• Articles
• admin

sisällysluettelo

Esipuhe, kiitokset, tiivistelmä
1.0 Johdanto
2.0 maaseudun ja kaupunkien liikenteen rajapinta
3.0 liittovaltion ja osavaltioiden Asetukset
4.0 nopeammat Traktorit
5.0 työntekijöiden kuljettaminen yleisillä teillä maatalouskoneilla varustetut maantiet
6,0 tulevaisuuden ehdotukset
7,0 viitteet
8,0 luettelo maatalouden turvallisuus-ja terveysvaliokunnan tutkimus-ja laajennusjäsenistä

4.0 SUURNOPEUSTRAKTORIT

4.1 havaitsemamme ongelmat:

• Yhdysvalloissa maataloustraktorit, itseliikkuvat ja hinattavat laitteet jäävät usein maantieajoneuvolainsäädännön vaatimusten ulkopuolelle.
• traktoreiden nopeudet ovat kasvaneet viime vuosina. Muiden tienkäyttäjien suojelemiseksi traktorit ja hinattavat laitteet on suunniteltava siten, että kuljettaja voi kaikissa olosuhteissa säilyttää sekä traktorin että hinattavan kaluston hallinnan.
• keskeisiin turvallisuuteen liittyviin järjestelmiin, jotka voivat aiheuttaa ongelmia suuremmilla nopeuksilla, kuuluvat ohjaus, jarrut, jousitus, renkaat, linjaus, kiinnitysosat, Traktorin kaatumisen suojarakenteet (RoPS), SMV-tunnus ja nopeusmittaritunnus (SIS).

4.2 MITÄ TIEDÄMME NÄISTÄ ONGELMISTA?

4.2.1 TRAKTORIN NOPEUDET.

historiallisesti suurin osa Yhdysvaltain traktoreista oli suunniteltu kulkemaan noin 20 mph: n (30 km/h) huippunopeudella. Näissä ajoneuvoissa oli tavallisesti jäykät taka-akselit ja trunnioniin asennetut etuakselit, joiden suunnittelu-ja valmistusprosesseihin oli saatavilla täydet tekniset standardit. 1980-luvulla alettiin suunnitella eurooppalaisia traktoreita, erityisesti 100 hv (75 kW) tehoisia traktoreita, joiden huippunopeus maassa ylittää 25 mph (40 km/h). Fyysisesti nämä traktorit ovat samanlaisia kuin 20 mph (30 km/h) koneet vaihteita ja jarruja lukuun ottamatta. Traktoristandardit tunnustivat niiden olemassaolon, ja niitä muutettiin siten, että niihin sisällytettiin asianmukaiset jarrunormit. Vuonna 1994 otettiin käyttöön Traktorit, joissa oli korkeampi suhdevaihtelu ja etuakselien jousitus; nämä Traktorit kykenivät kulkemaan 32 mph (50 km/h). Vuonna 2005 ASABE-standardi S390, ”Definitions and Classifications of Agricultural Field Equipment”, uudistettiin sisällyttämään maanopeusluokat. Standardi, jonka on hyväksynyt myös American National Standards Institute (ANSI), jakoi maatalouden kenttälaitteet 5 maanopeusluokitukseen (Taulukko 3) perustuen niiden nimelliseen enimmäisnopeuteen maanpäällisessä alkuperäisessä laitekokoonpanossa, jonka valmistaja on suunnitellut ja määritellyt. Vaikka tässä standardissa ei ole erityistä määritelmää ”nopeammalle” traktorille, meidän tarkoituksemme on, että kun Traktorin suurin nopeus on vähintään 25 mph (40 km/h), traktoria pidetään suurinopeuksisena traktorina.

Taulukko 3. Agricultural equipment ground speed classes

		Ground Speed (km/h)
Agricultural Field Equipment Group	sym	25	40	50	65	>65
Agricultural tractor	ATR	ATR25	ATR40	ATR50	ATR65	ATR65 Plus
hinattava työkone	ATI	ATI25	ATI40	ATI50	ATI66	ATI65 Plus
taakse asennettu työlaite	MER	Ei oleellinen
taakse asennettu työlaite	MER	Ei oleellinen
takana puoliksi asennettu työlaite	SMR	SMR25	SMR40	SMR50	SMR65	SMR65 Plus
edessä puoliksi asennettu työlaite	SMF	SMF25	SMF44	SMF50	SMF65	SMF65 Plus
itseliikkuvat koneet	SPM	SPM25	SPM40	SPM50	SPM65	SPM65 Plus
Bulk carrier/agricultural trailer	ABC	ABC25	ABC40	ABC50	ABC65	ABC65 Plus

Source: ASAE Standard 390.4 (2005)

Nebraskan Traktoritestien yhteenvetoraporttien tarkastelu osoittaa, että yli 500 testatusta traktorista (Grisso, 2007) testattujen traktoreiden vaihteiden nopeus on kasvanut viimeisten viiden vuoden aikana (kuva 1). Tällä hetkellä 40-45 prosenttia testatuista traktoreista on vähintään 25 mph (40 km/h). Viimeksi kuluneiden 20 vuoden ja viiden viime vuoden aikana testattuihin traktoreihin verrattuna (kuva 2) testattujen traktoreiden määrä on lisääntynyt vähintään 25 mph (40 km/h) nopeuksilla. Tulosten mukaan saatavilla on traktoreita, jotka voivat ylittää 25 mph (40 km/h).

Kuva 1. Vuosittain testattujen traktoreiden taajuus, joka suurella vaihteella mahdollisti 25 mph: n tai sitä suuremman matkanopeuden.

kuva 2. Maantieliikenteessä viimeksi kuluneiden 20 vuoden aikana testattujen ja viiden viime vuoden aikana testattujen Traktorin suurten vaihteiden nopeuden prosenttiosuus.

4.2.2 TRAKTORIN OHJAUS.

historiallisesti traktoreihin on sisällytetty: a) puhdas mekaaninen ohjaus; B) hydraulisesti avustettu mekaaninen ohjaus; ja C) täysihydrostaattinen ohjausjärjestelmä. Monissa edelleen käytössä olevissa vanhemmissa traktoreissa on mekaaninen ohjaus, mutta useimmissa nykyisissä traktoreissa käytetään hydrostaattista ohjausta. Hydrostaattisen ohjauksen ominaisuudet ovat:

• Alhainen ohjausvoima
• Suuri ohjausmomentti
• rajoitettu tai ei lainkaan palautetta maantiepyöristä ohjauspyörään
• rajoitettu tai ei lainkaan itseohjautumiskyky, ja
• rajoitettu ohjaus Moottorin tai hydrauliikan vikaantuessa.

ohjauksen menetys moottorivian aikana on ollut huolenaihe, mutta testit osoittavat, että näissä tilanteissa ei ilmene täydellistä ohjausjärjestelmän toimintahäiriötä (Grisso, 2007). Kuljettaja pystyy ohjaamaan traktoria määrätyllä säteellä ja hänellä on riittävästi aikaa Traktorin pysäyttämiseen. Kokemus on osoittanut, että hydrauliset ohjausjärjestelmät eivät petä äkillisesti. Lisäksi jotkin järjestelmät ovat itseohjautuvia ja niissä on riittävä hydraulivara, jotta kuljettaja voi reagoida asianmukaisesti ja pitää Traktorin hallinnassa.

ajoneuvon vaste ohjauspyörän syöttöön on kriittinen ajoneuvon tuntuman ja käyttäytymisen kannalta. Jos aika on liian lyhyt, traktori on herkkä toimimaan ja vaatii jatkuvaa korjausta, jotta se pysyy suorassa linjassa. Vastaavasti jos aika on liian pitkä, traktori on hidas reagoimaan ja voi aiheuttaa kuljettajalle ohjausongelmia. Ääritapauksessa, jos kuljettaja ohjaa ensin oikealle ja sitten nopeasti vasemmalle (kuten autoa ajaessaan), kuljettaja saattaa kääntää rattia vasemmalle, kun ajoneuvo on alkanut liikkua oikealle tai jo sitä ennen. Tai kuljettaja voi jatkaa oikealle kääntymistä, jolloin hän kääntyy liian pitkälle oikealle. Kummassakin tapauksessa ohjauspyörä menee pois vaiheesta maantiepyörien liikkeen myötä, ja tätä korjatessa ohjauspylväällä voi näyttää olevan kimmoisia ominaisuuksia. Käytännössä kohteen vasteaika suurimman kulmavoiman kehittämiseksi on 0,6-0,8 sekuntia.

4.2.3 TRAKTORIN JARRUTUS.

pohjimmiltaan jarrujen tehtävänä on vähentää ajoneuvojen liike-energiaa muuntamalla ne lämpöenergiaksi. Ajoneuvon nopeuden neliön funktiona liike-energia kasvaa nopeasti. Esimerkiksi 50 mph (80 km / h) nopeudella kulkeva traktori haihduttaa jarrutukseen noin seitsemän kertaa enemmän energiaa kuin 20 mph (30 km / h) nopeudella kulkeva traktori. Tilannetta pahentaa lakisääteinen vaatimus, jonka mukaan nopeampia ajoneuvoja on hidastettava suuremmilla nopeuksilla. Esimerkiksi 20 mph (30 kph) – traktoreissa on perinteisesti vaadittu olevan jarrujärjestelmät, jotka pystyvät hidastamaan nopeutta 9,3 ft/s2 (2,8 m/s2). Kun Traktorit saavuttavat 30 mph: n (50 kph) nopeuden, niiden on hidastuttava nopeudella 16,4 ft/s2 (5.0 m / s2), joka on sama kuin rekkaliikenteessä.

korkeamman energiatason ja nopeamman hidastuvuuden yhdistelmänä tarvitaan jarrujärjestelmiä, joilla on erinomaiset lämmöntuotto-ominaisuudet. Tavanomaisissa traktoreissa on yleensä käytetty joko kuiva-tai öljyyn upotettuja levyjarruja, jotka on yhdistetty Traktorin taka-akseliin. Käytetty öljy on yhteistä akselin voiteluun, vaihteiston voiteluun ja ulkoisena hydrauliöljyn syöttönä työkoneisiin käytettävän öljyn kanssa. Tämän öljyn saastuminen jarrupäällysteen jäännöksillä voi aiheuttaa vakavia toiminnallisia ongelmia Traktorin Hydrauliikka-tai voimansiirtojärjestelmissä. Öljyn voiteluominaisuudet voivat hajota myös, jos öljy altistuu korkeille lämpötiloille, mikä heikentää komponenttien kestävyyttä.

tavanomaisten traktoreiden painonjakauma ja suuret takarenkaat ovat mahdollistaneet sen, että Traktorit pystyvät tuottamaan riittävän jarrutusvoiman pelkästään takapyörillään; tyypillisesti tällaisissa traktoreissa ei ole etujarruja. Siirtyminen 25 mph (40 km / h) – traktoreihin Euroopassa on tapahtunut samaan aikaan, kun etuvetoiset Vetoakselit on hyväksytty lähes yleisesti. Tämä on antanut valmistajille mahdollisuuden kytkeä etuakseliveto päälle jarrutettaessa. Tätä tekniikkaa on käytetty myös 32 mph (50 kph) – traktorimalleissa, ja lisäksi etuvetojärjestelmään on lisätty jonkinlaiset levyjarrut helpottamaan jarrutustehoa.

ANSI/ASAE-standardin S365 mukaan.8, ”jarrujärjestelmän testausmenettelyt ja Jarrutustehokriteerit Maatalouskentän laitteille”, maatalousperävaunujen ja hinattavien Maatalouskoneiden jarrujärjestelmää koskevat vaatimukset on jaettu kahteen alueeseen: toinen koskee hinattavia laitteita, joissa ei ole jarruja ja toinen jarruja:

1. hinattavista laitteista, joissa ei ole jarruja, on annettava seuraavat tiedot: ei hinattavia laitteita, joissa ei ole jarruja:
   • yli 20 mph (32 km / h) nopeuksilla tai
   • valmistajan suosittelemia nopeuksia suuremmilla nopeuksilla; tai
   • , jonka massa (paino) on täydessä lastissa yli 3300 lb (1,5 t) ja yli 1,5 kertaa hinausyksikön massa (paino).

1. jarrullisten hinattavien laitteiden osalta on annettava seuraavat tiedot: ei hinattavia laitteita, joissa on jarrut:
   • yli 32 mph (50 km / h) nopeuksilla; tai
   • valmistajan suosittelemia nopeuksia suuremmilla nopeuksilla; tai
   • , joiden massa (paino) on täydessä lastissa yli 4,5 kertaa hinausyksikön massa (paino).
   • yli 25 mph: n (40 km / h) nopeuksilla, täydessä lastissa sen massa (paino) on yli 3,0 kertaa hinausyksikön massa (paino).

4.2.4 TRAKTORIN AKSELISTOJOUSITUS.

yhdysvaltalaisia traktoreita ei ole perinteisesti valmistettu jousitusjärjestelmillä. Täysin jousitettu alusta eli jousitusjärjestelmä sekä etu-että taka-akseleille voi kuitenkin parantaa käsittelyä kaikilla nopeuksilla. Perinteisessä traktorissa ilman jousitusta paino voi irrota pyöristä, kun ajetaan kolhulla, mikä antaa minimaalisen pidon jarrutettaessa. Paino siirtyy myös eteenpäin etuakselille, mutta suurin osa jarrutustehosta on taka-akselilla. Nämä tekijät yhdessä rajoittavat perinteisen Traktorin jarrutuskykyä. Täysjousituksella pyörien kulkiessa tien töyssyjen yli pyörä ja akseli pystyvät liikkumaan ylös epätasaisen maaston tieltä painojakauman pysyessä samanlaisena. Täysjousituksella pyörät pysyvät paremmin kosketuksissa maahan, mikä maksimoi pyörien vetokertoimen jarrutuksen aikana ja pidon aikana. Esimerkiksi täysi alustarakenne mahdollistaa sen, että koneen massa ”leijuu” täysjousituksen yllä akselien seuratessa maan ääriviivoja.

yleisesti ottaen täyden jousitusjärjestelmän hyödyt voidaan tiivistää seuraavasti:

• parempi ajomukavuus ja eristäminen koko kehon tärinältä sekä kentällä että tiellä.
• kuljettaja hallitsee ajoneuvoa paremmin minimoimalla pyörien maavoimavaihtelut.
• ajoneuvon paremmat käsittelyominaisuudet turvallisempaan käyttöön maantiellä, erityisesti suuremmilla nopeuksilla
• lisääntynyt pito pyöriin kohdistuvan jatkuvan maavoiman ansiosta.
• kehon kiihtyvyyksien minimoinnin mahdollistamat suuremmat matkanopeudet.

Traktorin optimaalista täysjousitusjärjestelmää koskevat vaatimukset ovat:

• renkaat pidetään sellaisina, että niiden maanpintaan kohdistama voima pysyy lähes vakiona.
• traktorit, joiden kuormaus vaihtelee suuresti joko akselivälin sisällä (kuten kuormatussa kuorma-autossa) tai ajoneuvon taka-tai etuosassa, kun niissä kuljetetaan asennettuja työvälineitä.
• suuren tehon ja suuren vedon aikana teho välittyy vetopyörien kautta käyttäen alhaista nopeutta ja suurta vääntömomenttia. Tähän vääntömomenttiin on reagoitava akselin sijaintimekanismin kautta ilman pystysuuntaista komponenttireaktiota.
• merkittävä akseliväli, jolla vältetään suurten maavoimien syntyminen törmäyksissä
• ennustettavat ja ohjattavat kaarreominaisuudet saavutetaan helpoimmin, kun sekä etu-että taka-akseleilla on sama rengaskoko.

4.2.5 TRAKTORIN / HINATTAVIEN LAITTEIDEN RENKAAT.

maantiekuljetukset ovat maatalousrenkaan äärimmäisiä käyttötapoja, sillä renkaan pahin vihollinen kovan jalkakäytävän lisäksi on kuumuus. Suosituspaine ei riipu ainoastaan rengaskuormasta (akselin kuljettama), vaan se riippuu suurimmasta nopeudesta. Koneen maksiminopeudelle on kehitetty erilaisia kuormitus – / inflaatiotaulukoita. Rengastietokirjat listaavat painokapasiteetit ja suositellut ilmanpaineet sekä suurimmat matkanopeudet.

ANSI/ASAE-standardin S430.1 ”Agricultural Equipment Tire Loading and Inflation Pressures” mukaan maatalouskonetyyppisiä renkaita ei ole suunniteltu maantieajoneuvokäyttöön tai toimimaan yli 25 mph: n (40 km / h) nopeuksilla lukuun ottamatta F1-renkaita, jotka on nimetty maantiekäyttöön. Maataloustraktorin renkaissa vastaavat nimitykset ovat SAE J709: n mukaan perusteltuja suuremmille nopeuksille.

4.2.6 ROPS NOPEAMMILLA TRAKTOREILLA.

kaatumisen suojarakenne (RoPS), sellaisena kuin se on kuvattu Society of Automotive Engineers (SAE)-standardissa J2194 ”Roll-Over Protective Structures (RoPS) for Wheeled Agricultural Tractors”, on suojarakenne, joka on suunniteltu minimoimaan Traktorin kaatumisesta vahingossa aiheutuvien käyttäjän vammojen esiintymistiheys ja vakavuus. ROPS on suunniteltu absorboimaan energiaa, joka syntyy Traktorin törmäyksestä maanpintaan Traktorin kaatumisen aikana. Standardin ja testausmenettelyjen tarkoituksena on SAE J67: n ”Overhead Protection for Agricultural Tractors—Test Procedures and Performance Requirements” mukaan suojata käyttäjää kenttätoiminnan aikana eikä ajoneuvon törmäyksissä. Nykyinen ROPS-testistandardi rajoittaa Traktorin testinopeudet 3-5 mph: iin (5-8 km/h) taaksepäin kaatumisen osalta ja 10 mph: n (16 km/h) vähimmäisnopeuden sivuttaisen kaatumisen osalta.

Liu and Ayers (2007) raportoi seuraavista RoPS: n huolenaiheista nopeamman Traktorin osalta: 1) Kuinka paljon enemmän energiaa RoPS: n tulisi kuluttaa nopeampaan traktoriin; 2) kuinka erilaiset ovat törmäysvoimat, joita suurinopeuksinen traktori tuottaa, jos se kaatuu; 3) Miten eteenpäin suuntautuva nopeus vaikuttaa RoPS: n absorboimaan energiaan pitkittäis-ja pystysuunnassa; ja 4) ovatko nykyiset RoPS-testin kriteerit yhteensopivia tai riittävän vahvoja suuremman nopeuden Traktorin ROPS: lle. Niissä ei käsitelty turvallisuuteen liittyviä kompromisseja, joita vahvempi ROPS voi tuoda mukanaan, kuten käyttäjän näkyvyyden heikkenemistä (erityisesti ajoradoille tultaessa), vakavuuden heikkenemistä suuremmasta massakeskipisteestä tai suuremman massan traktoreista muille tienkäyttäjille aiheutuvaa lisääntynyttä riskiä.

4.2.7 VETOAISAKIINNIKE.

pohjoisamerikkalainen vetoaisakiinnike on yksilöllisesti suunniteltu vetokoukku, joka ei välttämättä sovellu suurinopeuksisiin traktoreihin. Vetoaisa ja vetokiinnike saattavat antaa liikaa joustavuutta vakaaseen ohjaukseen suuremmalla nopeudella. Kuulakiinnike (standardina 80 mm) olisi tehokas ratkaisu, mutta pallon sijainti suhteessa Traktorin taka-akseliin on kriittinen. Mitä pidemmälle vetokoukku on kytketty, sitä vakaampi hinattava kalusto on tiekäytössä. Valitettavasti liftauspaikan siirtäminen eteenpäin pienentää kääntösädettä, mikä rajoittaa toimintaa kenttätyön aikana.