Вимоги аграрного ринку до технічного рівня тракторної техніки для сільськогосподарського виробництва наразі істотно зросли, тому більшість тракторів - це конструкції з високою потужністю двигуна.
Розвиток тракторів великої потужності викликаний укрупненням сільськогосподарських підприємств, застосуванням широкозахватної техніки, комбінованих агрегатів, зростанням вартості робочої сили, бажанням скоротити терміни сільськогосподарських робіт, понизити матеріальні витрати.
Проблема підвищення ефективності використання тракторів тісно пов'язана передусім із вибором оптимальної потужності і відповідної маси трактора, оскільки велику потужність двигуна необхідно реалізувати в тягове зусилля.
Тиск і переущільнення
Збільшення потужності двигуна трактора - результат прагнення агрегатувати його з більш продуктивними, але й енергоємнішими агрегатами. При цьому для реалізації підвищеного тягового зусилля збільшують також масу трактора. Характерними прикладами можуть бути операції основного, передпосівного обробітку або посіву комбінованим агрегатом, де необхідне порівняно велике тягове зусилля.
В останні роки середня енергонасиченість зарубіжних колісних тракторів різних виробників установилась на рівні 15 кВт/т. Це свідчить про принципово однакові підходи фірм до компонування тракторів і вибору характеру залежності маси трактора від потужності. Однак рівень енергонасиченості не є стабільним і може значно змінюватися, коли в межах однієї уніфікованої серії випускається декілька моделей тракторів із двигунами різної потужності або здійснюється їх баластування.
Теоретично, на трактор можна встановити двигун будь-якої потужності, створити відповідну трансмісію для передачі високого крутного моменту. Але як реалізувати цю потужність рушіями, не завдаючи шкоди ґрунту?
З самого початку застосування механізації для виконання сільськогосподарських робіт агрономи і ґрунтознавці зіткнулися з одним з найскладніших питань - негативною дією ходових систем тракторів на ґрунт при його обробітку, що призводить до зниження урожаю. В останні роки інтенсивна дія ходових систем потужних тракторів, важких сільськогосподарських машин і транспортно-технічних засобів на ґрунт стала серйозною загрозою родючості ґрунтів, сприяє їх руйнуванню і є однією з причин розвитку ерозійних процесів.
За результатами досліджень багатьма вченими встановлено, що при ущільненні збільшується об'ємна маса, знижується загальна і особливо некапілярна пористість. Це стримує розвиток кореневої системи (зменшується загальна маса і проникнення углиб не тільки орного, але і підорного шарів), зменшується забезпеченість рослин вологою. Ущільнення веде до погіршення водно-фізичних властивостей ґрунтів, таких як вологоємність, пористість, швидкість вбирання поливної води, зменшується вологопровідність, погіршуються аерація і біологічні процеси, посилюється поверхневий стік води і змивання дрібних частинок. Ущільнення впливає на найважливіші властивості ґрунту: водний, повітряний і живильний режими. Загалом надмірне ущільнення ґрунтів погіршує умови життя сільськогосподарських рослин (які, в свою чергу, відіграють важливу роль у формуванні ґрунту), знижує їх урожайність і погіршує якість продукції.
Переущільнення ходовими системами потужних тракторів найбільш небезпечне, коли ґрунт сильно насичений водою. Наприклад, ранньою весною після тривалих дощів або при зрошуванні.
Встановлено, що після проходу важких колісних і гусеничних машин змінюється структура ґрунту: збільшується кількість грудок, крупніших діаметром 10 мм, на 15-20%. Така зміна структури відбувається до глибини 30-60 см (залежно від маси трактора, кратності проходів по одному сліду, від типу та стану ґрунту). Крім того, після проходу важких машин різко збільшується число часток ґрунту, діаметром менших 0,25 мм, тобто відбувається його розпилення. Зруйнована структура ґрунту не відновлюється повністю навіть протягом року, внаслідок чого сильно ущільнений ґрунт із часом деградує.
Проходи коліс важких машинно-тракторних агрегатів по розпушеній і зволоженій землі особливо несприятливі. Такі чинники ущільнення негативно впливають також на водно-фізичні властивості ґрунту: підвищується щільність і твердість до глибини понад 1 м, знижується швидкість надходження у ґрунт атмосферної вологи, зменшується її доступність і різко погіршуються умови для розвитку кореневих систем рослин. Дослідженнями встановлено, що збільшення або зменшення об'ємної маси ґрунту від оптимальної на 0,3 г/см3 призводить до зниження урожаю на 20… 40%.
Збільшення питомого тиску ходової системи трактора на поверхню поля, окрім іншого, сприяє втратам при землеобробітку, оскільки переущільнені ділянки створюють підвищений опір при подальших обробітках - культивації, сівбі тощо. Відтак, це призводить до збільшення витрат палива й зниження продуктивності агрегатів. А чергування більш і менш щільних ділянок ґрунту уможливлює виникнення зайвих вібрацій, які загрожують передчасними неполадками машинно-тракторних агрегатів. Та й посилюють стомлюваність водія-механізатора.
Загроза буксування
Механічний вплив рушіїв надпотужних тракторів на ґрунт не може розглядатися тільки як ущільнюючий. Одночасно з цим під впливом буксування відбуватиметься не менш інтенсивне руйнування структури ґрунту. У гусеничних тракторів граничне буксування не перевищує 6-8%, в той же час при номінальному тяговому зусиллі буксування колісних тракторів може досягати 25-30%. За однакових умов роботи колісний трактор витрачає на деформацію ґрунту і буксування більше 47% потужності двигуна (при роботі на швидкості 8 км/год.), тоді як гусеничний - тільки 27%.
Зі збільшенням буксування, тобто нарощуванням швидкості проковзування колеса по ґрунті більш ніж на 0,1-0,20 м/с, спостерігається інтенсивне збільшення кількості несприятливих для зростання рослин пилоподібних частинок діаметром менше 0,25 мм. Щоб зменшити ущільнення і руйнування структури ґрунту, необхідно в процесі експлуатації не допускати роботи гусеничних і колісних тракторів із буксуванням рушіїв відповідно більше 7-10%.
Результати ряду досліджень показують, що руйнування (розпилення) структури ґрунту рушіями трактора при їх буксуванні повинно бути одним із основних критеріїв для встановлення допустимого буксування, а звідси, відповідно, маси трактора і його потужності.
Стирання ґрунту, утворення колії від проходу машин створюють умови розвитку водної і вітрової ерозій. Ці процеси погіршують тенденцією підвищення тягового опору машин, а відповідно збільшення потужності і маси машин. І коло знову замикається…
При експлуатації сільськогосподарських тракторів, машин і знарядь необхідно керуватися принципом, що техніка, призначена для роботи в тому або іншому середовищі, повинна мати перш за все екологічну сумісність із цим середовищем.
Крім ущільнення та руйнування структури ґрунту під впливом важких тракторів, утворюються колії, які погіршують роботу сільськогосподарської техніки, знижують якість польових робіт, служать штучним руслом стоку води, призводять до збільшення витрат енергії (палива) та й взагалі знижують продуктивність праці.
Необхідність підвищення рівня стану сільськогосподарського виробництва висуває у число найбільш актуальних проблем поліпшення показників роботи ходових систем мобільної колісної сільськогосподарської техніки. Вирішення цього питання можливе за рахунок таких факторів: зниження ущільнюючої дії на ґрунт потужних тракторів до допустимого рівня, зменшення опору руху машин по ґрунту, підвищення тяго-зчіпних властивостей тракторів тощо.
На сьогодні одним із перспективних напрямів використання надпотужних тракторів є вирішення проблеми зниження негативного впливу ходових систем на ґрунт. Досконалість та економічну доцільність використання таких тракторів необхідно в першу чергу оцінювати по тому, як вони впливають на агроекосистему.
Протиріччя між вимогами агротехніки та розвитком функціональних властивостей тракторів створює об'єктивний конфлікт між ними, оскільки не можна поступитися одним вимогам на користь інших.
Відповідно до вимог стандарту тиск на ґрунт коліс і гусениць при вологості, що становить 0,7 від мінімальної, не повинен перевищувати у весняний період 100, а в літньо-осінній - 120 кПа (ГОСТ 26955-86). Для вирішення цієї проблеми у тракторів із колісними рушіями можна використати наступні заходи:
- застосовувати шини, що мають більший діаметр і ширину (в тому числі пневмокатки);
- регулярно перевіряти в них тиск і змінювати його відповідно до виконуваної агротехнічної операції і навантаження;
- агрегатувати трактор при найнижчому баластному навантаженні, яке забезпечує рух без значного буксування;
- використовувати передні і задні здвоєні шини.
Всі вказані способи мають одну мету: направлені на збільшення площі плями контакту шини з ґрунтом, що напряму впливає на зниження питомого тиску рушіїв на ґрунт. Але є прекрасна альтернатива колесам - гусеничний рушій, насамперед, із гумовоармованою гусеницею.
Існують і інші проблеми використання надпотужних тракторів.
Ефективно вони можуть функціонувати тільки з широкозахватними або комбінованими сільськогосподарськими машинами. А це, своєю чергою, потребує збільшення ширини поворотних смуг. Не на всіх полях їх використання може бути економічно доцільним.
Очевидно, що трактор приносить користь тільки коли працює. Простоювання дороговартісної машини - це значні прямі втрати. Але чи буде можливість в повній міріпотужного крупного агрохолдингу? Сподіваємося, наука і техніка, які в наш час розвиваються досить стрімко, допоможуть вирішити ці протиріччя.
Коментар експерта
«Ви можете малим трактором робити прохід по полю з інтервалом у 3 метри і великим, потужним - через 26 метрів. Який більше шкодитиме? У сучасних тракторів ходові системи - скажімо, гусениці на «Челенджері» або здвоєні шини на «Стайгері» - мають велику площу контакту з ґрунтом. Знову-таки, ці потужні трактори оснащені чудовими системами автоводіння. Та ж GPS дозволяє налаштувати трактор так, що він 10 років їздитиме однією й тією ж колією. Тобто з допомогою систем автонавігації можна запровадити якусь колійну технологію і їздити по одній і тій самій дорозі. Таке вже відбувається в Австралії: вводять колійне чи навіть мостове землеробство.
Нові кадри механізаторів
«Агробізнес сьогодні» зацікавився, наскільки нинішні юнаки готові до експлуатації нової сучасної техніки, в тому числі імпортної. Чи здатні вони впоратися, приміром, з насиченими механотронікою комбайнами «Нью Холанд» або тракторами «Клаас»? У колишній садибі князів Четвертинських, що в Комаргороді на Вінниччині, знаходиться аграрний ліцей. На наше питання відповідає заступник директора з навчально-виробничої частини Комаргородського агроліцею Володимир Заверталюк: "У нас підписані договори з сільгосппідприємством у селі Липівка Томашпільского району. Восени під час сільськогосподарських робіт наші ліцеїсти проходять там практику. Навчаються їздити на імпортній техніці «Нью Холанд», «Клаас», «Катерпіллер» та інших. Проблем з нею у юнаків не виникає. Наступного року підписуватимемо угоди про таку співпрацю ще з кількома сільськогосподарськими підприємствами. Це для нас важливо, оскільки вихованці закладу опановують такі професії, як тракторист-машиніст аграрного виробництва, слюсар з ремонту сільгоспмашин та устаткування, водій. Якщо якась із агрофірм має нову техніку і при тому відчуває дефіцит кадрів - Комаргородський аграрний ліцей готовий надавати фахівців » .
