Bændablaðið - 28.10.1997, Qupperneq 14

14
Bœndablaðið
Þriðjudagur 28. október 1997
Rannsóknastofnun landbúnaðarins
Grótar Einarsson, deildarstjóri Bú-
tœknideildar RALA á Hvanneyri.
Prófun á aflúttaki
Afl mótorsins gefur í rauninni til
kynna afköst dráttarvélarinnar við
hin ýmsu störf. Með því að setja
álagsmæli á aflúttakið má þannig fá
fram eiginleika mótors, t.d. hvað
varðar afl, eldsneytiseyðslu og
seiglu.
I upplýsingabækhngum eru
stærðir oft gefnar upp með öðrum
hætti og geta því veitt kaupandanum
rangar hugmyndir. I stað þess að
gefa upp afl á aflúttaki er mótoraflið
oft gefi upp, en það er töluvert
meira. Munurinn er vegna taps á afli
í gírkössum. Mestur verður munur-
inn ef mótoraflið er gefið upp í S AE-
einingum, en nokkru minni ef miðað
er við DIN-einingar. Við báðar
þessar mæhaðferðir eru álags-
mælingar gerðar án ýmiss konar
búnaðar á mótomum, t.d kæhviftu,
rafals o.fl. sem verður að vera fyrir
hendi við venjulega notkun.
Aflmælingar á aflúttaki gefa því
bestan samanburð þegar vélamar em
notaðar við búrekstur. Prófanimar
em gerðar samkvæmt stöðluðum að-
ferðum (OECD) og sérstaklega
ætlaðar dráttarvélum.
Við prófanimar er afhð á aflút-
taki (tengidrifi) mælt við mis-
munandi snúningshraða og álag.
Aflið er mælt í kílówöttum (kW),
snúningshraði í snúningum á mínútu
(sn/mín) og eldsneytiseyðslan í
h'tmm á klukkustund (1/h) og kíló af
olíu á kflóvattstund (kg/kWh) sem
nefna mætti eðliseyðslu. Ahar
þessar niðurstöður em gefnar upp í
töflum eða h'nuritum.
Afl og snúningavægi
Prófún á hámarksafh á aflúttaki
er gerð með hámarks olíuinngjöf.
Mesta afl fæst þegar mótorinn hægir
á sér vegna álags við þann snúnings-
hraða sem gangþráðurinn gefur há-
marks innspýhngu í bmnahólfm.
Við staðlaðar aðferðir (OECD) er
miðað við meðaltöl mælinga eftir
tveggja klukkustunda keyrslu.
(Mynd 2 punktur 2).
Hámarksafl við staðlaðan aflút-
takshraða er mælt á lflcan hátt, þ.e.
með hámarksinngjöf, en með álagi
er mótorinn látinn hægja á sér þar til
aflúttakið er komið niður í staðlaðan
hraða sem oftast er 540 sn/mín.
Aflið minnkar eftir því sem
snúningshraðinn vflcur meira frá
hraða við hámarksafl.
Við þessar stöðluðu prófanir er
afhð einnig mælt við þijá mismun-
andi snúningshraða sem mótorinn er
stilltur inn á með olíugjöfinni.
a. Mestu olíugjöf. (Mynd 2. lína
1-2)
b. Snúningshraða sem svarar til
80% af hámarkshraða. (Mynd 2, lína
3-4).
c. Snúningshraða sem svarar til
60% af hámarkshraða. (Mynd 2,
h'na 5-6).
Á hverju hraðastigi er hraða
breytt með álagi í sex þrepum frá
óheftum hraða (mynd 2, punktar 1,3
og 5) þar til hámarkskrafti er náð
(mynd 2, punktar 2, 4 og 6). Þó að
álagið breytist mikið þá er ekki mikil
breyting á snúningshraða eins og
fram kemur á myndinni. Ástæðan
íyrir því er sú að gangþráðurinn
stjómar olíuinngjöfinni, en hún
breytist að sjálfsögðu með auknu
álagi.
Eiginleikar mótors gagnvart
hámarksálagi koma í ljós þegar
álagið eykst skyndilega og
snúningshraði fer vemlega niður
fýrir hámark. Þetta gerist t.d. þegar
ekið er af sléttum vegi upp brekku.
Þá sér gangráður um að véhn fær
mestu inngjöf. Þegar snúningshrað-
inn minnkar eykst snúningsvægi
mótors umfram það sem hann hefur
við mesta snúningshraða (A á mynd
1). Ef álagið eykst nægilega mikið
fer snúningsvægið rúður fyrir há-
mark (B á mynd ) og þá er nauðsyn-
legt að skipta um hraðastig.
Aukning á snúningsvægi frá há-
marksafli (C á mynd) og tilsvarandi
lækkun á snúningshraða (D á mynd
1) er „seigla" mótorsins. Hún er oft
gefin upp í prósentum. Há tala þýðir
mikla „seiglu".
Eldsneytiseyðsla
Við prófanir á aflúttaki er eld-
neytiseyðsla einnig mæld. Hún er
oftast mæld í lítrum á klukkustund
(1/kWh) sem einnig mætti nefna
eðliseyðslu vélarinnar. Eðhseyðslan
er góður mælikvarði á þá orku sem
þarf tíl að framkvæma tiltekna
vinnu. Með því mótí fæst gmnnur
til að bera saman ólflcar vélar,
jafnvel mismunandi aflmiklar vélar.
Lítil eðhseyðsla þýðir góða nýtni,
þ.e. að aflvéhn nýtir eldsneytið vel.
Bestu nýtrúna hafa aflvélamar
yfirleitt undir miklu álagi á frekar
hægum snúningshraða (mynd 2,
punktur 4). Þetta gildi er oft gefið
upp í auglýsingum en í reynd em
vélamar sjaldan notaðar á þessu
hraðasviði undir álagi.
Dráttarafl
Dráttarafl vélanna er eðhlega
háð aðstæðum á velli, en mest verð-
ur það á þurmm og hörðum velli.
Dráttargetan er að auki háð þyngd
vélarinnar, þyngdarhlutföhum á
milli fram- og afturhjóla, framdrifi
og gerð hjólbarða o.fl.
I alþjóðastöðlum yfir prófanir
hefur því verið vahn sú aðferð að
prófa vélamar á steinsteyptum eða
malbikuðum brautum. Það gefur
möguleika á beinum samanburði
milh vélamerkja og eins á milh
landa.
Ekki em tíl neinar einhlítar að-
ferðir tíl að yfirfæra niðurstöður um
dráttargetu á prófunarbrautum yfir á
hinar ólflcu aðstæður á velli. Við
erfiðar aðstæður er dráttarafhð
aðeins 20-40% af því sem það er á
bundnu slitlagi. Við bestu aðstæður
á velli næst um 70% af afhnu á velli
miðað við prófunarbrautir.
Við prófanir dregur dráttarvélin
þungan vagn með sérstökum hemla-
búnaði. Dráttaraflið er mælt í
kflónewtonum (kN) og ökuhraðinn í
kflómetmm á klukkustund (km/klst).
Hjólaskrik er mælt í prósentum (%),
eldsneytíseyðslan í h'tmm á klukku-
stund (1/klst) og kflówattklukku-
stund (kg/kWh). Með aðstoð
hemlavagnsins er dregið úr hraða
aflvélar þar tíl hámarks dráttarafl
næst. Ut frá dráttarátaki og ok'u-
hraða er síðan dráttarafhð reiknað.
Prófunin er gerð á öllum hraðastíg-
um bæði með og án aukaþyngingar
á dráttarvélinni. Á lægstu hraða-
stigum er ekki mögulegt að fullnýta
mótorafhð vegna skriks á hjól-
börðum.
Mesta dráttarafhð fæst að
jafnaði með 15% skriki á hjól-
börðum. Dráttarafhð er oftast um 5-
10% minna en afl af aflúttaki vegna
taps í gírkössum.
Hraðastig
dráttarvéla
Ekki er einhlítt svar til við því
hve mörg hraðastíg (gíra) er æskilegt
að hafa á dráttarvélinni. Við ýmiss
konar jarðvinnu er gott að hafa mörg
hraðastig á bihnu 4-11 km/klst. Við
flutninga skiptir meira máli að hafa
mörg hraðastig á bihnu 15-30
km/klst. Mjög lág hraðastig (0,5-4,0
km/klst) getur verið nauðsynleg að
hafa við ýmsar niðursetrúngs- og
upptökuvélar. Þar sem flestar
cháttarvélar eru notaðar við hin
breytilegustu störf verða hraðastígin
að vera málamiðlun gagnvart hinum
ýmsu kröfum. Þrepin í hraðastígum
þurfa að vera þannig að hraðinn
aukist í ákveðnum hlutfollum
(prósentum) eftir því hvað þrepin
eru mörg. Með því mótí má komast
hjá að „eyður“ séu á milh þrepa.
Hraðastígsbreytingar (gfrskipt-
ing) verða að vera liprar. Hraða-
skiptíngar án þess að ijúfa þurfi
tengsli (t.d. multí-power) auka af-
kastagetu vélarinnar við breytilegar
aðstæður. Samhæfhi (synkroni-
sering) hraðastiga léttir mjög
skiptínguna, t.d. þegar unnið er með
ámoksturstækjum, og þá getur jafn-
vel verið kosUir að „bakkgír" sé
samhæfður.
Þá er einnig kostur að hraðastíg-
in séu í rökréttri röð á gírstönginni
svo að ekki þurfi að leita eftír
skiptingunum og hægt sé að skipta í
beinu framhaldi.
Vökvakerfi
Við prófanir er vökvadælan
reynd, þ.e. hver afköst hennar em
við ólflcan þrýsting og hver lyftigeta
lyftíarma er í mismundi hæðarstöðu.
Vökvadælan er reynd með
rennshsmæh sem sýnir streymið í
lítíum á mínútu (1/mín) og þrýsti-
mæh sem sýnir þrýstínginn í mega-
pascal (Mpa) og rennshshindmn
sem sett er á milli tveggja oh'uúttaka
á dráttarvélinni. Mesta rennshs-
magnið fæst að sjálfsögðu þegar
mótstaðan er minnst. Með mót-
stöðunni er þrýstíngurinn aukinn
smám saman þar tíl öryggisventihnn
í véhnni opnast. Við þær aðstæður
gefur vökvadælan hámarksafl og -
þrýsting.
Hönnun vökvakerfisins að öðm
leytí er einnig mikilvæg. Oh'umagn-
ið í kerfinu hefúr gildi varðandi hve
fljótt oh'an hitnar og einnig hve stór
kerfi utan dráttarvélar er hægt að
nota, t.d. ýmsan sturtubúnað. Ef
vökvakerfið er notað lengi í einu
undir miklu álagi getur sérstakur
kæhbúnaður verið nauðsynlegur og
oft má fá hann sem aukabúnað á
vélamar.
Nær allar dráttarvélar em búnar
með þrítengibeish. Við prófanir er
lyftigeta í lyftíörmum mæld, annars
vegar beitt í lyftiörmum og hins veg-
ar í sérstökum ramma sem settur er á
beishð. í báðum tílvikum er lyftí-
getan mæld í mismunandi hæð á
lyftisviðinu. Krafiturinn er mældur í
ldlónewton (kN). Lyftigetan er
breytileg eftir hönnun kerfis, þ.e. á
hvaða hæðarsviði lyftígetan er mest.
Dráttarvélin sem
vinnustaóur
Aðbúnaður ökumanns við
stjómun á dráttarvélum hefur batnað
á undanfömum ámm. Það á bæði
við um ýmiss konar stjómunarbúnað
og öryggisatriði. I gildi er reglugerð
sem kveður á um að allar vélar skuh
vera með öryggisgrind, og em nær
allar nýjar vélar nú með vönduðu
húsi.
Innkoma vélamar, þ.e. fótstig,
handföng og hurðir skipta núklu
Snúnlngihr«bl mólor*. »n/m!n.
Mynd 3. Myndin sýnir
eldsneytiseyðslu við ólíkan
snúningshraða. Efri línan sýnir
heildareyðslu í lítrum á klukkustund,
en neðri lína eðliseyðsluna, kg olíu á
kílóvatttíma. Punktar 1 og 2 sýna
eyðslu við hámarksálag. Besta
nýtingin á olíunni fæst við punkt 4,
cn mjög léleg fæst við punkt 3 þ.e.
mikinn snúningshraða og lítið álag.
Snánlngtvagl Nm Mynd 1. Línuritið sýnir
1 D snúningsvægi dráttarvélar við ólíkan snúningshraða. Fjarlægðin A gefur til kynna snúningsvægi við hámarsksafl mótors (mesta snúningshraða), en B mesta snúningsvægi, en það er við minni snúningshraða. C sýnir aukningu á snúningsvægi frá hámarksafli og D hvað snúningshraði minnkar til að ná þeim mörkum.

\ \ E

\
1

Snúnlno#hra6l mótora, en/mln.
Snúnlno»hrat)l múlors, sn/mln.
Mynd 2. Á línuritinu kemur fram
samband á milli snúningshraða
mótors og afls. Lína 2-4-6 sýnir
hámarksafl við ólíka
snúningshraða. Línur 1-2, 3-4 og 5-
6 sýna afl mótors við mismunandi
álag og snúningshraða. Dæmi: Við
punkt 5 snýst mótor um 60% af
hámarkssnúningshraða án álags.
Mótorinn hægir nokkuð á sér við
álag þar til mesta afl fæst á þeirri
hraðastillingu, punktur 6.
Við kaup á dráttarvélum er tekin ákvörðun um
tiltölulega mikla fjárfestingu á mælikvarða almenns
búrekstrar. Því er nauðsynlegt að menn vandi valið
og afli sér sem fyllstra upplýsinga áður en kaup eru gerð. Sú
ákvörðun er oft erfið því að tvinna þarf saman ýmiss konar
tæknilegar upplýsingar, verð og greiðsluskilmála, væntanlega
þjónustu umboðs og inn í það fléttast svo jafnvel fyrri reynsla
af ólíkum merkjum.
Við prófanir á dráttarvélum á opinberum prófunarstöðvum
koma fram mikilvægar tæknilegar upplýsingar. Hér á landi er
ekki aðstaða til prófunar á dráttarvélum, en Bútæknideild fær
skýrslur frá flestum prófunarstöðvum í Evrópu. Þá hafa allir
umboðsmenn þessar skýrslur undir höndum, sem sjálfsagt er
að kynna sér áður en kaup eru gerð. Eftirfarandi pistill er
tekinn saman til að skýra hin ýmsu hugtök sem eru í þessari
umræðu svo og hvemig staðið er að mælingum.