A jelenleg gyártott és a piacon kapható traktorokban, túlnyomórészben különböző teljesítményű dízelmotorok találhatók, amelyek jelentős része gázolaj-biodízel keverékével, és/vagy biodízellel is üzemeltethető. Ritkaságnak számítanak ma még a magas metántartalmú sűrített földgázzal (LGN) ill. tisztított és sűrített biogázzal (LGB) üzemelő gázmotorok (Deutz-Fahr, New Holland, Steyr, Valtra stb.), valamint a hidrogén üzemanyaggal működő tüzelőanyag-cellás elektromos energiát termelő előforrások (New Holland). Kísérleti fázisban lehet még csak találkozni az elektromos (akkumulátoros) meghajtású traktorokkal is (Farmtrac, Fendt, John Deere), amely az autók körében már egyre inkább hódít. Napjainkban a traktorgyárak a korszerű, üzemanyag-takarékos, környezetbarát, hosszú szervizciklusú és hosszú élettartamú dízelmotorokat keresik és építik be a traktoraikba.

Traktormotorgyártók és felhasználók a világban

Az európai traktorpiacokon értékesített traktorokban mintegy 20 motorgyár termékei találhatók meg. A kisebb teljesítményű (70 LE alatti) főleg kertészeti és kommunális traktorok motorjai között többségben vannak a távol-keleti (főleg japán) gyártók különböző típusai (Iseki, Kubota, Mitsubishi, Shibaura, Yanmar), amelyek közül csak a Kubota lép tovább a nagyobb teljesítményű (70–170 LE) kategóriákba. A Kubota a 100 LE alatti teljesítményű „non road” (nem közúti jármű) motorok gyártásában világelsőnek számít, több mint 120 ezer db motort gyárt évente ebből a teljesítménycsoportból. A nagy nyugati traktorgyártók is ezeket a motorokat építik be a kisebb teljesítményű traktoraikba. Ezeknek a fejlesztésében japán jár az élen és a legnagyobb felvevőpiacuk a Távol-Kelet.

50 LE-től erősödik a motorkínálata a vezető nyugati traktormotorgyártóknak (AGCO Power/Sisu, Deutz, FPT, John Deere és Perkins). Ezekkel a motorokkal lehet leggyakrabban találkozni az 55–630 LE közötti teljesítményű traktorokban. A 75 és 150 LE közötti standard traktorokban főleg a valamilyen formában a traktorgyárakhoz kötődő motorgyártók termékei jelennek meg. Ezek közül a leggyakrabban az FPT, az AGCO Power/Sisu és a Deutz motorokkal lehet találkozni a különböző márkájú traktorokban. Ebben a kategóriában főleg saját motorokat használ a Belarus, a John Deere, a Kubota és a Zetor. A 150 és 400 LE közötti középnehéz és nehéz univerzális traktorokban már többnyire csak a négy nagy motorgyártó – az AGCO Power, Deutz, FPT és a John Deere – motorjai találhatók. A 400 és 600 LE közötti kategóriában az előzőek mellett pedig megjelennek már új motorgyártók is, a MAN, a Mercedes (Daimler-Benz) és az amerikai Cummins.

A 75–400 LE közötti, klasszikus felépítésű standard traktorok között a legtöbbet használt motormárka az olasz FPT (Fiat Powertrain Technologies), amely a CNH Industrial kötelékébe tartozik és évi több mint 570 ezer db motort gyárt. Ez a motorgyár látja el a Fiat Csoporthoz tartozó traktor-, kombájn- és rakodógép gyártókat (Case IH, New Holland, Steyr), a közúti (IVECO) jármű-, vízi- és vasúti járműgyártókat, valamint ipari motorokat is gyárt különböző célokra. FPT motorokat használ még a CLAAS, a John Deere, a Landini, az LS Tractor, a McCormick és a Valpadana is egyes traktormodelljeiben. Nagy traktormotorgyártónak számít az AGCO konszernhez tartozó AGCO Power (SISU) is, amely Finnországban, a korszerűsített SISU motorgyárban állítja elő a modern traktormotorjait. Ezeknek a motoroknak a nagy felhasználói az AGCO konszernhez tartozó traktor- és magajáró betakarítógépeket gyártó márkák (Challenger, Fendt, Massey Ferguson, Valtra), rajtuk kívül kisebb mennyiségben használja még azokat a JCB és a japán Iseki a nagy teljesítményű (100 LE feletti) traktoraiban. A szintén jelentős traktormotorgyártónak, a kölni Deutz AG-nak a motorjait használja a hozzá legközelebb álló SDF Group (Deutz-Fahr, Lamborghini, Hürlimann, Same) mellett még a Landini, McCormick és a Zetor egyes traktortípusaiban, de Deutz motorokkal lehet találkozni számos mezőgazdasági rakodóban és magajáró gépben is. Nagy traktormotorgyártónak számít a John Deere is, amelynek az USA-ban és Franciaországban működik motorgyára. A motorjaikat elsősorban a világelső kombájn- és traktorgyártónak számító John Deere, ill. részben a CLAAS építi be a traktoraiba, de más magajáró mezőgazdasági gépekben és eszközökben is találkozni lehet velük. A patinás motorgyártók közé tartozik ma már az amerikai Caterpillarhoz tartozó Perkins is, amely 1932 óta gyárt különféle dízelmotorokat évi közel 500 ezer darabos mennyiségben. Köztük traktormotorokat is 50–135 LE közötti teljesítményekkel, amelyeket elsősorban a Farmtrac, a Hattat, a Landini, a Lindner és a Valpadana építi be a traktoraiba. Nagy teljesítményű MAN motorokat a Fendt használ az 1000-es Varió szériáiban, Mercedes motorokat pedig a CLAAS (Xerion) és a Kirovec alkalmaz a nagytraktoraiban. Az előzőekből is látszik, hogy rendkívül színes és széles a traktormotorok kínálata és a korszerű motorokat szívesen használja a konkurencia is (FPT, AGCO Konszern, Argo Group, CLAAS Group, John Deere). A traktormotorok széles teljesítményszortimentet képviselnek. A távol-keleti és részben egyes európai gyártók a 75 LE alatti névleges teljesítményű 3 vagy 4 hengeres, 1,0 és 4,5 liter hengerűrtartalmú turbófeltöltős motorok kínálatában erősek, amelyek magasabb, 2500–3000 f/min fordulatszámon szolgáltatják a névleges teljesítményüket, a maximális nyomatékuk pedig 60–350 Nm között helyezkedik el. A 75–105 LE között főleg Európában gyártott traktormotorok szintén 3 vagy 4 hengeresek, de a hengerűrtartalmuk 3,0–4,8 liter között helyezkedik el, a névleges fordulatszámuk 2200–2600 f/min között, a max. nyomatékuk pedig 280–480 Nm között változik. A négyhengeres, 3,6–4,5 liter hengerűrtartalmú motorok gyakoriak a 105–180 LE-s traktorkategóriákban is, még mellettük azonban 6,1–6,7 liter hengerűrtartalmú hathengeresek is teret kapnak a beépítéseknél, sőt 200 LE körül már 7,4 literes motorokkal is lehet találkozni. Ennek a teljesítménykategóriának a maximális nyomatéka zömében 480–940 Nm között változik. A névleges teljesítményükhöz tartozó tipikus fordulatszámuk pedig 2100–2200 f/min. 200 és 600 LE között egyeduralkodóak a hathengeres turbófeltöltős, 6,7 és 13,0 liter közötti hengerűrtartalmú, soros elrendezésű, nagy, 900–2900 Nm nyomatékú Boost teljesítménynövelővel szerelt, Eco üzemmódban is üzemeltethető motorok.

A 400–600 LE között lehet találkozni 7 hengeres, 9,8 literes soros, és 12 hengeres, 16,8-20 literes V-elrendezésű (AGCO Power/Challenger) motorokkal, ill. 6 hengeres, 15 literes (Cummins/John Deere) és 8 hengeres, 16 literes (Deutz/DTU) soros motorokkal is. Jelenleg a piacon kapható traktorokban üzemelő motorok túlnyomó része vezérelt Westage, VTG vagy VTS turbófeltöltővel rendelkezik, üzemanyagellátó rendszere közös nyomócsöves (Common Rail Diesel – CRD) rendszerű, az üzemanyagok hengerbe juttatásáról 1500–2500 bar nyomáson dolgozó elektromos vezérlésű, és több sugárban dolgozó piezo porlasztók gondoskodnak. Égésterük közvetlen befecskendezésű és hengerenként  négy (két szívó és két kipufogó) szeleppel rendelkeznek. A motorok vezérléséről pedig Can Bus, vagy ISOBUS rendszerben dolgozó ECU (Engine Control Unit) motorvezérlő elektronika gondoskodik, gyakran összedolgozva a TSU (Transmission Control Unit) erőátviteli vezérléssel.

A traktormotorok fejlesztésében érvényesülő főbb tendenciák

A motorok fejlesztésén – beleértve a traktormotorokat is – szakemberek tízezrei dolgoznak világszerte. A konkurenciaharc és a piaci verseny mellett a füstgázok káros­anyag-kibocsátásán keresztül a szigorodó környezetvédelmi előírások teljesítése is folyamatos korszerűsítésekre és a fejlesztésekre sarkallja a gyártókat. A traktormotorok fejlesztésében érvényesülő főbb tendenciák közül az alábbiak emelhetők ki:

• Egységnyi hengerűrtartalomból/lökettérfogatból egyre nagyobb fajlagos teljesítmény és nyomaték kihozatala (max. 53,6 LE/l és max. 228 Nm/l).
• Az állandó teljesítményt és nyomatékot szolgáltató takarékos üzemű (ECO) fordulatszám-tartományok bővítése (Telj.: 1600–2100 f/min, nyom.: 1200–1600 f/min).
• A nyomatéki rugalmassági tényező növelése (max. 46–56%).
• A fajlagos hajtóanyag-fogyasztás csökkentése (min. 195 g/kWh).
• A füstgáz károsanyag-tartalmának további mérséklése (USEPA Tier 4 és 5 ill. EU Stage IV. és V.).
• A motorzaj csökkentése (min. 62 dB (A).
• A motorok szerkezeti tömegének mérséklése.
• A motor szerviz- és olajcsereciklus növelése (jell. 600 üó, max. 1000 üó).

Az angol „downsinzing” (kisebbítés) szóval jellemezhető tendencia, hogy egyre kisebb hengerszámú és lökettérfogatú ugyanakkora vagy nagyobb teljesítményű motorok kerülnek a traktorokba, a korábbiak helyére. A 90 LE motorteljesítményig a korábban elterjedten alkalmazott 4 hengeres motorokat fokozatosan felváltják a háromhengeres, hengerenként 30 LE feletti teljesítményt szolgáltató és akár 25,0–32,8 LE/l fajlagos teljesítményre képes korszerű konstrukciójú motorok. A korábban már 110 LE teljesítménytől elterjedten alkalmazott hathengeres motorokat pedig ebben a kategóriában erősen szorongatják a négyhengeres motorok, amelyek ma már 175 LE névleges-, ill. 183 LE max. teljesítményre is képesek. Ezek 4 hengerükkel és átlagos 4,5 literes hengerűrtartalmukkal hengerenként 43,8 LE, ill. 38,8 LE/l névleges fajlagos teljesítmény leadására is képesek. A hengerűrtartalomra vetített max. nyomatékuk pedig 151 Nm/l-t is eléri. A nyomatéki rugalmasságuk közelít a 40%-hoz. A kevesebb hengerszámú, kisebb löketszámú motor előnye, hogy kevesebb alkatrészből épül fel, kisebb a gyártási költsége, ezáltal olcsóbb is, kisebb a súrlódási vesztesége, kevesebb a hajtóanyag-fogyasztása, kisebb a károsanyag-kibocsátása és a karbantartási költsége is.

Az előző kategóriákban is kirukkoltak a gyártók már Tier 5/Stage V. környezeti normás motorokkal (Deutz, Perkins, Yanmar). A legkorszerűbb motorok az AGCO Power, a Deutz, az FPT, a John Deere, a Perkins és a Yanmar kínálatában érhetők el jelenleg. A rendkívül széles (130–690 LE) teljesítménytartományt felölelő hathengeres motoroknál is az egységnyi lökettérfogatból a lehető legtöbb teljesítmény kihozatalára törekszenek a fejlesztők. Az MTZ/Belarus 1221.4 traktor minszki motorgyárban (MMZ) készülő D-260.2 típusú, 7,1 literes, 136 LE-s névleges teljesítményű motorja csupán 22,7 LE-t szolgáltat hengerenként és 19,1 LE/l a lökettérfogatra vetített fajlagos teljesítménye, ill. 80 Nm/l a fajlagos max. nyomatéka. A Case IH Magnum 380 CVX-Hi-eSCR traktor 379 LE-s névleges, ill. 435 LE-s maximális teljesítményű hathengeres, 8,7 literes motorja hengerenként 53,2 LE névleges, ill. 72,5 LE max. teljesítményt nyújt, hengerűrtartalomra vetített névleges teljesítménye 43,6 LE/l, a maximális pedig kereken 50 LE/l. Mindezekhez 309 Nm/henger, ill. 212,6 Nm/l fajlagos max. nyomaték tartozik. Ezek a mutatók a hengerűrtartalom/lökettérfogat növekedésével a motoroknál arányosan nőnek, jellemzően 22,8–60 LE/henger – ill. 20,6–42,1 LE/l névleges – és 26,1–47,0 LE/l max. fajlagos teljesítmények között. Fajlagos max. nyomaték tekintetében pedig 94 és 200 Nm/l közötti értékek jelentik a mértéktartósságot. A jelenlegi 628 LE névleges és 682 LE max. csúcsteljesítményű Case IH Quadrac 620 Hi-eSCR traktor hathengeres, 12,9 literes Boost teljesítménynövelővel felszerelt FPT Cursor 13 motorja hengerenként 104,0 LE névleges, ill. 115,3 LE max. teljesítmény leadására képes. Egy liter hengerűrtartalomra vetítve 48,7 LE/l névleges és 53,6 LE/l maximális teljesítményt, ill. 228 Nm/l max. nyomatékot képes szolgáltatni. Az FPT Cursor 13 motor nyomatéki rugalmassága pedig 40%. Az előzőekben vázolt fejlesztések visszavezethetők a motorkonstrukciókon belüli változtatásokra, a módosított égéstér kialakításokra, a turbófeltöltők szabályozására, a hajtóanyagellátó rendszer vezérlésére, a motorhűtések optimalizálására, új hajtóanyag, olaj- és légszűrők alkalmazására és a füstgázkezelő rendszerek folyamatos módosítására (EGR/AGR, SCR; Hi-e SCR I, Hi-eSCR II, Hi-eSCRoF). A motorok beépítési, szerkezeti tömegének csökkentésére egyre több alumíniumötvözetet és újabban műanyagokat használnak. Egyes gyártók (MAN) pl. műanyagból készítik a motorok olajteknőjét és a szelepfedeleket, ezzel is csökkentik a motor tömegét. A motorgyártók egyre több szenzort építenek be a motorokba, amelyek nem csak automatizálják a vezérléseket, hanem távdiagnosztikai kapcsolat létesítésére is alkalmasak (Perkins).

A katalizátoros füstgázkezelő rendszerek fejlesztése

Mind az amerikai (Tier), mind az európai (Stage/Stufe) direktívák folyamatosan szigorítják a motorok füstgázaival a levegőbe juttatott egészségre káros anyagok mennyiségét. Nem könnyű ezeknek megfelelni. A gyártók még csalásra is hajlamosak a kibocsátási értékek megadásánál, lásd a legutóbbi autóipari botrányokat (VW, BMW). A traktormotorok károsanyag-kibocsátásának következő szigorító fokozata 2019-ben lép életbe, amikor a nitrogénoxidok mennyisége legfeljebb 0,4 g/kWh, a szilárd részecskék (alapvetően korom) kibocsátása pedig 0,01 g/kWh lehet csupán. Ezek az értékek a 177–762 LE közötti teljesítményű traktor- és kombájnmotorokra vonatkoznak. De szinte valamennyi teljesítménykategóriában hasonlóan szigorodnak az elvárások, és a gyártók többsége legkésőbb 2020-ig valamennyi motortípusát Tier 5/Stage V. levegőtisztasági norma alá helyezi. A tavalyi Agritechnica 2017 kiállításon már számos traktormotorgyártó (Deutz, FPT, MAN, Mercedes, MTU, Perkins, Yanmar stb.) állított ki Tier 5/Stage V. normás motorokat, felkészülve a 2019-es változásokra.

Az egyik legnagyobb gyártó, az FPT 2018 közepéig az általa gyártott 25–762 LE közötti teljesítményű motorjait Tier 5/Stage V. normák követelményeinek felelteti meg. A mellékelt diagramból jól látszik, hogy 1999 és 2019 között az EU Stage/Stage I–V. közötti követelmények a nitrogén-oxidok (NOx) kibocsátását 96%-kal, a szilárd részecskék (PM-Partikelmasse) kibocsátását 98%-kal mérsékelték a 177–762 LE közötti traktormotoroknál. Az EU Stufe/Stage V. határértékek nitrogén-oxidoknál (NOx) 0,40 g/kWh, a szilárd részecskék esetében (PM) 0,01 g/kWh, az elégetlen aromás szénhidrogéneknél (HC) 0,19 g/kWh, a szén-monoxidból (CO) legfeljebb 3,5 g/kWh, metánból (CH4) 1,1 g/kWh és koromszámból (PN) 9x10 11/kWh értékeket engednek meg. Az egyre szigorodó követelményeknek a motorgyárak a füstgázkezelő rendszerek fejlesztésével új, ill. továbbfejlesztett katalizátorok alkalmazásával igyekeznek megfelelni, ügyelve arra, hogy ezek csak minimális mértékben csökkentsék a motorok teljesítményét. Ez utóbbi szempontok indokolják a füstgáz-visszavezetéses AGR/EGR (Exthaus Gas Recirculation) füstgáztisztító és DPF (Diesel Partikel Filter) szűrők alkalmazásának visszaszorítását. A korábbi EGR/AGR rendszereket SCR (Selective Catalytic Reduction) DEF/AdBlue injektoros katalizátorokkal váltják ki részben, vagy egészben, ill. a Hi-eSCR rendszereknél a SCR katalizátorok veszik át a DPF szűrők feladatát. Megtartják a rendszerben a DOC (Diesel Oxidation Catalytic – dízeloxidációs katalizátor) katalizátorokat, amelyeknek megjelentek a regenerálható kivitelű változatai is, csökkentve a fenntartási költségeket. Napjainkban a legkorszerűbb és a leghatékonyabb füstgázkezelő rendszerek DOC+Hi-eSCR II vagy DOC+Hi-eSCRoF katalizátorokkal dolgoznak.

A cikk szerzője: Dr. Hajdú József