Cél az áteresztőképességek és szemteljesítmények növelése

A magyar mezőgazdaságban a magra termesztett növények vetésterülete évente eléri a 3,8 millió hektárt (a szántó 81%-át). Ezen belül a kenyér- és takarmánygabonákat 2,9–3,0 millió hektáron termeljük, amelyek meghatározóak a növénytermesztésen belül. A magra termesztett növények kulcsfontosságú betakarítógépei a magajáró arató-cséplő gépek, amelyek teljesítményével és munkaminőségével szemben mindenkor fokozott követelményeket támasztanak az üzemeltetők. Ez nem véletlen, hisz az éves munka eredményeként megtermett terményt kell a legjobb minőségben és a legkisebb veszteséggel betakarítaniuk. Rosszabb években 10–12 millió tonna, jobb években 18–20 millió tonna, átlagosan 15–16 millió tonna szemes termény sorsa függ tőlük. A megnövekedett követelmények, az egyre növekvő hozamok és az optimális betakarítási időtartamok szűkülése új feladatokat jelentett a kombájnfejlesztőknek, amelyekhez hozzájárultak még az új műszaki, informatikai és tudományos eredmények kínálta megoldások is. Ezeknek köszönhetően felgyorsultak a kombájnfejlesztések világszerte. A gyártás és a fejlesztés is egyre kevesebb kézben koncentrálódik, amely a globalizáció eredménye. Ezt részben a piacok kézben tartása, részben a gazdaságos szériák kialakítása és az egyre többe kerülő fejlesztések is gyorsították. Jelenleg a világon már csak 12 kombájnmárkával lehet találkozni, amelyek neve alatt évente 45–47 ezer kombájnt állítanak elő. Ezeknek 60%-a Európában készül, 37,7%-át gyártják a tengerentúlon, a klasszikus arató-cséplő gépek fennmaradó részt pedig Ázsiában állítják elő. A gyártók az igényekhez igazodva családelven építik fel portfóliójukat.

Az egyes családon belüli tagok azonos konstrukcióra épülnek, azonos, de geometriailag változó méretű szerkezeti elemekből készülnek, a motorteljesítményük és az áteresztőképességük is változik.

Mivel egyre kevesebb kombájngyár működik a világon, ezért tendencia, hogy egyes gyárak (pl. Sampo-Rosenlew) bérmunkában különböző márkanevek (John Deere) alatt is gyártanak arató-cséplő gépeket megrendelésre.

Az arató-cséplő gépek fejlesztésében érvényesülő főbb tendenciák a következők:

• az áteresztőképesség növelése az arató-cséplő magleválasztó és tisztító rendszerek, valamint a beépített motorteljesítmények növelésével,
• a szemveszteség, a szemtörés csökkentése és a mag tisztaságának javítása,
• a magtartály térfogatának és az ürítőcsiga teljesítményének növelése,
• a melléktermék (szalma, kukoricaszár stb.) kezelő rendszerek teljesítményének és hatékonyságának fokozása,
• a járószerkezetek terepjáró képességének javítása, a talajtaposás mérséklése, környezetkímélés,
• a vezetési komfort, a precíziós irányítás, a fedélzeti ellenőrző és kijelző rendszerek, a belső informatika (ISOBUS), a sorvezető és automatikus kormányzási rendszerek révén a munka minőségének és termelékenységének fokozása,
• flotta menedzsmentek és korszerű műholdas irányítási technikák terjedése,
• a hajtásrendszerek egyszerűsítése, a hibaforrások csökkentése.

A cséplőrendszerek sajátosságai

A világon gyártott gabona arató-cséplő gépek többsége hagyományos, több dobból felépülő keresztdobos cséplőrendszerrel és szalmarázó magleválasztóval készül, de évről évre nő a hibrid rendszerű (keresztdobos cséplőrendszerrel és rotációs magleválasztóval rendelkező), valamint az axiáldobos (rotoros) cséplő-magleválasztó rendszerrel készülő gépek száma. Ez utóbbi azért kapott nagyobb lendületet, mert a hagyományos cséplő rendszerű kombájnoknál a cséplődobok és a szalmarázók mérete, ill. felülete geometriailag behatárolt, amely korlátozza az áteresztőképesség/szemteljesítmény növelését. Ezeknél a cséplődobok szélessége nem nagyon növelhető 1700 mm, a dobátmérő pedig 750 mm fölé, valamint a cséplőrendszer max. átejtő felülete 2,6 m2, a szalmarázóké pedig 7,5 m2 fölé. A maximális motorteljesítményük jelenleg 500 LE-vel (370 kW körül) tetőzik. A magtartályaik maximális térfogata pedig 11,0–11,5 m3 körül alakul. Ezekkel a paraméterekkel a kategória csúcsteljesítményű modelljei (Claas Lexion 670, New Holland CX 8090, John Deere 670, Fendt 9490X, Deutz-Fahr 9206 stb.) búzabetakarításban legfeljebb 20 kg/s (72 t/h) szemteljesítményre képesek. A hibrid cséplőszerkezetű csúcsmodellek szemteljesítménye kalászos gabonában közelít a 25 kg/s (90 t/h-hoz), az axiáldobos cséplő rendszerűeké pedig a 30 kg/s-hoz (108 t/h-hoz).

Ez utóbbi teljesítményt a New Holland CR 10.90 Twin Rotor cséplőszerkezetű kombájn produkálta a közelmúltban. A hibrid és az axiáldobos cséplő rendszerű kombájnok nagyobb áteresztőképességének kiaknázásához a csúcsteljesítményű modellekbe egyre nagyobb, 550–650 LE/400–480 kW közötti teljesítményű motorok kerülnek beépítésre, amelyek teljesítménye meghaladja a hagyományos keresztdobos arató-cséplő gépek maximális motorteljesítményét. A magtartályaik maximális befogadóképessége jelenleg 14,5 m3-nél tart. A rotoros kombájnok előnyeiként ki kell emelni, kisebb (1% alatti) szemtöréssel dolgoznak, mint a hagyományos arató-cséplő gépek (~1,5%), éppen ezért a vetőmagnak szánt gabonák betakarítására előszeretettel használják azokat (Case IH 240-es széria, JD 9600-as széria, Versatile RT 490 stb.). Hátrányuk, hogy jobban összetörik pl. a szalmát, amely a bálázás szempontjából kedvezőtlen lehet.

A kombájnok teljesítményére és üzemére kiható motorfejlesztések

Az előzőekből is látható, hogy nőnek a kombájnokba beépített motorteljesítmények. Ez nem csak a felsőkategóriás arató-cséplő gépekre igaz, hanem valamennyi kategóriára. A korszerű common rail rendszerű kombájnmotorok egy liter lökettérfogatból egyre nagyobb (40–50 LE) teljesítményt képesek szolgáltatni, nagyobb a nyomatéki rugalmasságuk, jobban bírják a terhelésváltozásokat, kedvezőbb a hajtóanyag-fogyasztásuk, és a korszerűbb füstgázkezelő EGR és/vagy SCRkatalizátoros rendszerük révén magasabb levegőtisztasági (Tier4 interim/final, ill. Stage III.b/IV.) normákat képesek teljesíteni. Korábban gyakori volt, hogy az arató-cséplő gépek terhelhetőségét (áteresztőképességét) a motorok teljesítménye határolta le, napjainkban a sebességszabályozásnak és a cséplési veszteségszabályozásnak adnak nagyobb lehetőséget. Növekszik a motorok élettartama és hosszabbodik a szervizciklusa (600 üó) is. Az elektronikus motorvezérlések (EPM) révén a motorok teljesítményszabályozása és a kombájnterhelések jobban automatizálhatók, ill. optimalizálhatók. A kombájnokat egyre nagyobb térfogatú üzemanyagtartállyal szerelik fel a hosszabb üzemelési idő érdekében, amely csökkenti a tankolási gyakoriságot és növeli az arató-cséplő gép betakarításban eltöltött produktív idejét. Az új motorkonstrukciók és a nagyobb teljesítményű motorok valamennyi gabonakombájn kategóriában hozzájárultak az áteresztőképesség és szemteljesítmények növeléséhez. Ennek érdekében gyakori, hogy a kisebb kombájnmotorok teljesítményét tuningolással növelik meg.

Teljesítménynövelés a cséplőszerkezeteknél

A hagyományos keresztdobos cséplő rendszerű arató-cséplő gépeknél több dob beépítésével (APS, MCS, MCS-Plus, Hy-Performa stb.) és a szekcionált dobkosár (MultiCrop) elektronikus szabályozásával növelik a cséplési hatékonyságot, amelyek eredményeként a mag 90%-a a cséplőszerkezeten keresztül kerül leválasztásra, ezáltal kevesebb munka vár a szalmarázókra és a rotoros magleválasztókra.

A cséplődobok teljesítményének és a dobkosár átejtő felületének növelése érdekében az egyes gyártók kétféle irányban fejlesztenek.

Az egyik irány a kisebb (600 mm) dobátmérő és nagyobb (1500–1700 mm) dobszélesség alkalmazása (Claas), a másik irány a nagyobb (750–800 mm) dobátmérő és kisebb (1300–1560 mm) dobszélesség alkalmazása. A másodlagos magleválasztást végző szalmarázóknál a leválasztó felület növelésével (nagyobb, többlépcsős vagy több szalmarázó láda beépítésével) növelik a kombájnok szemteljesítményét.

A hibrid rotációs leválasztású kombájnoknál többdobos cséplőszerkezetek (Claas, Fendt ME stb.) és a leválasztó dobok felületének növelésével érik el ezt az eredményt. Az axiáldobos (rotoros) cséplőszerkezetű arató-cséplő gépeknél töltődob beépítésével (New Holland) és a cséplőrotorok geometriájának növelésével (500–700 mm rotorátmérő és 2600–3800 mm rotorhossz), valamint a dob verő-dörzsölő pofák alakjának és elhelyezésének megváltoztatásával, többszekciós dobkosarak alkalmazásával (Case IH) növelik az áteresztőképességet. Valamennyi cséplőrendszer esetében szenzorok vigyázzák az optimális működést és ellenőrzik a szemveszteséget és ennek megfelelően korrigálják a beállításokat.

A magtisztító szerkezetek teljesítményének növelése

Amennyiben növekszik a cséplő- és magleválasztó szerkezetek hatékonysága egyre nagyobb mennyiségű kicsépelt szemmel kell megbirkóznia a rostaszerkezetnek is. Ez többlépcsős rosta szerkezetek és növelt rostafelületekkel, valamint többutas és többlépcsős légbevezetéssel, ill. a légmennyiségek, a szelelő ventilátor légszállításának terhelésarányos automatikus szabályozásával érhetők el. A legnagyobb teljesítményű kombájnok rostafelülete meghaladja a 6 m2-t (6,2-6,5 m2). A kétutas, ill. a háromutas (Triple-Clean) levegőbevezetések a többlépcsős rostaszerkezetekre, valamint az automatikus szelelőventilátor légszállítás-szabályozása (OptiFan és a 3D-s rostavezérlés) 15-20 %-kal növeli meg a magtisztító szerkezetek hatékonyságát.

Teljesítménynövelés a vágóasztaloknál

A veszteségek szempontjából a gabona arató-cséplőgépeknél a 6-8 km/h munkasebesség a kedvező. Ezt és a hozamokat figyelembe véve kell a gabona vágóasztalok (és a többi adapterek) munkaszélességét megválasztani. A teljesítmények és a veszteségek szempontjából kedvezőbb a nagyobb munkaszélesség és az alacsonyabb munkasebesség, mint fordítva. A vágóasztalok munkaszélessége tovább növekszik. Ma már a legnagyobb teljesítményű kombájnokhoz 12,0-12,5 m munkaszélességű vágóasztalok is rendelkezésre állnak és már fejlesztik a 14-15 méteres változatokat is. További lehetőség a teljesítmények növelésére a gyorsan terjedő „Vario” – változtatható asztalfelületű vágóasztalok alkalmazása, amelyeknél a kasza és gyűjtőcsiga távolsága (0,6-1,0 m) között a learatott gabona szárhosszúságának és sűrűségének függvényében szabályozható, ezzel az anyagáram és az áteresztőképesség kedvezően alakítható és még a vágóasztalveszteség is csökken. Folyamatosan nő a szállítószalagos (Power Flow) vágóasztalok kínálata is, amelyek kíméletesen kezelik a levágott szemesterményeket. Különösen előnyösek repcében és szójában. A növekvő munkaszélességű vágóasztalok súlyának csökkentésére alumínium alvázakat és egyre több műanyag alkatrészt építenek be azokba.

A teljesítmény növelésére kiható további fejlesztések

A magtartályok befogadóképessége tovább növekszik, az üzemelő kombájnoknál jelenleg 14,5 m3 a maximum, de már előrehaladott kísérletek zajlanak csuklós alvázú gabonakombájnokkal, amelyek magtartálya meghaladja a 30 m3-t. A nagyobb tartálytérfogat hosszabb üzemelést tesz lehetővé. A legváltozatosabb talajállapotok melletti üzemre megfelelő megoldást kínálnak a gumihevederes járószerkezetek (Terra Trac, RowTrac, Smart Trax, ATRAK Zuidberg, stb.).

A kombájnok teljesítményének kihasználásában jó szolgálatot tesznek az automatikus kormányzási rendszeres és a műholdas navigációk, a vezérlésben pedig a CanBus és ISOBUS belső kommunikációs rendszerek (PLM-Precision Land Management, AFS Connect, CEBIS, CEMOS Automatic, TELEMATICS, TONI, AGCOMMAND Telemetrie, Trimble, AgLeader, Variotronic stb.).

Dr. Hajdú József

A cikk szerzője: Dr. Hajdú József