A mezõgazdasági jármûvek gumiabroncsainak közlekedésbiztonsági elõírásai, teljesítménybefolyásoló szerepük különbözõ út- és terepviszonyok között

A használati cél által meghatározott jármûjellemzõk gyakran egymástól lényegesen eltérõ követelményeket támasztanak a járószerkezettel, ezzel összefüggésben a fúvott gumiabroncsokkal szemben. Általános elvárás a nagy teherbíró képesség, a komfortérzet, a hosszú élettartam. Közúti alkalmazásnál fontos a nagyobb haladási sebesség, a jó lengéscsillapítás, a megfelelõ úttartás és kanyarstabilitás, míg szántóföldön többek között a jó kapaszkodóképesség, a megfelelõ vonóteljesítmény és nem utolsó sorban a talajkímélés szükséges. Ezek alapján fõ feladat a terepi és a közúti közlekedés legfontosabb általános és sajátos igényeit egyaránt megfelelõen kielégítõ abroncstípus alkalmazása. A gépgyártók igyekeznek ennek megfelelõen kiválasztani a legjobb gumiabroncs típust, amelynek azonban hazánkban meg kell felelnie a Közlekedési Felügyelet által elõírt mûszaki és közlekedésbiztonsági feltételeknek, és a közúti közlekedés általános mûszaki szabályainak.

A mezõgazdasági vontatóra és lassú jármûre, valamint a pótkocsira és a félig függesztett munkagépekre felszerelt gumiabroncsok méretének, terhelhetõségének és sebességhatárának meg kell felelnie a mezõgazdasági jármû vonatkozó adatainak. Minden kerék közelében (pl.: a sárvédõn) fel kell tüntetni az adott kerék gumiabroncsára elõírt belsõ levegõnyomást, traktoroknál a nyomáshatárokat, amelyeket a használat során tartani kell. A gumiabroncs futófelületének mintázata traktoroknál, önjáró betakarítógépeknél, amelyeknél a gumiabroncs külsõ átmérõje nagyobb 750 mm-nél, legalább 3,0 mm magas legyen, míg a pótkocsikon, munkagépeken használt abroncsoknál ez az érték nem lehet kisebb 1,6 mm-nél. Az azonos tengelyen lévõ kerekekre csak olyan gumiabroncsok szerelhetõk, amelyeknek mérete, szerkezete (radiál, diagonál), teherbírása (terhelési és sebességi indexe), futófelület-mintázata azonos. A profilszélesség megengedett méreteltérése +2,0 coll (50 mm). Tengelyenként azonban eltérõ szerkezetû gumiabroncsok is felszerelhetõk. Ilyen esetben, függetlenül attól, hogy melyik a hajtott tengely, a radiál gumiabroncsokat kell a hátsó tengelyre szerelni. Az üzemeltetési mûszaki feltételekhez tartozik még a sérülésmentes állapot, ikerkerék esetén a belsõ kerék levegõtöltõ szelepének megfelelõ kivezetése, az ikerkerék gumiabroncs méreteinek azonossága. Ugyanakkor nem szükséges a gyártmányazonosság, azonos mintázati jellegen belül a mintázat azonosság és a tömlõ nélküli, vagy tömlõvel szereltség azonossága. Ezeket az idõszaki mûszaki vizsgáztatáskor sem követelik meg.

A mezõgazdasági használat egy traktor, illetve betakarítógép járószerkezetén alkalmazott gumiabroncsoktól általában a következõket követeli meg:

• nagy vonóerõ a talajok alapmûveléséhez (pl.: szántás, talajlazítás),
• megfelelõ vonóerõ és alacsony talajnyomás a másodlagos talajmûveléshez (pl.: szántás elmunkálás, magágy-elõkészítés), és a vetési munkákhoz,
• nagy teherbíró képesség, megfelelõ vonóerõ a betakarítási munkákhoz,
• jó tapadás, irányíthatóság, alacsony vibráció a közúti vontatáshoz.

Az üzemeltetés szempontjából ezért olyan gumiabroncsokat kell alkalmazni, amelyek képesek a függõleges irányú statikus és dinamikus terhelések hordozására, a haladásirányú meghajtó és fékezõ nyomatékok átadására, a megfelelõ vonóerõ-kifejtésre, az iránytartást biztosító oldalirányú támasztóerõk felvételére, a mozgás során fellépõ lengések csillapítására. Fontos továbbá nagy felfekvõ felület biztosítása a szántóföldi munkáknál a talajtömörödés csökkentésére, valamint a kis gördülési ellenállás, és többek között a csendes üzem közúton.

Ezeket az elõírásokat és elvárásokat mind a gyártóknak, mind az üzemeltetõknek be kell tartania. Ezért nagyon fontos a helyes kiválasztás az elsõ szerelésnél és a cseréknél egyaránt, amely kellõ szakmai ismereteket és alapos körültekintést igénylõ, fontos mérnöki feladat.

A gumiabroncs gyártók a termékeiket a különbözõ igények alapján pozícionálják, ezzel megkönnyítik a célnak legmegfelelõbb típus alkalmazását. Megadják a teljesítményekhez tartozó méretválasztékot is (1. táblázat).

Az 1. ábrán a mezõgazdasági gumiabroncsairól nálunk is jól ismert MICHELIN cég különbözõ típusainak pozicionálása jól mutatja, hogy a legkülönbözõbb felhasználói igényeket képesek kielégíteni. Az AGRIBIB (S=standard) normál abroncs az 58–132 kW (80–180 LE) teljesítményû univerzális traktorokhoz kifejlesztett általános típus, kiváló vonóerejét a magasabb kapaszkodóbordák biztosítják. Az XM-108 (L=alacsony profilú abroncs) típus 147 kW (200 LE) teljesítményig nyújt jó nyomatékátvitelt, alacsony belsõ levegõnyomáson történõ munkavégzésnél kevésbé tömöríti a talajt, és jelentõs üzemanyag megtakarítás érhetõ el vele. A MACHXBIB (SL=szuperszéles abroncs) a 132 kW (180 LE) feletti teljesítményû traktorokra kifejlesztett talajkímélõ abroncs, nagy vonóerõ kifejtésre képes alacsony szlip mellett. Az XM 27 és XM 28 típusok a nagy teljesítményû traktorok ideális abroncsa, a hosszú és széles bordákkal nagy vonóerõ kifejtésére képes. A MEGAXBIB típus a kombájnok, önjáró betakarítógépek speciális konstrukciójú, erõsített peremmel és fém övvel ellátott, nagy élettartamú abroncsai. Az XM 27, 37, 47 (AI=agro-ipari) abroncsok a legnehezebb felhasználási körülmények között is kiváló vonóerõ-átvitelt, stabil üzemet, és nagy ellenálló képességet biztosítanak, fõleg földúton és szilárd útburkolaton. A FOREXBIB (F=erdészeti) típus az erdõgazdasági gépekre kifejlesztett speciális abroncs-család, kiváló teherbírási, vontatási és terepjáró tulajdonságokkal. A mezõgazdasági gumiabroncsok teljesítményét alapvetõen a kapaszkodóképesség (talajfogás, vonóerõ), a felfekvõ felület (talajnyomás, talajtaposás, gördülési ellenállás), az öntisztuló képesség, a közúti menettulajdonságok, és az élettartam jellemzi, amelyeket a belsõ levegõnyomás nagymértékben befolyásol.

A megfelelõ gumiabroncs kiválasztása tehát az alábbi fõ elõnyökkel jár:

• nagyobb abroncstérfogat, nagyobb teherbírás,
• jobb kapaszkodóképesség,
• nagyobb vonóerõ az optimális szlip tartományban,
• nagyobb felfekvõ felület, kisebb nyommélység,
• kisebb gördülési ellenállás,
• kisebb talajtömörítõ hatás,
• jobb öntisztuló képesség,
• jobb rugózás, magasabb komfort,
• nagyobb haladási sebesség szántóföldön, közúton,
• kisebb vibráció, alacsonyabb zajszint,
• megfelelõ tapadás, irányíthatóság,
• rövidebb fékút,
• alacsonyabb üzemanyag fogyasztás,
• hosszabb élettartam,
• hatékonyabb munkavégzés, munkaidõ megtakarítás.

A mezõgazdasági jármûvek járószerkezetén fellépõ teljesítményveszteség meghaladhatja a motorteljesítmény 12–15%-át. Az alkalmazástechnika terén arra kell törekedjünk, hogy ez a veszteség minél kisebb legyen. Ezért fontos a megfelelõ gumiabroncsozás is. A modern, nagyobb teljesítményû erõgépekhez már a nagyobb átmérõjû, szélesebb profilú gumiabroncsok szükségesek az optimális üzemi jellemzõk eléréséhez, amelyek közül a legfontosabb a minél nagyobb vontatási hatásfok (v) , amelyet az alábbi egyszerûsített képlettel határozhatunk meg:

 = a gumiabroncs kapaszkodási (tömegkihasználási) tényezõje
f = a gumiabroncs gördülési ellenállás tényezõje
s = a vontatásnál fellépõ csúszás (szlip)

Ez az összefüggés azt mutatja, hogy a jó vontatási hatásfok olyan gumiabronccsal érhetõ el, amelynek minél jobb a kapaszkodási képessége, minél kisebb a gördülési ellenállása, és alacsony szlip mellett fejt ki nagy vonóerõt.

A gumiabroncsok külsõ átmérõjének felsõ határát a traktorok szerkezeti méretei határozzák meg, a szélességet pedig a KRESZ ugyanis korlátozza, a mezõgazdasági jármû legnagyobb szélességi mérete jelenleg a 2,55 m-t nem haladhatja meg. Az alacsony talajterhelés a lehetõ legkisebb (0,5–1,0 bar) belsõ levegõnyomás mellett érhetõ el, ennek feltétele a lehetõ legnagyobb abroncs-légtérfogat, amelyet a nagy külsõ átmérõ, a kisebb pántátmérõ és a nagy profilszélesség határoz meg. Az alkalmazandó belsõ levegõnyomás azonban függ az abroncs teherbíró képességétõl és a haladási sebességtõl. A névleges teherbíró képesség (amelyet általában a 30 km/h sebességre határoznak meg) az alacsonyabb sebességtartományokban akár 40%-kal nagyobb lehet, a magasabb sebességértékeknél pedig 5–10%-kal kevesebb.
A traktorok elejére és a hátsó kerekekre szerelhetõ pótsúlyokkal, vagy a gumiabroncsok folyadékfeltöltésével növelhetõ az adhéziós súly, így nagyobb vonóerõ érhetõ el.

Szántóföldi kísérletek bizonyítják, hogy jelentõsen növelhetõk a traktor teljesítménymutatói, ha a normál profilú, hagyományos diagonál gumiabroncsokat a korszerû, széles, alacsony profilú, radiál gumiabroncsokkal helyettesítjük (2. táblázat).

Egy 18,4–38 méretû 8 PR erõsségû, diagonál szerkezetû gumiabroncs helyett a korszerû 460/85 R38 méretû radiál szerkezetû gumiabroncs 13%-kal nagyobb vonóerõ kifejtésére képes azonos körülmények mellett.

Az összkerék-hajtású erõgépek, köztük különösen a segéd-mellsõkerék meghajtású (4WD) traktorok hatásfokára komoly befolyással bír – a mellsõ és a hátsó gumiabroncs méretek helyes megválasztásával – a kerékteljesítmények összehangolása, ami elméletileg azt jelenti, hogy mind a négy keréknek azonos kerületi sebességgel kell forognia, amit egy kiegyenlítõ hajtómû biztosít. A pontos szinkronfutás több tényezõ (kopás, terhelés, belsõ levegõnyomás) miatt nem lehetséges, de a megfelelõ abroncsozást úgy kell kialakítani, hogy a mellsõ kerekek mindenkor „húzzák” a hátsó kerekeket. Ezt a sebességkülönbséget nevezik elõresietésnek (elõrefutásnak), amelynek optimális mértéke 2–3%, de öt százaléknál nem lehet nagyobb. A gumiabroncsok e feltételt teljesítõ gördülési kerületei (katalógus adat) a következõ összefüggéssel határozhatók meg:

A képletben a v az elõrefutást, a Kge a mellsõ kerék, a Kgh a hátsó kerék gördülési kerületét, az i pedig a hajtásáttételt (összkerék-hajtási állandó) jelenti (utóbbit minden gyártó a traktoron feltünteti). A túl nagy elõrefutásnak hátrányai: többletfogyasztás, gyorsabb abroncskopás, nehezebben kapcsolható összkerék-hajtás, nagyobb csúszási károk a talajmunkáknál.

Két különbözõ gumiabroncs tulajdonságairól a legszemléletesebben a teljesítmény összehasonlító diagram szolgál, amelyben jól ábrázolhatók az elõnyök és a hátrányok.

Erre mutat példát a 2. ábra, amely a MICHELIN cég legújabb XEOBIB univerzális gumiabroncsának teljesítményét viszonyítja a legelterjedtebb XM 108 típusú szuperszéles, radiál típusához. Ezek a diagramok jól szolgálnak adott feladathoz legalkalmasabb gumiabroncs kiválasztásához.

A mai korszerû, mezõgazdasági gumiabroncs-garnitúrák beszerzési ára mérettõl, típustól függõen meghaladhatja a traktor vételárának 10%-át, ezért egyben gazdaságossági kérdés is a célnak megfelelõ méret és típus alkalmazása, hogy teljesítményüket hatékonyan kihasználhassuk.