Kom ons wring krag uit ons Trekkerbelegging

August 2015

LOUIS LAGRANGE, landbouingenieur: Universiteit van die Vrystaat

'n Landbouer se belegging in trekkers moet optimaal benut word, nie net in terme van die hoeveelheid ure wat dit werk nie, maar veral ook hoe doeltreffend dit gedurende daardie ure werk.

• Hoe bepaal ek hierdie optimale benutting?
• Watter faktore dikteer dit?
• Is dit die moeite werd om koste aan te gaan om die optimale implemente aan te skaf?
• Kan hierdie faktore oor die lewensduurte van die trekkerbelegging bestuur word?

Die volgende drie mees kritieke faktore beïnvloed optimale trekkerbenutting:

• Optimering van die enjin wat chemiese energie in brandstof omskakel in roterende meganiese energie en dit dan in die vorm van wringkrag beskikbaar stel.
• Optimale oordrag van hierdie wringkrag aan die grond om koste-effektiewe voorwaartse beweging te verkry, oftewel traksie.
• Stabiliteit van die trekker-implement-kombinasie waar die posisie en aanhaakstelsels en die gepaardgaande virtuele aanhaakpunte, soos deur die trekker ervaar, ‘n groot rol in gewigsoordrag en optimale beheer speel.

Watter van hierdie faktore kan die produsent prakties op die plaas bestuur?

Gelukkig vir ons, bou ontwerpingenieurs reeds ‘n magdom eienskappe tydens die oorspronklike trekkerontwerp in. Hulle verseker dat die trekker se enjingrootte en konfigurasie genoegsaam is sodat wringkrag en drywing nie beperkend is nie, terwyl onderhoud en ekonomie in ag geneem word.

Verder bepaal hulle die mees toepaslike ratverhoudings, ratkasontwerp, gewigte en posisie daarvan, bandgroottes en -tipes om die beste traksie te verkry en laastens bepaal hulle die posisies van die aanhaakpunte om stabiliteit en beheer/bestuurbaarheid te verseker.

Die produsent as besigheidsman kan en behoort twee aspekte noukeurig te bestuur:

• Die werkspunt van die trekkerenjin op die wringkragkurwe (die meeste wringkrag vir die minste geld).
• Die traksie (oordrag van die wringkrag na die grond). Hier speel gewigte, implementpassing en aanhaak ‘n belangrike rol.

Hierdie artikel spreek slegs die eerste aspek aan.

Wat moet ek weet om bestuursbesluite te kan neem?

Kom ons beskou ‘n grafiese voorstelling (Grafiek 1) van generiese drywing- en wringkragkurwes en bepaal waar ‘n trekker behoort te funksioneer. Hierdie kurwes is beskikbaar vanaf vervaardigers, maar kan ook deur leweransiers self bepaal word. Erkenning aan die Landbounavorsingsraad se Instituut vir Landbou-ingenieurswese (LNR-ILI) vir die generiese grafiek.

Op die horisontale as word enjinspoed in omwentelings per minuut (opm) getoon en op die vertikale as die krag (ook bekend as drywing) in kilowatt (kW) sowel as wringkrag in Newtonmeter (Nm).

Om die wringkragkurwe te bepaal, moet ons kyk na die beginsel wat by dieselenjins geld om enjinspoed te reguleer. Krag in kW (ook bekend as drywing) word beheer deur die hoeveelheid brandstof wat in die enjin ingespuit word. Die brandstof/lugmengsel is dus nie die kritieke faktor vir ‘n dieselenjin nie, slegs die hoeveelheid brandstof. Belas die trekker en die enjinspoed verlaag totdat die spoedreëlaar daarop reageer deur meer brandstof te verskaf om ‘n nuwe werksverrigtingspunt te bereik.

‘n Generiese wringkragkurwe (Nm) begin met die enjin by hoë revolusies en geen belading nie en namate die trekker belas word en spoed afneem, pas die spoedreëlaar die brandstoftoevoer aan totdat dit die maksimum brandstof moontlik lewer (punt C op grafiek). Met verdere toename in belading, verlaag die enjinspoed en word enjinspoed nie meer deur die hoeveelheid brandstof beheer nie (brandstof lewering is maksimum), maar deur die belading.

‘n Interessante eienskap is dat die wringkrag verkry in hierdie deel van die kurwe verhoog, ook bekend as wringkragreserwe waarvan sekere landboutrekkers heelwat het. Die implikasie hiervan is dat ons meer wringkrag per liter brandstof hier kry as op die eerste deel van die kurwe. Later bevestig ons hierdie afleiding.

‘n Generiese drywingskurwe (kW) word deur ‘n formule verkry en word op die grafiek getoon. Hier sien ons dat die drywing verlaag vanaf die maksimum brandstofleweringspunt (punt C).

Moderne enjinontwerpe en beheerstelsels poog om hierdie verlaging soveel as moontlik teë te werk om meer konstante drywingslewering te verkry. Hierdie dryf- en wringkragkurwes vorm vanaf die maksimum brandstofleweringspunt die grense waarbinne ‘n enjin kan werk. ‘n Verdere belangrike waarneming is dat ons dieselfde drywing uit ‘n enjin kan bekom teen ‘n laer enjinspoed, maar met ‘n heelwat hoër wringkrag. Sien punte A en B op die grafiek.

Laastens superponeer ons ‘n voorstelling van spesifieke brandstofverbruik (SBV) in ml per kWh oor die kurwes en nou is ons in staat om belangrike bestuursbesluite te kan neem.

Hoe neem ek in praktyk die bestuursbesluite?

Kom ons kyk na twee scenario’s: Een waar die trekkerdrywing gedeeltelik benut word en tweedens waar die trekker ten volle belas word.

In die eerste scenario wend ons die enjin slegs by 50% van sy drywing aan (punt A op grafiek). Die korresponderende SBV word op punt A verkry, waar dit die wringkragkurwe kruis. In hierdie geval is dit 340 ml/kWh.

Kies ‘n hoër rat met ‘n laer enjinspoed (punt B) en dan vind ons ‘n spesifieke brandstofverbruik van 280 ml/kWh (punt B). Hierdie eenvoudige verandering verteenwoordig ‘n brandstofbesparing van 17,6% vir dieselfde werk verrig. Die beginsel vir die bestuur van gedeeltelike belading, is om ‘n hoër rat te kies en ‘n laer brandstofreëlaarposisie.

In scenario 2 belas ons die trekker met vol lading en beweeg sodoende vanaf punt A na punt C op die wringkragkurwe. Die trekker werk dus nou “hard” en dit is presies waarvoor dit ontwerp is en waar dit die langste lewensduurte gaan hê. Spesifieke brandstofverbruik verander vanaf 340 ml/kWh na 300 ml/kWh, wat ‘n 11,7%-verbetering in waarde vir my brandstof verteenwoordig.

Hierdie punt kan prakties eenvoudig in die veld bepaal word deur die implementgrootte by die trekker te pas, die trekker by maksimum spoedreëlaar te stel en te sien wanneer maksimum brandstoflewering bereik word deurdat die trekkerenjin as gevolg van belading begin spoed verloor.

Dit kan op twee maniere bewerkstellig word:

• Verander die ratte na ‘n al hoër rat totdat ‘n rat bereik word waar die enjinrevolusies skerp begin daal; of
• Vergroot die implement totdat die enjinrevolusies begin daal. Hier speel wielglip en rolweerstand egter ‘n addisionele rol, maar maak seker dat dit binne die norme bly.

Publication: August 2015

Section: Focus on