Двигатели внутреннего сгорания
Стандарты 5-го этапа по выбросам вредных веществ для внедорожных транспортных средств действуют уже несколько лет, и в настоящее время дальнейшее развитие тракторов уже не так сильно зависит от законодательства о закисях азота и твердых частицах, как это было в прошлом. Сегодня основное внимание уделяется сокращению выбросов CO2 и, следовательно, использованию альтернативных видов топлива. Многие производители одобрили приводы своих текущих серий моделей для работы с RME (метиловым эфиром семян рапса) и HVO (гидрогенизированным растительным маслом). Это относится к числу так называемых альтернативных видов топлива, которые могут заменить ископаемое дизельное топливо без каких-либо изменений в технологии двигателей и резервуаров.
Ведется работа по использованию других альтернативных видов топлива, таких как этанол или водород. Как и RME и HVO, этанол является жидким топливом, но его объемная плотность энергии, составляющая около 21 МДж/л, значительно ниже, чем у дизельного топлива (около 36 МДж/л). Этанол может использоваться в двигателях внутреннего сгорания, работающих по циклу Отто с внешним зажиганием. Это спиртовое топливо, вероятно, будет представлять особый интерес для стран, которые могут самостоятельно производить его из сахарного тростника или кукурузы, таких как Бразилия. Компания Case IH представляет трактор Puma 240 с модифицированным 6-цилиндровым двигателем для подобных рынков. Агрегат N67 основан на версии NG (природный газ/метан), но в различных областях был модифицирован для работы на этаноле.
Периферийные устройства двигателя
Что касается классических дизельных двигателей, то производители все больше внимания уделяют "периферийным устройствам". Появилось несколько новых серий тракторов, оснащенных вентиляторами с автоматическим реверсированием. Существуют также новые разработки в области устройств, которые могут увеличить тормозной момент двигателей при движении под уклон, чтобы защитить рабочие тормоза (износостойкие тормоза непрерывного действия). В дополнение к таким привычным опциям, как "перегородка" и "сужение поперечного сечения потока для погрузчиков VTG" (VTG: Изменяемая геометрия турбонаддува), CNH также использует декомпрессионный клапан в своих новых больших тракторах, разработанных в Европе. Эта технология, использующая дополнительный клапан на цилиндр, разработана в автомобильной промышленности и позволяет снизить давление сжатия в конце второго такта. В результате поршень при третьем такте нажимается с меньшей силой, что приводит к значительному увеличению тягового момента двигателя. Компания Fendt также использует погрузчики VTG в своих новых сериях 700 (Gen7.1) и 800 (Gen5) и, кроме того, использует так называемый "гидравлический вспомогательный тормоз". Работающий гидравлический насос перекачивает масло, преодолевая сопротивление, тем самым преобразуя кинетическую энергию в тепловую. Этот тип тормозов непрерывного действия также предлагается компанией SDF в течение нескольких лет.
Два года назад компания Fendt представила автоматическую систему удаления пыли из воздушного фильтра двигателя. В настоящее время она расширена и включает в себя воздушный фильтр салона и доступна для новых серий 800 Gen5 и 1000 Gen4. В обновленной серии 1000 по-прежнему используется знакомый MAN 6-цилиндровый двигатель D26 объемом 12,4 литра, но все модели теперь оснащены системой DynamicPerformance (DP) с увеличенной до 30 л.с. мощностью. Таким образом, максимальная мощность топовой модели 1052 достигает 550 л.с. Поскольку не все навесное оборудование рассчитано на такую высокую мощность, компания Fendt предлагает новую функцию "Адаптивная мощность". Это означает, что на более крупных моделях с помощью терминала FendtONE можно также выбирать параметры мощности для небольших моделей. Это защищает агрегаты от перегрузки, а также позволяет снизить расход топлива (например, за счет более умеренного ускорения при транспортировке).
Коробки передач/шасси
С появлением новой серии 500 Fendt (Gen4) компания Fendt в очередной раз расширяет концепцию VarioDrive, предлагая постоянный полный привод до 25 км/ч, и теперь предлагает его в сериях 500, 600, 700, 800, 900 и 1000. CNH разработала собственные бесступенчатые редукторы с гидростатическим и механическим разделением мощности. Предыдущая версия с диапазоном движения 2/1 (вперед/назад) была расширена за счет третьего диапазона движения вперед (3/1) для установки в новые модели T7 SWB с короткой колесной базой. Кроме того, увеличенная коробка вариаторов с диапазоном хода 4/2 (F/R) была адаптирована к более высокой производительности новых больших тракторов. JCB переходит на бесступенчатые коробки передач ZF для своей новой серии Fastrac 6000, а также меняет поставщика двигателей на FPT (оба компонента ранее поставлялись AGCO).
Компания AEBI Schmidt станет первым производителем, внедрившим концепцию привода "Line Traction версии 3" (LT3). Она была разработана в сотрудничестве с компанией Müller в Бонндорфе на серийном транспортном средстве AEBI TERRATRAC, предназначенном для эксплуатации на склонах. С LT3 можно обойтись не только без продольного дифференциала (компенсация скорости между двумя ведущими осями), который обычно используется в таких автомобилях, но и без поперечного дифференциала (компенсация скорости между колесами оси). Таким образом, приводные валы всех четырех колес всегда вращаются с одинаковой скоростью. В планетарных конечных передачах, расположенных ниже по потоку, поток мощности, как обычно, передается от солнечной шестерни через планетарный водило к ступице колеса. Однако, в отличие от обычных бортовых передач, кольцевая шестерня в приводе LT3 не соединена постоянно с корпусом оси, а вместо этого гидростатически поддерживается внешним кулачковым диском и радиальными поршнями. Когда TERRATRAC проходит поворот, пропорциональные клапаны, встроенные в гидростатические контуры (по одному на каждое колесо), могут открываться целенаправленно, что приводит к контролируемому обратному вращению полых колес. Это, в свою очередь, приводит к снижению скорости вращения планетарного привода и, следовательно, скорости вращения колеса. Колесо, наиболее удаленное от поворота, всегда играет роль "ведущего", что означает, что зубчатое колесо полностью поддерживается. Для других колес ("ведомых"), которые преодолевают меньшие расстояния на поворотах, пропорциональные клапаны открываются до тех пор, пока не будут установлены соответствующие целевые скорости, зависящие от угла поворота, скорости и геометрии транспортного средства (колесной базы и колеи). Практическое преимущество заключается в том, что каждое колесо приводится в движение с нужной скоростью, даже при прохождении поворотов. Это улучшает сцепление с дорогой, уменьшает повреждение дорожного покрытия и повышает безопасность при поворотах на склонах, где при использовании традиционных приводов с дифференциалами требуется разблокировка блокировок.
Большое внимание также уделяется ходовой части. Чтобы воспользоваться преимуществами современных радиальных шин, производители все чаще предлагают системы регулировки давления в шинах ex works, включая интегрированные решения. В своих прайс-листах Claas и McCormick также предлагают системы централизованной смазки для передних мостов на новые модели больших тракторов. В Claas их также можно использовать для смазки гусеничных приводов TERRATRAC. Новые большие тракторы CNH теперь также оснащены независимой подвеской со встроенными дисковыми тормозами в центральной части шасси (по аналогии с Fendt и John Deere) вместо поворотной оси. Усовершенствованная система подвески автомобиля координирует работу систем подвески передних колес и кабины с системой гашения вибрации в задней подвеске.
Гидравлика
В больших тракторах сохраняется тенденция к созданию двух полностью отдельных гидравлических контуров, каждый из которых оснащен насосом с регулируемым рабочим объемом. Один контур может использоваться, например, для питания постоянных потребителей, таких как приводы воздуходувок для воздушных сеялок, в то время как другой контур может использоваться для питания "спорадических" потребителей, таких как цилиндры шасси или дорожные знаки. Чтобы обеспечить наличие достаточного количества гидравлического масла, производители тракторов все чаще устанавливают отдельные баки, что также уменьшает количество грязи, попадающей в трансмиссионное масло.
Гидравлические системы с датчиком нагрузки (LS) уже много лет входят в стандартную комплектацию тракторов премиум-класса. Удлинитель Power Beyond с подключениями P, R и LS (насос/напорная магистраль, обратный клапан/бак, датчик нагрузки) также доступен для оснащения агрегатов собственными клапанными блоками. В результате требуется подключать меньшее количество гидравлических трубопроводов, а клапаны управления трактором можно обойти, что повышает эффективность. Системы LS регулируются в соответствии с постоянной разницей (около 25 бар) между давлением насоса и максимальным давлением нагрузки, подаваемой на клапаны управления. Более длинные линии LS в "Power Beyond" влияют на эту управляющую переменную, что может негативно сказаться на гидравлических функциях навесного оборудования (например, задержка срабатывания или неравномерный ход).
В будущем тракторы премиум-класса, вероятно, будут все чаще оснащаться системами определения нагрузки с электронным управлением (e-LS). В Fendt они уже входят в стандартную комплектацию серий 500 Gen4, 600, 700 Gen7.1 и 800 Gen5. Также ожидается, что производители инвентаря будут все чаще переходить на e-LS, и ROPA уже предлагает свою первую машину такого типа - картофелеуборочный комбайн "Keiler II RK22". Однако использование тракторов и навесного оборудования с e-LS по-прежнему требует гидравлического подключения LS, и преимущества чисто электронной связи не могут быть использованы в полной мере. Поэтому Fendt и ROPA совместно разработали "e-LS connect", который позволяет передавать сигналы давления нагрузки между трактором и агрегатом исключительно в цифровом виде через ISOBUS, устраняя необходимость в кабеле LS.
Электрификация
Серийные тракторы с аккумуляторным питанием в более низком диапазоне мощности уже доступны на рынке, но большой прорыв, вероятно, произойдет еще не скоро. Основным препятствием является высокая стоимость аккумуляторов, которая почти вдвое превышает отпускную цену по сравнению с аналогичными дизельными моделями. Следует ожидать, что переменные затраты на аккумуляторные электрические тракторы будут ниже, но в настоящее время нет эмпирических данных, позволяющих предположить, можно ли компенсировать более высокие инвестиционные затраты при анализе общей стоимости владения (TCO).
Китайский производитель тракторов ZSHX Advanced Tractors стремится потрясти европейский рынок, выпустив XEEVO E904i. Он был разработан с нуля как трактор с питанием от аккумулятора и, как ожидается, будет стоить всего около 100 000 евро. Концепция привода включает в себя два электродвигателя, расположенных бок о бок. Один используется для привода, другой - для приведения в действие заднего ВОМ и рабочих гидравлических насосов. Постоянная/пиковая выходная мощность составляет 66/90 кВт соответственно. Аккумуляторная батарея LFP емкостью 105 кВт*ч установлена в передней части рамы трактора. v Она рассчитана на зарядку/разрядку мощностью 115 кВт, что обеспечивает быструю зарядку постоянным током в течение одного часа.
Компания John Deere выпускает трактор с батарейным питанием мощностью 96 кВт (130 л.с.). Трактор основан на модельной платформе, которая также была разработана с нуля для использования в технологии электропривода и автономного вождения. Последнее основано на камерах/лидарных системах и чисто электрическом "проводном" управлении рулевым управлением, тормозами и т.д. Модели E-Power могут быть оснащены пятью аккумуляторными батареями NCM емкостью 39 кВт*ч каждая, что обеспечивает общую мощность в 195 кВт*ч. Уровень напряжения составляет около 800 В, что соответствует уровню напряжения в автомобилях класса люкс и грузовиках. Система e-axle является полностью новой и включает в себя по одному электродвигателю для привода и заднего вала отбора мощности (непрерывная мощность каждого составляет 96 кВт/130 л.с.). Система привода одноступенчатая, что означает, что не требуется переключать дальность движения с помощью сцепления. Другой электродвигатель предназначен для привода рабочего гидравлического насоса, который на начальном этапе все еще сконструирован как насос с регулируемым рабочим объемом. В дополнение к этим трем электродвигателям для рабочих приводов, есть еще четыре для управления "периферийными компонентами" по требованию: охлаждающий вентилятор, отопление/вентиляция/кондиционирование воздуха, масляный насос коробки передач и система терморегулирования аккумулятора. В дополнение к стандартной версии, серия E-Power также будет доступна в вариантах "Узкий", "низкопрофильный" и "С высокой посадкой". Такое разнообразие и выход на рынок США крупного производителя John Deere, который на протяжении многих лет демонстрирует высокие показатели продаж в этих сегментах на своем внутреннем рынке в США, могут, наконец, придать импульс развитию аккумуляторных электрических тракторов.
Начинающие компании ONOX и TADUS также продолжают активно работать в области тракторов с аккумуляторным питанием. Первый основан на концепции трактора с тремя электродвигателями: один двигатель мощностью 50 кВт для привода и два двигателя постоянной мощности по 35 кВт каждый для переднего и заднего ВОМ. В дополнение к встроенной батарее емкостью 20 кВт*ч в автомобиле можно перевозить запасные батареи емкостью 30 кВт*ч: в переднем или заднем трехточечном сцепном устройстве или сбоку между осями. При напряжении 48 В уровень напряжения довольно низкий для этого класса производительности, но он ниже предельного значения высокого напряжения в 60 В, применимого к электромобилям.
Компания TADUS уже представила прототип электрического трактора на выставке Agritechnica 2023. Он был создан на базе трактора Systra system и отличался концепцией привода с пятью электродвигателями: по одному для передней и задней осей, по одному для переднего и заднего ВОМ отбора мощности и один для рабочего гидравлического насоса. На выставке Agritechnica 2025 компания TADUS представит новый аккумуляторный электрический трактор мощностью 100 кВт, который снова будет оснащен "архитектурой распределенного привода". К сожалению, на данный момент дополнительная информация недоступна.
Азиатские производители также разрабатывают трансмиссии тракторов с мощной электроникой. Компания TAFE из Индии представила исследование "Дизель-электрический гибридный трактор EVX 75" на соискание премии "Agritechnica Innovation Award". Показатели производительности классического трактора мощностью 75 кВт (100 л.с.) достигаются при использовании дизельного двигателя мощностью 55 кВт (75 л.с.), двух электродвигателей и аккумулятора EVX75 емкостью 25 кВт-ч. Китайский производитель Zoomlion, с другой стороны, пытается позиционировать себя в высших классах производительности и представляет блок задней оси с электроприводом коробки передач для тракторов мощностью до 400 л.с. Он состоит из двух соосно расположенных электродвигателей, которые могут использоваться отдельно или вместе для системы привода и заднего вала отбора мощности.
Компания Claas продолжает активно работать в области электроники и вспомогательных систем. Компания Claas разработала "адаптивную систему управления трансмиссией" для новых больших тракторов Axion. Это основано на различных кривых эффективности двигателя, коробки передач, гидравлики и вспомогательных агрегатов, а также на адаптивном алгоритме. С помощью подфункции "Автоматическое ожидание загрузки" система запоминает потребляемую мощность и скачки нагрузки во время первой поездки на поле и обратно, например, на повороте при опускании почвообрабатывающих орудий. Во время последующих поездок трактор автоматически регулирует частоту вращения двигателя и передаточное число до того, как произойдет скачок нагрузки. Это необходимо для предотвращения хорошо известного "захлебывания", с одной стороны, и для обеспечения того, чтобы в рабочих точках всегда подавалась необходимая мощность с оптимальной эффективностью, с другой.
Deutz-Fahr представит усовершенствованную систему помощи водителю (ADAS) вместе со своей новой серией тракторов среднего класса с 6-цилиндровым двигателем. В стандартную комплектацию входят функции, знакомые по легковым и грузовым автомобилям: предупреждение о выезде с полосы движения, помощь при повороте и обнаружение объекта/человека. Благодаря дополнительному пакету "Advanced" они могут быть расширены за счет адаптивного круиз-контроля с функцией предупреждения о столкновении и распознавания дорожных знаков. В функциях помощи необходимо учитывать особенности трактора. Это включает в себя наличие переднего и заднего навесного оборудования на самом тракторе, движение по проселочным дорогам без разметки или непосредственное следование за кормоуборочными комбайнами при скашивании кукурузных полей. ADAS основана на совершенно новой электронной архитектуре и различных системах датчиков и камер. Deutz-Fahr стремится повысить безопасность при движении по дорогам или задним ходом во дворе, одновременно создавая технические условия для автономного вождения.
С помощью "SmartLift2", который впервые используется в новой модели Lintrac 160 LDrive, компания Lindner стремится сделать работу с фронтальными погрузчиками более комфортной и эффективной. При включении системы активируется четырехколесное рулевое управление, регулируется управляемость, изменяются гидравлические характеристики и оптимизируется управление бесступенчатой коробкой передач с разделением мощности для деликатного вождения.
Системы помощи все чаще устанавливаются на прицепы с целью повышения безопасности во время поездок на транспорте. Некоторые производители теперь предлагают функцию "тормозной тормоз", которая определяет силу тяги трактора при движении под уклон или замедлении и автоматически включает тормоза прицепа с пневматическим тормозным давлением примерно до 2 бар. Автоматическая блокировка задних рулевых осей при определенной скорости движения также становится все более распространенной.
Роджер Й. Стирниманн, инженер-агроном, инженер-технолог по производству, Executive MBA
HAFL, Цолликофен (Швейцария)
Источник
Фото: архив СХВ
Стандарты 5-го этапа по выбросам вредных веществ для внедорожных транспортных средств действуют уже несколько лет, и в настоящее время дальнейшее развитие тракторов уже не так сильно зависит от законодательства о закисях азота и твердых частицах, как это было в прошлом. Сегодня основное внимание уделяется сокращению выбросов CO2 и, следовательно, использованию альтернативных видов топлива. Многие производители одобрили приводы своих текущих серий моделей для работы с RME (метиловым эфиром семян рапса) и HVO (гидрогенизированным растительным маслом). Это относится к числу так называемых альтернативных видов топлива, которые могут заменить ископаемое дизельное топливо без каких-либо изменений в технологии двигателей и резервуаров.
Ведется работа по использованию других альтернативных видов топлива, таких как этанол или водород. Как и RME и HVO, этанол является жидким топливом, но его объемная плотность энергии, составляющая около 21 МДж/л, значительно ниже, чем у дизельного топлива (около 36 МДж/л). Этанол может использоваться в двигателях внутреннего сгорания, работающих по циклу Отто с внешним зажиганием. Это спиртовое топливо, вероятно, будет представлять особый интерес для стран, которые могут самостоятельно производить его из сахарного тростника или кукурузы, таких как Бразилия. Компания Case IH представляет трактор Puma 240 с модифицированным 6-цилиндровым двигателем для подобных рынков. Агрегат N67 основан на версии NG (природный газ/метан), но в различных областях был модифицирован для работы на этаноле.
Периферийные устройства двигателя
Что касается классических дизельных двигателей, то производители все больше внимания уделяют "периферийным устройствам". Появилось несколько новых серий тракторов, оснащенных вентиляторами с автоматическим реверсированием. Существуют также новые разработки в области устройств, которые могут увеличить тормозной момент двигателей при движении под уклон, чтобы защитить рабочие тормоза (износостойкие тормоза непрерывного действия). В дополнение к таким привычным опциям, как "перегородка" и "сужение поперечного сечения потока для погрузчиков VTG" (VTG: Изменяемая геометрия турбонаддува), CNH также использует декомпрессионный клапан в своих новых больших тракторах, разработанных в Европе. Эта технология, использующая дополнительный клапан на цилиндр, разработана в автомобильной промышленности и позволяет снизить давление сжатия в конце второго такта. В результате поршень при третьем такте нажимается с меньшей силой, что приводит к значительному увеличению тягового момента двигателя. Компания Fendt также использует погрузчики VTG в своих новых сериях 700 (Gen7.1) и 800 (Gen5) и, кроме того, использует так называемый "гидравлический вспомогательный тормоз". Работающий гидравлический насос перекачивает масло, преодолевая сопротивление, тем самым преобразуя кинетическую энергию в тепловую. Этот тип тормозов непрерывного действия также предлагается компанией SDF в течение нескольких лет.
Два года назад компания Fendt представила автоматическую систему удаления пыли из воздушного фильтра двигателя. В настоящее время она расширена и включает в себя воздушный фильтр салона и доступна для новых серий 800 Gen5 и 1000 Gen4. В обновленной серии 1000 по-прежнему используется знакомый MAN 6-цилиндровый двигатель D26 объемом 12,4 литра, но все модели теперь оснащены системой DynamicPerformance (DP) с увеличенной до 30 л.с. мощностью. Таким образом, максимальная мощность топовой модели 1052 достигает 550 л.с. Поскольку не все навесное оборудование рассчитано на такую высокую мощность, компания Fendt предлагает новую функцию "Адаптивная мощность". Это означает, что на более крупных моделях с помощью терминала FendtONE можно также выбирать параметры мощности для небольших моделей. Это защищает агрегаты от перегрузки, а также позволяет снизить расход топлива (например, за счет более умеренного ускорения при транспортировке).
Коробки передач/шасси
С появлением новой серии 500 Fendt (Gen4) компания Fendt в очередной раз расширяет концепцию VarioDrive, предлагая постоянный полный привод до 25 км/ч, и теперь предлагает его в сериях 500, 600, 700, 800, 900 и 1000. CNH разработала собственные бесступенчатые редукторы с гидростатическим и механическим разделением мощности. Предыдущая версия с диапазоном движения 2/1 (вперед/назад) была расширена за счет третьего диапазона движения вперед (3/1) для установки в новые модели T7 SWB с короткой колесной базой. Кроме того, увеличенная коробка вариаторов с диапазоном хода 4/2 (F/R) была адаптирована к более высокой производительности новых больших тракторов. JCB переходит на бесступенчатые коробки передач ZF для своей новой серии Fastrac 6000, а также меняет поставщика двигателей на FPT (оба компонента ранее поставлялись AGCO).
Компания AEBI Schmidt станет первым производителем, внедрившим концепцию привода "Line Traction версии 3" (LT3). Она была разработана в сотрудничестве с компанией Müller в Бонндорфе на серийном транспортном средстве AEBI TERRATRAC, предназначенном для эксплуатации на склонах. С LT3 можно обойтись не только без продольного дифференциала (компенсация скорости между двумя ведущими осями), который обычно используется в таких автомобилях, но и без поперечного дифференциала (компенсация скорости между колесами оси). Таким образом, приводные валы всех четырех колес всегда вращаются с одинаковой скоростью. В планетарных конечных передачах, расположенных ниже по потоку, поток мощности, как обычно, передается от солнечной шестерни через планетарный водило к ступице колеса. Однако, в отличие от обычных бортовых передач, кольцевая шестерня в приводе LT3 не соединена постоянно с корпусом оси, а вместо этого гидростатически поддерживается внешним кулачковым диском и радиальными поршнями. Когда TERRATRAC проходит поворот, пропорциональные клапаны, встроенные в гидростатические контуры (по одному на каждое колесо), могут открываться целенаправленно, что приводит к контролируемому обратному вращению полых колес. Это, в свою очередь, приводит к снижению скорости вращения планетарного привода и, следовательно, скорости вращения колеса. Колесо, наиболее удаленное от поворота, всегда играет роль "ведущего", что означает, что зубчатое колесо полностью поддерживается. Для других колес ("ведомых"), которые преодолевают меньшие расстояния на поворотах, пропорциональные клапаны открываются до тех пор, пока не будут установлены соответствующие целевые скорости, зависящие от угла поворота, скорости и геометрии транспортного средства (колесной базы и колеи). Практическое преимущество заключается в том, что каждое колесо приводится в движение с нужной скоростью, даже при прохождении поворотов. Это улучшает сцепление с дорогой, уменьшает повреждение дорожного покрытия и повышает безопасность при поворотах на склонах, где при использовании традиционных приводов с дифференциалами требуется разблокировка блокировок.
Большое внимание также уделяется ходовой части. Чтобы воспользоваться преимуществами современных радиальных шин, производители все чаще предлагают системы регулировки давления в шинах ex works, включая интегрированные решения. В своих прайс-листах Claas и McCormick также предлагают системы централизованной смазки для передних мостов на новые модели больших тракторов. В Claas их также можно использовать для смазки гусеничных приводов TERRATRAC. Новые большие тракторы CNH теперь также оснащены независимой подвеской со встроенными дисковыми тормозами в центральной части шасси (по аналогии с Fendt и John Deere) вместо поворотной оси. Усовершенствованная система подвески автомобиля координирует работу систем подвески передних колес и кабины с системой гашения вибрации в задней подвеске.
Гидравлика
В больших тракторах сохраняется тенденция к созданию двух полностью отдельных гидравлических контуров, каждый из которых оснащен насосом с регулируемым рабочим объемом. Один контур может использоваться, например, для питания постоянных потребителей, таких как приводы воздуходувок для воздушных сеялок, в то время как другой контур может использоваться для питания "спорадических" потребителей, таких как цилиндры шасси или дорожные знаки. Чтобы обеспечить наличие достаточного количества гидравлического масла, производители тракторов все чаще устанавливают отдельные баки, что также уменьшает количество грязи, попадающей в трансмиссионное масло.
Гидравлические системы с датчиком нагрузки (LS) уже много лет входят в стандартную комплектацию тракторов премиум-класса. Удлинитель Power Beyond с подключениями P, R и LS (насос/напорная магистраль, обратный клапан/бак, датчик нагрузки) также доступен для оснащения агрегатов собственными клапанными блоками. В результате требуется подключать меньшее количество гидравлических трубопроводов, а клапаны управления трактором можно обойти, что повышает эффективность. Системы LS регулируются в соответствии с постоянной разницей (около 25 бар) между давлением насоса и максимальным давлением нагрузки, подаваемой на клапаны управления. Более длинные линии LS в "Power Beyond" влияют на эту управляющую переменную, что может негативно сказаться на гидравлических функциях навесного оборудования (например, задержка срабатывания или неравномерный ход).
В будущем тракторы премиум-класса, вероятно, будут все чаще оснащаться системами определения нагрузки с электронным управлением (e-LS). В Fendt они уже входят в стандартную комплектацию серий 500 Gen4, 600, 700 Gen7.1 и 800 Gen5. Также ожидается, что производители инвентаря будут все чаще переходить на e-LS, и ROPA уже предлагает свою первую машину такого типа - картофелеуборочный комбайн "Keiler II RK22". Однако использование тракторов и навесного оборудования с e-LS по-прежнему требует гидравлического подключения LS, и преимущества чисто электронной связи не могут быть использованы в полной мере. Поэтому Fendt и ROPA совместно разработали "e-LS connect", который позволяет передавать сигналы давления нагрузки между трактором и агрегатом исключительно в цифровом виде через ISOBUS, устраняя необходимость в кабеле LS.
Электрификация
Серийные тракторы с аккумуляторным питанием в более низком диапазоне мощности уже доступны на рынке, но большой прорыв, вероятно, произойдет еще не скоро. Основным препятствием является высокая стоимость аккумуляторов, которая почти вдвое превышает отпускную цену по сравнению с аналогичными дизельными моделями. Следует ожидать, что переменные затраты на аккумуляторные электрические тракторы будут ниже, но в настоящее время нет эмпирических данных, позволяющих предположить, можно ли компенсировать более высокие инвестиционные затраты при анализе общей стоимости владения (TCO).
Китайский производитель тракторов ZSHX Advanced Tractors стремится потрясти европейский рынок, выпустив XEEVO E904i. Он был разработан с нуля как трактор с питанием от аккумулятора и, как ожидается, будет стоить всего около 100 000 евро. Концепция привода включает в себя два электродвигателя, расположенных бок о бок. Один используется для привода, другой - для приведения в действие заднего ВОМ и рабочих гидравлических насосов. Постоянная/пиковая выходная мощность составляет 66/90 кВт соответственно. Аккумуляторная батарея LFP емкостью 105 кВт*ч установлена в передней части рамы трактора. v Она рассчитана на зарядку/разрядку мощностью 115 кВт, что обеспечивает быструю зарядку постоянным током в течение одного часа.
Компания John Deere выпускает трактор с батарейным питанием мощностью 96 кВт (130 л.с.). Трактор основан на модельной платформе, которая также была разработана с нуля для использования в технологии электропривода и автономного вождения. Последнее основано на камерах/лидарных системах и чисто электрическом "проводном" управлении рулевым управлением, тормозами и т.д. Модели E-Power могут быть оснащены пятью аккумуляторными батареями NCM емкостью 39 кВт*ч каждая, что обеспечивает общую мощность в 195 кВт*ч. Уровень напряжения составляет около 800 В, что соответствует уровню напряжения в автомобилях класса люкс и грузовиках. Система e-axle является полностью новой и включает в себя по одному электродвигателю для привода и заднего вала отбора мощности (непрерывная мощность каждого составляет 96 кВт/130 л.с.). Система привода одноступенчатая, что означает, что не требуется переключать дальность движения с помощью сцепления. Другой электродвигатель предназначен для привода рабочего гидравлического насоса, который на начальном этапе все еще сконструирован как насос с регулируемым рабочим объемом. В дополнение к этим трем электродвигателям для рабочих приводов, есть еще четыре для управления "периферийными компонентами" по требованию: охлаждающий вентилятор, отопление/вентиляция/кондиционирование воздуха, масляный насос коробки передач и система терморегулирования аккумулятора. В дополнение к стандартной версии, серия E-Power также будет доступна в вариантах "Узкий", "низкопрофильный" и "С высокой посадкой". Такое разнообразие и выход на рынок США крупного производителя John Deere, который на протяжении многих лет демонстрирует высокие показатели продаж в этих сегментах на своем внутреннем рынке в США, могут, наконец, придать импульс развитию аккумуляторных электрических тракторов.
Начинающие компании ONOX и TADUS также продолжают активно работать в области тракторов с аккумуляторным питанием. Первый основан на концепции трактора с тремя электродвигателями: один двигатель мощностью 50 кВт для привода и два двигателя постоянной мощности по 35 кВт каждый для переднего и заднего ВОМ. В дополнение к встроенной батарее емкостью 20 кВт*ч в автомобиле можно перевозить запасные батареи емкостью 30 кВт*ч: в переднем или заднем трехточечном сцепном устройстве или сбоку между осями. При напряжении 48 В уровень напряжения довольно низкий для этого класса производительности, но он ниже предельного значения высокого напряжения в 60 В, применимого к электромобилям.
Компания TADUS уже представила прототип электрического трактора на выставке Agritechnica 2023. Он был создан на базе трактора Systra system и отличался концепцией привода с пятью электродвигателями: по одному для передней и задней осей, по одному для переднего и заднего ВОМ отбора мощности и один для рабочего гидравлического насоса. На выставке Agritechnica 2025 компания TADUS представит новый аккумуляторный электрический трактор мощностью 100 кВт, который снова будет оснащен "архитектурой распределенного привода". К сожалению, на данный момент дополнительная информация недоступна.
Азиатские производители также разрабатывают трансмиссии тракторов с мощной электроникой. Компания TAFE из Индии представила исследование "Дизель-электрический гибридный трактор EVX 75" на соискание премии "Agritechnica Innovation Award". Показатели производительности классического трактора мощностью 75 кВт (100 л.с.) достигаются при использовании дизельного двигателя мощностью 55 кВт (75 л.с.), двух электродвигателей и аккумулятора EVX75 емкостью 25 кВт-ч. Китайский производитель Zoomlion, с другой стороны, пытается позиционировать себя в высших классах производительности и представляет блок задней оси с электроприводом коробки передач для тракторов мощностью до 400 л.с. Он состоит из двух соосно расположенных электродвигателей, которые могут использоваться отдельно или вместе для системы привода и заднего вала отбора мощности.
Компания Claas продолжает активно работать в области электроники и вспомогательных систем. Компания Claas разработала "адаптивную систему управления трансмиссией" для новых больших тракторов Axion. Это основано на различных кривых эффективности двигателя, коробки передач, гидравлики и вспомогательных агрегатов, а также на адаптивном алгоритме. С помощью подфункции "Автоматическое ожидание загрузки" система запоминает потребляемую мощность и скачки нагрузки во время первой поездки на поле и обратно, например, на повороте при опускании почвообрабатывающих орудий. Во время последующих поездок трактор автоматически регулирует частоту вращения двигателя и передаточное число до того, как произойдет скачок нагрузки. Это необходимо для предотвращения хорошо известного "захлебывания", с одной стороны, и для обеспечения того, чтобы в рабочих точках всегда подавалась необходимая мощность с оптимальной эффективностью, с другой.
Deutz-Fahr представит усовершенствованную систему помощи водителю (ADAS) вместе со своей новой серией тракторов среднего класса с 6-цилиндровым двигателем. В стандартную комплектацию входят функции, знакомые по легковым и грузовым автомобилям: предупреждение о выезде с полосы движения, помощь при повороте и обнаружение объекта/человека. Благодаря дополнительному пакету "Advanced" они могут быть расширены за счет адаптивного круиз-контроля с функцией предупреждения о столкновении и распознавания дорожных знаков. В функциях помощи необходимо учитывать особенности трактора. Это включает в себя наличие переднего и заднего навесного оборудования на самом тракторе, движение по проселочным дорогам без разметки или непосредственное следование за кормоуборочными комбайнами при скашивании кукурузных полей. ADAS основана на совершенно новой электронной архитектуре и различных системах датчиков и камер. Deutz-Fahr стремится повысить безопасность при движении по дорогам или задним ходом во дворе, одновременно создавая технические условия для автономного вождения.
С помощью "SmartLift2", который впервые используется в новой модели Lintrac 160 LDrive, компания Lindner стремится сделать работу с фронтальными погрузчиками более комфортной и эффективной. При включении системы активируется четырехколесное рулевое управление, регулируется управляемость, изменяются гидравлические характеристики и оптимизируется управление бесступенчатой коробкой передач с разделением мощности для деликатного вождения.
Системы помощи все чаще устанавливаются на прицепы с целью повышения безопасности во время поездок на транспорте. Некоторые производители теперь предлагают функцию "тормозной тормоз", которая определяет силу тяги трактора при движении под уклон или замедлении и автоматически включает тормоза прицепа с пневматическим тормозным давлением примерно до 2 бар. Автоматическая блокировка задних рулевых осей при определенной скорости движения также становится все более распространенной.
Роджер Й. Стирниманн, инженер-агроном, инженер-технолог по производству, Executive MBA
HAFL, Цолликофен (Швейцария)
Источник
Фото: архив СХВ
