Traktorin vetokyky ja vetohyötysuhteen parantaminen

Traktorin vetokyky voidaan optimoida, kun paino jaetaan sopivasti etu- ja taka-akselien kesken ja renkaat on valittu oikein ja rengaspaineet säädetty olosuhteisiin ja työhön sopivaksi, painotti Tapio Riipinen Afcon Oy:stä. Riipinen käsitteli traktorin vetokykyä ja vetohyötysuhteen parantamista ja tiivistymisen vähentämistä OSMO- ja Järki Pelto-hankkeiden järjestämällä kurssilla Salossa marraskuun lopulla.

Traktorista on teoreettisesti mahdollista saada enimmäisvetovoimaksi traktorin akselimassan määrittämä vetovoima. Mutta käytännössä työtä tekemään saatava vetovoima on huomattavasti pienempi johtuen luistosta, vierintävastuksesta ja muista häviöistä. Keskimäärin kuivissa olosuhteissa vetovoima voi olla noin 60 prosenttia teoreettisesta enimmäisvetovoimasta ja erittäin hyvissä olosuhteissa 70 prosenttia. Märällä savi- ja hiesumaalla vetovoimaksi saadaan vain 30-40  prosenttia teoreettisesta vetovoimasta.

Vetovoimakertoimen parantaminen pitävämmillä renkailla ja/tai painonsiirrolla mahdollistaa työn tekemisen kevyemmällä traktorilla.

Luisto pienentää vetohyötysuhdetta

Häviöt kuten luisto pienentävät vetohyötysuhdetta. Vetokyky kasvaa aina noin 35 % luiston tasolle asti. Toisaalta, luiston lisääntyessä yli 10 – 12 % tason, vetohyötysuhde samalla heikkenee, sillä luisto on tehon hävikkiä. Optimaalinen luiston määrä on noin 10 prosenttia. Sitä ei silmällä enää huomaa.

Luistoa voidaan vähentää mm. säätämällä rengaspaine käyttöolosuhteisiin sopivaksi, lisäämällä traktorin akselipainoa ulkoisilla lisäpainoilla tai rengastäytöksillä,  tasaamalla vetotraktorin pyöräkuormia etu- ja taka-akselin kesken ja  lisäämällä renkaan kontaktipintaa joko käyttämällä levikepyöriä tai suurentamalla renkaita sekä hyödyntämällä hydraulisilla nosto- tai vetolaitteilla aikaansaatua painonsiirtoa.

Rengaspaineen pudottaminen 1,8 bar tiepaineesta peltotöihin sopivaan 0,6 bar paineeseen vähentää luiston noin puoleen eli noin 20 prosentista 10 prosenttiin ja kaksinkertaistaa työntekoon saatavan vetovoiman. Samalla polttoaineen kulutus vähenee vastaavasti.

Maan rakenne ratkaisee traktorin koon

Työkoneen tarvitsema vetovoima voidaan määrittää mitattujen tai laskennallisten vetovastusarvojen avulla. Maan vastus – käytännössä eniten rakenne – vaikuttaa suuresti tarvittavan traktorin painoon ja moottoritehoon. Esimerkiksi melko jäykällä (=huonorakenteisella) savimaalla kyntämiseen tarvitaan vetovoimaa 5×16” auralla noin 45 kN ja nelivetotraktorissa akselipainoa tulee olla 7000 kg vetovoimakertoimella 0,6 ja moottorissa tehoa 125 kW. Maan rakenteen parantamisella vetovoiman tarve pienenee noin 35 kN:iin ja tarvittava traktorin akselipaino 5500 kiloon ja moottoriteho 100 kilowattiin.
Vetovoimakertoimen parantaminen pitävämmillä renkailla ja/tai painonsiirrolla mahdollistaa työn tekemisen vieläkin kevyemmällä traktorilla.

Renkaan suurentaminen vähentää tiivistymistä

Renkaan suurempi ilmatilavuus mahdollistaa alhaisemman rengaspaineen kuormitustilanteessa ja siten myös suuremman kontaktipinnan ja paremman mukautumisen maan pintaan. Tällöin pyörä uppoaa vähemmän ja pintapaine on pienempi, jolloin maa tiivistyy vähemmän. Renkaan kosketusalan tulisi olla riittävän suuri ja renkaan tulisi kantaa mahdollisimman tasaisesti koko kosketusalalla.

Mahdollisimman tasaiset pyöränjäljet sekä pieni puskuvaikutus vähentää maan tiivistymistä ja polttoaineenkulutusta, suoraan itse työssä sekä epäsuorasti alentamalla vetovastusta myöhemmissä muokkaustoimissa. Renkaan aiheuttaman uran syvyyden lisäys yhdellä senttimetrillä lisää polttoaineen kulutusta noin 10 prosentilla.

Olosuhteisiin sopeuttamattoman rengaspaineen vaikutuksesta polttoaineenkulutus lisääntyy johtuen suuremmasta vierintävastuksesta, renkaiden kuluminen lisääntyy tai on epätasaista pääasiasssa tieajossa, vetokyky on huonompi johtuen suuremmasta luistosta, ajomukavuus ja – vakaus heikkenevät, työsaavutusta pienenee, koska pienempi etenemä johtuen suuremmasta luistosta sekä riski pellon pinnan ja maan rakenteen  vaurioitumiseen kasvaa.

Hyvän vetokyvyn edellytykset renkaalle

Renkaan optimaalisen vetokyvyn edellytyksiä ovat sopiva ripakorkeus, hyvä itsepuhdistuvuus, suuri halkaisija ja suuri kontaktiala, suuri ilmatila mahdollistaa alhaisen rengaspaineen sekä riittävästi kuormankantoreserviä tarvittavaa lisäpainotusta varten.

Akselipainojen tasapainottaminen säästää polttoainetta ja maata

Akselipainojen tasapainottaminen on tärkeä toimenpide vetohyötysuhteen lisäämiseksi ja pyöräpainojen tasapainottamiseksi.
Työkoneella varustetun traktorin painojakauma on yleensä vahvasti taka-akselipainotteinen johtuen  joko työkoneen painosta (nostolaitesovitteinen työkone kuljetuksessa) tai vetovoimasta, joka tarvitaan työkoneen vetämiseen hinattavana tai nostolaitesovitteisena.

Väärän painojakauman seurauksena polttoaineenkulutus lisääntyy, renkaiden kuluminen lisääntyy tai on epätasaista, vetokyky on huonompi ja ajovakaus huononee tieajossa sekä työsaavutus  pienenee suuremmasta luistosta johtuen.

Pyöräkuorma ratkaisee tiivistymisen syvyyden

Muokkauskerroksen alapuolisiin maakerroksiin vaikuttaa pääasiassa akselimassa yksittäisten pyöräkuormien kautta. Vaikutus on maassa ”paineaaltomaisesti” ja säteittäin kaikkiin suuntiin etenevä. Painevaikutus on suurimmillaan juuri renkaan alla ja vaimenee edetessään syvemmälle ja ulommaksi. Vaikutus ulottuu sitä suurempana ja syvemmälle minkä pehmeämpää ja märempää maa on. Oleellista on, ettei akselimassaa ja sen tuottamaa pyöräkuorman vaikutusta voi kumota. Mitä suurempi pyöräkuorma on sitä, sitä syvemmälle painevaikutus ulottuu ja riski maan tiivistymiseen kasvaa.

Painojakauma, pyöräkuorma ja vaikutus maahan reagoivat voimakkaasti traktorin vetotyöhön ja vetovoimaan. Pääsääntöisesti veto joko nostolaitteen tai vetopuomin kautta siirtää painoa etuakselilta taka- akselille.  Hydraulinen painonsiirto ja vetovastussäätö lisäävät siirtymää.

Sängeltäkyntö tasaa pyöräpainoja

Normaalisti kynnössä traktorin toisen puolen pyörät kulkevat kyntövaossa ja traktori kulkee kallellaan. Tällöin pyöräkuorman painevaikutus kohdistuu suoraan pohjamaahan. Kynnössä pyöräkuorma takavakopyörässä voi olla jopa 2,5 -kertainen sänkitakapyörään verrattuna. Vakoetupyörän pyöräpaino voi olla yhtä suuri kuin sänkitakapyörän.

Siirtyminen sängeltä tapahtuvaan kyntöön tasaa pyöräpainot. Käyttämällä paripyöriä pyöräpainot voidaan edelleen puolittaa.
Siirtyminen tasamaalta tapahtuvaan kyntöön ja perusmuokkaukseen on tärkeä keino ehkäistä syvempien maakerrosten tiivistymistä.

Maan rakenteen hoito vastaus tulevaisuuden haasteisiin

Pyöräkuorman painevaikutusta maassa eri syvyyksillä voidaan tutkia upottamalla maahan paineantureita. Pyöräkuormien tiivistävä vaikutus on varsin olosuhdekohtainen. Siihen vaikuttavat maalaji, kosteus, rakenteellinen kunto jne. ”Helpommilla” maalajeilla veden liikkumista ja juuriston kasvua estävää tiivistymistä muokkauskerroksen alapuolella ei tapahdu niin herkästi kuin mailla, missä ko. kerros on humusköyhää ja helpommin tiivistyvää hiesua tai savea.

Muokkauskerroksen alapuolisen pohjamaan yläosan tiivistymiä voidaan poistaa jankkuroimalla koneella, joka ei sekoita maakerroksia. Jankkuroinnin lisäksi maan rakenteen hoitaminen tulisi aina yhdistää syväjuuristen kasvien viljelyyn ja pyöräkuormien rajoittamiseen, jotta saataisiin nopeammin positiivisia tuloksia.

Maan rakenteen ja kasvukunnon hoito ovat erittäin tärkeitä maan tuottokyvyn kannalta. Rakenne ja biologinen kunto ovat ratkaisevia tulevaisuuden haasteiden kohtaamisessa. Viljelijän on syytä hoitaa maan rakennetta hyvin, koska syvemmällä tapahtuneiden tiivistymien korjaaminen on hyvin vaikeaa.

Esityksen diat  Riipinen T. Painon ja pyoravarustuksen vaikutus vetokykyyn 171130

Lisätietoja aiheesta:
Traktorin ja työkoneiden renkaat. Jukka Ahokas. Energia-Akatemia.

Teksti: Jukka Rajala