Mezőgazdasági gépek gumiabroncsai

Bevezetés
A mezőgazdasági gumiabroncsok feladata 
A mezőgazdasági gumiabroncsok felépítése és anyagai 
A mezőgazdasági gumiabroncsok műszaki jellemzői 
A mezőgazdasági gumiabroncsok méretjelölése 
A mezőgazdasági gumiabroncsok keréktárcsái 
A mezőgazdasági gumiabroncsok tulajdonságai 
A vonóerő kialakulása a gumiabroncsos kerekű erőgépeknél 
A gumiabroncsozású kerekek talajtömörítő hatása 
Talajkímélés korszerű mezőgazdasági gumiabroncsokkal 
Központi belsőlevegőnyomás-szabályozó berendezések 
A mezőgazdasági gumiabroncsok fejlesztése 
A mezőgazdasági gumiabroncsok vizsgálata 
A mezőgazdasági gumiabroncsok alkalmazástechnikája 
Korszerű mezőgazdasági gumiabroncsok 
Az újabb fejlesztésű mezőgazdasági gumiabroncsok 
Új profilmintázatú mezőgazdasági gumiabroncsok 
„Okos” mezőgazdasági gumiabroncsok 
A jövő mezőgazdasági gumiabroncsai 
Gumiabroncs v/s gumiheveder 

A mezőgazdasági gumiabroncsok tulajdonságai
Rövid idővel traktorabroncsok megjelenését követően, 1932-ben egy ASAE (American Society of Agricultural Engineers; a mezőgazdasági mérnökök amerikai társasága) rendezvényen G. W. McCuen professzor az első Firestone gumiabroncs kipróbálásának tapasztalatairól a következő, ma is érvényes megállapításokat tette:

• nagyobb vonóerő kifejtés;
• kevesebb hajtóanyag-fogyasztás;
• gyorsabb munkasebesség;
• kedvezőbb vezetői komfort.

Napjainkban az univerzális, nagy teljesítményű traktorokra, az egyre nagyobb tömegű betakarítógépekre, a nagy kapacitású pótkocsikra, tartálykocsikra szerelt mezőgazdasági gumiabroncsoknak mind műszaki, mind agronómiai szempontból és alkalmazástechnikai oldalról különleges követelményrendszert kell teljesíteni. A megfelelő teherbíró képesség mellett elsősorban a maximális vonóerő kifejtés (vonóképesség), a minimális talajtömörítés, a hosszú élettartam és a versenyképes vételár (ár-érték arány) tekintetében kell teljesíteniük a felhasználói igényeket.

A korszerű mezőgazdasági gumiabroncsokkal szembeni elvárások ma már igen széles skálán mozognak. A traktorokra, kombájnokra, az önjáró betakarítógépekre készített gumiabroncsoknak sokrétű – járműtechnikai, talajmechanikai, agrotechnikai, geometriai, üzemeltetési – követelményrendszernek kell megfelelniük. Az igények között szerepel az elegendő teherbírás, a jó menetstabilitás, a hatékony lengéscsillapítás, a jó oldalvezetés, az optimális kerékcsúszás (szlip), a nagy vonóerő, a csekély mértékű kerékbesüllyedés, a kismértékű talajtömörítés. A futófelület kialakításának biztosítania kell a megfelelő tapadást, kapaszkodást, az iránytartást, a kellő öntisztítást, az egyenletes kopást, és nem utolsó sorban a tartós ütési szilárdságot (ütésállóság). Mindezeken túl meghatározó a bekerülési értékük (fogyasztói, illetve vételár) is. Az általános kritériumrendszert a 4. táblázat foglalja össze.

4. táblázat. Mezőgazdasági gumiabroncsokkal szemben támasztott követelményrendszer

Az erőgépekhez hasonlóan az egyre nagyobb tömegű, nagyobb méretű munkagépekhez (pl. bálázók, takarmánykeverő-kiosztó kocsik), vontatmányokhoz (pl. pótkocsik, tartálykocsik, szervestrágya-szórók) egyre nagyobb implement gumiabroncsok szükségesek, amelyek kielégítik a teherhordozási, stabilitási, talajkímélési, valamint a közúti közlekedési feltételeket, jó az öntisztuló képességük és nem utolsósorban kisebb a vonóerő-, illetve vontatásiteljesítmény-igényük, elősegítik a könnyebb haladást.

A minden igényt magas szinten kielégíteni képes konstrukción még dolgoznak a gyártók, de az elmúlt években felgyorsult fejlesztések eredményeként jelenleg az alacsony profilú, radiál gumiabroncsokkal a követelmények nagy része már teljesíthető. Ezeknek a traktor-, kombájn-, illetve implement (munkagép) gumiabroncsoknak fő ismérvei a profiltényező (a profilmagasság és a profilszélesség hányados) csökkenése és az erősített oldalfalú radiál vázszerkezet kialakítása. Ma már egyre nagyobb mértékben az ilyen korszerű gumiabroncsokat alkalmazzák a mezőgépgyártók OEM (Original Equipment Manufacturer; részegység eredeti gyártótól) stratégiájuk részeként első szerelésre, a felhasználók pedig pótlásként (13.ábra).

13. ábra.Korszerű, alacsony profilú, radiál mezőgazdasági gumiabroncsok

A radiál mezőgazdasági gumiabroncsok főbb előnyös tulajdonságai a következők:

• nagyobb teherbírás;
• szélesebb futófelület és nagyobb benyomódás (deflexió), amely nagyobb felfekvő felületet, kisebb talajba süllyedést, ezáltal kisebb talajnyomást eredményez;
• a nagyobb felfekvő felületen több bordapár érintkezik a talajjal, ami növeli a vonóerőt;
• a magasabb bordák a szántóföldön növelik a gumiabroncs kapaszkodóképességét;
• nagyobb a bordák közötti tér, szélesebb profilcsatorna, így a különböző állapotú talajokon hatékony öntisztulásuk, a lejtőn végzett munkáknál jobb az oldalstabilitásuk;
• a koronavonalban átlapolt bordafelületek nyugodtabb futást biztosítanak, elsősorban szilárd burkolatú úton nagyobb haladási sebességnél is;
• a rugalmasabb oldalfal lengéscsillapító hatása növeli a vezetési, utazási kényelmet, magasabb a komfortérzet;
• a bordák mozgása az egyidejű teljes felfekvésük miatt kisebb, így kisebb a kopásuk, nő a gumiabroncs élettartama;
• a kisebb gördülési ellenállás következtében csökken az üzemanyag-fogyasztás,
• esztétikusabb a gumiabroncs megjelenése.

Az alacsony profilú, radiál kivitelű mezőgazdasági gumiabroncsok igénye jelentősen megnövekedett, hiszen 20-40 százalékkal kedvezőbb tulajdonságokkal rendelkeznek a normál profilú, radiál abroncsokhoz képest. A 14. ábrán jól látható a Kleber cég által mért hat legfontosabb jellemző közötti különbség a 710/75R34 méretű, szuperszéles és a vele külső átmérőben megegyező 20,8R42 méretű, normál profilú, radiál traktorabroncs esetén.

14. ábra. Alacsony profilú, radiál traktorgumiabroncsok előnyei a normál profilú, radiál traktorgumiabroncsokhoz képest

Hasonlóan eredményre jutottak egy 900/50R42 méretű Goodyear DT 810 típusú extrém széles traktorabroncs tesztelése során is, amelynek talajfelszínre gyakorolt nyomása 40%-kal kisebb volt, mint egy 580/70R42 méretű szuperszéles abroncsé, miközben 35%-kal nagyobb vonóerőt fejtett ki. Az alacsony talajterhelése és az igen jó vonóképessége a 30%-kal nagyobb felfekvési felületének és speciális konstrukciójának köszönhető. Ez az extrém széles traktorabroncs közúton 50 km/h sebességgel haladhat és 1,6 bar belső levegőnyomás esetén 5600 kg-mal terhelhető. A szántóföldi tesztek során arra is választ keresnek, hogy milyen további előnyei és hátrányai vannak a korszerű, alacsony profilú, radiál abroncsoknak a kontrollnak választott normál profilú, radiál változattal szemben. Vizsgálják a teherbírást, a vonóerőt, a stabilitást, a lengési és fékezési tulajdonságokat, a menetviselkedést, a kopásokat, de különösen a keréknyom-mélység és a talajnyomás alakulását figyelik. Egy ilyen vizsgálatban szereplő Michelin gumiabroncsok legfontosabb jellemzőit az 5. táblázat mutatja. A kísérlethez 100 kW teljesítményű, 6 t hátsó tengelyterhelésű, segéd-mellsőkerék hajtású traktort választottak, és a méréseket homokos vályogtalajon, elmunkált, ülepedett szántásban végezték. A legsekélyebb besüllyedést a legszélesebb gumiabronccsal érték el, míg a legmélyebb keréknyomot a kontrollként használt 1,6 bar belső levegőnyomású, normál profilú, radiál gumiabroncs okozta (15. ábra). A legalacsonyabb talajnyomásokat is a legszélesebb gumiabroncs alatt mérték 10-40 cm mélységben, négy szinten.

5. táblázat. Michelin tesztabroncsok fontosabb adatai

Egyidejűleg vizsgálták a gyökérképződés alakulását is a tömörített talajban, konkrétan árpavetésre vonatkozóan. Az egységnyi területen talált gyökérszámok elemzéséből kitűnik, hogy a növényfejlődés szempontjából optimális tömör vetőágy (illetve az ehhez szükséges talajnyomás) a gumiabroncsban alkalmazott 0,2-0,6 bar közötti belső levegőnyomás-tartományban jött létre. Ebben az esetben várható a legnagyobb fajlagos gyökérképződés. A vizsgálatok bizonyították, hogy a 650/65R38 méretű, ultra széles gumiabroncs viszonylag kevésbé tömöríti a talajt, jó a vonóképessége, közúti forgalomban biztonságos. A jóval szélesebb 800/65R32 méretű, nagy légterű gumiabroncs felfekvési felülete majdnem kétszerese a normál profilú gumiabroncsénak, és a legsekélyebb nyomot hagyja maga után a talajban.

A hagyományos normál profilú, radiál gumiabroncsokkal szemben a mai modern traktorokon az alacsony profilú, radiál gumiabroncsok közül 100 kW-ig (140 LE-ig) általában a 70-es, e felett a 60-as, és legújabban már az 50-es széria kerül használatra. Ezeknél nemcsak a vonóerő számít, hanem kulcsjellemzői a teherbíró képesség és a talajkímélés is. A kiválasztás általános szempontjai legfőképpen a traktorabroncs átmérője, szélessége, teherbíró képessége, felfekvési felülete és a futófelület mintázata (a kapaszkodó bordák formája, magassága, elhelyezése), ezek határozzák meg elsősorban a vontatási képességet, a talajtömörödés mértékét, a növényzet károsítását és a közúti közlekedési viszonyokat. A tapasztalatokból levonható következtetések szerint ideális esetben ugyanazzal a traktorral eltérő körülmények között végzendő különféle szántóföldi és szállítási feladatokhoz különböző méretű és kialakítású traktorabroncsokat kellene használni. A cserélhetőség lehetősége fennáll, ennek során azonban fontos figyelembe venni, hogy egy normál profilú, radiál traktorabroncshoz rendelt kerékpántra melyik méretű alacsony profilú, radiál gumiabroncs szerelhető fel gond nélkül.