Vliv pneumatik na tahové vlastnosti traktorů Diplomová práce

Transkript

1 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy Vliv pneumatik na tahové vlastnosti traktorů Diplomová práce Vedoucí práce: Prof. Ing. František Bauer, CSc. Vypracoval: Bc. Oldřich Chalupa Brno 2013

2 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma VLIV PNEUMATIK NA TAHOVÉ VLASTNOSTI TRAKTORŮ vypracoval samostatně a využil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. Dne Podpis diplomanta.

3 PODĚKOVÁNÍ Chtěl bych poděkovat panu Prof. Ing. Františku Bauerovi, CSc. za ochotu, odborné vedení a cenné rady při zpracování práce.

4 ABSTRAKT V diplomové práci jsou uvedeny nové trendy v konstrukci traktorových pneumatik, jejich rozdělení, výhody a nevýhody jednotlivých typů pneumatik a možnosti použití. Hlavním cílem je analýza vlivu huštění pneumatik na tahové vlastnosti traktoru a působení traktoru na půdu. V první části byla vypracována metodika měření. Poté následovalo samotné měření při různém tlaku huštění. Naměřené a vypočtené hodnoty byly zpracovány do příslušných tabulek a grafů. Byla provedena regresní analýza naměřených a vypočtených hodnot. Nejdůležitějšími parametry byly tahová síla, tahový výkon, tahová účinnost, měrná tahová spotřeba a prokluz. KLÍČOVÁ SLOVA Traktor, pneumatiky, tlak huštění, tahové vlastnosti a charakteristiky, spotřeba paliva ABSTRACT This thesis presents new construction trends in tractor tires, their classification, advantages and disadvantages of different types of tires and their application. The main objective is to analyze the impact of the tire pressure on the traction properties of the tractor and on the tractor s influence on the groun. The first part is focused on a measurement methodology. The following part is devoted to the actual measurement with various tire pressures. The measured and calculated values have been summarized in tables and graphs. Consequently, the values were analysed by regression analysis. The most important parameters were traction force, traction power, traction efficiency, specific traction consumption and slippage. KEY WORDS Tractor, tires, inflation pressure, traction properties and characteristics, fuel consumption

5 OBSAH 1 Úvod Cíl práce Traktorové pneumatiky Historie pneumatik Konstrukce pneumatik Ráfek Diagonální a radiální pneumatiky Diagonální pneumatika Radiální pneumatika Smíšená konstrukce Další typy pneumatik Terra pneumatika Flotační pneumatika Travní pneumatiky Moderní typy traktorových pneumatik Technologie MichelinUltraflex Trelleborg TM Blue Značení pneumatik Centrální regulace tlaku pneumatik Integrovaná regulace tlaku pneumatik Dodatečně instalovaná regulace tlaku Dvojmontáže a zatěžování kapalinou Metodiky měření Použitá technika, charakteristiky pozemku Rozložení hmotnosti traktoru a poloha těžiště... 27

6 4.3 Metodika měření tahových vlastností Použitá měřící zařízení Měření síly Měření skutečné rychlosti Měření prokluzu Metodika vyhodnocení tahové charakteristiky Výpočtové vzorce Metodika zjištění otisku pneumatik a středního kontaktního tlaku Naměřené hodnoty a Vyhodnocení měření Vyhodnocení měření tahových charakteristik Vyhodnocení kontaktního tlaku pneumatiky Závěr Seznam literatury Seznam obrázků Seznam tabulek... 57

7 1 ÚVOD Traktor, jako mobilní energetický prostředek, je dnes hlavním stavebním kamenem nejen v zemědělské výrobě. Současné pracovní postupy a technologie při zpracování půdy, předseťové přípravě, setí, ošetřování, sklizni a dopravě se již neobejdou bez využití nejnovějších trendů. S tímto vývojem musí držet krok i výrobci zemědělské techniky v čele s moderními traktory. [10] Traktory tak dnes čelí mnoha, často i protichůdným požadavkům. Musí zabezpečit požadovanou rychlost a kvalitu práce při zpracování půdy, dobré vlastnosti při dopravě a dostatečný komfort pro obsluhu. To vše za předpokladu dosahování co nejnižších provozních nákladů, i s ohledem na ekologii. Dalším sledovaným faktorem je zhutnění půdy častými přejezdy těžkých strojů, které se negativně projevuje na její kapilaritě. Z těchto důvodů je patrné, že správnému provozování a vytěžování traktoru je třeba věnovat velkou pozornost. V této práci je detailněji vysvětlen vliv pneumatik, především změny jejich tlaku, ale i konstrukce, na tahové vlastnosti traktoru a také změny tlaku na půdu při rozdílném huštění pneumatik. Při volbě pneumatik je třeba si uvědomit, že se správně zvolenými a provozovanými pneumatikami, můžeme lépe využít nejdůležitějších vlastností traktoru, a sice tahových vlastností. Na trhu s pneumatikami se dnes setkáme se širokou škálou typů pneumatik různých konstrukcí i dezénů. [3, 4, 8] V poslední době je stále častější, i v nižších výkonových třídách traktorů, centrální huštění pneumatik, které významně snižuje nároky na obsluhu a umožní nám ještě lépe využít výkon traktoru, a tím i jeho tahové vlastnosti pomocí centrálně řízené změny tlaku v pneumatikách. 7

8 2 CÍL PRÁCE Cílem diplomové práce bylo vytvořit přehled konstrukčních řešení pneumatik a uvést nejnovější trendy. Vypracovat metodiku pro terénní měření pneumatik a provést analýzu tahových vlastností traktorů při použití různého huštění pneumatik. Naměřené hodnoty tabulkově a graficky zpracovat. Provést analýzu hodnot při rozdílném tlaku huštění, upozornit na změny tahových vlastností a kontaktního tlaku na půdu. Nejdůležitější sledované hodnoty byly tahový výkon P t, tahová síla F t, měrná tahová spotřeba m pt, prokluz δ a tlak huštění. 8

9 3 TRAKTOROVÉ PNEUMATIKY Pneumatika je spojovacím článkem mezi traktorem a podložkou. Přenáší na podložku hmotnost traktoru, případně i připojeného nářadí, boční síly, hnací a brzdné momenty. Je důležitým prvkem v pružící soustavě. [3, 18] Požadavky na pneumatiky jsou: přenos hmotnosti vozidla na podložku, částečné odpružení vozidla, změna rotačního pohybu kola na posuvný, nízký valivý odpor, nízký přenos hluku a vibrací, jízdní bezpečnost na různém povrchu a jeho různém stavu (sucho, mokro, sníh), hospodárnost provozu (nízká hmotnost, odolnost proti opotřebení a proražení, stabilita spojení s ráfkem, snadná montáž a demontáž). Je proto nutné dbát velké pozornosti při výběru pneumatik, protože pouze se správně zvolenou pneumatikou můžeme využít tahové vlastnosti traktoru. [18, 19] 3.1 Historie pneumatik Za vynálezce pneumatiky bývá označován John Boyd Dunlop, který v roce 1887 osadil jízdní kolo k sobě slepenými tenkými pláty gumy a mezi ně napumpoval vzduch. Tím vznikl vzduchový polštář, který umožňoval klidný pohyb i v terénu. Tento vynález si nechal patentovat v roce Podle historických pramenů se o podobný vynález pokusil už v roce 1846 Charles Goodyear, avšak v té době nebyl jeho vynález přijat. Později byla díky tomu patentová ochrana Johna Boyd Dunlopa zrušena. Zajímavostí je, že značka Dunlop je dnes ovládána společností Goodyear. První traktory s pneumatikami byly dodávány od roku [16] 3.2 Konstrukce pneumatik Pneumatiku tvoří tři základní složky: pryž %, různá vlákna % a 2 3 % připadají na ocelový drát. Skládá se z pláště, případně pláště s duší, a je nasazena na 9

10 ráfku. Plášť pneumatiky je tvořen patkou, kostrou, nárazníkem, pryžovým obalem a běhounem. [3, 18] Patka slouží pro uchycení pneumatiky k ráfku, tvar patky je shodný s tvarem ráfku. V patce jsou ocelová nebo plastová lanka, přes které jsou přehnuty kordové vložky. Při bezdušové konstrukci musí patka zaručit vzduchotěsnost. Nosnou částí pneumatiky je kostra, složená z vrstev pogumovaných pláten a kovových vláken v kaučukové směsi, která zabraňuje jejich tření. Před poškozením je kostra chráněna pryžovými bočnicemi, které musejí být schopny snášet velké dynamické namáhání, vznikající při deformaci pneumatiky. Mezi běhounem a kostrou je nárazník z ocelového kordu, který zvyšuje pevnost kostry pneumatiky, odolnost proti proražení a přenáší obvodové síly. Do přímého styku s podložkou přichází běhoun. Běhoun se vyrábí z otěruvzdorné tvrdé pryže. Povrch je tvarově upraven a tvoří dezén (vzorek). Pro hnací pneumatiky se volí dezén se záběrovými zuby, které zlepšují přenos sil. Pro přípojná vozidla se často používá dezén s podélnými drážkami. Velice důležitou vlastností dezénu je schopnost samočištění. [3,8, 14, 17] Obr. 1 Konstrukce pneumatiky (zdroj: 10

11 Obr. 2 a) běhoun, b) radiální kordová vrstva, c)nárazník, d) bočnice, e) patka, f) patní lanko (zdroj: Ráfek Ráfek je složen z ráfkového prstence a disku. Disková část je přizpůsobena náboji kola, jeho tloušťka se pohybuje v rozmezí 12 16mm, u lesních traktorů až 22mm. Disková část je namontována k prstenci tak, aby po namontování na náboj nepřesahovala šířka traktoru přes kola. Ráfkový prstenec je profilovaný se dvěma dosedacími plochami na patky pláště, mezi nimiž je prohlubeň, též zális nebo montážní drážka. Zális může být jednostupňový nebo dvoustupňový, jenž má lepší vlastnosti při montáži pneumatiky na ráfek. Okraj ráfku tvoří hrana, na kterou musíme dávat pozor při demontáži pneumatiky, aby nedošlo k proříznutí. [16] 11

12 Obr. 3 Traktorový ráfek (zdroj: Diagonální a radiální pneumatiky Konstrukce kostry nejvíce ovlivňuje vlastnosti pneumatiky. Nejdůležitějšími z nich jsou styčná plocha, nosnost a valivý odpor. Materiál, z něhož je vyrobena kostra, počet a orientace jejich kordových vložek, má největší vliv na deformační vlastnosti pneumatik. Podle kostry dělíme pneumatiky na radiální a diagonální. [3, 15, 17] Diagonální pneumatika Diagonální pneumatika má kostru s orientací vláken pod úhlem menším než 90, obvykle 30 40, vzhledem k podélné rovině symetrie běhounu. Kordová vlákna sousedních vložek se kříží a zasahují pod patková lanka. Přes tato vlákna se přenášejí příčné i obvodové síly přímo do patek pláště. Po zatížení a odvalování pneumatiky dochází v boční části pneumatiky k deformaci, která způsobuje menší pohyb dezénu běhounu. To představuje u diagonálních pneumatik nejvýznamnější příčinu otěru dezénu. Tato skutečnost se nejvíce projeví při práci v dopravě. [3, 14] U diagonálních pneumatik tvoří běhoun s bočnicí jeden celek, všechny pohyby se tak přenášejí na běhoun, což má za následek: velký odpor půdy, měnící se velikost dotykové plochy s půdou, rychlejší opotřebení, menší záběr, 12

13 vyšší spotřebu paliva. [1, 10,18] Obr.4 Řez diagonální pneumatikou (zdroj: Radiální pneumatika Vlákna kordových vložek jsou uložena pod úhlem 90 vzhledem k podélné rovině symetrie běhounu, vnější vrstva svírá s podélnou osou úhel Část kostry přenáší boční a radiální síly, obvodová síla je přenášena minimálně. Pneumatika je proto vybavena nárazníkem pro přenos obvodové síly. Ten tvoří pevný základ pro běhoun, boky pneumatik jsou ale v porovnání s diagonální pneumatikou měkčí a pružné. Pružnost boků pneumatik má vliv na zvýšení komfortu pružení, jak při jízdě po silnici, tak i po poli. Radiální pneumatiky mají o 20% - 25% větší styčnou plochu, čímž se do záběru dostane větší počet záběrových figur. To má za následek účinnější přenos záběrových sil a menší zhutnění půdy. Nižší je i valivý odpor. Hlavním rozdílem u radiální konstrukce je, že všechny části pneumatiky pracují nezávisle na sobě, tím pádem pohyby nepřecházejí na běhoun, což vede k: snížený odpor na půdě, žádné pohyby mezi vrstvami kostry, menší změna velikosti styku s podložkou. Mezi největší výhody radiální pneumatiky patří: vynikající přilnavost, z čehož pramení větší tažná síla a menší prokluz, lepší rozložení tlaku na půdu, tím i menší zhutnění půdy, 13

14 nižší spotřeba paliva oproti diagonálním, delší životnost, vyšší komfort a pružnost. [3, 4, 14] Obr. 5 Řez radiální pneumatikou (zdroj: Obr. 6 Porovnání diagonální a radiální pneumatiky (zdroj: Smíšená konstrukce Jedná se o diagonální pneumatiku s nárazníkem, její vlastnosti jsou mezi diagonální a radiální pneumatikou, vlákna jsou zkřížená pod úhlem 60, pneumatika je zpevněna dvou a více vrstveným nárazníkem. [19] 14

15 3.4 Další typy pneumatik Terra pneumatika Pneumatika určená pro těžké terénní stroje, konstrukční rozdíl oproti klasické radiální pneumatice spočívá v zesílené boční vrstvě, která zvýší odolnost proti proražení. [6] Flotační pneumatika Pneumatika s velkou konstrukční šířkou, která umožňuje menší hustící tlaky, snižuje tlak na půdu a její utužení. Dobré vlastnosti při přenosu síly na podložku. [6] Travní pneumatiky Jedná se o speciální pneumatiky určené pro práci na travnatých plochách, které mají upravenou změkčenou kostru a mělký vzorek. Výsledkem je menší zhutnění půdy. [6] Další typy pneumatik máme například: lesní pneumatiky, pneumatiky pro řádkové kultury, pro sklízecí stroje a v neposlední řadě pro přívěsnou techniku. 3.5 Moderní typy traktorových pneumatik V dnešní době produkují výrobci stále dokonalejší pneumatiky, které jsou více odolné, univerzálnější a umožňují tak lepší využití mobilních dopravních prostředků. Hlavní směr ve vývoji pneumatik je soustředěn na hustící tlaky pneumatik. Vysoký tlak chrání pneumatiku před poškozením bočnice a patky a snižuje riziko protočení na ráfku. Tyto výhody stojí ovšem za řadou negativ jako nerovnoměrné opotřebení při nezatížené jízdě, slabý efekt tlumení nerovností, větší koleje a utužení povrchu. Vysoký tlak dále znamená snížení tažné síly traktoru a zvýšení tahového odporu. Lepších vlastností lze dosáhnout snížením tlaku pneumatik při práci. Snížením dojde ke zvětšení styčné plochy, na půdu bude působit menší tlak, pneumatika se bude méně bořit a utužovat půdu. Nejvíce to oceníme při práci na vlhké, měkké půdě, kde jsou rozdíly mezi huštěním na vysoký a nízký tlak největší. Mezi přední výrobce traktorových pneumatik patří Michelin, Nokian, Trelleborg, Mitas Continental, Vredestein, atd. [4, 8, 11] 15

16 3.5.1 Technologie MichelinUltraflex Technologie Ultraflex je založena na vysoké pružnosti bočnic, díky níž lze pracovat s nižším hustícím tlakem, než u klasických pneumatik. Větší styčná plocha lépe rozkládá zátěž, čímž se snižuje zhutnění půdy a dostáváme lepší záběr s menším prokluzem. Bočnice mají vysokou pružnost, ramena jsou zesílená, koruna pneumatiky je plochá a složená ze směsi s dlouhou životností. Hustící tlaky pneumatik s technologii Ultraflex začínají na 0,6 bar. Díky lepšímu záběru a menšímu prokluzu dochází při správném tlaku ke snížení spotřeby. Snížení hustícího tlaku ovšem neznamená, že dojde ke snížení nosnosti pneumatiky. Další výhodou jsou i dobré jízdní vlastnosti na silnici. Technologií Ultraflex jsou vybaveny pneumatiky XeoBib, AxioBib, SprayBib pro postřikovače a CerexBib pro sklizňové stroje. [9, 11, 12] Obr. 7 Technologie MichelinUltraFlex (zdroj: MichelinXeobib MichelinXeobib představuje pneumatiku, která díky své konstrukci vylepšuje poměr zátěže a tlaku. Patentovaná technologie ultraflex umožňuje snížit tlak při stejném zatížení, nebo unést větší zátěž při stejném tlaku. Pneumatika se běžně hustí na tlak od 0,6 bar, což zlepšuje vlastnosti na poli, snižuje tlak na půdu. Díky nové konstrukci je však takto nahuštěná pneumatika dobře ovladatelná i na silnici. Umožňuje rychlost 65 km h ¹. [9, 11, 12] 16

17 Obr. 8 Dovolená deformace pneumatiky MichelinXeobib (zdroj: Obr. 9 Porovnání stopy klasické pneumatiky a pneumatiky MichelinXeobib (zdroj: MichelinAxiobib Jedná se o pneumatiku určenou pro traktory vysokých výkonů kolem 350 koní. Umožňují nízký tlak huštění 1,6 bar, což má za následek větší styčnou plochu a mělčí stopu kol. [12] 17

18 Obr. 10 Rozdíl tlaku huštění a nosnosti (zdroj: Trelleborg TM Blue Firma Trelleborg se zaměřila na ekologickou výrobu pneumatik. Při výrobě jsou eliminovány zdravotně škodlivé aromatické uhlovodíky, snížená spotřeba energie, užitkové vody a zvýšen podíl recyklovaných surovin. Mezi další inovaci patří speciální tvar dezénu s terasováním mezi zuby, které zlepšuje samočistící účinek, což se ocení nejenom při výjezdu z pole na silnici. S novinkami a různými moderními technologiemi se setkáme snad již u každého výrobce pneumatik. Zde zmíněné jsou pouze výběrem z velké škály novinek na trhu s pneumatikami. Bude proto zajímavé kam, a jak rychle se bude vývoj pneumatik ubírat. [5, 13, 20] Obr. 11 Pneumatika Trelleborg TM Blue (zdroj: 18

19 3.6 Značení pneumatik Značení pneumatik odpovídá předpisům EHK a dále je upravováno předpisy firemními. Nejdůležitějšími informacemi o velikosti jsou šířka nezatížené nahuštěné pneumatiky, výška profilu pneumatiky, průměr ráfku. Značení je doplněno o další údaje, např. konstrukce kostry, index nosnosti, kategorie rychlosti, profilové číslo, index opotřebení, atd. Výška profilu pneumatiky udává procentuální poměr mezi výškou a šířkou pneumatiky v mm. [3, 19] Příklad označení: 710 / 55 R 30 TL 153 B MaxBib 710 šířka pneumatiky v mm 55 profilové číslo pneumatiky v mm R radiální pneumatika (diagonální pneumatiky označeny - ) 30 průměr ráfku v palcích TL bezdušová pneumatika 153 index nosnosti B index rychlosti MaxBib firemní označení řady pneumatik Obr. 12 Rozměry pneumatiky (zdroj: 19

20 V tab. 1 a tab. 2 jsou uvedeny příklady označení indexů nosnosti a indexů rychlosti. Tab. 1 Index Nosnosti Index nosnosti LI LI kg LI kg LI kg LI kg LI kg (zdroj: Index kg Index kg Index kg Index kg Tab. 2 Kategorie rychlosti Kategorie rychlosti Symbol A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 B D E G J K Max. rychlost [km*h ¹] Symbol L M N P Q R S T U H V W Y ZR Max. rychlost >240 [km*h ¹] (zdroj: 20

21 3.7 Centrální regulace tlaku pneumatik Pojížděním po poli při optimálním tlaku v pneumatikách lze významně šetřit palivo. Stejný efekt má i vhodné nahuštění za jízdy po silnici. Zde je naopak vyšší tlak vhodný pro vyšší nosnost při větší rychlosti a snižuje valivý odpor. Rozdílný nárok na tlak huštění je možné vyřešit buď specializací strojů pro práci na poli a pro dopravní práce s využitím moderních velkoobjemových pneumatik, či zařízením pro změnu tlaku v pneumatikách. Přínosem nižšího tlaku je rovněž menší utužování půdy a prodloužená životnost pneumatik. Velkoobjemové pneumatiky, které umožňují nízký hustící tlak, možnost vysokého zatížení při zachování nízkého tlaku a větší styčnou plochu, jsou limitovány při práci v řádku, při jízdě v brázdě pluhu a nezřídka i prostorovou konstrukcí traktoru. Centrální huštění umožňuje změnu tlaku u standardních pneumatik a tím zlepšení jejich vlastností, jak na nezpevněné podložce, tak při jízdě po silnici. Regulace tlaku umožňuje měnit tlak v pneumatikách z místa obsluhy, i během jízdy, v závislosti na druhu práce a potřebném tlaku. Zpravidla se vyšší tlak, který snižuje valivý odpor a zmenšuje opotřebení, používá při práci na tvrdých podložkách a při dopravě. Naopak nižší tlak, díky kterému nedojde k tolik velkému zhutnění půdy, se používá při práci v terénu a na nezpevněném povrchu. [1, 2, 4, 8] Nejčastěji máme dva typy centrálního huštění: integrované v konstrukci traktoru (Fendt), dodatečně instalované (od hadicových až po integrované systémy) Integrovaná regulace tlaku pneumatik Výhodou integrované konstrukce je rychlost huštění i rychlost poklesu tlaku, kdy navýšení tlaku o 1 bar trvá zhruba šest minut, naopak snížení o 1 bar okolo dvou minut. Změna tlaku v pneumatikách může probíhat i za jízdy. Nevýhodou integrované konstrukce je vysoká cena, která se pohybuje kolem Euro, podle typu stroje a výrobce. Konstrukční uspořádání integrovaného systému huštění viz. obr. 14,15. [1, 2] 21

22 Obr. 13 Centrální regulace tlaku v pneumatikách Fendt (zdroj: Obr. 14 Koncový převod pro traktory s centrální regulací tlaku huštění (zdroj: Dodatečně instalovaná regulace tlaku Dodatečně instalované systémy huštění se dále dělí na jednookruhové a dvouokruhové. U dvouokruhového je systém přívodu vzduchu beztlakově zapojen pomocí druhého vedení, snižuje se tak opotřebení těsnění. Zároveň je systém chráněn proti úniku vzduchu v případě poškození přívodního vedení. Mezi největší výrobce systému patří firma Steuerungstechnik StG. Vzduch se přivádí zvnějšku, nebo vnitřku kola, přes otočný převodník do náboje kola. Probíhá nepřetržitá kontrola maximálního a minimálního tlaku. Výhodou přívodu zvnějšku je 22

23 umožnění použití potrubí s větším průřezem, což urychluje proces huštění. Obsluha systému nastavuje pomocí potenciometru požadovaný tlak v pneumatikách. Nevýhodou těchto systémů je značné namáhání otočných převodníků, přečnívající vedení vzduchu přes obrys stroje (vnější přívod) a velké finanční náklady. Traktor je možné také dovybavit systémem huštění za stoje, který znamená menší náklady, ale zvětšuje prostoje. [4, 8] Obr. 15 Dodatečně instalovaná regulace tlaku pneumatik s vnitřním (vlevo) a vnějším (vpravo) přívodem vzduchu (zdroj: Dvojmontáže a zatěžování kapalinou Kvalitnějšího záběru kol můžeme docílit snížením tlaku pneumatik pod 1 bar, výběrem vhodných pneumatik, správným dotížením traktoru, nebo pomocí dvoumontáží, popřípadě dotížením kapalinou. Dvojmontáže kol mohou být použity na jedné nebo obou nápravách. Docílíme tím větší styčné plochy s podložkou a můžeme tak přenést větší tahovou sílu. Dvojmontáže se používají především při práci na mokrém pozemku a při tahových pracích. [6, 22] 23

24 Obr. 16 Dvojmontáže (zdroj: Tažnou sílu lze zvýšit dotížením hnacích kol pomocí kapaliny. Která zvyšuje měrný tlak na půdu a nezvyšuje zatížení nápravy. Jedná se o základní a nejlevnější variantu zatížení. Pneumatika se z důvodu zachování pružnosti plní na maximálně 75% objemu. Toho dosáhneme, pokud je plnící ventil při napouštění v nejvyšší poloze. Při použití v zimním období je nutné plnit pneumatiky nemrznoucí směsí. Pneumatiky pro plnění kapalinou musí být vybaveny speciálním vodním ventilem, který umožňuje plnění kapalinou a zároveň upouštěni vzduchu. [7, 22] Obr. 17 Dotežování kapalinou (zdroj: 24

25 4 METODIKY MĚŘENÍ Jednotlivá měření byla provedena dle níže popsané metodiky. Tlak pneumatik respektoval hodnoty uváděné výrobcem pro dané zatížení a pojezdovou rychlost. 4.1 Použitá technika, charakteristiky pozemku Zkoušky byly prováděny s traktorem John Deere 6920S, jako zatěžovací traktor pro tahové zkoušky byl použit John Deere Použité pneumatiky byly Michelin 520/60 R28 Xeobib na přední nápravě a Michelin 650/60 R38 Xeobib na zadní nápravě. Pozemek byl před zkouškami zpracován talířovým podmítačem do hloubky 10 cm a následně zaválen. Půda je lehká hlinito-písčitá. V průběhu zkoušek byla měřena hmotnostně vlhkost půdy pomocí váhy Sartorius Basic BA610. Sušení probíhalo v peci při 105 C, poté byly vzorky opět zváženy. Hmotnostní vlhkost w se počítala dle vztahu 1. [21] kde: m v hmotnost vody ve vzorku [g] m z hmotnost vzorku před vysušením [g] Vypočtené hodnoty vlhkosti: Měření vlhkosti - tahové zkoušky mv w = 100 [%] (1) m z Tab. 3 Hmotnostní vlhkost Hloubka odběru vzorku [cm] Hmotnostní vlhkost w [%] Úsek ,98 Úsek ,48 Úsek ,69 25

26 Vybrané parametry měřeného traktoru John Deere 6920s. Tab. 4 Parametry traktoru Označení Výrobce: John Deere Typ: 6920S Pohon: 4K4 Motor Výrobce: John Deere Druh: Vznětový CommonRail s turbodmychadlem a intercoolerem Typ: 6068HL474 Vrtání, zdvih: 106,5 / 127 mm Počet válců: 6 Zdvihový objem: 6788 cm³ Chlazení: Chladící kapalina, viskospojka Počet ventilů na válec: 4 Jmenovitý výkon: 118kW Jmenovité otáčky: 2100 min ¹ Převodovka Typ: AutoPowr, hydrostatická Brzdy Provozní: Mokré diskové na přední nápravě Parkovací: Blokování v převodovce Čelní závěs Typ: tříbodový závěs, kategorie 2 Výška zdvihu 830mm Závaží: Celkem 910kg 16x50 + rám 110kg Nápravy Zadní náprava s uzávěrkou diferenciálu 100% Přední odpružená, samosvorný diferenciál Pneumatiky Přední náprava: Michelin 520/60 R28 Xeobib Zadní náprava: Michelin 650/60 R38 Xeobib Rozměry Rozvor: 2650 mm Rozchod přední nápravy: 1850 mm Rozchod zadní nápravy: 1800 mm Délka: 4570 mm 26

27 Obr. 18 Měřící souprava (21) 4.2 Rozložení hmotnosti traktoru a poloha těžiště Traktor byl zvážen na silniční váze. Čelní závaží bylo ve výšce 0,83 m, palivová nádrž byla zaplněna z poloviny. Zvážen byl také zatěžovací traktor JD Ze známých hmotností bylo spočteno rozložení hmotnosti na nápravy a vzdálenost a podélné osy těžiště traktoru od osy přední nápravy dle vztahu 2. [21] kde: Y₂ - tíha na zadní nápravu [N] G celková tíha [N] L rozvor náprav [m] Y L a = 2 [ m] (2) G Obr. 19 Rozložení hmotnosti traktoru (21) 27

28 Tab. 5 Rozložení hmotnosti Čelní tříbodový závěs se závažím 910kg, výška závěsu 0,83m Přední náprava Zadní náprava Celkem na nápravu [kg] Traktor celkem[kg] 7940 Celková hmotnost traktoru JD 6920S byla 7940 kg. Na přední nápravu připadalo 58 % hmotnosti, na zadní 42 %. Ze známých hmotností byla dopočítána podélná vzdálenost těžiště traktoru od osy přední nápravy. Při statickém rozložení hmotnosti bylo těžiště v podélné ose traktoru vzdáleno od osy přední nápravy 1,1 m. Hmotnost m [kg] Široké pneumatiky Celková hmotnost Zadní náprava Přední náprava Obr. 20 Rozložení hmotnosti mezi nápravy 28

29 120 Rozložení hmotnosti [%] Široké pneumatiky Zadní náprava Přední náprava Celková hmotnost Obr. 21 Procentuální rozložení hmotnosti mezi nápravy 4.3 Metodika měření tahových vlastností Cílem zkoušek bylo změřit tahovou charakteristiku při různém nastavení tlaku pneumatik obou náprav a výsledky měření zpracovat do tahových charakteristik. Zkoušené pneumatiky: Zkoušené tlaky huštění: Přední náprava Michelin 520/60 R28 Xeobib Zadní náprava Michelin 650/60 R38 Xeobib Přední náprava: 180kPa, 75kPa Zadní náprava: 180kPa, 65kPa Při měření bylo dbáno norem ČSN ISO a ČSN Na pozemku byly vyměřeny tři měřící úseky v délce 30 m a mezi nimi úseky s délkou 40 m pro nastavení a ustálení měřených parametrů. Jako brzdící prostředek byl použit traktor John Deere 7810, výška spojovacího lana mezi traktory činila 1 m. Ocelové lano bylo spojeno s tenzometrickým snímačem HOTTINGER U2A. Při měření překonával traktor John Deere 6920S odporovou sílu traktoru John Deere 7810, jejíž velikost se postupně pro každý úsek zvyšovala až do oblasti nejvyšších prokluzů. Bylo dbáno, aby velikost kolísání tahové síly, bylo co možná nejmenší. [21] Měření probíhalo pro tři pojezdové rychlosti 5, 8, 10 km h ¹ při plné dávce paliva. Pro každou pojezdovou rychlost, vždy v nové stopě, bylo naměřeno 6 hodnot tahové 29

30 síly. Zkoušený traktor měl zapnutý pohon přední nápravy a uzávěrku diferenciálu zadní nápravy. Přední náprava měla samosvorný diferenciál. Volič převodovky byl v poloze 0, tzn. manuální režim řazení s konstantním převodovým poměrem. Rychlost byla teoreticky stanovována podle údajů palubní desky. Pro každý úsek byla naměřena tahová síla, spotřeba paliva, otáčky motoru, čas na projetí měřeného úseku a dráha ujetá na 5 otáček hnacích kol obou náprav, pro výpočet prokluzu. Veškerá měřená data byla s frekvencí 20 Hz ukládána do počítače. Pro každou pojezdovou rychlost byl naměřen valivý odpor. Pro zjištění prokluzu byla měřena teoretická dráha při jízdě traktoru bez zatížení tahovou silou a při vlečení traktoru brzdným traktorem. Z důvodu velkého množství dat jsou v práci uvedeny pouze průměrné hodnoty, nikoli všechny naměřené. [21] Použitá měřící zařízení Signály z externích snímačů byly zpracovávány měřící soupravou Spider 8. Mimo těchto údajů byla zpracovávána i data interních snímačů ze sběrnice CAN Bus. [21] Měření síly Pro měření síly, byl v tažném laně, mezi oběma traktory vložen tenzometrický snímač HOTTINGER U2A. Před měřením byl ocejchován. Snímač byl připojen na systém Spider 8 s frekvencí 4,8 khz. Průběh bylo možné sledovat v reálném čase na obrazovce měřícího počítače. [21] Měření skutečné rychlosti Pro měření skutečné rychlosti byl traktor dovybaven externím radarem RDS TGSS, který byl namontován na rám měřeného traktoru. Radar byl připojen na systém Spider 8. [21] 30

31 Obr. 22 Radar (21) Měření prokluzu Pro výpočet prokluzu traktoru JD 6920S bylo nutné měřit skutečnou dráhu ujetou na 5 otáček kola v měřeném úseku. Teoretická dráha byla naměřena na 5 otáček hnacích kol, když byl traktor tažen jiným traktorem a nepřekonával tahovou sílu. Při všech zkouškách byla zapnuta uzávěrka diferenciálu. [21] 4.4 Metodika vyhodnocení tahové charakteristiky Z naměřených hodnot byl pro sestavení tahové charakteristiky vypočítán tahový výkon, měrná tahová spotřeba, prokluz a tahová účinnost dle následujících vzorců. [21] Výpočtové vzorce Tahový výkon: P t = F v [ kw ] (3) t p kde: F t tahová síla [kn] v p pojezdová rychlost [km h ¹] 31

32 Prokluz: δ1 + δ2 δ = 100 [%] (4) 2 s δ = (1 ) 100 (5) 1 s t [%] s δ = (1 ) 100 (6) 2 s t [%] kde: δ - celkový prokluz traktoru [%] δ₁ prokluz kol přední nápravy [%] δ₂ prokluz kol zadní nápravy [%] s t teoretická dráha ujetá na 5 otáček bez překonávání tahové síly [m] s skutečná dráha ujetá na 5 otáček při překonávání tahové síly [m] Měrná tahová spotřeba: m Q ρ P 1 1 [ g kw ] h 3 pt = 10 h t kde: Q h průměrná hodinová spotřeba paliva [l h ¹] ρ hustota paliva [kg l ¹] (7) Hustota paliva se počítala dle rovnice: kde: t teplota paliva [ C] 3 [ kg ] ρ = 0,67786 t + 844,5807 m (8) Tahová účinnost: kde: P t maximální tahový výkon [kw] P e maximální výkon motoru [kw] Pt η t = 100 [%] (9) P e 32

33 4.5 Metodika zjištění otisku pneumatik a středního kontaktního tlaku Při měření otisku pneumatik bylo postupováno podle norem ČSN a ČSN Otisk byl získán několikanásobným zvednutím a spuštěním kola bez posunutí traktoru, až do úplného vykreslení. Před každým spuštěním byl dezén natřen barvou a kolo pootočeno o jeden výstupek dezénu. Výsledná plocha byla změřena pomocí programu pro analýzu obrazu. [21] Plocha otisku slouží, spolu s tíhou na kolo, ke spočítání středního kontaktního tlaku. Obr. 23 Vytváření otisku pneumatiky [21] Výpočtový vzorec středního kontaktního tlaku: Střední kontaktní tlak: kde: Y normálová síla, zastupující svislou složku napětí S o plocha otisku Y q = s [ Pa] (10) S o 33

34 5 NAMĚŘENÉ HODNOTY A VYHODNOCENÍ MĚŘENÍ 5.1 Vyhodnocení měření tahových charakteristik Měření traktoru John Deere 6920S proběhlo při plné dávce paliva. Jednotlivé tahové parametry byly měřeny standardní tahovou zkouškou při konstantních režimech, aby bylo možné jejich další porovnávání. Pro měření byly zvoleny rychlosti 5 km h ¹, 8 km h ¹, 10 km h ¹. Pro teoretické nastavení požadované rychlosti sloužil údaj na palubní desce traktoru. Během měření byly hodnoty ukládány do měřícího počítače s frekvencí zápisu 20 Hz. Z údajů byly vypočteny průměrné hodnoty pro jednotlivé průjezdy měřeným úsekem. Naměřené a vypočtené hodnoty z jednotlivých úseků jsou uvedeny v tabulkách Průběhy tahových výkonů, měrných tahových spotřeb a prokluzů jsou vyneseny do tahových charakteristik v obr [21] Naměřené a vypočtené hodnoty tahových charakteristik traktoru s pneumatikami nahuštěnými na 180 kpa jsou uvedeny v tabulkách 6, 7, 8 a v grafu tahové charakteristiky. Ze získaných a vypočtených hodnot je zřejmé, že při huštění na 180 kpa byla naměřena největší tahová síla při rychlosti 5 km h ¹, a sice 50,19 kn a prokluz 46,91 %. Maximální tahový výkon byl 70,49 kw, při měrné tahové spotřebě 369,12 g kw ¹ h ¹. Naměřené a vypočítané hodnoty pro tlak huštění 75 kpa na přední nápravě a 65 kpa na zadní nápravě jsou uvedeny v tabulkách 9, 10, 11 a v grafu tahové charakteristiky. Největší tahová síla byla naměřena při 5 km h ¹ 56,43 kn a prokluz 35,76 %. Maximální hodnota tahového výkonu byla 80,58 kw při měrné tahové spotřebě 280,46 g kw ¹ h ¹. 34

35 Tab. 6 Naměřené a vypočtené hodnoty, tlak 180 kpa, rychlost 5 km h ¹ Naměřené a vypočtené hodnoty tahových zkoušek traktoru JD 6920S. Pneumatiky: přední náprava Xeobib 520/60 R28, zadní náprava Xeobib 650/60 R38. Tlak huštění 180kPa, konstantní rychlost 5 km h ¹, plná dávka paliva Tahová síla Tahový Hodinová Měrná spotřeba Prokluz přední Prokluz zadní Celkový Otáčky motoru Čas na úsek výkon spotřeba tahová nápravy nápravy prokluz Ft [kn] Pt [kw] n [min ¹] Q [l h ¹] mpt [g kw ¹ h ¹] t [s] δ [%] δ [%] δ [%] 11,91 16, ,18 808,09 21,50 5,02 4,32 4,67 23,27 31, ,78 526,79 22,40 8,41 8,38 8,40 34,30 42, ,56 457,99 24,10 12,92 12,80 12,86 41,68 47, ,78 450,06 26,30 18,16 17,72 17,94 47,42 49, ,98 473,41 29,00 27,54 26,48 27,01 50,19 38, ,72 615,85 38,90 46,90 46,91 46,91 48,81 32, ,81 738,12 45,20 52,62 52,92 52,77 49,22 30, ,53 816,66 49,20 56,38 56,66 56,52 Tab. 7 Naměřené a vypočtené hodnoty, tlak 180 kpa, rychlost 8 km h ¹ Naměřené a vypočtené hodnoty tahových zkoušek traktoru JD 6920S. Pneumatiky: přední náprava Xeobib 520/60 R28, zadní náprava Xeobib 650/60 R38. Tlak huštění 180kPa, konstantní rychlost 8 km h ¹, plná dávka paliva Tahová síla Tahový Otáčky Hodinová Měrná spotřeba Čas na Prokluz přední Prokluz zadní výkon motoru spotřeba tahová úsek nápravy nápravy Celkový prokluz Ft [kn] Pt [kw] n [min ¹] Q [l h ¹] mpt [g kw ¹ h ¹] t [s] δ [%] δ [%] δ [%] 14,11 28, ,15 580,40 14,69 5,32 4,32 4,82 21,67 43, ,34 488,84 15,11 7,87 8,90 8,39 28,27 54, ,12 431,51 15,68 10,21 10,75 10,48 34,65 62, ,11 384,44 16,54 14,23 14,22 14,23 40,10 65, ,96 378,69 18,32 17,66 17,79 17,73 44,87 57, ,23 447,32 23,23 28,16 28,72 28,44 46,62 49, ,98 535,20 28,20 35,54 35,48 35,51 46,32 44, ,34 602,87 31,21 36,43 36,33 36,38 35

36 Tab. 8 Naměřené a vypočtené hodnoty, tlak 180 kpa, rychlost10 km h ¹ Naměřené a vypočtené hodnoty tahových zkoušek traktoru JD 6920S. Pneumatiky: přední náprava Xeobib 520/60 R28, zadní náprava Xeobib 650/60 R38. Tlak huštění 180kPa, konstantní rychlost 10 km h ¹, plná dávka paliva Tahová síla Tahový výkon Otáčky Hodinová Měrná spotřeba Prokluz přední Prokluz zadní Celkový Čas na úsek motoru spotřeba tahová nápravy nápravy prokluz Ft [kn] Pt [kw] n [min ¹] Q [l h ¹] mpt [g kw ¹ h ¹] t [s] δ [%] δ [%] δ [%] 9,98 26, ,43 617,28 11,46 7,44 4,27 5,86 17,43 43, ,56 467,03 11,98 8,68 8,47 8,58 26,13 60, ,11 383,35 12,88 10,32 10,43 10,38 31,74 70, ,85 364,64 13,56 13,47 13,54 13,51 35,20 70, ,35 369,12 14,98 17,56 17,52 17,54 37,88 68, ,93 388,06 16,64 17,67 17,77 17,72 39,03 63, ,58 423,09 18,32 17,55 17,54 17,55 38,78 62, ,13 442,70 18,73 19,34 19,45 19,40 36

37 Tab. 9 Naměřené a vypočtené hodnoty, tlak 75 a 65 kpa, rychlost 5 km h ¹ Naměřené a vypočtené hodnoty tahových zkoušek traktoru JD 6920S. Pneumatiky: přední náprava Xeobib 520/60 R28, zadní náprava Xeobib 650/60 R38. Tlak huštění vpředu 75 kpa, vzadu 65kPa, konstantní rychlost 5 km h ¹, plná dávka paliva Tahová síla Tahový výkon Otáčky motoru Hodinová spotřeba Měrná spotřeba tahová Čas na úsek Prokluz přední nápravy Prokluz zadní nápravy Ft [kn] Pt [kw] n [min ¹] Q [l h ¹] mpt [g kw ¹ h ¹] t [s] δ [%] δ [%] δ [%] 9,54 13, ,12 884,50 21,60 2,44 1,01 1,73 17,55 23, ,86 588,72 22,15 4,65 3,21 3,93 28,34 36, ,32 438,14 23,23 6,43 5,44 5,94 37,67 46, ,72 423,68 24,32 10,22 4,33 7,28 50,11 55, ,55 395,35 26,97 17,23 17,35 17,29 56,43 51, ,44 474,59 32,88 36,40 35,11 35,76 56,13 38, ,97 646,58 43,77 51,12 49,44 50,28 Celkový prokluz Tab. 10 Naměřené a vypočtené hodnoty, tlak 75 a 65 kpa, rychlost 8 km h ¹ Naměřené a vypočtené hodnoty tahových zkoušek traktoru JD 6920S. Pneumatiky: přední náprava Xeobib 520/60 R28, zadní náprava Xeobib 650/60 R38. Tlak huštění vpředu 75 kpa, vzadu 65kPa, konstantní rychlost 8 km h ¹, plná dávka paliva Tahová síla Tahový výkon Otáčky motoru Hodinová spotřeba Měrná spotřeba tahová Čas na úsek Prokluz přední nápravy Prokluz zadní nápravy Celkový prokluz Ft [kn] Pt [kw] n [min ¹] Q [l h ¹] mpt [g kw ¹ h ¹] t [s] δ [%] δ [%] δ [%] 11,14 23, ,78 727,67 14,10 5,29 4,16 4,73 27,67 53, ,44 333,99 15,58 8,62 6,22 7,42 43,15 74, ,34 247,37 17,27 9,34 9,12 9,23 48,44 69, ,67 294,63 20,91 10,62 9,98 10,30 49,65 66, ,34 365,90 22,38 12,89 12,10 12,50 51,65 56, ,82 420,21 27,22 23,11 22,20 22,66 51,15 47, ,96 522,29 32,23 23,98 24,10 24,04 37

38 Tab. 11 Naměřené a vypočtené hodnoty, tlak 75 a 65 kpa, rychlost 10 km h ¹ Naměřené a vypočtené hodnoty tahových zkoušek traktoru JD 6920S. Pneumatiky: přední náprava Xeobib 520/60 R28, zadní náprava Xeobib 650/60 R38. Tlak huštění vpředu 75 kpa, vzadu 65kPa, konstantní rychlost 10 km h ¹, plná dávka paliva Tahová síla Tahový výkon Otáčky motoru Hodinová spotřeba Měrná spotřeba tahová Čas na úsek Prokluz přední nápravy Prokluz zadní nápravy Ft [kn] Pt [kw] n [min ¹] Q [l h ¹] mpt [g kw ¹ h ¹] t [s] δ [%] δ [%] δ [%] 10,90 28, ,89 11,34 4,32 2,68 3,50 25,97 58, ,45 330,51 13,23 8,12 7,67 7,90 34,74 74, ,21 280,68 13,98 9,11 9,02 9,07 40,91 80, ,23 280,46 15,23 9,78 9,96 9,87 43,26 78, ,22 319,09 16,51 12,34 12,56 12,45 44,83 67, ,32 397,33 19,92 11,43 11,23 11,33 45,68 61, ,11 430,77 22,15 12,68 12,34 12,51 45,62 60, ,41 447,36 22,76 18,45 17,34 17,90 Celkový prokluz 38

39 80 Tahový výkon Pt [kw], prokluz δ[%] Tahová síla Ft[kN] 5 km h ¹ 8 km h ¹ 10 km h ¹ prokluz P t = -0,002F t3 + 0,073F t2 + 1,871F t + 0,468 P t = -0,002F t3 + 0,097F t2 + 0,840F t + 0,546 P t = -0,001F t3 + 0,047F t2 + 0,784F t + 0,505 δ = 0,001F t3-0,074f t2 + 1,367F t -0,770 Obr. 24 Graf tahového výkonu a prokluzu při huštění 180 kpa na obou nápravách Měrná spotřeba tahová mpt [g kw ¹h ¹] Tahová síla Ft [kn] 5km h ¹ 8km h ¹ 10km h ¹ m pt = 0,016F t3-0,641f t2-15,80f t , m pt = 0,009F t3-0,040f t2-23,07f t + 840,2 m pt = 0,036F t3-2,672f t2 + 51,53F t + 277,1 Obr. 25 Graf měrné tahové spotřeby při huštění 180 kpa na obou nápravách 39

40 Při pneumatikách nahuštěných na 180 kpa, jak na přední, tak i zadní nápravě, bylo největšího tahového výkonu 70,49 kw dosaženo při rychlosti 10 km h ¹ s prokluzem 17,54 %. Největší tahové síly bylo naopak dosaženo při pojezdové rychlosti 5 km h ¹. Z grafu měrných tahových spotřeb je patrné, že nejmenší spotřeby, je u všech měřených pojezdových rychlostí, dosahováno v oblasti největšího tahového výkonu. Při maximálním tahovém výkonu, byla naměřena spotřeba 369,12 g kw ¹ h ¹. Po překročení oblasti maximálního tahového výkonu, dochází ke značnému nárůstu spotřeby Tahový výkon Pt [kw], prokluz δ[%] Tahová síla Ft [kn] 5km h ¹ 8km h ¹ 10km h ¹ prokluz P t = -0,001F t3 + 0,097F t2 + 0,727F t + 1,553 P t = -0,002F t3 + 0,094F t2 + 1,347F t + 1,395 P t = -0,000F t3 + 0,032F t2 + 0,885F t + 0,838 δ = 0,000F t3-0,041f t2 + 0,810F t -0,896 Obr. 26 Graf tahového výkonu a prokluzu při huštění 75 kpa vpředu a 65 kpa vzadu 40

41 Měrná tahová spotřeba mpt [g kw ¹ h ¹] km h ¹ 8km h ¹ 10km h ¹ m pt = -0,003F t3 + 0,889F t2-53,23f t , m pt = 0,035F t3-2,424f t2 + 37,64F t + 377,2 m pt = 0,023F t3-1,451f t2 + 4,142F t + 828,0 Obr. 27 Graf měrné tahové spotřeby při huštění 75 kpa vpředu a 65 kpa vzadu Při snížení tlaku v pneumatikách u přední nápravy na 75 kpa a u zadní na 65 kpa, došlo jak k nárůstu tahového výkonu, tak i tahové síly a to u všech měřených pojezdových rychlostí. Maximální tahový výkon byl, při rychlosti 10 km h ¹, 80,58 kw. Maximální tahová síla vzrostla na 56,43 kn. Křivka prokluzu je, v porovnání s vyšším tlakem huštění, méně strmá Tahová síla Ft [kn] Spotřeba opět klesá až do oblasti maximálního tahového výkonu. Při překročení této oblasti došlo opět k výraznému nárůstu spotřeby. 41

42 Tahový výkon Pt [kw], prokluz δ[%] Tahová síla Ft [kn] 5km h ¹ 180kPa 8km h ¹ 180kPa 10km h ¹180kPa 5km h ¹ 65,75kPa 8km h ¹ 65,75kPa 10km h ¹ 65,75kPa prokluz 180kPa prokluz 65,75kPa P t = -0,002F t3 + 0,094F t2 + 1,347F t + 1,395 P t = -0,002F t3 + 0,073F t2 + 1,871F t + 0,468 P t = -0,001F t3 + 0,097F t2 + 0,727F t + 1,553 P t = -0,002F t3 + 0,097F t2 + 0,840F t + 0,546 P t = -0,000F t3 + 0,032F t2 + 0,885F t + 0,838 P t = -0,001F t3 + 0,056F t2 + 0,660F t + 0,600 δ = 0,001F t3-0,074f t2 + 1,367F t -0,770 δ = 0,001F t3-0,061f t2 + 1,102F t -1,352 Obr. 28 Graf porovnání tahových charakteristik při různém huštění 42

43 900 Měrná tahová spotřeba mpt [g kw ¹h ¹] Tahová síla Ft [kn] 5km h ¹, 180kPa 8km h ¹, 180kPa 10km h ¹, 180kPa m pt = 0,016F t3-0,641f t2-15,80f t , m pt = 0,036F t3-2,672f t2 + 51,53F t + 277,1 m pt = -0,003F t3 + 0,889F t2-53,23f t , m pt = 0,023F t3-1,451f t2 + 4,142F t + 828,0 m pt = 0,039F t3-2,698f t2 + 44,04F t + 335,2 m pt = 0,009F t3-0,040f t2-23,07f t + 840,2 Obr. 29 Graf porovnání měrných tahových spotřeb při různém huštění Z grafu porovnání jednotlivých měřených rychlostí a tlaků pneumatik je patrné, že snížením tlaku je dosahováno většího tahového výkonu i tahové síly. Další výhodou při menším tlaku je volněji rostoucí křivka prokluzu. Při sníženém tlaku pneumatik je patrný i značný pokles měrné tahové spotřeby. V následujících tabulkách a grafech jsou uvedeny nejdůležitější parametry a jejich porovnání při jednotlivých rychlostech a tlacích huštění. 43

44 5km h ¹ Tab. 12 Vybrané tahové vlastnosti, rychlost 5 km h ¹ Ptmax [kw] Ft opt. [kn] účinnost ηt [%] prokluz δ [%] Ftmax [kn] δ při Ftmax [%] 180kPa 49,06 47,42 42,80 27,01 50,19 46,91 65,75kPa 55,74 50,11 48,63 17,29 56,43 35, [kw], [kn], [%] Ptmax [kw] Ft opt. účinnost prokluz δ [kn] ηt [%] [%] 180kPa 65,75kPa Ftmax [kn] δ při Ftmax [%] Obr. 30 Graf porovnání tahových vlastností traktoru, rychlost 5 km h ¹ Tab. 13 Vybrané tahové vlastnosti, rychlost 8 km h ¹ 8km h ¹ Ptmax [kw] Ft opt. [kn] účinnost ηt [%] prokluz δ [%] Ftmax [kn] δ při Ftmax [%] 180kPa 65,67 40,1 57,29 17,73 46,62 35,51 65,75kPa 74,96 43,15 65,39 12,5 51,65 22, [kw], [kn], [%] Ptmax [kw] Ft opt. [kn]účinnost ηt [%] 180kPa prokluz δ [%] 65,75kPa Ftmax [kn]δ při Ftmax [%] Obr. 31 Porovnání tahových vlastností traktoru, rychlost 8 km h 44

45 10km h ¹ Tab. 14 Vybrané tahové vlastnosti, rychlost 10 km h ¹ Ptmax [kw] Ft opt. [kn] účinnost ηt [%] prokluz δ [%] Ftmax [kn] δ při Ftmax [%] 180kPa 70,49 35,2 61, ,54 39,03 17,55 65,75kPa 80,58 40,91 70, ,87 45,68 12, [kw], [kn], [%] Ptmax [kw] Ft opt. [kn] účinnost ηt [%] 180kPa prokluz δ [%] 65,75kPa Ftmax [kn] δ při Ftmax [%] Obr. 32 Graf porovnání tahových vlastností traktoru, rychlost 10 km h ¹ 45

46 Tab. 15 Měrná tahová spotřeba při různých rychlostech Měrná tahová spotřeba mpt [g kw ¹ h ¹] 5km h ¹ 8km h ¹ 10km h ¹ 180kPa 473,41 378,69 369,12 75,65kPa 395,35 247,37 280,46 Měrná tahová spotřeba mpt [g kw ¹ h ¹] km h ¹ 8km h ¹ 10km h ¹ 180kPa 75, 65 kpa Obr. 33 Graf porovnání měrných tahových spotřeb při jednotlivých rychlostech Z grafů je jasně patrné, že lepších tahových vlastností bylo dosaženo při huštění na nižší tlak. V našem případě 75 kpa na přední nápravě a 65 kpa na zadní nápravě, oproti 180 kpa na obou nápravách. Vybrané hodnoty byly naměřeny při maximálním tahovém výkonu, maximální tahová síla a prokluz při nejvyšší tahové síle. Jeden z hlavních ekonomických aspektů provozu traktoru je měrná spotřeba. Spotřeba byla vztažená k naměřenému tahovému výkonu. Pro přehlednost jsou spotřeby vyneseny v grafech. Nejnižších hodnot spotřeby bylo taktéž dosaženo při nízkém tlaku huštění. 46

47 5.2 Vyhodnocení kontaktního tlaku pneumatiky Tabulka naměřených a vypočtených hodnot pro určení velikosti kontaktního tlaku. Tab. 16 Plochy otisku a kontaktní tlak Přední kolo Michelin 520/60 R28 Xeobib Zadní kolo Michelin 650/60 R38 Xeobib Přední kolo Michelin 520/60 R28 Xeobib Zadní kolo Michelin 650/60 R38 Xeobib Tlak [kpa] Plocha otisku [cm²] , Plocha otisku na nápravu [cm²] Plocha otisku traktoru [cm²] , , Zatížení kola [kg] Střední kontaktní tlak [kpa] 135,74 96,71 103,11 69,65 47

48 Tab. 17 Plochy otisku a kontaktní tlak jednotlivých pneumatik Otisk Náprava a pneumatika Tlak [kpa] Plocha otisku So [cm²] Přední náprava, pneumatika Michelin 520/60 R28 Xeobib Přední náprava, pneumatika Michelin 520/60 R28 Xeobib Zadní náprava, pneumatika Michelin 650/60 R38 Xeobib ,1 Zadní náprava, pneumatika Michelin 650/60 R38 Xeobib

49 Plocha otisku So [cm²] Přední kolo 75 KPa Předbí kolo 180 kpa Zadní kolo 65 kpa Zadní kolo 180 kpa Obr. 34 Graf srovnání ploch otisku pneumatik při různém huštění Celková plocha otisku So [cm²] kpa 75 kpa, 65 kpa Obr. 35 Graf Celkové plochy otisku pneumatik při změně tlaku 49

50 160,00 140,00 Střední kontaktní tlak [kpa] 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 Přední kolo 180 kpa Zadní kolo 180 kpa Přední kolo 75 kpa Zadní kolo 65 kpa Obr. 36 Graf středního kontaktního tlaku pneumatik Z výsledků měření vyplývá, že u přední pneumatiky 520 / 60 R28 se při změně tlaku ze 180 kpa na 75 kpa zvětšila styčná plocha o 534 cm², což odpovídá nárůstu o 31,65 %. U zadních pneumatik 650 / 60 R38 došlo při změně tlaku ze 180 kpa na 65 kpa k nárůstu styčné plochy o 38,85 %, tedy o 1349,2 cm². Z porovnání celkové styčné plochy traktoru, při 180 kpa na obou nápravách a 75 kpa na přední, 65 kpa na zadní nápravě plyne, že došlo ke zvětšení styčné plochy při menším tlaku o 35,31 %, tzn. 2417,8 cm² ve prospěch nižšího tlaku. Z hmotností a ploch byly dále vypočteny hodnoty středního kontaktního tlaku. Stejně jako u styčných ploch i zde bylo dosaženo lepších výsledku při nízkém tlaku huštění. Nejmenší hodnota 69,65 kpa byla zjištěna u zadních pneumatik. Nejvyšší hodnoty byla naopak na předním kole při 180 kpa a sice 135,74 kpa. 50

51 6 ZÁVĚR Z měření, která byla prováděna s pneumatikami Michelin 520/60 R28 Xeobib na přední nápravě a Michelin 650/60 R38 Xeobib na zadní nápravě, jsou při změněně hustícího tlaku kol ze 180 kpa na 75 kpa na přední nápravě a 65 kpa na zadní nápravě jasně patrné rozdíly v měřených a vypočtených hodnotách. Při snížení tlaku v pneumatikách se zvětší styčná plocha pneumatiky s podložkou a lze tak přenášet větší tahový výkon a zároveň i snížit měrnou tahovou spotřebu. Čím větší byla pracovní rychlost, tím větší byl i rozdíl velikosti tahového výkonu a tahové síly ve prospěch nižšího hustícího tlaku. Při nižším hustícím tlaku bylo dosahováno i méně strmého průběhu křivky prokluzu kol. Maximální tahový výkon 80,58 kw byl dosažen při nižším hustícím tlaku a rychlosti 10 km h ¹. Největší tahové síly 50,11 kn bylo taktéž dosaženo při nižším hustícím tlaku pneumatik a rychlosti 5 km h ¹. Pokud porovnáme vliv hustícího tlaku na spotřebu paliva, tak i zde je jasně patrný rozdíl ve prospěch nižších hustících tlaků. Nejnižších měrných tahových spotřeb bylo dosahováno v oblasti nejvyššího tahového výkonu. Pokud porovnáme spotřebu nafty při rychlosti 8 km h ¹ a nejvyšším tahovém výkonu, tak při nižším tlaku huštění došlo k poklesu spotřeby o 7,62 l h ¹, což při denní práci traktoru 10 hodin znamená úsporu 76,2 litrů nafty. Pokud vezmeme průměrnou cenu za litr nafty 35, 50 Kč, pak díky vhodnému tlaku huštění ušetříme za 10 hodin 2705 Kč. Při nasazení traktoru 100 dní v roce je pak úspora Kč. Dalším důležitým parametrem při provozování traktoru je jeho vliv na půdu. Z měření je opět patrný značný rozdíl při změně hustícího tlaku. Při snížení tlaku v pneumatikách se zvětší styčná plocha pneumatiky, rovněž dojde k poklesu tlaku na půdu. Rozdíl ve velikosti styčné plochy byl 35,31 % ve prospěch nižšího tlaku. Nejnižší střední kontaktní tlak 69,65 kpa byl spočítán na zadním kole při hustícím tlaku 65 kpa. Naopak nejvyššího středního kontaktního tlaku 135,74 kpa bylo dosaženo na předním kole nahuštěném na 180 kpa. 51

52 7 SEZNAM LITERATURY [1] AGCO GMBH, FENDT: 900 Fendt 900 Vario [online] [cit ]. Dostupné z: [2] AGROMEX: Řada 900 Vario nová generace [online] [cit ]. Dostupné z: [3] BAUER, F., SEDLÁK, P., ŠMERDA, T.: Traktory. 1. vyd. Praha: ProfiPress, ISBN [4] BENEŠ, P.: Přínos změny tlaku v pneumatikách [online] [cit ]. Dostupné z: s425x34869.html [5] BENEŠ, P.: Vydařená prezentace pneumatik Trelleborg. Mechanizace zemědělství: Odborný časopis pro zemědělskou a lesnickou techniku. Praha: ProfiPresss.r.o, 2012, č. 11. ISSN [6] DAŇHEL, M.: Vliv konstrukce pneumatik na ekonomiku provozu traktorových souprav: Diplomová práce. MENDELU Brno, s [7] DEERE & COMPANY: Použití dotěžování kapalinou [online] [cit ]. Dostupné z: html [8] JAVOREK, F.: Správné pneumatiky pro trakci a dopravu. Mechanizace zemědělství: Odborný časopis pro zemědělskou a lesnickou techniku. Praha: ProfiPresss.r.o, 2012, č. 7. ISSN [9] MICHELIN: Sortiment agropneumatik a technické parametry [online] [cit ]. Dostupné z: f 52