Мощь и энергия — обзор гусеничных тракторов
Переуплотнение почвы, снижающее урожайность основных полевых культур и затрудняющее обработку, с каждым годом становится все более заметным негативным фактором земледелия. Одним из наиболее эффективных инструментов противодействия этому является использование современных тракторов с гусеничными движителями.
Сегодня мощные энергонасыщенные гусеничные машины для полевых работ зачастую приобретают не крупные агрохолдинги, способные инвестировать в дорогостоящие агрегаты. Их покупателями становятся СПК и КФХ, как отмечают производители сельхозтехники и их дилеры. Такая тенденция объясняется в том числе региональным фактором. К примеру, в Поволжье и на Алтае у фермеров имеются большие обрабатываемые площади, поэтому неизбежно применение широкозахватных почвообрабатывающих орудий, которые должны работать с так называемыми XXL-тракторами мощностью свыше 400–500 л. с. В таких хозяйствах подобных машин будет немного — максимум несколько единиц, но без них сельхозпроизводитель не сможет закрывать свои потребности. Напротив, в Центрально-Черноземной зоне обрабатываемые поля не слишком большие, по причине чего чаще используется техника мощностью 250–350 л. с. с орудиями меньшего захвата. В подобных регионах, конечно, энергонасыщенные тракторы в большей степени эксплуатируются крупными агропредприятиями.
ГЛАВНЫЕ МОМЕНТЫ
Сегодня гусеничная технология в полевых работах встречается именно на энергонасыщенных тракторах. Основная причина заключается в текущих тенденциях сельского хозяйства: посевные площади расширяются, агрегаты становятся все более широкозахватными, а тракторы — мощными и тяжелыми. Все это влияет на возникновение важного негативного фактора земледелия — переуплотнения почвы. Оно пагубно сказывается на урожайности сельхозкультур и плодородии полей, а также обуславливает количество потребляемой техникой топлива. Полностью избежать переуплотнения в ходе сельскохозяйственных работ невозможно, но машины с резиноармированными гусеницами позволяют минимизировать данный фактор. Некоторые исследования показывают, что переход на уборочную технику на подобном ходу дает потенциал роста урожайности на 6,8%. Гусеничный движитель при прочих равных параметрах трактора позволяет уменьшить удельное давление на грунт, которое складывается из двух факторов: массы машины и площади пятна контакта. Использование гусениц сокращает площадь пятна контакта с почвой и снижает эффект ее уплотнения. Данная технология также усиливает сцепление с землей, позволяя в полной мере реализовать потенциал возросшего тягового усилия трактора, ведущего за собой все более тяжелые почвообрабатывающие орудия. Еще одним фактором, способствующим продвижению гусеничных движителей и имеющим территориальную характеристику, является возможность более раннего выхода в поля весной.
Основным недостатком применения резиноармированных гусениц на тракторах является возникновение различных трудностей в эксплуатации. В любых модулях независимо от их типа происходит нагрев — пагубное явление для резинотехнических изделий, ведущее к различным поломкам. Как известно, начало движения гусеницы подразумевает высокую степень трения в местах контакта с роликами, где температура не должна превышать 66°C. В случае перегрева этих элементов резина начинает деформироваться, и гусеницы могут выйти из строя. При этом они являются более дорогостоящим элементом по сравнению с тракторными шинами, поэтому машины с подобным движителем особенно требовательны к правильному использованию. В данном случае понимается регламентированный ввод в эксплуатацию — притирка и цементация гусеницы в момент поставки непосредственно сельхозпроизводителю, избегание перегревов во время работ, правильное центрирование, а также контроль натяжения, от которого напрямую зависит их ресурс. При слабом натяжении гусеница может соскочить и сгореть, а при чрезмерном натяжении ускоренно изнашиваться.
СЛАВЯНСКАЯ ТРОЙКА
Обзор гусеничных тракторов, представленных на отечественном рынке, следует начать с наименее мощных машин. Первую тройку составляет продукция «МТЗ-Холдинга», ООО «Брянский тракторный завод» и ООО «Агромаш». Уже почти десять лет ОАО «Мозырский машиностроительный завод» выпускает трактор четвертого тягового класса «Беларус 2103», оснащаемый в качестве опции резиноармированными гусеницами (РАГ) вместо стандартных металлических либо резинометаллическими шарнирами в дополнение к последним. РАГ позволяют снизить среднее давление гусеничных движителей на грунт до 46 кПа. Мощность двигателя ММЗ Д-260.1 S2 составляет 212 л. с., позволяя работать на переувлажненных почвах и развивать максимальную скорость до 26 км/ч. Машина не имеет бортовых электронных и интеллектуальных систем и достаточно скромно оснащена с точки зрения удобства для оператора: кондиционер и подогреватель отсутствуют в некоторых комплектациях. В декабре 2021 года было заявлено о начале сборки данной модели в 2022 году на уфимском заводе «Башсельхозтехника», куда по договору будет ежегодно поставляться 100 машинокомплектов.
На выставке «Агросалон-2020» предприятие «Брянский тракторный завод» представило новое поколение гусеничного трактора БТЗ-190 с резиноармированными гусеницами. Эта техника относится к пятому тяговому классу, ее сердцем является двигатель ЯМЗ-238КМ2 объемом 14,9 л и мощностью 190 л. с. Использование резиновых гусениц шириной 650 мм позволило почти вдвое, по сравнению с предыдущей моделью с металлическими гусеницами, снизить удельное давление машины на землю до 26 кПа. Кроме того, данное решение расширило ее рабочие возможности, позволив передвигаться по дорогам общего пользования самостоятельно. Ходовая система трактора представлена торсионно-балансирной подвеской с шестью опорными катками с каждой стороны. Она также оснащена специальными каретками для поперечной стабилизации. Крутящий момент передает гидромеханическая трансмиссия, которая переключается без разрыва потока мощности в пределах каждого диапазона. В обновленной модели установлена новая гидравлическая система с насосом, обеспечивающим поток до 130 л/мин, что дает возможность работать с современными орудиями и комплексами. Для агрегатирования навесного и прицепного оборудования в арсенале машины также имеется задний двухскоростной вал отбора мощности (ВОМ).
Известный разработками техники на газомоторном топливе чебоксарский завод «Агромаш» в своей линейке имеет несколько гусеничных тракторов. Однако из них только модель «Руслан» относится к шестому тяговому классу и способна проводить полевые работы с широкозахватной техникой. На этот уровень, по сравнению с предыдущими машинами, ее выводит импортный четырехтактный дизельный двигатель Cummins QSM11 мощностью 340 л. с., снабженный жидкостным охлаждением, электронной системой топливоподачи, турбонаддувом и охлаждением надувочного воздуха. На машине применена оригинальная компоновка гусеничного движителя с треугольной формой обвода, что позволяет работать без балластирования трактора, обеспечивая высокие тяговые усилия, навесоспособность и равномерное давление на почву не более 45 кПа при весе 14,7 т.
ГИБРИДЫ С КОЛЕСАМИ
Большой интерес также вызывают две модели на рынке, которые обладают редкой конфигурацией: передней парой обычных колес и двумя задними гусеницами. Так, седьмое поколение тракторов Case IH Magnum 400 AFS Connect имеет такое решение в комплектации RowTrac. Двигатель объемом 8,7 л выдает максимальную мощность 435 л. с., ВОМ — 345 л. с. Ширина гусеницы варьируется в четырех вариантах от 406 до 762 мм. Доступное расстояние между рядами — от 508 до 1016 мм. Трактор имеет конфигурацию с фиксированной рамой и одновременно поворачивает с маневренностью, присущей обычному переднему механическому приводу. В то же время он обладает тягой и плавностью хода, как и все современные гусеничные системы. Все это обеспечивает минимальное нарушение почвы в широких или крутых поворотах для создания ровных полей. Широкий выбор вариантов междурядий, сочетание низкого уплотнения и высокой тяги, легкость в обращении делают трактор подходящим для различных культур. Для удобства оператора и слежения за гусеницами предусмотрена в качестве опции задняя камера и телескопические зеркала с подогревом, контролируемые из кабины. Подключенная система AFS Connect позволяет оператору и владельцу техники управлять выполняемыми операциями с более высоким уровнем точности.
В сторону колесно-гусеничного гибрида пошли и конструкторы Claas, проектируя серию тракторов с полной подвеской Axion 900. Задние подрессоренные гусеничные движители дают на 15% больше тяги, что позволяет использовать орудия с более широким захватом, уменьшить пробуксовку и расход топлива, а сниженная рабочая скорость означает меньший износ. Площадь контакта с почвой такого полугусеничного трактора на 35% больше, чем у обычной машины, что положительно сказывается на состоянии почвы, ведь значительно меньшее давление способствует меньшему уплотнению поверхности. Был подсчитан и почвозащитный эффект Axion 900 в более глубоких горизонтах почвы, которые не обрабатывались. В этом случае было зарегистрировано на 50% меньшее давление на почву по сравнению со стандартным трактором. Эффективная защита почвы обеспечивает ее высокое плодородие в долгосрочной перспективе. Техника управляется как обычный четырехколесный трактор, позволяя водителям в полной мере использовать все преимущества концепции полугусеничного хода. Длинная колесная база и передняя ось гарантируют курсовую устойчивость. Оба гусеничных движителя обеспечивают полный тяговый потенциал в любое время и на различных почвах. Распределение веса машины и нагрузка на дышло орудия не влияют на поведение гусеничных тележек. Их колебательное движение поддерживает гусеницу параллельно земле независимо от условий работы. Передняя ось и гусеничный движитель с большим углом колебания легко справляются с неровностями почвы на грунтовых дорогах и при въезде на поле, поэтому машина остается устойчивой даже при использовании тяжелых навесных орудий. Более того, при маневрах с крутым поворотом на краю поля гусеницы не уводятся в сторону, и почва остается ровной. Вместо прерывистой передачи приводного усилия, обеспечиваемого отдельными зубьями, в технике обеспечивается непрерывное фрикционное приводное соединение по всей гусенице. При этом она натягивается дополнительным гидравлическим цилиндром, который предотвращает проскальзывание, и натяжение постоянно контролируется электроникой.
МОЩНОСТЬ НА ВЫБОР
Широким диапазоном тракторов отличается компания John Deere, чьи двух- и четырехгусеничные машины на пике выдают максимальную мощность двигателя от 341 до 691 л. с. Восьмая и девятая серии имеют модели с индексами RT (две гусеницы) и RX (четыре гусеницы). Двухгусеничная техника обеспечивает наиболее высокую тягу по прямой, эффективную передачу мощности и отличное сцепление. Она в большей степени предназначена для ровной местности и сухой рыхлой почвы. У данного типа движителей значимую роль играет подвеска, защищающая шасси от жестких ударов при движении по пересеченной местности. Ее сочетание в базовой комплектации с четырехточечной подвеской кабины с диапазоном перемещения от 50 до 100 мм дает высокий уровень комфорта оператора. Встроенный рычаг регулировки натяжения и механизм выравнивания практически исключают риск срыва гусеницы. Промежуточные опорные ролики для тяжелых условий эксплуатации рассчитаны для работ, требующих частой транспортировки на высоких скоростях, верхнем пределе массы трактора с балластом и при значимых вертикальных нагрузках на тяговую штангу. В данных машинах также применяются встроенные планетарные боковые редукторы, регулирующие ширину колеи в пределах имеющейся конфигурации в течение минимального времени.
Если у агрария стоит задача максимально снизить повреждения почвы, то ему больше подойдет модель с четырьмя гусеницами с индексом RX. Она предназначена для сложных рельефов с боковым уклоном и всех типов почв и максимально открывает окно полевых работ. По сравнению с двухгусеничными тракторами, данные машины меньше зависят от характера почвы, не только обеспечивая сцепление и устойчивость на боковых уклонах, но и не вызывая повреждения почвы при разворотах. Площадь контакта с землей составляет 4,57 кв. м, и даже при полной загрузке балластом статическое удельное давление на грунт сзади равняется всего 36 кПа. Повреждение почвы на разворотных полосах практически не наблюдается, хотя радиус разворота даже меньше, чем у колесных тракторов.
В этой линейке стоит отметить модель John Deere 9RX, отличающуюся увеличенной мощностью двигателя на 15 л, выдающего максимальные 691 л. с. Благодаря новым опциям балласта техника способна развивать более высокое тяговое усилие. Увеличение площади пятна контакта по сравнению с колесными моделями может достигать 119%. Кроме того, она на 42% превышает по этому показателю двухгусеничные тракторы. Тяговое усилие полностью сохраняется даже во время поворотов под нагрузкой, при этом образование гребней на разворотной полосе остается минимальным. Малая ширина, максимальная транспортная скорость по дороге в 40 км/ч и четырехточечная подвеска кабины позволяют легко перемещать машину с одного поля на другое.
РУССКИЙ БОГАТЫРЬ
В серию шарнирно-сочлененных тракторов на гусеничном ходу от завода «Ростсельмаш» входят три модели мощностью от 492 до 583 л. с. Сегодня агрегат RSM 3575 DT является одной из самых мощных гусеничных машин, производимых в России, и способен обрабатывать за сезон до 20 тыс. га. Четыре дельтовидных движителя снижают удельное давление на грунт по сравнению с аналогичным колесным трактором почти в три раза, то есть до 44 кПа. При этом становится возможным применять почвообрабатывающие орудия с шириной захвата на 10–15% больше и, соответственно, делать меньше проходов по полю благодаря лучшему использованию тяговой мощности за счет сцепления гусениц с почвой и почти полному отсутствию пробуксовки. Она не превышает 5% в отличие от колесных агрегатов, где показатель может доходить до 15%. Кроме того, происходит экономия топлива до 10%. Все это закладывает реальную основу для повышения рентабельности производства полевых культур. В базовой комплектации трактора устанавливаются резиноармированные гусеничные ленты шириной 762 мм, в качестве опции доступен размер 914 мм. Тандемные рамы опорных роликов с двумя степенями свободы обеспечивают более полный контакт трака с грунтом в сравнении с аналогами. Ведущая звездочка большого диаметра создает угол зацепления траком в 81°, а широкие зацепы в 22 см исключают вероятность проскальзывания ленты относительно ведущей звездочки, что позволяет увеличить срок службы гусеницы.
ИЗБЕЖАТЬ ПЕРЕГРЕВА
По аналогичному принципу шарнирной сочлененности и четырех гусениц сконструированы тракторы Case IH серии Quadtrac AFS Connect мощностью от 470 до 620 л. с. с максимальной производительностью насоса до 428 л/мин. Гусеничные модули с индивидуальным приводом равномерно распределяют вес машины на четыре направляющих и шесть промежуточных валков. Автоматическая блокировка дифференциала минимизирует пробуксовку в сложных полевых условиях. Сверхпрочная литая ходовая часть повышает долговечность и надежность, технология саморегулирующихся гусениц избавляет от необходимости прибегать к инструментам и обеспечивает бесперебойную работу трактора. Самонатягивающаяся гусеничная система встроена в крепления подвески на каждом шасси. В качестве стандартной функции имеется трехточечная осцилляция, переносящая больший вес на переднюю часть, что распределяет массу поровну под нагрузкой, обеспечивая увеличение тяги и уменьшение уплотнения. Улучшенная конструкция гусениц и роликовых колес позволяет развивать скорость движения по дороге до 40 км/ч. Интеллектуальная система имеет особое значение на тракторах с четырьмя гусеницами, предоставляя просмотр отображаемых на дисплее данных, удаленную сервисную поддержку и дистанционное обновление программного обеспечения.
В завершение можно сказать о двухгусеничном тракторе Fendt 1100 Vario MT, имеющем четыре вариации двигателя мощностью от 511 до 673 л. с. Транспортная ширина 3 м легко поддерживается при ширине колеи 2286 мм в сочетании с гусеницами на 698 мм. Их база в 3000 мм обеспечивает максимальную поверхность контакта с почвой для большего сцепления, меньшего давления на грунт и оптимального распределения веса по всей площади контакта даже в случае внушительной нагрузки. Четыре ролика гусеничного привода гарантируют постоянную передачу мощности. Шасси с помощью запатентованной системы подвески непрерывно и гибко адаптирует гусеницу к контуру рельефа. В итоге вес всегда распределяется по максимальной площади контакта, и вся гусеница постоянно соприкасается с почвой. Для решения проблемы нагрева было внедрено определенное решение: катки имеют специальное полиуретановое кольцо, предотвращающее выделение тепла даже при непрерывной работе на высоких скоростях. Направляющие блоки на внутренней стороне протекторов также защищены подобным образом.
Рассматривая современные гусеничные тракторы, можно прийти к однозначному выводу, что при более дорогостоящей эксплуатации и стоимости подобные машины обладают неоспоримыми преимуществами. Минимизация уплотнения почвы, более высокое использование потенциала мощности двигателя, уменьшение расхода топлива — все это напрямую ведет к увеличению урожайности полевых культур и рентабельности агробизнеса.