• Articles
• admin

innehållsförteckning

förord, bekräftelser, sammanfattning
1.0 Introduktion
2.0 landsbygds – /Stadstrafikgränssnittet
3.0 federala och statliga föreskrifter
4.0 traktorer med högre hastighet
5.0 transport av arbetare på offentliga platser vägar med jordbruksutrustning
6.0 förslag för framtiden
7.0 referenser
8.0 lista över utskottet för jordbrukssäkerhet och hälsa forskning och förlängningsmedlemmar

4.0 traktorer med högre hastighet

4.1 problem som identifierats av oss:

• i USA faller jordbrukstraktorer, självgående och bogserad utrustning ofta utanför kraven på vägfordonslagstiftning.
• traktorns hastigheter har ökat de senaste åren. För att skydda andra trafikanter måste traktorer och bogserad utrustning vara konstruerade så att föraren kan behålla kontrollen över både traktorn och bogserad utrustning under alla förhållanden.
• viktiga säkerhetsrelaterade system som kan vara ett problem vid högre hastigheter inkluderar styrning, bromsar, fjädring, däck, justering, hitching komponenter, traktor rollover skyddskonstruktioner (ROPS), SMV emblem, och hastighetsindikator symbol (SIS).

4.2 VAD VET VI OM DESSA PROBLEM?

4.2.1 TRAKTORHASTIGHETER.

historiskt sett var majoriteten av traktorerna i USA utformade för att resa med en toppfart på cirka 20 km/h (30 km / h). Dessa fordon innehöll normalt styva bakaxlar och trunnionmonterade framaxlar med fullständiga tekniska standarder tillgängliga för design och tillverkningsprocesser. På 1980-talet började europeiska traktorer, särskilt de med 100 hk (75 kW), utformas med en topphastighet över 25 km/h (40 km / h). Fysiskt liknar dessa traktorer 20 mph (30 km/h) maskiner utom i växling och bromsar. Traktorstandarderna erkände deras närvaro och modifierades för att införliva lämpliga bromsstandarder. Traktorer med högre utväxling och upphängning av framaxlarna introducerades 1994; dessa traktorer kunde resa 32 km/h (50 km / h). 2005 asabe Standard S390, ”definitioner och klassificeringar av Jordbruksfältutrustning”, reviderades för att inkludera kategorier av markhastighet. Standarden, som också godkänts av American National Standards Institute (ANSI), delade jordbruksfältutrustning i 5 markhastighetsklassificeringar (tabell 3) baserat på deras nominella maximala markhastighet i en originalutrustningskonfiguration som designad och specificerad av tillverkaren. Även om det inte finns någon specifik definition av ”högre hastighet” traktor i denna standard, för våra ändamål, när en traktors högsta hastighet är lika med eller mer än 25 km/h (40 km / h), betraktas traktorn som en traktor med högre hastighet.

tabell 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
bogserade genomföra	ATI	ATI25	ATI40	ATI50	ATI66	ATI65 Plus
bakmonterad redskap	MER	Ej tillämpligt
bakmonterad redskap	MER	Ej tillämpligt
bakre halvmonterade redskap	SMR	SMR25	SMR40	SMR50	SMR65	SMR65 Plus
främre halvmonterade redskap	SMF	SMF25	SMF44	SMF50	SMF65	SMF65 Plus
självgående maskin	SPM	SPM25	SPM40	SPM50	SPM65	SPM65 Plus
Bulk carrier/agricultural trailer	ABC	ABC25	ABC40	ABC50	ABC65	ABC65 Plus

Source: ASAE Standard 390.4 (2005)

en översyn av Nebraska Tractor Test Summary reports visar att av över 500 testade traktorer (Grisso, 2007) har vägväxelhastigheten för de testade traktorerna ökat under de senaste fem åren (Figur 1). För närvarande är mellan 40-45% av de testade traktorerna lika med eller överstiger 25 mph (40 km/h). Jämfört med de traktorer som testats under de senaste 20 åren till de senaste fem åren (Figur 2), är det en ökning av traktorer som testats med hastigheter lika med eller större än 25 km/h (40 km / h). Resultaten indikerar att traktorer finns tillgängliga som kan överstiga 25 km/h (40 km / h).

Figur 1. Frekvensen för traktorerna testade efter år att högväxeln tillät körhastigheter större än eller lika med 25 mph.

Figur 2. Andelen traktorns höga växelhastighet för vägtransporter testades under de senaste 20 åren och testade de senaste fem åren.

4.2.2 TRAKTORSTYRNING.

historiskt har traktorer införlivat: a) ren mekanisk styrning; b) hydrauliskt assisterad mekanisk styrning; och c) fulla hydrostatiska styrsystem. Medan många äldre traktorer fortfarande används har mekanisk styrning, använder de flesta nuvarande traktorer hydrostatisk styrning. Egenskaperna hos hydrostatisk styrning är:

• låg styrinsats
• högt styrmoment
• begränsad eller ingen återkoppling från väghjulen till ratten
• begränsad eller ingen självjusteringsförmåga, och
• begränsad styrning vid motor-eller hydraulfel.

förlust av styrning under ett motorfel har varit ett problem men tester visar att under dessa situationer uppstår inte totalt fel i styrsystemet (Grisso, 2007). Föraren kan styra traktorn inom en bestämd radie och har tid som är lämplig för att stoppa traktorn. Erfarenheten visar att hydrauliska styrsystem inte misslyckas plötsligt. Dessutom är vissa system självjusterande och är konstruerade med tillräcklig hydraulisk reserv för att föraren ska kunna reagera på lämpligt sätt och behålla kontrollen över traktorn.

fordonets svar på inmatning från ratten är avgörande för fordonets känsla och beteende. Om tiden är för kort kommer traktorn att vara känslig för drift och kräver kontinuerlig korrigering för att hålla den i en rak linje. Omvänt, om tiden är för lång, kommer traktorn att vara trög att svara och kan skapa styrproblem för föraren. I det extrema fallet, om föraren först styr höger och sedan snabbt vänster (som de skulle göra när du kör bil), kan föraren vrida hjulet åt vänster medan eller till och med innan fordonet har börjat röra sig åt höger. Eller föraren kan fortsätta svänga höger, vilket resulterar i att vrida för långt till höger. I båda fallen blir ratten ur fas med väghjulens rörelse och i försök att korrigera detta kan rattstången tyckas ha elastiska egenskaper. I praktiken är målresponstiden för att utveckla maximal kurvkraft mellan 0,6 och 0,8 sekunder.

4.2.3 TRAKTORBROMSNING.

i grunden tjänar bromsar funktionen att minska fordonets kinetiska energi genom omvandling till värmeenergi. Som en funktion av fordonets hastighet ökar kinetisk energi snabbt. Till exempel släpper en traktor som reser vid 50 mph (80 kph) ungefär sju gånger energin för bromsning än en traktor som reser vid 20 mph (30 kph). Denna situation förvärras av det rättsliga kravet på snabbare rörliga fordon att bromsa till högre priser. Till exempel har 20 mph (30 km/h) traktorer historiskt varit skyldiga att ha bromssystem som kan bromsa vid 9,3 ft/s2 (2,8 m / s2). När traktorer når en hastighet på 30 mph (50 km/h) måste de bromsa med en hastighet av 16,4 ft / s2 (5.0 m / s2), vilket är detsamma som lastbilsindustrin.

med kombinationen av högre energinivå och snabbare retardation krävs bromssystem med utmärkta värmeavledningsegenskaper. Konventionella traktorer har normalt förlitat sig på antingen torra eller oljedämpade skivbromsar inbyggda i traktorns bakaxel. Oljan som används är vanlig med den som används för axelsmörjning, växellådssmörjning och som en extern hydrauloljetillförsel till redskap. Förorening av denna olja med bromsbelägg kan leda till allvarliga funktionsproblem inom traktorns hydrauliska eller transmissionssystem. Nedbrytning av oljesmörjningsegenskaper kan också uppstå om oljan utsätts för höga temperaturer vilket leder till försämrad hållbarhet hos komponenter.

viktfördelningen och de stora bakdäcken på konventionella traktorer har gjort det möjligt för traktorer att generera tillräcklig bromsansträngning enbart från sina bakhjul; vanligtvis har sådana traktorer inga främre bromsar monterade. Övergången till 25 km / h (40 km / h) traktorer i Europa har sammanfallit med den nästan universella acceptansen av framhjulsassistentdrivna axlar. Detta har gett tillverkarna möjlighet att koppla in framaxeldrivningen under bromsning. Denna teknik har också transporterats in i 32 mph (50 km / h) traktormodeller, med tillägg av att införliva någon form av skivbromsar på det främre drivsystemet för att hjälpa bromsansträngningen.

enligt ANSI/ASAE-standarden, S365.8, ”provningsförfaranden för bromssystem och kriterier för bromsprestanda för Jordbruksfältutrustning”, bromssystemkraven för jordbruksvagnar och bogserade jordbruksmaskiner är uppdelade i två områden: en om bogserad utrustning utan bromsar och den andra med bromsar:

1. för bogserad utrustning utan bromsar ska följande information lämnas: bogsera inte utrustning som inte har bromsar:
   • vid hastigheter över 20 km / h (32 km / h); eller
   • vid hastigheter över det som rekommenderas av tillverkaren; eller
   • som, när den är fullastad, har en massa (vikt) över 3300 lb (1.5 t) och mer än 1.5 gånger massan (vikt) av bogseringsenheten.

1. för bogserad utrustning med bromsar ska följande information lämnas: bogsera inte utrustning med bromsar:
   • vid hastigheter över 32 km / h (50 km / h); eller
   • vid hastigheter över den som rekommenderas av tillverkaren; eller
   • som, när den är fullastad, har en massa (vikt) som är mer än 4,5 gånger vikten (vikt) hos dragutrustningen.
   • vid hastigheter över 25 mph (40 km / h), när den är fullastad har en massa (vikt) mer än 3,0 gånger massan (vikt) av bogseringsenheten.

4.2.4 TRAKTOR AXEL FJÄDRING.

USA: s traktorer tillverkas inte traditionellt med upphängningssystem. Ett helt upphängt chassi, dvs. ett upphängningssystem för både fram-och bakaxlar, kan dock förbättra hanteringen vid alla hastigheter. På en konventionell traktor utan upphängning kan vikten komma från hjulen när man går över en bump, vilket ger minimal dragkraft när bromsar appliceras. Vikten överförs också framåt på framaxeln, men det mesta av bromskraften finns i bakaxeln. Dessa faktorer kombineras för att begränsa bromsförmågan hos den konventionella traktorn. Med full fjädring, när hjulen går över stötar på vägen kan hjulet och axeln röra sig upp ur vägen för den grova terrängen medan viktfördelningen förblir likartad. Med full fjädring är hjulen mer benägna att hålla kontakt med marken vilket maximerar hjulens dragkoefficient under bromsning och under dragkraft. Till exempel tillåter en full chassikonstruktion maskinens massa att ’flyta över’ hela upphängningen medan axlarna följer markens konturer.

i allmänhet kan fördelarna med ett fullständigt upphängningssystem sammanfattas enligt följande:

• ökad körkomfort och isolering från hela kroppsvibrationer, både på fältet och på vägen.
• bättre kontroll av fordonet av föraren genom minimerade markkraftsvariationer av hjulen.
• bättre hanteringsegenskaper hos fordonet för säkrare användning på vägen, särskilt vid högre hastigheter
• ökad dragkraft genom konstant markkraft vid hjulen.
• Potential för högre körhastigheter som möjliggörs genom minimerade kroppsaccelerationer.

kraven för ett optimalt fullfjädringssystem på en traktor, oavsett om det är högre hastighet eller konventionellt, är:

• däcken hålls så att den kraft som de utövar på markytan förblir nästan konstant.
• Traktorer kan uppleva stor variation i lastning antingen inom hjulbasen (som i en lastad lastbil) eller fribärande på baksidan eller framsidan av fordonet när de bär monterade redskap.
• under hög effekt och högt drag, överförs kraften genom drivhjulen med låg hastighet och högt vridmoment. Detta vridmoment måste reageras genom axelplaceringsmekanismen utan vertikal komponentreaktion.
• betydande axelrörelse för att undvika att generera höga markkrafter vid hantering av stötar
• förutsägbara och kontrollerbara kurvegenskaper uppnås lättast med lika stora däckstorlekar på både fram-och bakaxlar.

4.2.5 TRAKTOR / BOGSERAD UTRUSTNING DÄCK.

vägtransporter är en av de extrema användningarna för ett jordbruksdäck eftersom ett däcks värsta fiende förutom den hårda trottoaren är värme. Det rekommenderade trycket beror inte bara på däckbelastningen (bärs av axeln) men beror på maximal hastighet. Olika Last – / inflationstabeller utvecklas för maskinens maximala hastighet. Däckdataböcker listar viktkapacitet och rekommenderade lufttryck tillsammans med maximala körhastigheter.

enligt ANSI / ASAE-standarden, S430.1,” Däckbelastning och inflationstryck för jordbruksutrustning”, är däck av jordbrukstyp inte konstruerade för motorvägsfordon eller för att arbeta med hastigheter över 25 km/h (40 km / h) förutom F1-däcken som betecknas som motorvägsanvändning. För jordbrukstraktordäck, enligt SAE J709, är liknande beteckningar motiverade för högre hastighet.

4.2.6 ROPS PÅ TRAKTORER MED HÖGRE HASTIGHET.

rollover protective structure (ROPS), som beskrivs i Society of Automotive Engineers (SAE) Standard J2194 ”Roll-Over Protective Structures (ROPS) for Wheeled Agricultural Tractors”, är en skyddande struktur utformad för att minimera frekvensen och svårighetsgraden av operatörsskador till följd av oavsiktlig traktorvridning. ROPS är utformade för att absorbera energi som härrör från traktorns påverkan med markytan under en traktorvridning. Syftet med standarden och testprocedurerna, enligt SAE J67 ”Overhead Protection for Agricultural Tractors—Test Procedures and Performance Requirements” är att skydda operatören under fältoperationer och inte för fordonsolyckor. Den nuvarande RoPS-teststandarden begränsar traktorns testhastigheter till 3-5 mph (5-8 km/h) för bakrullning och en minsta hastighet på 10 mph (16 km/h) för sidrullning.

Liu och Ayers (2007) rapporterade om följande problem för ROPS på en traktor med högre hastighet: 1) Hur mycket mer energi ska en ROPS för en traktor med högre hastighet absorbera; 2) Hur olika är de slagkrafter som traktorn med högre hastighet kommer att generera om den välter; 3) Hur framhastigheten påverkar energin som absorberas av ROPS i längsgående och vertikala riktningar; och 4) om de nuvarande kriterierna för ROPS-testet är kompatibla eller tillräckligt starka för ROPS på traktorn med högre hastighet. De tog inte upp säkerhetsavvägningar som en starkare rop kan införa, såsom sänkt förarsynlighet (särskilt när man går in på vägar), potentialen för minskad stabilitet från ett högre masscentrum eller den ökade risken för andra trafikanter från traktorer med högre massa.

4.2.7 DRAGSTÅNGSFÄSTE.

den nordamerikanska dragkroken är en unikt utformad dragkrok och kanske inte är tillräcklig för traktorer med högre hastighet. Dragstången och hitch pin-konfigurationen kan ge för mycket flexibilitet för stabil kontroll vid högre hastighet. En kulkrok (80 mm betraktas som standard) skulle vara en effektiv lösning men placeringen av bollen i förhållande till traktorns bakaxel är kritisk. Ju längre fram haken är ansluten, desto stabilare kommer den bogserade utrustningen att vara under vägdrift. Tyvärr, flytta hitching plats framåt minskar svängradie, vilket begränsar verksamheten under fältarbete.