• Articles
• admin

Tartalomjegyzék

előszó, köszönetnyilvánítás, Vezetői összefoglaló
1.0 Bevezetés
2.0 a vidéki/városi forgalom interfész
3.0 szövetségi és állami szabályozás
4.0 nagyobb sebességű traktorok
5.0 munkavállalók szállítása a közutakon mezőgazdasági berendezésekkel ellátott utak
6.0 javaslatok a jövőre nézve
7.0 hivatkozások
8.0 a mezőgazdasági biztonsági és egészségvédelmi Bizottság Kutatási és kiterjesztési tagjainak listája

4.0 nagyobb sebességű traktorok

4.1 általunk azonosított problémák:

• az Egyesült Államokban a mezőgazdasági traktorok, az önjáró és a vontatott berendezések gyakran kívül esnek a közúti járművekre vonatkozó jogszabályok követelményein.
• a traktor sebessége nőtt az elmúlt években. A többi úthasználó védelme érdekében a traktorokat és a vontatott berendezéseket úgy kell megtervezni, hogy a vezető minden körülmények között megőrizhesse uralmát mind a traktor, mind a vontatott berendezés felett.
• a biztonsággal kapcsolatos legfontosabb rendszerek, amelyek nagyobb sebességnél problémát jelenthetnek, a kormányzás, a fékek, a felfüggesztés, A gumiabroncsok, az igazítás, a vonószerkezetek, a traktor borulás hatása elleni védőszerkezetek (ROPS), az SMV embléma és a sebességjelző szimbólum (sis).

4.2 MIT TUDUNK EZEKRŐL A PROBLÉMÁKRÓL?

4.2.1 TRAKTOR FORDULATSZÁMA.

történelmileg az Egyesült Államokban a traktorok többségét úgy tervezték, hogy körülbelül 20 km/h (30 km / h) végsebességgel haladjanak. Ezek a járművek általában merev hátsó tengelyekkel és tengelyre szerelt első tengelyekkel rendelkeztek, teljes mérnöki szabványokkal a tervezési és gyártási folyamatokhoz. Az 1980-as években az Európai traktorokat, különösen a 100 LE (75 kW) teljesítményű traktorokat, 25 km/h (40 km / h) feletti maximális talajsebességgel kezdték tervezni. Fizikailag ezek a traktorok hasonlóak a 20 mph (30 km/h) gépekhez, kivéve a sebességváltót és a féket. A traktor szabványai elismerték jelenlétüket, és módosították a megfelelő fékezési szabványok beépítése érdekében. 1994-ben vezették be az első tengelyek nagyobb áttételű és felfüggesztésű traktorait; ezek a traktorok 32 km/h (50 km / h) sebességgel tudtak haladni. 2005-ben az ASABE S390 szabványt, a “mezőgazdasági terepi berendezések definíciói és osztályozásai”, felülvizsgálták, hogy tartalmazzák a talajsebesség kategóriáit. A szabvány, amelyet az American National Standards Institute (ANSI) is jóváhagyott, a mezőgazdasági terepi berendezéseket 5 talajsebesség-osztályozásra osztotta (3.táblázat) a névleges legnagyobb talajsebesség alapján, a gyártó által tervezett és meghatározott eredeti berendezéskonfigurációban. Bár ebben a szabványban nincs konkrét meghatározás a “nagyobb sebességű” traktorra, céljaink szerint, ha a traktor legnagyobb sebessége legalább 25 mph (40 km/h), akkor a traktort nagyobb sebességű traktornak kell tekinteni.

3.táblázat. 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
Vontatott munkagép	ATI	ATI25	ATI40	ATI50	ATI66	ATI65 Plus
hátulra szerelt munkagép	MER	Nem értelmezhető
hátulra szerelt munkagép	MER	Nem értelmezhető
hátsó félig szerelt munkagép	SMR	SMR25	SMR40	SMR50	SMR65	SMR65 Plus
első félig szerelt munkagép	SMF	SMF25	SMF44	SMF50	SMF65	SMF65 Plus
önjáró gép	SPM	SPM25	SPM40	SPM50	SPM65	SPM65 Plus
Bulk carrier/agricultural trailer	ABC	ABC25	ABC40	ABC50	ABC65	ABC65 Plus

Source: ASAE Standard 390.4 (2005)

a Nebraska Traktorteszt összefoglaló jelentéseinek áttekintése azt mutatja, hogy több mint 500 vizsgált traktorból (Grisso, 2007) a vizsgált traktorok közúti sebességfokozata nőtt az elmúlt öt évben (1.ábra). Jelenleg a vizsgált traktorok 40-45% – a egyenlő vagy meghaladja a 25 km/h (40 km / h) sebességet. Az elmúlt 20 évtől az elmúlt öt évig vizsgált traktorokhoz képest (2.ábra) a 25 km/h (40 km / h) vagy annál nagyobb sebességgel tesztelt traktorok száma növekszik. Az eredmények azt mutatják, hogy olyan traktorok állnak rendelkezésre, amelyek meghaladhatják a 25 mph-t (40 km/h).

1.ábra. Az évente tesztelt traktorok gyakorisága, hogy a nagy sebességfokozat 25 mph-nál nagyobb vagy egyenlő haladási sebességet tett lehetővé.

2.ábra. Az elmúlt 20 évben és az elmúlt öt évben tesztelt traktorok közúti közlekedésben alkalmazott nagy sebességfokozatának százalékos aránya.

4.2.2 TRAKTOR KORMÁNYZÁS.

történelmileg a traktorok beépítették a következőket: a) tiszta mechanikus kormányzás; b) hidraulikusan támogatott mechanikus kormányzás; és c) teljes hidrosztatikus kormányrendszerek. Míg sok régebbi, még használatban lévő traktor mechanikus kormányzással rendelkezik, a legtöbb jelenlegi traktor hidrosztatikus kormányzást használ. A hidrosztatikus kormányzás jellemzői:

• alacsony kormányzási erő
• nagy kormányzási nyomaték
• korlátozott vagy nincs visszajelzés a közúti kerekekről a kormánykerékre
• korlátozott vagy nincs önbeállító képesség, és
• Korlátozott kormányzás motor vagy hidraulikus meghibásodás esetén.

aggodalomra ad okot a kormánymű meghibásodása motorhiba esetén, de a vizsgálatok azt mutatják, hogy ezekben a helyzetekben a kormányrendszer teljes hibája nem fordul elő (Grisso, 2007). A vezető képes a traktort meghatározott sugarú körön belül kormányozni, és elegendő ideje van a traktor megállítására. A tapasztalatok azt mutatják, hogy a hidraulikus kormányrendszerek nem hirtelen meghibásodnak. Ezenkívül egyes rendszerek önbeállóak, és elegendő hidraulikus tartalékkal rendelkeznek ahhoz, hogy a vezető megfelelően reagáljon és fenntartsa a traktor irányítását.

a jármű reakciója a kormánykerék bemenetére kritikus a jármű érzete és viselkedése szempontjából. Ha az idő túl rövid, a traktor érzékeny lesz a működésre, és folyamatos korrekciót igényel az egyenes vonal fenntartása érdekében. Ezzel szemben, ha az idő túl hosszú, a traktor lassan reagál, és kormányzási problémákat okozhat a vezető számára. Szélsőséges esetben, ha a vezető először jobbra, majd gyorsan balra kormányoz (mint egy autó vezetése közben), akkor a vezető balra fordíthatja a kereket, miközben vagy még azelőtt, hogy a jármű jobbra kezdett mozogni. Vagy a vezető továbbra is jobbra fordulhat, ami túlságosan jobbra fordul. Mindkét esetben a kormánykerék a közúti kerekek mozgásával fázison kívülre kerül, és ennek kijavításakor a kormányoszlop rugalmasnak tűnhet. A gyakorlatban a maximális kanyarodási erő kifejlesztéséhez szükséges válaszidő 0,6-0,8 másodperc.

4.2.3 TRAKTOR FÉKEZÉSE.

alapvetően a fékek a jármű kinetikus energiájának csökkentését szolgálják hőenergiává történő átalakítással. A jármű sebességének négyzetének függvényében a kinetikus energia gyorsan növekszik. Például egy 50 km / h (80 km / h) sebességgel haladó traktor a fékezéshez szükséges energia körülbelül hétszeresét oszlatja el, mint egy 20 km / h (30 km / h) sebességgel haladó traktor. Ezt a helyzetet súlyosbítja az a jogi követelmény, hogy a gyorsabban mozgó járművek nagyobb sebességgel lassuljanak. Például 20 mph (30 kph) traktorokra történelmileg szükség volt olyan fékrendszerekre, amelyek képesek lassítani 9,3 láb/s2 (2,8 m/s2). Amikor a traktorok elérik a 30 mph (50 kph) sebességet, 16,4 láb/s sebességgel kell lassulniuk2 (5.0 m / s2), amely megegyezik a teherfuvarozási iparral.

a magasabb energiaszint és a gyorsabb lassulás kombinációjával kiváló hőelvezetési jellemzőkkel rendelkező fékrendszerekre van szükség. A hagyományos traktorok általában a traktor hátsó tengelyébe beépített száraz vagy olajba merített tárcsafékekre támaszkodtak. A használt olaj gyakori a tengelykenéshez, a sebességváltó kenéséhez és a munkagépek külső hidraulikaolaj-ellátásához. Ennek az olajnak a fékbetéttörmelékkel való szennyeződése súlyos funkcionális problémákat okozhat a traktor hidraulikus vagy sebességváltó rendszerében. Az olajkenési tulajdonságok lebomlása akkor is előfordulhat, ha az olajat magas hőmérsékletnek teszik ki, ami az alkatrészek tartósságának romlásához vezet.

a hagyományos traktorok tömegeloszlása és nagy hátsó gumiabroncsai lehetővé tették a traktorok számára, hogy csak a hátsó kerekeikből elegendő fékerőt termeljenek; az ilyen traktorok általában nem rendelkeznek első fékekkel. A 25 km / h (40 km / h) traktorokra való áttérés Európában egybeesett az elsőkerék-segédhajtású tengelyek szinte egyetemes elfogadásával. Ez lehetőséget adott a gyártóknak arra, hogy fékezés közben bekapcsolják az első tengely hajtását. Ezt a technológiát a 32 mph (50 kph) traktormodellekbe is bevitték, azzal a kiegészítéssel, hogy valamilyen tárcsaféket beépítettek az első hajtórendszerbe a fékerő elősegítése érdekében.

az ANSI/ASAE szabvány szerint, S365.8, “a fékrendszer tesztelési eljárásai és a mezőgazdasági terepi berendezések fékteljesítmény-kritériumai”, a mezőgazdasági pótkocsik és a vontatott mezőgazdasági gépek fékrendszer-követelményei két területre oszlanak: az egyik a fék nélküli vontatott berendezésekre, a másik a fékekkel:

1. fék nélküli vontatott berendezések esetében a következő információkat kell megadni: ne vontatjon fékkel nem rendelkező berendezéseket:
   • 20 km / h (32 km / h) feletti sebességnél; vagy
   • a gyártó által ajánlott sebességnél nagyobb sebességnél; vagy
   • , amelynek tömege (tömege) teljes terhelés esetén meghaladja a 3300 fontot (1,5 t), és több mint 1,5-szerese a vontatóegység tömegének (tömegének).

1. a fékkel felszerelt vontatott berendezések esetében a következő információkat kell megadni: ne vontatjon olyan berendezést, amely rendelkezik fékekkel:
   • 32 mph (50 km / h) feletti sebességnél; vagy
   • a gyártó által ajánlott sebességnél nagyobb sebességnél; vagy
   • , amely teljes terhelés esetén tömege (tömege) meghaladja a vontatóegység tömegének (tömegének) 4,5-szeresét.
   • 25 km / h (40 km / h) feletti sebességnél, ha teljesen megterhelt tömege (tömege) meghaladja a vontatóegység tömegének (tömegének) 3,0-szeresét.

4.2.4 TRAKTOR TENGELY FELFÜGGESZTÉSE.

az Egyesült Államok traktorait hagyományosan nem felfüggesztési rendszerrel gyártják. A teljesen felfüggesztett alváz, azaz mind az első, mind a hátsó tengely felfüggesztési rendszere azonban minden sebességnél javíthatja a kezelhetőséget. A felfüggesztés nélküli hagyományos traktoron a súly leeshet a kerekekről, amikor egy dudoron halad át, minimális tapadást biztosítva a fékek alkalmazásakor. A súlyt az első tengelyre is előre továbbítják, de a fékerő nagy része a hátsó tengelyen van. Ezek a tényezők együttesen korlátozzák a hagyományos traktor fékezési képességét. Teljes felfüggesztéssel, ahogy a kerekek az úton lévő dudorokon haladnak át, a kerék és a tengely képes felfelé haladni a durva terepen, miközben a súlyeloszlás hasonló marad. Teljes felfüggesztéssel a kerekek jobban érintkeznek a talajjal, ami maximalizálja a kerekek tapadási együtthatóját fékezés közben és vontatás alatt. Például egy teljes alvázszerkezet lehetővé teszi, hogy a gép tömege a teljes felfüggesztés felett lebegjen, miközben a tengelyek a talaj körvonalait követik.

általában a teljes felfüggesztési rendszer előnyei a következőképpen foglalhatók össze:

• nagyobb menetkényelem és elszigeteltség az egész test rezgéseitől, mind a terepen, mind az úton.
• a jármű jobb irányítása a vezető által a kerekek minimális földi erőváltozása révén.
• a jármű jobb kezelhetősége a biztonságosabb közúti használat érdekében, különösen nagyobb sebességnél
• megnövelt tapadás a kerekeknél állandó földi erő révén.
• a nagyobb utazási sebesség lehetősége, amelyet a test minimális gyorsulása tesz lehetővé.

az optimális teljes felfüggesztési rendszer követelményei a traktoron, legyen az nagyobb sebesség vagy hagyományos, a következők:

• gumiabroncsok tartani, hogy az erő, hogy fejtenek ki a talaj felszínén marad szinte állandó.
• olyan traktorok, amelyek a tengelytávon belül (mint egy megrakott tehergépkocsiban) vagy a jármű hátsó vagy elülső részén konzolos rakodásban nagy eltéréseket tapasztalhatnak szerelt munkagépek szállítása során.
• nagy teljesítményű és nagy huzatú műveletek során a teljesítményt a hajtókerekeken keresztül továbbítják alacsony fordulatszám és nagy nyomaték felhasználásával. Ezt a nyomatékot a tengelyelhelyező mechanizmuson keresztül kell reagáltatni, függőleges komponensreakció nélkül.
• jelentős tengelymozgás a nagy földi erők kialakulásának elkerülése érdekében ütközések esetén
• kiszámítható és szabályozható kanyarodási jellemzők a legegyszerűbben az első és a hátsó tengelyek azonos gumiabroncsméretével érhetők el.

4.2.5 TRAKTOR / VONTATOTT BERENDEZÉSEK GUMIABRONCSAI.

a közúti közlekedés a mezőgazdasági gumiabroncsok egyik szélsőséges felhasználási területe, mivel a gumiabroncs legrosszabb ellensége a kemény járdán kívül a hő. Az ajánlott nyomás nem csak a (tengely által szállított) gumiabroncs terhelésétől függ, hanem a maximális sebességtől is függ. Különböző terhelési / felfújási táblázatokat fejlesztettek ki a gép maximális sebességéhez. A gumiabroncs-adatlapok felsorolják a súlykapacitásokat és az ajánlott légnyomásokat, valamint a maximális utazási sebességet.

az ANSI/ASAE szabvány, az S430.1, “mezőgazdasági gépek gumiabroncs-terhelése és inflációs nyomása” szerint a mezőgazdasági típusú gumiabroncsokat nem közúti járműhasználatra vagy 25 km/h (40 km / h) feletti sebességgel történő működésre tervezték, kivéve az autópálya-használatra kijelölt F1 gumiabroncsokat. A mezőgazdasági traktorok gumiabroncsai esetében a SAE J709 szerint hasonló jelölések indokoltak a nagyobb sebességű utazáshoz.

4.2.6 ROP-K NAGYOBB SEBESSÉGŰ TRAKTOROKON.

a borulás hatása elleni védőszerkezet (ROPS), amint azt a Society of Automotive Engineers (SAE) J2194 “roll-Over Protective Structures (ROPS) for kerekes mezőgazdasági traktorok” szabvány írja le, egy olyan védőszerkezet, amelyet úgy terveztek, hogy minimalizálja a traktor véletlen felborulásából eredő kezelői sérülések gyakoriságát és súlyosságát. A ROPS-t úgy tervezték, hogy elnyelje a traktor talajfelszínnel való ütközéséből származó energiát a traktor felborulása során. A szabvány és a vizsgálati eljárások célja az SAE J67 “mezőgazdasági traktorok felső védelme—vizsgálati eljárások és teljesítménykövetelmények” szerint a kezelő védelme a szántóföldi műveletek során, nem pedig a jármű ütközése esetén. A jelenlegi ROPS tesztszabvány a traktor vizsgálati sebességét 3-5 mph-ra (5-8 km/h) korlátozza hátsó borulás esetén, az oldalsó borulás esetén pedig legalább 10 mph (16 km/h) sebességet.

Liu and Ayers (2007)számolt be a következő aggályok ROPS egy nagyobb sebességű traktor: 1) Mennyi több energiát kell a ROPS egy nagyobb sebességű traktor elnyelni; 2) mennyire különböznek az ütköző erők, amelyeket a nagyobb sebességű traktor generál, ha felborul; 3) Hogyan befolyásolja az előremeneti sebesség a ROPS által elnyelt energiát hosszanti és függőleges irányban; és 4) Ha a ROPS teszt jelenlegi kritériumai kompatibilisek vagy elég erősek a nagyobb sebességű traktor ROPS-jéhez. Nem foglalkoztak olyan biztonsági kompromisszumokkal, amelyeket egy erősebb ROPS vezethet be, például a kezelő alacsonyabb láthatósága (különösen az úttestre való belépéskor), a nagyobb tömegközéppontból származó stabilitás csökkenésének lehetősége, vagy a nagyobb tömegű traktorok más úthasználókra gyakorolt fokozott kockázata.

4.2.7 VONÓRÚD-VONÓHOROG.

az észak-amerikai vonórudas vonóhorog egyedi tervezésű Vonóhorog, és előfordulhat, hogy nagyobb sebességű traktorokhoz nem megfelelő. A vonórúd és a vonóhorog-csap konfigurációja túl nagy rugalmasságot biztosíthat a nagyobb fordulatszámon történő stabil vezérléshez. A golyós rántás (80 mm-t standardnak tekintünk) hatékony megoldás lenne, de a golyó elhelyezkedése a traktor hátsó tengelyéhez viszonyítva kritikus. Minél tovább van csatlakoztatva a vonóhorog, annál stabilabb lesz a vontatott berendezés az út üzemeltetése során. Sajnos a bekötési hely előre mozgatása csökkenti a fordulási sugarat, ami korlátozza a terepmunka során végzett műveleteket.