu ciągnik poruszający na oponach pneumatycznych odznacza się mniejszym naciskiem jednostkowym wynoszącym około 0,9 do 1,2 kg/cm³. Ciągnik zaś na stalowych obręczach z ostrogami naciskał na glebę z siłą 4,0 kg/cm³.

Ursusy C-45 podczas defilady 22 lipca 1947 roku przemieszczały się na stalowych kołcach. Wyraźnie widać otwory służące do zamocowania ostróg.

Wprawdzie współczynnik przyczepności kół stalowych w wilgotnych warunkach był większy, wahając się od 40 do 100%, to jednak na suchym podłożu współczynniki te mogły być podobne. Co obrazuje poniższe zestawienie:

Jak widać z powyższej tabeli koła stalowe generalnie lepiej sobie radzą w warunkach wilgotności na ubitym gruncie. Natomiast suche podłoże sprawia, że obydwa rodzaje napędów są porównywalne. Zaskoczeniem może być przewaga opon podczas poruszania się na świeżo zaoranym polu i zleżałej roli. Spowodowane to jest zapadaniem się kół stalowych, których nacisk jednostkowy jest większy oraz oblepianiem łopatek co przyczynia się do wzrostu oporów toczenia.

Gorsze wyniki kół gumowych starano się poprawić rozmaitymi rozwiązaniami, których wachlarz był bardzo szeroki. Najbardziej popularne były łańcuchy opasające całe koło. Rozwiązanie to przypominało dzisiejsze łańcuchy śniegowe stosowane w samochodach.

Łańcuchy opasające dawały tylko pewien wzrost przyczepności.

Aczkolwiek sam łańcuch nieco zwiększał przyczepność, ale nie dysponował zbyt dużą powierzchnią natarcia, aby znacząco poprawić pracę koła. Dlatego krokiem dalej stały się łańcuchy opasające z występami przeciwpoślizgowymi. Zaletą tego rozwiązania było dobre samooczyszczanie się występów i możliwość jazdy po bitej drodze. Wadą zwiększone zużywanie się ogumienia w skutek tarcia części metalowych o oponę.

Łańcuchy i występy przeciwpoślizgowe.

Innym rozwiązaniem były klapy zamocowane na zawiasach do pierścienia przykręconego na tarczy koła. Klapki te w położeniu roboczym nakładały się na bieżnik opony. Zaletą tego rozwiązania była możliwość użytkowania ciągnika w rożnych warunkach bez potrzeby odkręcania pierścienia z występami.

Klapki zamocowane na zawiasach obręczy koła to było bardzo uniwersalne rozwiązanie.

Po lewej klapka w położeniu otwartym, po prawej zamkniętym.

Koło z klapkami w położeniu otwartym – nie roboczym.

Szprychy wysuwane promieniowo z pierścienia przykręconego do tarczy koła to kolejny wynalazek stosowany niegdyś celem podniesienia przyczepności ciągnika na koła gumowych. Przez obrót pierścienia w lewo można było spowodować wysunięcie szprych lub w prawo ich wsunięcie. Główna zaletą tego rozwiązania była równoległa praca szprych w stosunku do opony i brak wpływu na zużycie ogumienia. Tego typu urządzenie mogło być na stałe zamocowane na obręczy koła, a jego obecność nie przeszkadzała w rożnych warunkach ruchu ciągnika.

Szprychy boczne wysuwane przez obrót pierścienia to bardzo pomysłowe rozwiązane.

Zwiększenie szerokości pracy koła było jednym z najstarszych sposobów na poprawienie przyczepności koła. Dobre wyniki na podłożach mało spoistych i błotnistych uzyskiwano stosując dodatkowe bębny boczne. Średnica tych bębnów jest mniejsza od zewnętrznej średnicy koła, co pozwalało na poruszanie się ciągnikiem po drogach utwardzonych bez potrzeby ich zdejmowania.

Boczne bębny drabinkowe to przodek dzisiejszych kół bliźniaczych.

miękkim podłożu współpraca bębna następowała dopiero przy pewnym zagłębieniu koła jezdnego. Zazwyczaj boczne bębny zbudowane były w postaci ażurowej klatki. Rzadkością ze względu na duży ciężar były również pełne bębny.
Stosowanym do dziś popularnym sposobem dającym podobne rezultaty jak bębny boczne są koła bliźniacze. Szczególnie korzystne rezultaty dawało obniżenie ciśnienia o 10% poniżej nominalnego przewidzianego do pracy w danych warunkach.
Jak widać z tego krótkiego opisu pneumatyczna opona rolnicza wygrała wyścig z kołem stalowym i choć nie jest pozbawiona wad, na przestrzeni ostatnich dziesięcioleci rozwoju technicznego istniały sposoby aby poprawić jej prace.
Oczywiście nie zostały jeszcze omówione rodzaje bieżników i konkurencja opony, która jest stosowana cały czas, czyli gąsienica. Ale to jest temat na kolejne rozważania.

Rafał Mazur

 

Zobacz więcej na