• Articles
• admin

cuprins

Prefață, mulțumiri, rezumat executiv
1.0 Introducere
2.0 interfața de trafic Rural/Urban
3.0 reglementările federale și de Stat
4.0 Tractoare cu viteză mai mare
5.0 transportul lucrătorilor pe drumurile publice cu echipamente agricole
6.0 sugestii pentru viitor
7.0 referințe
8.0 lista membrilor comitetului pentru cercetare și extindere în domeniul securității și sănătății agricole

4.0 Tractoare cu viteză mai mare

4.1 probleme identificate de noi:

• în Statele Unite, tractoarele agricole, echipamentele autopropulsate și remorcate se încadrează adesea în afara cerințelor legislației vehiculelor rutiere.
• vitezele tractorului au crescut în ultimii ani. Pentru a proteja alți participanți la trafic, tractoarele și echipamentele remorcate trebuie proiectate astfel încât să permită conducătorului auto să păstreze controlul atât asupra tractorului, cât și asupra echipamentelor remorcate în orice condiții.
• sistemele cheie legate de siguranță care pot fi o problemă la viteze mai mari includ direcția, frânele, suspensia, anvelopele, alinierea, componentele de cuplare, structurile de protecție împotriva răsturnării tractorului (ROPS), emblema SMV și simbolul indicatorului de viteză (sis).

4.2 CE ȘTIM DESPRE ACESTE PROBLEME?

4.2.1 VITEZELE TRACTORULUI.

din punct de vedere istoric, majoritatea tractoarelor din Statele Unite au fost proiectate să circule cu o viteză maximă de aproximativ 20 mph (30 km/h). Aceste vehicule au prezentat în mod normal punți spate rigide și punți frontale montate pe trunchi, cu standarde complete de inginerie disponibile pentru procesele de proiectare și fabricație. În anii 1980, tractoarele Europene, în special cele cu 100 CP (75 kW), au început să fie proiectate cu o viteză maximă la sol care depășește 25 mph (40 km/h). Din punct de vedere fizic, aceste tractoare sunt similare cu mașinile de 20 mph (30 km/h), cu excepția angrenajelor și a frânelor. Standardele tractorului au recunoscut prezența acestora și au fost modificate pentru a încorpora standarde de frânare adecvate. Tractoarele care încorporează angrenaje și suspensii cu raport mai mare ale axelor frontale au fost introduse în 1994; aceste tractoare au putut parcurge 32 mph (50 km/h). În 2005 Asabe Standard S390,” definiții și clasificări ale echipamentelor agricole de teren”, a fost revizuit pentru a include categorii de viteză la sol. Standardul, aprobat și de American National Standards Institute (ANSI), a împărțit echipamentele agricole de teren în 5 clasificări ale vitezei la sol (Tabelul 3) pe baza vitezei lor maxime nominale la sol într-o configurație originală a echipamentului, așa cum a fost proiectată și specificată de producător. Deși nu există o definiție specifică a tractorului „cu viteză mai mare” în acest standard, în scopurile noastre, atunci când viteza cea mai mare a unui tractor este nominală egală sau mai mare de 25 mph (40 km/h), tractorul este considerat un tractor cu viteză mai mare.

Tabelul 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
Utilaj remorcat	ATI	ATI25	ATI40	ATI50	ATI66	ATI65 Plus
spate montat pune în aplicare	MER	nu se aplică
spate montat pune în aplicare	MER	nu se aplică
spate semi-montat pune în aplicare	SMR	SMR25	SMR40	SMR50	SMR65	SMR65 Plus
dispozitiv semi-montat frontal	SMF	SMF25	SMF44	SMF50	SMF65	SMF65 Plus
mașină autopropulsată	SPM	SPM25	SPM40	SPM50	SPM65	SPM65 Plus
Bulk carrier/agricultural trailer	ABC	ABC25	ABC40	ABC50	ABC65	ABC65 Plus

Source: ASAE Standard 390.4 (2005)

o trecere în revistă a rapoartelor de sinteză a testelor tractorului din Nebraska arată că din cele peste 500 de tractoare testate (Grisso, 2007), viteza de deplasare a tractoarelor testate a crescut în ultimii cinci ani (Figura 1). În prezent, între 40-45% din tractoarele testate sunt egale sau mai mari de 25 mph (40 km/h). În comparație cu tractoarele testate în ultimii 20 de ani până în ultimii cinci ani (Figura 2), se înregistrează o creștere a tractoarelor testate la viteze egale sau mai mari de 25 mph (40 km/h). Rezultatele indică faptul că sunt disponibile tractoare care pot depăși 25 mph (40 km/h).

Figura 1. Frecvența tractoarelor testate în funcție de anul în care treapta superioară permitea viteze de deplasare mai mari sau egale cu 25 mph.

Figura 2. Procentul de tractor de mare viteză pentru transportul rutier testat în ultimii 20 de ani și testat în ultimii cinci ani.

4.2.2 DIRECȚIA TRACTORULUI.

din punct de vedere istoric, tractoarele au încorporat: a) direcție mecanică pură; b) direcție mecanică asistată hidraulic; și c) sisteme complete de direcție hidrostatică. În timp ce multe tractoare mai vechi încă în uz au direcție mecanică, majoritatea tractoarelor actuale folosesc direcție hidrostatică. Caracteristicile Direcției hidrostatice sunt:

• efort redus de direcție
• cuplu ridicat de direcție
• feedback limitat sau inexistent de la roțile de drum la volan
• capacitate de auto-aliniere limitată sau inexistentă și
• direcție limitată în cazul unei defecțiuni a motorului sau a sistemului hidraulic.

pierderea direcției în timpul unei defecțiuni a motorului a fost o preocupare, dar testele arată că în aceste situații nu se produce o defecțiune totală a sistemului de direcție (Grisso, 2007). Conducătorul auto este capabil să conducă tractorul pe o rază determinată și are timp adecvat pentru oprirea tractorului. Experiența arată că sistemele hidraulice de direcție nu eșuează brusc. În plus, unele sisteme se auto-aliniază și sunt proiectate cu o rezervă hidraulică suficientă pentru ca șoferul să răspundă corespunzător și să mențină controlul tractorului.

răspunsul vehiculului la intrarea de la volan este esențial pentru simțul și comportamentul vehiculului. Dacă timpul este prea scurt, tractorul va fi sensibil la funcționare și va necesita o corecție continuă pentru a-l menține în linie dreaptă. În schimb, dacă timpul este prea lung, tractorul va răspunde lent și poate crea probleme de direcție pentru șofer. În cazul extrem, dacă șoferul conduce mai întâi la dreapta și apoi la stânga rapid (așa cum ar face în timp ce conduce o mașină), șoferul poate roti roata la stânga în timp ce, sau chiar înainte, vehiculul a început să se miște la dreapta. Sau șoferul poate continua să vireze la dreapta, ceea ce duce la virarea prea departe spre dreapta. În ambele cazuri, volanul devine defazat odată cu mișcarea roților rutiere și, în încercarea de a corecta acest lucru, coloana de direcție poate părea să aibă proprietăți elastice. În practică, timpul de răspuns țintă pentru a dezvolta forța maximă de virare este între 0,6 și 0,8 secunde.

4.2.3 FRÂNAREA TRACTORULUI.

în mod fundamental, frânele servesc funcției de reducere a energiei cinetice a vehiculului prin conversia în energie termică. În funcție de pătratul vitezei vehiculului, energia cinetică crește rapid. De exemplu, un tractor care se deplasează la 50 mph (80 kph) disipează de aproximativ șapte ori energia pentru frânare decât un tractor care se deplasează la 20 mph (30 kph). Această situație este agravată de cerința legală ca vehiculele cu mișcare mai rapidă să încetinească la rate mai mari. De exemplu, tractoarele de 20 mph (30 kph) au fost necesare în mod istoric pentru a avea sisteme de frânare capabile de decelerare la 9,3 ft/s2 (2,8 m/s2). Când tractoarele ating o viteză de 30 mph (50 kph), acestea trebuie să decelereze la o viteză de 16,4 ft/s2 (5.0 m / s2), care este aceeași cu industria camioanelor.

cu o combinație de nivel mai ridicat de energie și o decelerare mai rapidă, sunt necesare sisteme de frânare cu caracteristici excelente de disipare a căldurii. Tractoarele convenționale s-au bazat în mod normal pe frâne cu disc uscate sau cu ulei încorporate în puntea spate a tractorului. Uleiul utilizat este comun cu cel utilizat pentru lubrifierea axelor, lubrifierea cutiei de viteze și ca sursă externă de ulei hidraulic pentru unelte. Contaminarea acestui ulei cu resturi de garnituri de frână poate duce la probleme funcționale grave în sistemele hidraulice sau de transmisie ale tractorului. Defalcarea proprietăților de lubrifiere a uleiului poate apărea, de asemenea, dacă uleiul este supus la temperaturi ridicate, ceea ce duce la o durabilitate afectată a componentelor.

distribuția greutății și anvelopele spate mari ale tractoarelor convenționale au permis tractoarelor să genereze un efort de frânare suficient numai de la roțile din spate; de obicei, astfel de tractoare nu au montate frâne față. Trecerea la Tractoare de 25 mph (40 kph) în Europa a coincis cu acceptarea aproape universală a osiilor acționate cu asistență la roata din față. Acest lucru a oferit producătorilor posibilitatea de a angaja acționarea punții față în timpul frânării. Această tehnologie a fost, de asemenea, transportată în modelele de tractoare de 32 mph (50 kph), cu adăugarea încorporării unei forme de frâne cu disc pe sistemul de acționare frontală pentru a ajuta efortul de frânare.

conform standardului ANSI / ASAE, S365.8, „procedurile de testare a sistemului de frânare și criteriile de performanță de frânare pentru echipamentele agricole de teren”, cerințele sistemului de frânare pentru remorcile agricole și mașinile agricole remorcate sunt împărțite în două zone: una privind echipamentele remorcate fără frâne și a doua cu frâne:

1. pentru echipamentele remorcate fără frâne, trebuie furnizate următoarele informații: nu remorcați echipamentele care nu au frâne:
   • la viteze mai mari de 20 mph (32 kph); sau
   • la viteze mai mari decât cele recomandate de producător; sau
   • care, atunci când este complet încărcat, are o masă (greutate) de peste 3300 lb (1,5 t) și mai mult de 1,5 ori masa (greutatea) unității de remorcare.

1. pentru echipamentele remorcate cu frâne, trebuie furnizate următoarele informații: nu remorcați echipamentele care au frâne:
   • la viteze mai mari de 32 mph (50 kph); sau
   • la viteze mai mari decât cele recomandate de producător; sau
   • care, atunci când sunt complet încărcate, au o masă (greutate) mai mare de 4,5 ori masa (greutatea) unității de remorcare.
   • la viteze de peste 25 mph (40 kph), atunci când este încărcat complet are o masă (greutate) mai mare de 3,0 ori masa (greutatea) unității de remorcare.

4.2.4 SUSPENSIE AX TRACTOR.

tractoarele din Statele Unite nu sunt fabricate în mod tradițional cu sisteme de suspensie. Cu toate acestea, un șasiu complet suspendat, adică un sistem de suspensie atât pentru punțile față, cât și pentru cele spate, poate îmbunătăți manevrabilitatea la toate vitezele. Pe un tractor convențional fără suspensie, greutatea se poate desprinde de pe roți atunci când trece peste o denivelare, oferind o tracțiune minimă atunci când sunt aplicate frânele. Greutatea este, de asemenea, transferată înainte pe puntea față, dar cea mai mare parte a puterii de frânare se află în puntea spate. Acești factori se combină pentru a limita capacitatea de frânare a tractorului convențional. Cu o suspensie completă, pe măsură ce roțile trec peste denivelări pe drum, roata și puntea sunt capabile să se deplaseze în sus din calea terenului accidentat, în timp ce distribuția greutății rămâne similară. Cu o suspensie completă, roțile sunt mai apte să rămână în contact cu solul, ceea ce va maximiza coeficientul de tracțiune al roților în timpul frânării și sub tracțiune. De exemplu, o construcție completă a șasiului permite masei mașinii să plutească peste suspensia completă, în timp ce axele urmează contururile solului.

în general, beneficiile unui sistem complet de suspensie pot fi rezumate după cum urmează:

• confort sporit la plimbare și izolare față de vibrațiile întregului corp, atât pe teren, cât și pe drum.
• un control mai bun al vehiculului de către șofer prin variații minime de forță la sol ale roților.
• caracteristici de manevrare mai bune ale vehiculului pentru o utilizare mai sigură pe șosea, în special la viteze mai mari
• tracțiune sporită prin forță constantă la sol la roți.
• potențial pentru viteze mai mari de deplasare făcute posibile prin accelerații corporale reduse la minimum.

cerințele pentru un sistem optim de suspensie completă pe un tractor, cu viteză mai mare sau convențional, sunt:

• anvelopele au păstrat astfel încât forța pe care o exercită pe suprafața solului să rămână aproape constantă.
• tractoare capabile să experimenteze variații mari de încărcare fie în Ampatament (ca într-un camion încărcat), fie în consolă în spatele sau în fața vehiculului atunci când transportă unelte montate.
• în timpul operațiilor de mare putere și tiraj ridicat, puterea este transmisă prin roțile motoare Folosind viteză redusă și cuplu mare. Acest cuplu trebuie să reacționeze prin mecanismul de amplasare a osiei fără o reacție a componentelor verticale.
• deplasare semnificativă pe osie pentru a evita generarea de Forțe Terestre ridicate la abordarea denivelărilor
• caracteristicile de virare previzibile și controlabile sunt realizate cel mai ușor cu dimensiuni egale ale anvelopelor atât pe punțile față, cât și pe cele spate.

4.2.5 TRACTOR / ANVELOPE PENTRU ECHIPAMENTE REMORCATE.

transportul rutier este una dintre utilizările extreme pentru o anvelopă agricolă, deoarece cel mai mare dușman al unei anvelope, în afară de pavajul dur, este căldura. Presiunea recomandată nu depinde numai de sarcina anvelopei (transportată de axă), ci va depinde de viteza maximă. Diferite tabele de încărcare / umflare sunt dezvoltate pentru viteza maximă a mașinii. Cărțile de date ale anvelopelor enumeră capacitățile de greutate și presiunile recomandate ale aerului, împreună cu vitezele maxime de deplasare.

conform standardului ANSI / ASAE, S430.1, „Încărcarea anvelopelor pentru echipamente agricole și presiunile de umflare”, anvelopele de tip agricol nu sunt proiectate pentru utilizarea vehiculelor pe autostradă sau pentru a funcționa la viteze mai mari de 25 mph (40 km/h), cu excepția anvelopelor F1 desemnate ca utilizare pe autostradă. Pentru anvelopele pentru tractoare agricole, conform SAE J709, denumiri similare sunt justificate pentru deplasarea cu viteză mai mare.

4.2.6 ROP PE TRACTOARELE CU VITEZĂ MAI MARE.

structura de protecție în caz de răsturnare (Rops), așa cum este descrisă în standardul J2194 al Societății inginerilor auto (SAE) „structuri de protecție în caz de răsturnare (Rops) pentru tractoarele agricole pe roți”, este o structură de protecție concepută pentru a minimiza frecvența și severitatea rănirii operatorului care rezultă din răsturnarea accidentală a tractorului. ROP-urile sunt concepute pentru a absorbi energia rezultată din impactul tractorului cu suprafața solului în timpul unei răsturnări a tractorului. Intenția standardului și a procedurilor de testare, conform SAE J67 „protecția aeriană a tractoarelor agricole—proceduri de testare și cerințe de performanță” este de a proteja operatorul în timpul operațiunilor pe teren și nu pentru accidentele vehiculelor. Standardul actual de testare ROPS limitează viteza de încercare a tractorului la 3-5 mph (5-8 km/h) pentru răsturnarea spate și o viteză minimă de 10 mph (16 km/h) pentru răsturnarea laterală.

Liu și Ayers (2007) au raportat următoarele preocupări pentru ROPS pe un tractor cu viteză mai mare: 1) Cât de multă energie ar trebui să absoarbă un Rops pentru un tractor cu viteză mai mare; 2) Cât de diferite sunt forțele de impact pe care le va genera tractorul cu viteză mai mare dacă se răstoarnă; 3) modul în care viteza înainte influențează energia absorbită de ROPS în direcțiile longitudinale și verticale; și 4) Dacă criteriile actuale pentru testul ROPS sunt compatibile sau suficient de puternice pentru Rops ale tractorului cu viteză mai mare. Acestea nu au abordat compromisurile de siguranță pe care le poate introduce un por mai puternic, cum ar fi vizibilitatea redusă a operatorului (în special la intrarea pe drumuri), potențialul scăderii stabilității de la un centru de masă mai mare sau riscul crescut pentru alți participanți la trafic de la tractoarele cu masă mai mare.

4.2.7 CÂRLIGUL BAREI DE TRACȚIUNE.

cârligul barei de tracțiune Din America de Nord este un cârlig cu design unic și este posibil să nu fie adecvat pentru tractoarele cu viteză mai mare. Configurația barei de tracțiune și a știftului de cuplare poate oferi prea multă flexibilitate pentru un control stabil la viteză mai mare. Un cârlig cu bilă (80 mm fiind considerat standard) ar fi o soluție eficientă, dar amplasarea bilei în raport cu puntea spate a tractorului este critică. Cu cât cârligul este conectat mai departe, cu atât echipamentul remorcat va fi mai stabil în timpul funcționării drumului. Din păcate, deplasarea locației de prindere înainte scade raza de rotire, ceea ce limitează operațiunile în timpul lucrului pe teren.