A Massey Ferguson háromhengeres modelljei MF 5608-MF 5610 - 85 és 105 LE között.
Különböző utak a nagyobb teljesítményhez
A gazdálkodó számára döntő, hogy a meghajtó motor teljesítményéből mennyi áll rendelkezésre a forgattyús tengelyen, ill. a meghajtott kerekeken, a TLT-n vagy a hidraulika csatlakozókon. A forgattyús tengelyen leadott teljesítmény megfelel a forgató nyomaték és a motorfordulatszám szorzatának. A nyomatékot a meggyújtott üzemanyag-levegő keverék dugattyúra ható gázerői hozzák létre. A dugattyú ereje függ a ráható nyomástól és a dugattyú felületétől. A Pe motorteljesítmény így arányos az n fordulatszámmal, a pme közepes dugattyúnyomással és a VH hengertérfogattal.
Pe=n x pme x VH
Ettől a három tényezőtől függ alapvetően, hogy mennyi egy motor teljesítménye. Így a motorteljesítmény egyszerűen a fordulatszám emelésével is növelhető. A gyakorlatban egy traktornak tipikusan 2000 és 2300 fordulat per perc közötti a névleges fordulatszáma. Ennek növelése a dugattyú csúszási sebességének növekedését – és így a hengerben a dugattyú nagyobb kopását – jelentené. Ezért ezt a megoldást nem használják teljesítménynövekedésre.
A közepes dugattyúnyomás megnövelt befecskendezés és töltési nyomás általi emelése megnöveli a hajtómű komponenseinek (különösen a csapágy, dugattyúkar és a szelepek) mechanikus és termikus terhelését. A nyomás növelése a gyártó számára gyakran egyszerű módon realizálható úgy, hogy az elektronikus befecskendezést optimalizálják.
Hengertérfogat és üzemanyag fogyasztás
Egy traktormodell új generációjánál szokásos módon ugyanabból a térfogatból több teljesítményt hoznak ki a gyártók. A névleges fordulatszám lényegében változatlan marad. Ezért a közepes dugattyúnyomást kell megnövelni. A motort középen jobban leterhelik. Ez gyakran a fajlagos üzemanyag fogyasztás csökkenéséhez vezet – különösen a részterhelés tartományban.
A fajlagos üzemanyag fogyasztást úgy számoljuk ki, hogy az elfogyasztott üzemanyag mennyiségét (grammban) elosztjuk az üzemidővel (órában) és a leadott teljesítménnyel (kW-ban).
Ha most a hasznos teljesítményt mérsékelten nagyobb befecskendezési mennyiségnél növeljük, annak következtében a fajlagos üzemanyag fogyasztás csökken. A súrlódás legyőzésére szükséges teljesítmény a motoron belül alacsonyabb lesz.
Kitekintés –prémium háromhengeresek a BMW-től
A bajor autómárka is a háromhengeres erőforrásokba fekteti energiáit. A németek annyira bíznak a kisebb motorokban, hogy nem csak az 1-es sorozatba és a tulajdonolt Mini-be építik be őket, hanem olyan speciális autóba, mint az i8-as (231! lóerővel 1.5 l-es hengerűrtartalommal benzinesként) vagy az egyik húzó sorozat ötös szériába is (várhatóan a 2016-ban debütáló új sorozatban gázolajosként 150 LE-vel.) Tehát más iparágban is betör a háromhenger a prémium kategóriába és még a magasabb teljesítmény tartományokban is megoldást jelent a jövőben.
Háromhengeres 1.5 l-es erőforrás a BMW-től az i8 és a leendő 5-ös szériákban
Több mint 100 traktort vizsgáltak meg
Az idők folyamán azonban a traktorok üzemeltetési spektruma is megváltozott. Így az említett 3-hengeres 100 LE-s traktor egyre megszokottabb látvány a mezőgazdasági üzemben. Szegmentálódik a felhasználás is: olyan munkákat, mint a talajművelés, amely állandóan a legmagasabb tartós teljesítményt teszi szükségessé nagyobb vontatóval végeznek el.
1, Diagram: A traktormotorok tipikus hengertérfogat- és teljesítmény osztályba sorolhatók
Jelmagyarázat: Hubraum – hengerűrtartalom, Nennleistung – névleges teljesítmény, Zylinder - henger
Forrás: Landtechnik 2014 – Dr. Jürgen Karner írása a Francesco Josephinum Wieselburg kutatásai alapján
Az 1. diagramban az összes analizált/megvizsgált traktormodell hengertérfogata és azok motorteljesítménye van ábrázolva.
Az adatpontokból négy tartomány ismerhető fel. A három hengeres motorok a 37 – 74 kW (50-101 LE) közötti névleges tartományt fedik le. A tipikus hengerűrtartalom a 3-4 liter körüli. A négy hengeresek egy nagyobb tartományt fednek le. A kisebb modellek hengertérfogata és teljesítménye
összehasonlítható a háromhengeresekével. A leggyakoribb azonban a négy és öt literes henger űrtartalom és az 55 – 117 kW (75- 159 LE) közötti teljesítmény. A hat hengeresek ismét két tartományba csoportosulnak: egyrészt a hat és hét liter közötti tengertérfogatúak, a jellemző teljesítményük 100 – 200 kW (136 – 272 LE), másrészt a kb. nyolc és kilenc liter közötti henger űrtartalmúak, amelyek teljesítménye 165 – 270 kW (224 – 367 LE). Feltűnő az ábrában, hogy nincs lineáris összefüggés a hengertérfogat és a teljesítmény között, hanem átlagban degresszív vonal van. Ez azt jelenti, hogy egy osztály legerősebb traktorai a teljesítményt a megsokszorozott nyomásból nyerik.
A szokásos közepes dugattyúnyomás tíz és 14 bar között van. A legnagyobb teljesítményű modelleknél akár közel 20 bar-ra is megnőhet. Ez gyakran megköveteli a motoron (belüli) extra megoldásokat, mint pl. a dugattyú fenék/aljzat hűtését.
Háromhengeres motorok az Massey Fergusonokban – kipróbált technológia újragondolva
A Massey Ferguson már majd két éve bemutatta a SISU-tól érkező 3.3 l-es háromhengeres erőforrásait. A motorok azonban nem új konstrukciók, hanem egy már évek óta használt és jól bevált erőforrás módosított verziói. Nem is módosított, hanem gyakorlatilag „félbevágott”: a 6.6 l-es 140-200 LE teljesítmény között üzemelő hathengeres motor lett kettéosztva és így született meg a háromhengeres. Azonban a felhasznált technológia, az anyagok és a tapasztalat már évtizedes és rendelkezésre áll ahhoz, hogy a „downsizing” csak örömöt, hatékonyságot és rengeteg spórolást eredményezzen a felhasználóknak.
Massey Ferguson háromhengeres termékbemutató videó itt:
ÖSSZEGZÉS
A trend a traktormotoroknál egyértelműen egy irányba halad: több teljesítményt kevesebb hengertérfogatból. Ezt elsősorban modern befecskendezési technikával lehet megvalósítani, ami lehetővé teszi a legkülönfélébb üzemi körülményhez történő hozzáigazítást. A névleges teljesítmény pl. turbó feltöltéssel kombinálva töltőlevegő hűtéssel és modern befecskendezési technikával növelhető.
ELEKTRONIKUSAN VEZÉRELT TELJESÍTMÉNYEMELÉS
A modern traktormotorok elektronikus befecskendező rendszerekkel vannak ellátva. Az új modelleknél ez általában egy Common-Rail befecskendező rendszer. Ennél a befecskendezési mennyiséget és –időpontokat egy elektronikus vezérlés adja meg, amelybe az üzemi paramétereket betáplálják. Lehetséges a hozzáigazodás/illesztés a zajviszonyokhoz, a kipufogó gázokhoz és a teljesítmény leadáshoz.
Bizonyos traktor modellek úgynevezett Boost-tal rendelkeznek. Ezeknél bizonyos előfeltételek esetén (pl. a traktor megy, minden hőmérséklet a normális tartományban van, a teljesítmény leadás több fogyasztó felé történik) automatikusan átkapcsol egy teljesítmény programra a motorvezérlő eszköz. Ezáltal a felhasználó részére több teljesítmény áll rendelkezésre.
*A cikk tudományos alapja Dr. Jürgen Karner írása (Josephinum Reserach, Wieselburg), amely a Landtechnik, 2014. júliusi kiadásában jelent meg. A cikkből kiragadott részletek jelennek meg jelen írásban, amelyek kiegészítésre kerültek saját gondolatokkal.
