Kształtowanie i analiza charakterystyk trakcyjnych ciągników rolniczych o mocy od 55 do 85 kw

Transkrypt

1 GRZELAK Krzysztof 1 ŁOPATKA Marian Janusz 2 ŚNIEŻEK Lucjan 3 TCHÓRZ Tomasz 4 Kształtowanie i analiza charakterystyk trakcyjnych ciągników rolniczych o mocy od 55 do 85 kw WSTĘP Podstawowym środkiem technicznym w rolnictwie, wykorzystywanym w większości prac polowych, przeładunkowych i transportowych jest ciągnik rolniczy. Towarowe gospodarstwo rolne w swoim parku maszynowym musi posiadać co najmniej jeden ciągnik. Bogata oferta rynkowa powoduje, że pojawia się problem wyboru ciągnika optymalnie dostosowanego do potrzeb danego gospodarstwa. Decyzja wyboru powinna być przemyślana i wynikać z racjonalnych przesłanek. Przyszły użytkownik powinien posiadać informacje odnośnie wartości parametrów techniczno eksploatacyjnych charakteryzujących dany ciągnik, a także tendencji zmian tych parametrów. Segment ciągników klasy średniej o mocy od 55 do 85 kw jest najbardziej popularny w Polsce z uwagi na niewielki obszar gospodarstw rolnych. Średnia powierzchnia gospodarstwa domowego w Polsce pod koniec roku 2013 wynosiła 11,2 ha [3]. W większości tychże gospodarstw ciągnik klasy średniej służy jako główny, wynika to z wielu uniwersalnych cech jakie tego typu ciągniki posiadają. Uniwersalność ciągników klasy średniej sprawia, że znajdują one zastosowanie podczas: zabiegów agrotechnicznych związanych z produkcją roślinną, przy użyciu różnego rodzaju maszyn i osprzętu, zabiegów związanych z produkcją zwierzęcą z wykorzystaniem różnego rodzaju maszyn i osprzętu, prac przeładunkowo-transportowych w obrębie gospodarstwa rolnego, transportu na dalsze odległości towarów i produktów rolnych, zabiegów związanych z utrzymaniem zieleni i pracach komunalnych na obszarach miejskich, prac związanych z gospodarką leśną. Różnorodność rozwiązań konstrukcyjnych we współczesnych ciągnikach rolniczych, w których stosowane są najnowsze rozwiązania techniczne między innymi w zakresie układów napędowych, systemów hydrauliki siłowej i układów sterowania, determinują jego funkcjonalność, komfort użytkowania oraz koszty nabycia i eksploatacji. Im bardziej złożona konstrukcja tym bardziej restrykcyjne wymogi użytkowania i serwisowania takich pojazdów. Odnosząc powyższe do warunków użytkowania ciągnika we współczesnym gospodarstwie rolnym na obszarze naszego kraju, można wysnuć stwierdzenie, iż w znacznej liczbie przypadków warunki eksploatacji są bardziej wytężone niż w innych krajach Europy zachodniej. Główną przyczyną takiego stanu rzeczy jest wciąż mała świadomość użytkowników na temat istoty przestrzegania warunków użytkowania wynikających z instrukcji producenta oraz sposobu serwisowania, fachowości i jakości obsługi serwisowej. Innym czynnikiem jest przywiązanie polskiego użytkownika do prostoty obsługi i sprawdzonych rozwiązań, co skutkuje uprzedzeniem do najnowszych rozwiązań technicznych. Jednym z podstawowych parametrów różnicujących układy napędowe ciągników rolniczych jest liczba biegów jazdy do przodu. Zwiększenie liczby przełożeń bezpośrednio wpływa na wzrost funkcjonalności maszyny poprzez możliwość zastosowania jednego ciągnika do 1 Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego w Warszawie, Wydział Mechaniczny, Instytut Budowy Maszyn; Warszawa ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2. Tel: , Fax: , krzysztof.grzelak@wat.edu.pl 2 Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego w Warszawie, Wydział Mechaniczny, Instytut Budowy Maszyn; Warszawa ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2. Tel: , Fax: , marian.lopatka@wat.edu.pl 3 Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego w Warszawie, Wydział Mechaniczny, Instytut Budowy Maszyn; Warszawa ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2. Tel: , Fax: , lucjan.sniezek@wat.edu.pl 4 Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego w Warszawie, Wydział Mechaniczny, Instytut Budowy Maszyn; Warszawa ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2. Tel: , Fax: , tomasz.tchorz@wat.edu.pl 1666

2 różnorodnych prac. Jest to niezwykle istotne szczególnie w przypadku małych gospodarstw rolnych, gdzie zakup drugiego ciągnika jest nieopłacalny ze względów ekonomicznych. Obecnie w ciągnikach rolniczych o mocy od 55 do 85 kw najczęściej stosowane są mechaniczne układy napędowe. Charakteryzują się one wysoką sprawnością, niezawodnością, wysoką trwałością oraz, w większości przypadków, niższym kosztem wytwarzania niż inne, niekonwencjonalne rozwiązania [5]. W dalszej części artykułu ograniczono się do analizy układów, w których jednym z zasadniczych elementów są stopniowe skrzynie przekładniowe. Stopniowe skrzynie biegów stosowane w ciągnikach rolniczych można podzielić na dwie, zasadnicze grupy: z możliwością prawie natychmiastowego przełączania biegów pod obciążeniem, zazwyczaj planetarne skrzynie przekładniowe (rozwiązania droższe); bez możliwości przełączania biegów pod obciążeniem w celu zmiany przełożenia operator musi najpierw od skrzyni biegów odłączyć napęd (rozwiązanie tańsze i najczęściej spotykane klasyczna skrzynia przekładniowa). Dobór przełożeń w układzie napędowym ciągnika rolniczego odbywa się w sposób odmienny i bardziej skomplikowany niż w przypadku innych pojazdów. Wynika to z charakteru jego pracy. Ciągnik rolniczy przy wykonywaniu określonej pracy w polu powinien poruszać się z prędkością wymaganą względami agrotechnicznymi, zapewniając przy tym odpowiednią siłę uciągu. Niezależnie od tego, w układzie napędowym ciągnika powinny być przewidziane biegi do transportu po drogach polnych, a w przypadku ciągników uniwersalnych również po drogach utwardzonych [2]. Biorąc pod uwagę warunki pracy uniwersalnego ciągnika rolniczego, można wyznaczyć pewne charakterystyczne zakresy prac: prace wykonywane z bardzo małymi prędkościami w większości przypadków siła uciągu jest bardzo mała (np. prace pielęgnacyjne, zbiór warzyw), prace ciężkie ciągnik pracuje przy maksymalnej mocy uciągu. Prędkości zależą w tym przypadku od rodzaju narzędzia lub maszyny współpracującej i konstrukcji ciągnika, a mieszczą się w granicach 4 12 km/h, [6] prace lżejsze siły uciągu są mniejsze, a prędkości dostosowane są zazwyczaj do potrzeb narzędzia (prędkości jazdy za równo małe jak i duże), prace transportowe obciążenia ciągnika osiągają wartości małe lub średnie, a prędkości jazdy są bliskie maksymalnym. Biorąc pod uwagę zakresy prac ciągnika, podczas jego konstruowania dąży się nie tylko do tego, by mógł on pracować w wymienionych zakresach, ale uwzględnia się również zużycie paliwa i wydajność. 1. ISTOTA CHARAKTERYSTYKI TRAKCYJNEJ Wymagania dotyczące pracy układu napędowego z różnymi przełożeniami wynika z potrzeby dostosowania możliwości ciągnika do danych warunków pracy, tzn. zapewnienia odpowiedniej siły napędowej F i prędkości jazdy V w czasie pracy. Kolejnym istotnym aspektem właściwego doboru przełożeń jest zapewnienie pracy silnika z odpowiednim zapasem mocy oraz praca z jak najmniejszym z możliwych w danych warunkach jednostkowym zużyciem paliwa [4]. Założono, że prawdopodobieństwo czasu pracy w każdym zakresie prędkości i sił uciągu jest jednakowe, przyjęto założenie, że sprawność mechaniczna η m = 1. Zakładając powyższe i stałą moc silnika, zależność siły uciągu od prędkości jazdy ma przebieg hiperboliczny (rys. 1). Punkty przez które przechodzi hiperbola zostały wyznaczone dla sił napędowych i prędkości jazdy ciągnika przy momencie obrotowym silnika T N odpowiadającym znamionowej mocy silnika. Jak wynika z wykresu przedstawionego na rys. 1 ciągnik może poruszać się z siłami napędowymi F i prędkościami V, których iloczyn daje wartości mniejsze lub równe wartości mocy znamionowej silnika. Prędkość i odpowiadająca jej maksymalna wartość siły uciągu zależą od przełożenia w układzie napędowym. Dla kolejnych przełożeń wynoszą one odpowiednio (rys. 1): przełożenie i 1 : ciągnik może pracować z maksymalna siłą F 1 oraz prędkością V 1, 1667

3 przełożenie i 2 : ciągnik może pracować z maksymalna siłą F 2 oraz prędkością V 2, przełożenie i 3 : ciągnik może pracować z maksymalna siłą F 3 oraz prędkością V 3, przełożenie i 4 : ciągnik może pracować z maksymalna siłą F 4 oraz prędkością V 4. Rys. 1. Przebieg siły napędowej w funkcji prędkości jazdy przy założeniu stałej mocy silnika i sprawności układu napędowego [1] Pola zakreskowane na powyższym wykresie przedstawiają zakresy, w których ciągnik nie może pracować na skutek braku odpowiedniego przełożenia w układzie napędowym, a w których ze względu na moc silnika mógłby pracować. Na przykład przy sile napędowej F 5 ciągnik nie może pracować z prędkością V 5, a co najwyżej z prędkością V 2. Chcąc w jak najwyższym stopniu wykorzystać możliwości ciągnika, należy tak dobrać przełożenia, aby przy danej ich liczbie zakreskowane pola na wykresie były jak najmniejsze. Prowadzi to do rozkładu przełożeń według postępu geometrycznego, którego wykładnik zależy od liczby biegów i rozpiętości przełożeń. Rozpiętość przełożeń należy rozumieć jako stosunek wartości przełożenia biegu najniższego do wartości przełożenia biegu najwyższego. Uzyskana rozpiętość przełożeń między kolejnymi biegami może okazać się na tyle duża, że przy wzroście sił, jaki może wystąpić podczas pracy, zapas mocy silnika do pokonania tych sił będzie zbyt mały i dalsza praca na biegu o jeden stopień niższym może odbywać się w zakresie gałęzi nieregulatorowej silnika, a więc może wymagać przełączenia układu na jeszcze niższy bieg. Wiąże się to ze zmniejszeniem wydajności pracy i zwiększeniem zużycia paliwa. Stąd też dobór przełożeń w ciągniku nie powinien odbywać się według postępu geometrycznego. Przy doborze przełożeń powinno się uwzględniać także fakt, że czasy pracy ciągnika w każdym zakresie prędkości i występujące siły napędowe są różne oraz, że sprawność uciągu w różnych warunkach pracy jest różna i znacznie mniejsza od jedności. 2. PORÓWNANIE CHARAKTERYSTYK TRAKCYJNYCH WYBRANYCH CIĄGNIKÓW Sporządzenie charakterystyki trakcyjnej ciągnika ma na celu wstępne określenie prawidłowości dobranych przełożeń w układzie napędowym i pokazanie, jakie są możliwości ciągnika podczas pracy w różnych, założonych przez projektującego warunkach. Ocena taka umożliwia wprowadzenie poprawek i sprawdzenie ich wpływu na pracę ciągnika, przez ponowne sporządzenie charakterystyki, a tym samym zaprojektowanie ciągnika teoretycznie spełniającego założone wstępnie warunki [1]. 1668

4 W niniejszej pracy poddano analizie pięć modeli ciągników o zbliżonej mocy silnika napędowego oraz zbliżonej masie. Kryterium na podstawie, którego wytypowano ciągniki jest różna liczba biegów. Charakterystyki trakcyjne dla wybranych modeli ciągników zostały wyznaczone na podstawie danych zamieszczonych w materiałach informacyjnych, udostępnianych przez producentów. W celu przedstawienia graficznego sił napędowych ciągników na poszczególnych biegach zastosowano uproszczenie polegające na liniowej zależności momentu obrotowego silnika w funkcji prędkości obrotowej wału korbowego w przedziale pomiędzy prędkością obrotową odpowiadającą maksymalnemu momentowi silnika (T MAX ) i prędkością znamionową. Na wykresach naniesiono również siły napędowe generowane w części regulatorowej charakterystyki zewnętrznej silnika Ciągniki z dwustopniowym zespołem zmiany zakresu przełożeń Pierwszym ciągnikiem jaki poddano analizie jest ciągnik polskiej produkcji Ursus 5714, posiadający w pełni synchronizowaną skrzynię biegów bez przekładni nawrotnej. Podstawowe parametry techniczne ciągnika zamieszczone zostały w tabeli 1. Charakterystykę trakcyjną przedstawiono na rysunku 2. Tab. 1. Wybrane parametry techniczne ciągnika Ursus 5714 Parametr Wartość Moc znamionowa [kw]/przy [obr/min] 58,1/2200 Maksymalny moment obrotowy [Nm]/przy [obr/min] 279/1400 Współczynnik elastyczności momentu obrotowego 0,24 Sprawność całkowita układu napędowego 0,95 Całkowita liczba biegów jazdy do przodu 8 Liczba biegów w zakresie prędkości 4 12 [km/h] 4 Współczynniki postępu geometrycznego między biegami ,47 1,83 1,23 Masa ciągnika [kg] 3400 Rys. 2. Charakterystyka trakcyjna ciągnika Ursus

5 Charakterystyka przedstawiona na rysunku 2 wyraźnie ukazuje przedziały prędkości jazdy ciągnika, dla których nie ma możliwości wykorzystania pełnej mocy silnika. Braki dotyczą w szczególności dodatkowego przełożenia pomiędzy biegami 2 i 3, gdzie prędkość jazdy odpowiadająca maksymalnej sile uciągu na biegu trzecim jest wyższa od prędkości jazdy osiąganej na biegu drugim przy nominalnej mocy silnika. Identyczne zjawisko zachodzi dla zakresu A, którego właściwe zestopniowanie jest szczególnie ważne w celu zapewnienia wysokiej wydajności ciągnika podczas wykonywania większości prac polowych. Dodatkowo operator w trakcie wykonywania prac w najczęściej wykorzystywanym przedziale prędkości od 4 do 12 km/h, oprócz zmiany biegów zmuszony jest do przełączania zakresów rozpiętości skrzyni biegów, co wymaga obsługi dwóch dźwigni. Każda z tych operacji odbywa się przy wyłączonym sprzęgle. Kolejnym ciągnikiem posiadającym podwójny zakres zmiany rozpiętości przełożeń, jaki poddano analizie jest ciągnik Zetor Proxima 80, posiadający w pełni synchronizowaną skrzynię biegów bez przekładni nawrotnej. Podstawowe parametry techniczne ciągnika zamieszczone zostały w tabeli 2. Charakterystykę trakcyjną przedstawiono na rysunku 3. Tab. 2. Wybrane parametry techniczne ciągnika Zetor Proxima 80 Parametr Wartość Moc znamionowa [kw]/przy [obr/min] 56/2200 Maksymalny moment obrotowy [Nm]/przy [obr/min] 317/1400 Współczynnik elastyczności momentu obrotowego 0,35 Sprawność całkowita układu napędowego 0,95 Całkowita liczba biegów jazdy do przodu 10 Liczba biegów w zakresie prędkości 4 12 [km/h] 5 Współczynniki postępu geometrycznego między biegami ,42 1,41 1,58 1,44 Masa ciągnika [kg] 3750 Rys. 3. Charakterystyka trakcyjna ciągnika Zetor Proxima

6 Charakterystyka zamieszczona na rysunku 3 przedstawia sposób zestopniowania skrzyni biegów ciągnika o zbliżonych parametrach do poprzedniego, który jednak posiada o dwa biegi więcej. Główny zakres roboczy jest obsługiwany przez pięć przełożeń, co wyraźnie wpłynęło na poprawę możliwości wykorzystania silnika. Świadczy o tym większe pokrycie przebiegu sił napędowych na poszczególnych biegach z krzywą hiperboliczną, określającą pełne wykorzystanie możliwości ciągnika. Szczególnie ważne jest zwiększenie ilości przełożeń w przedziale największego zakrzywienia hiperboli, który odpowiada najczęściej wykorzystywanym prędkościom roboczym i siłom uciągu. Dodatkowo należy zauważyć, że prędkości jazdy powyżej 4 km/h obsługiwane są przez biegi należące do zakresu B co nie zmusza operatora do częstej zmiany zakresów rozpiętości skrzyni biegów Ciągnik z trzystopniowym zespołem zmiany zakresu przełożeń Ciągnikiem posiadającym potrójny zakres zmiany rozpiętości przełożeń jest ciągnik New Holland TD5.85, posiadający w pełni synchronizowaną skrzynię biegów z przekładnią nawrotną. Podstawowe parametry techniczne ciągnika przedstawione zostały w tabeli 3. Charakterystykę trakcyjną przedstawiono na rysunku 4. Tab. 3. Wybrane parametry techniczne ciągnika New Holland TD5.85 Parametr Wartość Moc znamionowa [kw]/przy [obr/min] 63/2300 Maksymalny moment obrotowy [Nm]/przy [obr/min] 351/1500 Współczynnik elastyczności momentu obrotowego 0,34 Sprawność całkowita układu napędowego 0,95 Całkowita liczba biegów jazdy do przodu 12 Liczba biegów w zakresie prędkości 4 12 [km/h] 6 Współczynniki postępu geometrycznego między biegami ,49 1,48 1,47 Masa ciągnika [kg] 3700 Rys. 4. Charakterystyka trakcyjna ciągnika New Holland TD

7 Rozkład prędkości dla ciągnika o dwunastu przełożeniach, który w odróżnieniu od poprzednich posiada trzystopniowy zespół zmiany rozpiętości skrzyni biegów jest odmienny od wcześniej omawianych. Zestopniowanie biegów w poszczególnych grupach zostało zrealizowane według zbliżonych wartości współczynnika postępu geometrycznego, natomiast przełożenia pomiędzy zakresami dobrano według stałej wartości tego współczynnika równej 2,35. W wyniku tej metody zestopniowania skrzyni biegów uzyskano niemal całkowite pokrycie części przełożeń sąsiadujących ze sobą zakresów rozpiętości Ciągniki z czterostopniowym zespołem zmiany zakresu przełożeń Pierwszym ciągnikiem posiadającym czterostopniowy zakres zmiany rozpiętości przełożeń jaki poddano analizie jest ciągnik Massey Ferguson 5608, posiadający skrzynię biegów z przekładnią nawrotną i możliwością zmiany biegów pod obciążeniem w poszczególnych zakresach. Podstawowe parametry techniczne ciągnika przedstawione zostały w tabeli 4. Charakterystykę trakcyjną rozpatrywanego ciągnika przedstawiono na rysunku 5. Tab. 4. Wybrane parametry techniczne ciągnika Massey Ferguson 5608 Parametr Wartość Moc znamionowa [kw]/przy [obr/min] 62,5/2200 Maksymalny moment obrotowy [Nm]/przy [obr/min] 363/1570 Współczynnik elastyczności momentu obrotowego 0,24 Sprawność całkowita układu napędowego 0,85 Całkowita liczba biegów jazdy do przodu 16 Liczba biegów w zakresie prędkości 4 12 [km/h] 6 Współczynniki postępu geometrycznego między biegami ,24 1,23 1,21 Masa ciągnika [kg] 3750 Rys. 5. Charakterystyka trakcyjna ciągnika Massey Ferguson 5608 Ciągnik Massey Ferguson został wyposażony w szesnasto biegową przekładnię Dyna-4, która posiada cztery biegi zmienne pod obciążeniem oraz cztery zakresy. Podobnie jak w poprzednim 1672

8 przypadku zestopniowanie poszczególnych biegów zostało wykonane według zbliżonej i malejącej wartości współczynnika postępu geometrycznego, co przy zmianie biegu na wyższy w danym zakresie daje przyrost o stałą różnicę prędkości jazdy. Przedział głównych prędkości roboczych został w tym przypadku zawężony i obsługiwany jest przez zakres B. Ostatnim ciągnikiem jaki poddano analizie jest Claas Arion 510. Ciągnik posiada czterostopniowy zakres zmiany rozpiętości przełożeń, oraz w pełni synchronizowaną skrzynię biegów z przekładnią nawrotną i możliwością zmiany biegów pod obciążeniem w poszczególnych zakresach. Podstawowe parametry techniczne ciągnika przedstawione zostały w tabeli 5. Charakterystykę trakcyjną przedstawiono na rysunku 6. Tab. 5. Wybrane parametry techniczne ciągnika Claas Arion 510 Parametr Wartość Moc znamionowa [kw]/przy [obr/min] 81/2200 Maksymalny moment obrotowy [Nm]/przy [obr/min] 470/1650 Współczynnik elastyczności momentu obrotowego 0,43 Sprawność całkowita układu napędowego 0,85 Całkowita liczba biegów jazdy do przodu 24 Liczba biegów w zakresie prędkości 4 12 [km/h] 8 Współczynniki postępu geometrycznego między biegami ,22 1,21 1,19 1,17 1,16 Masa ciągnika [kg] 5380 Rys. 6. Charakterystyka trakcyjna ciągnika Claas Arion 510 Korzystny rozkład sił napędowych w funkcji prędkości jazdy spośród rozpatrywanych ciągników posiada Claas Arion 510. Wynika to częściowo z największej liczby biegów, jednak ich zakresy zostały podzielone w taki sposób, aby operator mógł przed przystąpieniem do pracy wybrać odpowiedni dla niej zakres. Dalsza zmiana sześciu przełożeń w każdym z zakresów odbywa się bez użycia sprzęgła. Zestopniowanie przełożeń w poszczególnych zakresach zostało wykonane tak, jak 1673

9 w poprzednim przypadku, według malejącego współczynnika postępu geometrycznego, dzięki czemu prędkość jazdy na poszczególnych biegach różni się o zbliżoną wartość dla odpowiednich zakresów. Kolejnym istotnym parametrem, który wpływa na korzystny przebieg charakterystyki trakcyjnej jest wysoki współczynnik elastyczności momentu obrotowego silnika, który osiąga wartość na poziomie 0,43. Wysoka wartość tego współczynnika powoduje znaczny wzrost momentu obrotowego silnika w przypadku wystąpienia obciążenia, co skutkuje proporcjonalnym wzrostem siły uciągu. WNIOSKI Charakterystyka trakcyjna w czytelny sposób obrazuje jaki wpływ na efektywne wykorzystanie mocy silnika ma sposób doboru i liczba przełożeń w układach napędowych ciągników rolniczych. Przedstawione ciągniki należą do grupy maszyn o mocy od 55 do 85 kw, jednak różnicuje je poziom zaawansowania technicznego oraz rozwiązania konstrukcyjne w ich układach napędowych, pod kątem których zostały porównane. Analizując poszczególne charakterystyki, można stwierdzić, że zwiększenie liczby biegów wpływa na bardziej efektywne wykorzystanie możliwości ciągnika. Równocześnie wraz ze wzrostem liczby przełożeń zauważalny jest pewien trend polegający na zagęszczaniu liczby biegów w przedziałach prędkości rozwijanych przez ciągnik podczas najczęstszych prac polowych, przy których występują największe obciążenia wynikające ze specyfiki tychże prac. W przypadku ciągników o całkowitej liczbie biegów przekraczającej dziesięć, rozkład przełożeń w poszczególnych zakresach odbywa się według zasady zbliżonego i malejącego współczynnika rozpiętości geometrycznej, co skutkuje stałą wartością przyrostu prędkości. Rozpiętość pomiędzy zakresami jest uzależniona od przełożenia całkowitego dla każdego z nich. W przypadku zakresów odpowiadających wysokim i niskim przełożeniom nie ma potrzeby dużego pokrywania się prędkości jazdy ciągnika. Dlatego też, dla zakresów odpowiadających prędkościom jazdy nie przekraczającym 12 km/h oraz powyżej 20 km/h, rozpiętość geometryczna najczęściej osiąga wartość około od 2,3 do 2,8. Dla zakresów biegów przeznaczonych do lżejszych prac polowych lub transportu po drogach nieutwardzonych rozpiętość geometryczna wynosi około 2. Wynika to z faktu iż przełożenie na najniższym biegu z tego zakresu musi zapewnić pokonanie oporów toczenia oraz bezwładność zarówno ciągnika jak i narzędzia lub maszyny współpracującej. We wszystkich modelach ciągników poddanych analizie można zauważyć zagęszczenie liczby biegów w przedziale prędkości od 4 do 12 a nawet do 8 km/h co oznacza, że ten zakres prędkości jest najczęściej wykorzystywany. Streszczenie W artykule przedstawiono opis teoretyczny charakterystyki trakcyjnej oraz istotę jej sporządzania podczas projektowania układu napędowego ciągnika rolniczego. Wymieniono warunki pracy w jakich ciągnik rolniczy znajduje zastosowanie. Omówiono wpływ doboru i całkowitej liczby przełożeń skrzyni biegów ciągnika na jego efektywne wykorzystanie w trakcie wykonywania prac polowych, które stawiają największe wymagania dla układu napędowego ciągnika. Na przykładzie wybranych pięciu modeli ciągników, o mocy silnika od 55 do 85 kw i zbliżonej masie całkowitej, sporządzone zostały charakterystyki trakcyjne dla każdego z nich, na których przedstawiono zależność siły uciągu ciągnika w funkcji prędkości jazdy. Na podstawie sporządzonych charakterystyk omówiono znaczenie postępu geometrycznego skrzyni biegów oraz porównano każdy z tych ciągników pod kątem rozwiązań technicznych zastosowanych w układzie napędowym. Słowa kluczowe: ciągnik rolniczy, charakterystyka trakcyjna, liczba biegów The characteristics of the traction plotting for tractors with power from 55 to 85 kw Abstract The paper presents the theoretical description of rimpull charts and the main points of their preparation during the process of designing drive system for a tractor. There were specified the work conditions under which the farm tractor is used. Moreover, the influence of selection and the total number of tractor gears on its effectiveness during the field works that are the most demanding for the drive system of the tractor were described. For five selected tractor models with power ranging from 55 to 85 kw and a similar total weight the rimpull charts were plotted. They show the tractor pull force in the function of speed. On the basis of 1674

10 characteristics the influence of geometric progression of gear box was discussed and technical solutions used in drive system were compared. Keywords: farm tractor, rimpull charts, number of gears BIBLIOGRAFIA 1. Żebrowski J., Żebrowski Z.: Mechanika ciągników kołowych. Wydanie 3 rozszerzone. Wydawnictwo ART. Olsztyn Dajniak H.: Ciągniki. Teoria ruchu i konstruowanie. Wydanie czwarte poprawione i uzupełnione. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności. Warszawa Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi; Program Rozwoju Obszarów Wiejskich na lata , Warszawa, wrzesień Zając M.: Układy przeniesienia napędu samochodów ciężarowych i autobusów. Wydawnictwo Komunikacji i Łączności Warszawa Francik S.: Tendencje zmian wybranych parametrów ciągników rolniczych, Katedra Inżynierii Mechanicznej i Agrofizyki, Akademia Rolnicza w Krakowie, Inżynieria Rolnicza 6/ Regulski S.: Dane techniczno-eksploatacyjne maszyn i ciągników rolniczych. PW-RiL, Warszawa Materiały informacyjne firm: Ursus, Zetor, New Holland, Massey Ferguson, Claas. 1675