Současný traktor již dávno není jednoduchým strojem se spartánským vybavením a v tomto ohledu můžeme směle říci, že svou technickou úrovní převyšuje technickou vyspělost moderních automobilů. Není divu, požadavků, které jsou na něj kladeny, je mnohem více než těch, které vyžadujeme od automobilu. V dnešním tématu přinášíme stručný přehled progresivních technických řešení, která jsou nyní obvyklá ve vyšší výkonové třídě traktorů.
Motory
Jedním ze základních parametrů určujících výkon motoru je zdvihový objem válců. Ten však není možné zvyšovat donekonečna, neboť s ním narůstá velikost a hmotnost motoru. Proto se u všech výkonných motorů používá turbodmychadlo – tedy stlačování nasávaného vzduchu za účelem zvýšení jeho objemové hmotnosti. Turbodmychadlo je přitom ve většině případů doplněno chladičem stlačeného vzduchu. Díky přeplňování se do válců dostane více vzduchu a tím se může zvýšit i vstřikované množství paliva, které v takovýchto podmínkách dokáže prohořet. Výsledkem je vyšší výkon a skutečnost že například na 270 k jmenovitého výkonu vystačí někteří výrobci i se zdvihovým objemem pod 7 l. Turbodmychadlo přitom ve výsledku ještě snižuje měrnou spotřebu paliva. Má však přece jen jeden nedostatek, a sice horší účinnost v nízkých otáčkách. Tento nedostatek výrobci řeší buďto použitím turbodmychadla s regulací stlačovaného vzduchu (vyšší tlak je dosažen již v nízkých otáčkách, ve vysokých otáčkách regulační ventil tlak snižuje), nebo regulací množství vstřikovaného paliva v závislosti na plnícím tlaku. Aby se velké množství vzduchu rychle vpravilo do válců mají nejvýkonnější motory takřka ve standardu čtyřventilovou techniku.
Klasická vstřikovací čerpadla s odstředivým regulátorem otáček, u kterých bylo možné regulovat pouze dávku vstřikovaného paliva a díky odstředivému regulátoru otáček také okamžik předvstřiku, jsou již minulostí. Nyní je obvyklé elektrické ovládání řídící tyče čerpadla, které řídí počítač, jenž vyhodnocuje údaje z čidel polohy akceleračního pedálu otáčky motoru, teplota chladící kapaliny, výfukových plynů, oleje, nasávaného vzduchu a všechny tyto hodnoty mají vliv na výsledné nastavení dávky paliva. Zároveň je možné nastavit různý režim práce motoru a elektronická regulace je též základní podmínka pro funkci tempomatu.
Avšak výrobci jdou dál a nyní zavádí takzvané sdružené vstřikovače (pro každý válec je samostatná vstřikovací jednotka). Tyto systémy dovolují vysoké vstřikovací tlaky (přes 100 i 200 MPa) a ve spolupráci s víceotvorovými tryskami přispívají k lepšímu rozprášení paliva a tím i k vyšší účinnosti spalování. Vedlejším produktem vysokých vstřikovacích tlaků je odpadní teplo, a proto mívají motory se sdruženými vstřikovači chladiče paliva. Nechladí se však vstřikované palivo (což samozřejmě technicky není možné), ale palivo, které se přepouští zpět do nádrže. Sdružené vstřikovače vybavené elektromagnety navíc dovolují tvarovat průběh vstřiku paliva s cílem jeho lepšího prohoření, což v důsledky přispívá k větší účinnosti motoru i k nižším emisím spalin.
Převodovky
Jak známo, bez dobré převodovky nemůže prokázat své kvality dobrý motor a naopak. A o traktorech, které ve většině případů pracují v oblasti maximálního výkonu, to platí dvojnásob. Proto již před lety výrobci doznali, že klasická mechanická převodovka potřebám traktorů nedostačuje a začali ji doplňovat stupni řazenými pod zatížením. V nejvyšší výkonové kategorii však ani toto řešení nepostačuje. Traktorista potřebuje široký rozsah rychlostních stupňů pro polní práce a možnost přeřadit za jízdy s pluhem či jiným zařízením pro zpracování půdy dává jen převodovka řazená pod zátěží. Takže v kategorii nejvyšších výkonů nacházíme jen tyto převodovky, které můžeme rozdělit na typ PowerShift, kde se pomocí brzd a spojek umístěných v převodovce manuálně či automaticky řadí převodové stupně, a to obvykle podle otáček, zatížení motoru, nebo polohy plynového pedálu. Druhou možností, která se v současnosti jeví jako velmi perspektivní, jsou plynulé převodovky. Ty kombinují mechanickou a hydrostatickou větev pojezdu s tím, že obvykle v nižších pojezdových rychlostech je podíl hydrostatu větší a naopak. Zde vítězí ti, kteří dokáží snížit podíl hydrostatického přenosu a zachovat přitom plynulost pojezdu. Je totiž nutné si uvědomit, že popisovaná plynulost je nutně vyvážena horší energetickou účinností převodovky a tak jako obvykle je něco za něco.
U popisovaných typů převodovek samozřejmě nastupuje elektronika. Výrobce, který dokáže nabídnout systém, který vyhodnocuje více faktorů a podle nich mění převodové stupně, dosahuje i lepších výsledků zejména v oblasti spotřeby paliva.
Přenést velký kroutící moment z motoru na převodovku to není jen tak. Proto většina výrobců v především zájmu životnosti a spolehlivosti používá mokré vícelamelové spojky.
Pneumatiky nebo pásy?
Při přenosu velkých výkonů se výrobci traktorů musí vypořádat i s přenosem výkonu na podložku a také s utužením půdy, neboť hmotnost těchto strojů je vysoká. Pohon všech kol pro lepší rozložení hmotnosti a přenosu výkonu je již samozřejmostí, ale naskýtá otázka zda jsou výhodnější řešení kolová nebo pásová. Odpověď tak jako vždy není jednoznačná. Pásové provedení má mnohem menší prokluz (5 %) oproti kolové variantě (10 až 20 %). Navíc pásové traktory umožňují mnohem pohodlnější jízdu po poli a zejména pro přípravu půdy a setí jsou vynikajícími pomocníky. Při orbě však musí jet „on line“, tedy mimo brázdu, což nemusí být vždy ideální. Gumové pásy umožňují jízdy po silnici ta je však v porovnání s kolovými traktory velmi nepohodlná.
Naproti tomu kolový traktor je univerzální a při orbě se profilem pneumatiky přizpůsobuje tvaru brázdy. Při polních pracích jako je podmítka, příprava půdy a setí jsou obvykle nutné dvoumontáže nejen zadních, ale i předních kol a u kloubových tahačů se můžeme setkat i s trojmontážemi. To je samozřejmě také nevýhodné, neboť s těmito vícemontážemi není možná přeprava po pozemních komunikacích.
Maximální pojezdová rychlost traktorů se zvyšuje a zdá se, že standardních 40 km/h je již minulostí a je nahrazeno rychlostí o 10 km/h vyšší. Tomu je samozřejmě třeba přizpůsobit konstrukci strojů, zejména s ohledem na brzdy a dobrý kontakt kol s podložkou – tedy odpružení. Brzdy výkonných traktorů jsou ve většině případů mokré lamelové a na všech kolech. Výše zmíněné plynulé převodovky mají navíc také aktivní klidovou regulaci – při posunutí páky řazení do neutrální polohy se automaticky zapne pohon přední nápravy a traktor se zablokuje. Klasickou ruční parkovací brzdu však mají všichni stále ve výbavě – z bezpečnostních důvodů. Samozřejmostí se staly dvouokruhové vzduchové brzdy pro brzdění připojených strojů a nářadí.
Druhým prvkem, který je nutný pro bezpečnou jízdu ve rychlostech okolo 50 km/h je zmíněné odpružení přední nápravy, které udržuje stálý kontakt předních kol s podkladem. Většina výrobců přitom využívá akumulátory s kapalným dusíkem, někteří výrobci používají i vzduchové či hydraulické odpružení. Ale nejen bezpečnost jízdy zvyšuje odpružená přední náprava. Jistě znáte stav, kdy se při zatížení traktoru začíná odlehčovat přední náprava a výsledkem je známé poskakování. Při dobrém odpružení se tento negativní efekt eliminuje.
Ale když už jsme u toho odpružení. Stále více se prosazují odpružené kabiny a též absorbéry kmitů na ramenech hydrauliky.
Hydraulika
Výkonné traktory jsou obvykle koncipovány jako tahače nářadí určené pro práci se stroji připojenými do závěsu, nebo zadních ramen hydrauliky, a méně často poháněné vývodovým hřídelem. Tomu odpovídá i rozložení hmotnosti na nápravy, kdy je výhodné posunout motor dopředu a zatížit tak přední nápravu. Jako výhodné se jeví rozložení, při kterém je přes 50 % hmotnosti na přední nápravě.
Jelikož pracovní záběry agregovaných strojů stále rostou, zvětšuje se i jejich hmotnost. Zadní ramena hydrauliky jsou proto přizpůsobována pro stále větší zatížení, takže nyní bez problémů zvedají zátěže o hmotnosti přes 10 tun. Elektrohydraulická regulace (EHR) snímající zatížení ramen je již samozřejmostí.
Stejně tak se prosadila regulace průtoku oleje známá pod názvem Load Sensing, která dovoluje dávkovat tlakový olej jen podle skutečného zatížení připojeného hydraulického zařízení a hydraulické čerpadlo nemusí pracovat stále s plným výkonem.
Elektronika a řízení
Všechna popisovaná konstrukční řešení mají obvykle jedno pojítko. Zvýšené využití elektrických prvků. Je to pochopitelné, neboť veškeré elektrické systémy by neměly většího smyslu bez zapojení do celku, tedy na vhodně naprogramovanou řídící jednotku, která přebírá za obsluhu značnou část její práce. Traktorista se může plně soustředit na řízení stroje. Počítače tak optimalizují chod motoru ve spolupráci s volbou převodového poměru a dále též kontrolují činnost všech důležitých prvků a upozorňují na eventuální poruchy. Většina výrobců již také vybavila své traktory systémy, které dovolují naprogramovat některé stále se opakující úkony (typickým příkladem je otáčení s nářadím na souvrati), a ty pak spouštět jedním tlačítkem.
Ale elektronika aplikovaná pro řízení motoru a převodovky zatím není všemocná a předvídavost a zkušenosti obsluhy zde platí mnohem více. Zatím se dá říci, že elektronika eliminuje vliv špatné obsluhy, ale dobrá obsluha dokáže obvykle jet s nižší spotřebou než automatický režim, který řídí počítač, což je dáno zejména tím, že vidí, co ji čeká, a včas na to reaguje. Avšak vypadá to, že v budoucnu tomu může být jinak.
Luboš Stehno
