Потужний трактор на напівгусеничному ходу сьогодні нікого не здивує. Але чому раптом на ринку почали з’являтися «половинчасті рішення»? У цій статті ми спробуємо довести, що колісно-гусеничний трактор – аж ніяк не банальне віяння моди.
Отож, що стоїть за ідеєю створення напівгусеничного трактора? Ще якихось років сім-десять тому багато хто стверджував, що час гусеничних моделей минув, адже колісники нових конструкцій дали можливість використовувати шини із зовнішнім діаметром до 2,35 м і завдяки цьому знизити шкідливий вплив на ґрунт, певною мірою позбавивши гусеничну техніку основної її переваги перед колісною.
Але це, вочевидь, було помилкою. Magnum Rowtrac компанії Case IH і його брат у синій лівреї New Holland T8 SmartTrax чудово продаються на ринках Північної Америки та Великої Британії, а Axion 900 Terra Trac від Claas і 8RX на чотирьох гусеничних рушіях виробництва John Deere вже наступають їм на п’яти. Все це сигналізує про те, що трактори на гусеничному і напівгусеничному ходу – машини сьогодення, а не дня вчорашнього. Спад продажів переживають хіба що гусеничні моделі з диференційною схемою повороту. Але це можна пояснити швидше появою тракторів на гусеничному ходу потужністю понад 500 к. с. із шарнірно-зчленованою рамою, а також напівгусеничних машин.
ОСНОВНІ ПЕРЕВАГИ
Тим часом пройшло вже понад вісім років відтоді, як компанія Case IH вперше представила громадськості свій Magnum Rowtrac. Тоді багато учасників ринку, не подумавши, поквапилися висміяти напівгусеничну концепцію, втім, як і свого часу (років двадцять тому) легендарний Quadtrac. А останній всупереч скепсису та критиці все ж таки завоював популярність у всьому світі.
Найбільш значною перевагою напівгусеничних машин є збільшена пляма контакту, завдяки чому на ґрунт може передаватися велике тягове зусилля, причому навіть на піщаних, сухих, вологих і надмірно зволожених ґрунтах. Передача супроводжується меншою пробуксовкою, а в підсумку зростає продуктивність на фоні економії палива. Відсутність зміщення верхнього шару ґрунту обумовлює щадний вплив на нього. Більша пляма контакту сприяє також зменшенню середнього рівня тиску техніки на ґрунт, а відтак ймовірність утворення або заглиблення колії також зменшується, зокрема, при використанні причіпних сівалок.
Порівняно із класичними гусеничними тракторами на двох гусеницях, переваги напівгусеничних машин полягають у тому, що при повороті передача крутного моменту не переривається, на схилах трактори зберігають стійкість (керованість при роботі поперек схилу), а на поворотах практично не відбувається зміщення ґрунту та утворення нерівностей. Навіть із високим і змінюваним навантаженням зберігається більш якісний перерозподіл тиску на ґрунт між переднім мостом і гусеничними рушіями. У тракторах на двох гусеницях при високому навантаженні й роботі з важким навісним знаряддям пік тиску концентрується, навпаки, в зоні приводних коліс.
У звичайному колісному тракторі через задній міст на ґрунт передається близько 60% тягового зусилля, а в напівгусеничному варіанті – приблизно 65–70%. Тому, як правило, навішування переднього баласту потрібно тільки при використанні важких навісних знарядь.
Щоправда, більша площа контакту в окремих випадках може розцінюватися і як негативний момент. Наприклад, при роботі на твердих і сипких ґрунтах, де гусеницям нема за що зачепитися. У таких ситуаціях перевага на боці шин, оскільки вони можуть змінювати свою початкову геометрію і завдяки цьому залишатися менш схильними до пробуксовування. Це знову і знову підтверджується результатами тестів, які проводить Університет Небраски (США). На бетонній поверхні колісні трактори демонструють передачу більш високих тягових зусиль, на відміну від важких тракторів на гусеничному ходу.
Нерідко постає питання про можливість переоснащення колісних моделей тракторів і перетворення їх на напівгусеничні. У Європі деякі майстерні готові задовольнити таке бажання клієнта. Однак з огляду на випередження у колісників переднього моста, переробити їх можна лише в варіант повногусеничний. До того ж, при таких переробках гарантії компанії-виробника на техніку практично не зберігаються. І цьому є логічне пояснення: у моделей напівгусеничних «з народження» двигуни повністю інтегровані в архітектуру всієї машини, а вузли і компоненти розраховані на більш високі крутні моменти. До того ж допустима максимальна швидкість руху становить 40 км/год.
Крім того, трактори, що їх випускають заводи, орієнтовані на більшу загальну масу. Так, для тракторів Case IH Magnum Rowtrac і New Holland T8 Genesis SmartTrax вона становить 24,5 т (у попередніх моделей обмежувалася 20 т), для трактора Claas Axion 900 Terra Trac – 22 т. У підсумку на частку корисного навантаження залишаються 7–7,5 т (CNH; у попередніх моделях 3 т) або до 5,5 т (Claas). У будь-якому разі цього більше ніж достатньо навіть при роботі з важким напівнавісним знаряддям з кульовою системою навіски і навантаженні на зчіпному пристрої, що дорівнює 3–4 т, а також із важкими навісними знаряддями.
ІСНУЮТЬ І ОБМЕЖЕННЯ
Діапазон застосування тракторів на колісно-гусеничному ходу, певна річ, не безмежний. Вони не призначені для вирішення транспортних завдань. Це пов’язано не тільки з комфортом для оператора під час їзди (особливо за відсутності підресорювання; зате переміщатися на них у полі часто комфортніше, аніж на колесах), а й із високим спрацюванням гусеничних стрічок, більшою порівнянню з колісними тракторами масою, яка на дорогах стає неефективною і суттєво обмежує корисне навантаження при транспортуванні причепами.
Ще один чинник contra щодо напівгусеничних тракторів: при агрегуванні з плугом можна виконувати оранку тільки в режимі on land (поза борозною).
У ЧОМУ СХОЖІСТЬ ТА ВІДМІННОСТІ
Компанія CNH для своїх Magnum Rowtrac і T8 SmartTrax застосовує перевірену часом на тракторах із шарнірно-зчленованою рамою Quadtrac власну конструкцію гусеничних рушіїв трикутної геометрії. Вони передають зусилля за рахунок кінематичного замикання, що виключає проковзування завдяки наявності всередині зубчиків (позитивний привод), оскільки кут охоплення шківа ременем досить гострий (<90 град.) для організації передачі високих крутних моментів за допомогою силового замикання.
При схемі позитивного приводу не потрібне високе напруження гусеничної стрічки, тут інтегрований механізм автоматичного натягу, який реалізує свою функцію безперервно. Три пари копіювальних роликів не підресорені й разом із сайлент-прокладками закріплені на рамі гусеничного модуля. Їх поперечне розгойдування обмежене і можливе лише одночасно для всіх трьох пар, що пов’язано з їх кріпленням на єдиній планці.
Самі гусеничні рушії можуть відхилятися на +/– 10 град. у напрямку руху. Передній і задній натяжні котки злегка підняті порівняно із проміжними роликами (на 1,5 см), що сприяє мінімізації зношування і опору котінню, поліпшує копіювання рельєфу.
Максимальний тиск припадає на зону під здвоєними проміжними роликами. Це підтверджено статистично. До того ж над ними розташовані центри тяжіння і повороту рушія. Чим вищий переданий на ґрунт крутний момент, тим сильніше гусеничні модулі трикутної геометрії будуть схильні до піднімання: оскільки силова крива проходить під кутом до поверхні ґрунту, гусеничний рушій при передачі тяги відхиляється назад. Відповідно до цього зміщуються і зони максимального тиску на ґрунт.
На трактори Magnum з 2019 року ставлять гусеничні рушії, які зберігають активність і на розвороті (стрічка, в бік якої здійснюється поворот, трохи пригальмовується, наскільки сильно вона це робить – виставляється через меню). До 2019 року поведінка гусениць на поворотній смузі, особливо з важкими навісними знаряддями, була далекою від ідеалу.
Для тракторів Rowtrac і Smart-Trax, що використовуються в господарствах, які практикують роботу з постійними технологічними коліями (Controlled Traffic Farming) (Австралія, Північна Америка, Південна Африка), доступні розширювачі для переднього і заднього мостів.
Читати по темі: Особливості вибору та експлуатації плугів
Абсолютно інший вигляд має напівгусенична версія Terra Trac трактора Claas Axion 900. Він базується на вже знайомих гусеничних рушіях, які використовуються на комбайнах – зернозбиральному Lexion і кормозбиральному Jaguar. Схема приведення гусениці в дію відрізняється від рішень, що практикуються на тракторах концерну CNH: вибір було зроблено на користь силового замикання в результаті тертя приводного колеса об внутрішню поверхню стрічки. Розташовані всередині зубчики слугують при цьому виключно для ведення стрічки, а передача зусилля здійснюється майже паралельно до поверхні ґрунту.
При повороті на швидкості до 15 км/год у виконання маневру включаються задні гальма (сила гальмування встановлюється через меню на терміналі Cebis), завдяки чому Axion 900 TT, за даними компанії Claas, робить більш компактний розворот, ніж відповідний трактор на повністю колісній базі. Діапазон відхилення гусеничних моделей за напрямком руху становить +8/–15 град., блокування диференціалу може досягати повних 100%.
У гусеничних рушіїв Terra Trac є й інші особливості. Вони підресорені, й разом із підресореною підвіскою переднього моста і 4-точковим демпфуванням кабіни не залишають місця для компромісів при комфортній їзді, сприяючи також згладжуванню перепадів при русі по нерівній поверхні. Крім того, гусеничні стрічки можуть підніматися або опускатися на 12 см для оптимального розміщення точки докладання тягового зусилля.
НЕ ВСІ ГУСЕНИЦІ ОДНАКОВІ
Для напівгусеничних тракторів так само, як і для гусеничних, пропонуються стрічки найрізноманітніших модифікацій. Відмінності стосуються їх ширини (16–30 дюймів), дизайну ґрунтозачепів, складу матеріалу й анатомії полотна. Представлені на ринку гусеничні стрічки умовно можна розподілити на чотири групи:
General Ag. Ці стрічки використовуються для виконання звичайних виробничих завдань у сільськогосподарському виробництві, є хорошим компромісом щодо передачі тягового зусилля, досягнення плавності ходу, терміну служби та щадного впливу на ґрунт. Характерна ознака – порівняльно велика кількість ґрунтозачепів при їх середній висоті.
Low Ground Disturbance / High Roading. Відмінна особливість цих стрічок – дуже пласкі ґрунтозачепи і невелика їх кількість на тлі значно збільшеної площі контакту. Завдяки цьому стрічки характеризуються щадним впливом на поверхню ґрунту і краще пристосовані до частої їзди дорогами. Такі виробники, як Camso або Soucy, пропонують різні типи стрічок для вирішення саме цих завдань.
High Traction. Назва говорить сама за себе – «висока тяга». Ці стрічки розраховані передусім на передачу тягового зусилля в непростих умовах: на пухких, вологих або перезволожених ґрунтах. Через це висота ґрунтозачепів значно більша порівняно з іншими модифікаціями, їх кількість менша, ніж у стрічках General Ag, але відповідає приблизно рівню варіанту High Roading. Важливий момент: високі ґрунтозачепи більш чутливо реагують на каміння, жорстку стерню (наприклад, від кукурудзи) та високі навантаження на твердих покриттях.
Scraper Application. Ці стрічки спеціально розроблені для складних умов роботи на будівельних майданчиках, де тракторам доводиться переміщати важкі грузи по жорсткому, а іноді й кам’янистому ґрунту. Характерними ознаками є середнє число ґрунтозачепів і їх середня висота. Втім, із точки зору довговічності більшу значимість мають міцніше кріплення ґрунтозачепів на поверхні гусеничної стрічки, а також зубчиків на її внутрішній стороні (при позитивному приводі стрічок). У розташованих всередині сталевих тросів діаметр поперечного перерізу становить до 6,7 мм (діаметр тросів у стрічках інших модифікацій – всього лише 4,5–5,4 мм).
Для досягнення більш плавного ходу і зниження зношування ґрутозачепи по центру стрічки мають невеликий скіс або ж усічені в напрямку вперед. Важливий момент: для дуже вузьких стрічок Rowcrop (у Європі їх, як правило, не пропонують) для уникнення навантаження внаслідок підвищеного середнього значення тиску на ґрунт, обумовленого їх порівняно невеликою площею бігової поверхні, встановлюються обмеження щодо навантаження на вісь і максимальної швидкості руху.
Основні виробники гусеничних стрічок: Camso, Continental і Soucy. В асортименті компанії Continental (ContiTech) є стрічка Trackman із вбудованим сенсорним пристроєм контролю температури.
Той, кому заміна зношених стрічок новими здається дорогим задоволенням, знайде на ринку компанії, що заробляють відновленням стрічок нанесенням на зношені нового протектора. Відновлені стрічки на 30–50% дешевші.
ЗАДОВОЛЕННЯ НЕ З ДЕШЕВИХ, АЛЕ…
Все має свою ціну: при купівлі напівгусеничної машини доведеться викласти на 80–85 тис. євро більше, ніж у разі придбання колісної версії. До того ж і експлуатаційні витрати будуть вищими, ніж у колісних тракторів. Проте додаткові витрати компенсуються ефективністю і щадним впливом на ґрунт, а також більш високою вартістю при перепродажу на вторинному ринку.
ВИСНОВОК
Потужні напівгусеничні трактори на більшості ринків світу займають певну нішу, яка постійно розширюється. У Північній Америці та інших регіонах з високими вимогами до передачі крутного моменту на ґрунт, а також там, де транспортні роботи виконують вантажні автомобілі, колісно-гусеничні гібриди змогли зайняти надійне місце.
За своїм технічним виконанням і концепцією напівгусеничні трактори досить активно заповнюють прогалину між більш потужними колісними тракторами класичної компанії та гусеничними. Гусеничні моделі з диференціальним механізмом повороту витісняються з ринку напівгусеничними варіантами. Щоб зрозуміти, якою мірою нові трактори на чотирьох гусеничних рушіях становлять конкуренцію тракторам напівгусеничним, доведеться почекати пару-трійку років.
Матіас Мумме, traction, Німеччина
Опубліковано в журналі “Агроном”, 2023
