Poľnohospodárske prívesy a návesy
Poľnohospodárstvo, ako výrobný odbor s plošným charakterom výroby, nevyhnutne potrebuje pre premiestňovanie materiálu medzi jednotlivými miestami výrobného procesu dopravný systém. Tento systém je tvorený dopravnými a manipulačnými prostriedkami a sieťou dopravných trás. Technické riešenia a vlastná kvalita zabezpečenia prepráv spolu s postupmi manipulácie a skladovania materiálov významným spôsobom ovplyvňujú efektívnosť výrobného procesu ako celku. Túto skutočnosť podčiarkuje aj významný podiel spotreby pohonných hmôt v poľnohospodárskej doprave z celkovej spotreby v poľnohospodárstve najmä vo vzťahu k ich stúpajúcim cenám.
V rámci výrobného procesu v poľnohospodárstve patrí doprava k činnostiam, ktoré zabezpečujú prepojenie materiálových tokov jednotlivých výrobných úsekov. Aj keď z hľadiska výroby ide o činnosti netechnologické (nevýrobné), pre zabezpečenie plynulého chodu výrobného procesu sú dopravné a manipulačné činnosti nevyhnutné. Podľa niektorých literárnych zdrojov ešte pred niekoľkými rokmi patrila poľnohospodárska doprava svojim prepravným objemom k popredným prepravcom v rámci dopravnej sústavy štátu a z toho vyplývalo aj jej postavenie z hľadiska výroby.
Na rozdiel od iných druhov dopravy (napr. dopravy verejnej alebo priemyslovej) mala a má doprava v poľnohospodárstve celý rad zvláštností, ktoré vyplývajú predovšetkým z biologického charakteru poľnohospodárskej výroby. Okrem veľkého prepravného objemu je to najmä široký sortiment prepravovaných materiálov s rôznymi fyzikálno-mechanickými vlastnosťami, časová obmedzenosť daná agrotechnickými termínmi, sezónnosť a rôznorodosť povrchov, po ktorých sa preprava uskutočňuje.
Napriek zaznamenanému poklesu objemu dopravy (predovšetkým v dôsledku poklesu objemu živočíšnej výroby) a aj požiadaviek na dopravu niektorých skupín materiálov (krmív, maštaľného hnoja,...) , sa aj v súčasnom poľnohospodárstve prepravuje niekoľko desiatok druhov materiálov. Možno konštatovať, že tieto materiály majú spravidla nižšiu objemovú hmotnosť ako tie materiály, ktoré sú prepravované v iných odvetviach národného hospodárstva. Toto je základný fakt, ktorý musí byť rešpektovaný pri vývoji strojov a zariadení pre dopravu a manipulovanie s poľnohospodárskymi materiálmi. Dopravné prostriedky využívané v poľnohospodárstve musia vyhovovať predovšetkým rozmanitým vlastnostiam materiálu, ktorý sa v poľnohospodárstve prepravuje, nakoľko uvedené vlastnosti často vplývajú aj na využitie užitočnej hmotnosti (nosnosti) používaných dopravných prostriedkov a efektívnosť prepravy.
Najväčšiu skupinu materiálov, ktoré sa prepravujú v poľnohospodárskom podniku predstavujú materiály objemové, resp. stredne objemové. Tieto materiály sa napr. na celkovom množstve prepravovaného materiálu podieľajú 30 - 42 %, na celkovom čase nasadenia dopravnej a manipulačnej techniky 32 - 52 % a na počte hodín živej práce odpracovanej pri manipulácii s materiálom 46 - 62 %. V tejto skupine materiálov sú začlenené predovšetkým rastlinné materiály, ktoré majú rozdielne nároky na prepravnú techniku z dôvodu svojich fyzikálno-mechanických vlastností, ako napr. merná hmotnosť, alebo stav v ktorom sa momentálne nachádzajú (sypké materiály, lisované materiály).
V rámci poľnohospodárskej dopravy sa v súčasnosti v rozhodujúcej miere využívajú prívesy a návesy, ktoré musia vyhovovať viacerým špecifickým požiadavkám poľnohospodárskej výroby. V prvom rade je to už spomínaný široký sortiment prepravovaných materiálov, ktorý sa vyznačuje rozmanitými fyzikálno-mechanickými, chemickými a biologickými vlastnosťami.
Ďalšie špecifické požiadavky na používané prívesy a návesy určené pre poľnohospodárstvo vychádzajú z ich začlenenia do technologických systémov výroby poľnohospodárskych produktov. Pri priamom prekladaní, ku ktorému dochádza napr. medzi zberacími, alebo aplikačnými strojmi a dopravnými prostriedkami, musia konštrukčné riešenia technických prvkov používaných k prekladaniu materiálu vzájomne vyhovovať.
Vzhľadom k použitiu poľnohospodárskych prívesov a návesov pri preprave materiálu v teréne, ktorý sa často vyznačuje veľkou svahovitosťou, má veľký význam ich stabilita, t.j. odolnosť proti prevráteniu. Tá závisí tak od konštrukcie podvozkovej časti (výška ťažiska, rozchod kolies, druh riadenia prípojného vozidla a pod.), ako aj od prepravných podmienok (priečny sklon jazdnej trasy, rýchlosť jazdy, uloženie nákladu, polomer zákruty a pod.). Všeobecne platí, že stabilita je tým väčšia, čím je nižšia poloha ťažiska prívesu, prípadne návesu, vrátane jeho nákladu, a čím je väčší rozchod kolies.
Aké sú teda obecné trendy pri riešení podvozkových časti prívesov a návesov využívaných v poľnohospodárstve vo vzťahu k plneniu vyššie uvedených požiadaviek?
Konštrukcia podvozku prívesov a návesov
Základnou konštrukčnou časťou či už prívesu, alebo návesu a zároveň prvkom, ktorý tvorí nosnú časť pre nadstavby (korby), je podvozok. Podvozok sa skladá z rámu, náprav s kolesami, pérovania, bŕzd, prípojného zariadenia a systému riadenia.
Podvozok musí spĺňať predovšetkým také požiadavky, ako je ľahké pripojenie k energetickému prostriedku, bezpečná jazda s minimálnymi otrasmi, nízky merný tlak na pôdu a ľahké umiestnenie nadstavby (korby).
Rám patrí k najviac namáhaným častiam prívesu, alebo návesu. Musí byť stabilný, odolný proti krúteniu. Moderné konštrukcie používajú ľahké tvarované nosníky. Ich povrchová úprava je obdobná, ako sa používa v automobilovom priemysle. Na prianie môžu byť rámy pozinkované, čo ich zabezpečuje proti agresívne pôsobiacim látkam, ktoré obsahujú napr. hnojivá. Renomovaní výrobcovia dávajú obyčajne dvadsať ročnú záruku na rám proti prehrdzaveniu a desať ročnú záruku proti krúteniu a tvorbe trhlín.
Nápravy bývajú oceľové s kruhovým, alebo štvorcovým profilom a sú ukončené čapom pre uchytenie náboja kolies. Požiadavky na vyššie užitočné hmotnosti hlavne u traktorových návesov znamenajú prechod od jednonápravových k viacnápravovým podvozkom a požiadavky na vyššiu prepravnú rýchlosť zasa znamenajú prechod od podvozkov neodpružených k podvozkom s odpruženými nápravami.
Ťahový odpor, opotrebenie pneumatík pri jazde v zákrutách a poškodenie porastu znižujú riaditeľné nápravy. Zatiaľ čo u dvojnápravových podvozkov je zadná riaditeľná náprava výhodou, u troj- a viacnápravových podvozkov sú už riaditeľné nápravy nutnosťou.
Riaditeľné nápravy môžu byť konštruované ako vlečné s fixáciou pri cúvaní, alebo nápravy s núteným natáčaním kolies. Natáčanie kolies je odvodené od zmeny polohy pozdĺžnej osi traktora a návesu pri zatáčaní. Zmeny sa prenášajú najčastejšie hydraulicky.
Pre prevádzku v náročných podmienkach, na extrémne mäkkom povrchu a v svahovitých oblastiach sa používajú prípojné vozidlá s poháňanou nápravou. Poháňaná náprava významne zlepšuje trakčné vlastnosti traktorovej dopravnej súpravy. Pohon nápravy sa obvykle odvodzuje od vývodového hriadeľa traktora, alebo sa náprava poháňa hydraulicky pri použití kolesových hydromotorov. Poháňaná náprava, okrem zlepšenia trakčných vlastností dopravnej súpravy, umožňuje napr. aj znížiť devastáciu poľnohospodárskej pôdy, predovšetkým jej rastlinný pokryv, preklzom hnacích kolies traktora, znížiť spotrebu motorovej nafty, najmä na mäkkom povrchu, zvýšiť priechodnosť traktorových dopravných súprav terénom, zvýšiť svahovú dostupnosť súpravy pri jazde do svahu a pod.
Konštrukcia podvozku s poháňanou nápravou musí vyhovovať pripojeniu účelových nadstavieb s aktívnymi pracovnými orgánmi (napr. zberacie a plniace ústrojenstvo zberacích návesov, podlahový dopravník a rozhadzovacie ústrojenstvo rozhadzovačov maštaľných hnojív a pod.). Ergonomickou požiadavkou na poháňanú nápravu je možnosť jej ovládania z miesta vodiča, alebo samočinné zapínanie a vypínanie podľa veľkosti preklzu hnacích kolies traktora.
Na prívesoch a návesoch využívaných v poľnohospodárstve sa používajú diskové kolesá, ktoré sú tiež najrozšírenejším typom kolies. Vyznačujú sa nízkymi výrobnými nákladmi. Disk sa vyrába lisovaním z nízko uhlíkovej ocele, niekedy býva odľahčený otvormi, ktoré zároveň umožňujú prístup chladiaceho vzduchu k brzdám.
Pneumatiky prívesov a návesov musia vyhovovať tak jazde v poľnohospodárskom teréne obvykle s mäkkým povrchom, ako aj jazde na spevnenom povrchu verejných komunikácií. Pritom požiadavky sú protichodné. Zatiaľ čo jazde po mäkkom povrchu vyhovujú nízkotlaké, široké pneumatiky s malým merným tlakom na podložku, pre jazdu po spevnených komunikáciách sú výhodnejšie užšie pneumatiky s vyšším tlakom hustenia.
Ku zníženiu nepriaznivého pôsobenia dopravnej techniky na poľnohospodársku pôdu preto majú okrem riaditeľných náprav prispieť aj zariadenia umožňujúce zmenu tlaku v pneumatikách vozidla počas jazdy. Rieši sa tým dilema medzi potrebou vyššieho tlaku v pneumatikách za jazdy po pevnom povrchu pre zníženie odporu valenia a potrebou minimalizovať kontaktný tlak na poľnohospodársku pôdu nízkym tlakom v pneumatikách. Zariadenie umožňujúce zmenu tlaku v pneumatikách vozidla počas jazdy sa skladá z niekoľkých hydraulicky poháňaných kompresorov umiestnených na traktore, alebo prípojnom vozidle, regulátora tlaku, ovládacích prvkov a z prevodníka stlačeného vzduchu na otáčajúce sa pneumatiky.
Uplatňovanie vyššie uvedených konštrukčných riešení sa deje podľa požiadaviek prevádzkovateľa a samozrejme s väčším počtom uplatnených prvkov sa mení aj celková cena takéhoto podvozku. Prijateľné prevádzkové náklady sú potom späté s časovým využitím podvozku v čo najdlhšej dobe počas roka. A odtiaľ už je zrejmé, že využitie podvozku je späté s jeho univerzálnosťou, čo znamená možnosťou uplatnenia celého radu účelových nadstavieb ako prepravných, tak aj pracovných.
Prípojné zariadenia
Prípojné zariadenia traktorových prívesov a návesov sú konštruované pre horné, alebo spodné pripojenie k energetickému prostriedku. Zatiaľ čo prívesy sa pripájajú výhradne k hornému prípojnému zariadeniu, návesy sa pripájajú do horného i spodného prípojného zariadenia.
Prívesy majú obvykle trojuholníkové oje, na ich vrchole je otočne uchytené prípojné oko. Pripojenie prívesu uľahčuje zariadenie, ktoré umožňuje nastavenie oja do určitej výšky.
Ojom návesu sa prenáša časť jeho hmotnosti na prípojné zariadenie traktora. Pre dopravné súpravy s vyššou prepravnou rýchlosťou je účelné odpruženie oja. Zníži sa tým prenos rázov a kmitov z dopravného prostriedku na traktor a jazda súpravy je pokojnejšia a je možné ísť rýchlejšie. To sa prejaví predovšetkým na nerovnom teréne. Oje sú odpružené pozdĺžnymi alebo priečnymi listovými, alebo parabolickými pružinami, gumovými pružinami, alebo hydraulicky.
Prenos hmotnosti návesu na traktor je obmedzený dovoleným zaťažením závesného zariadenia traktora. U horného zavesenia to býva 2 000 kg, u spodného až 8 000 kg i viac. Ako horné, tak aj spodné závesné zariadenie je normalizované. Nevyhnutné je vzájomne zapájať zariadenia, ktoré k sebe patria. Len tak sa dá zaručiť, že spojenie môže pri jazde bez poškodenia vyrovnávať nerovnosti a zakrivenia povrchu.
Horné prípojné zariadenie na traktore je pripevnené pevne v jednej výške, alebo častejšie je výškovo nastaviteľné (etážový záves). Prednosťou horného závesu je jeho široké uplatnenie, nedostatkom je, že môže spôsobovať odľahčenie prednej nápravy traktora a zníženie riaditeľnosti súpravy.
Spodné pripojenie umožňuje vyšší prenos hmotnosti od návesu na traktor. Zvýšením zaťaženia zadných kolies traktora sa tak zlepšujú jeho trakčné vlastnosti. Pokiaľ prípojný bod leží pod zadnou nápravou, alebo pred ňou, zlepšujú sa aj jazdné vlastnosti súpravy. Zariadenie pre spodné pripojenie nesmie obmedzovať použitie vývodového hriadeľa traktora.
Ďalšia z možností pripojenia energetického prostriedku a návesu je sedlové prípojné zariadenie, ktoré tvorí točnica umiestnená na energetickom prostriedku, alebo špeciálnom podvozku a čap, ktorí je na návese. Spojenie umožňuje natáčanie podľa osi čapu a do istej miery i výkyv v horizontálnej rovine.
Trendy v konštrukcii prívesov a návesov
Podľa výsledkov rôznych výskumných projektov ďalší vývoj v oblasti techniky pre dopravu a manipuláciu s materiálom v poľnohospodárstve možno očakávať v náraste požiadaviek na zvyšovanie dopravnej výkonnosti, čo veľmi úzko súvisí so zvyšovaním výkonnosti zberových a aplikačných strojov a je nevyhnutnou podmienkou zabezpečenia ich efektívneho využívania.
Pre poľnohospodársku dopravuje je charakteristický a stále pretrvávajúci významný podiel kombinovanej dopravy pole - cesta. Z toho potom aj vyplývajú vyššie uvedené požiadavky na konštrukciu podvozkov traktorových prívesov a návesov, ktoré by mali v čo najvyššej miere zabezpečovať ochranu pôdy pred zhutnením a súčasne spĺňať aj požiadavky na jazdu po spevnených komunikáciách a cestách. Tieto požiadavky sa už v súčasnosti premietajú do konštrukcie podvozkových častí traktorových prívesov a návesov celým radom technických riešení, ako je napríklad:
- znižovanie vlastnej hmotnosti podvozkových skupín použitím ušľachtilých kovových materiálov a plastov (blatníky, plastové potrubia, apod.),
- zvyšovanie užitočného zaťaženia do oblasti 20 ton i viac a v jeho dôsledku zvyšovanie počtu náprav (na 2, 3 i 4),
- pohon náprav, ich pérovanie a riadenie (pasívne, alebo aktívne),
- zdvíhanie jednej i viac náprav pri jazde bez nákladu (znižovanie opotrebovania pneumatík),
- použitie širokoprofilových nízkotlakových pneumatík,
- zmena hustenia pneumatík za jazdy podľa prechádzaného povrchu (polia, cesty),
- brzdové systémy s ABS (antiblokovací),
- systémy prenosu zaťaženia z návesu na traktor (aj jeho prednú nápravu),
- pruženie ojom traktorových návesov apod.
Pri ďalšom vývoji prívesov a návesov sa taktiež ráta so širším využitím elektroniky a automatizačnej techniky v riadiacej činnosti pri obsluhe traktora a pripojeného zariadenia, ktorá sa pri dopravných súpravách bude zameriavať najmä na minimálnu spotrebu, kontrolu preklzu hnacích kolies traktorov a pripojených zariadení, automatizáciu skladových a expedičných procesov a pod. Progresívne riešenia dopravných súprav sa budú vyvíjať s cieľom zníženia objemov prepráv ako celku, najmä pri realizácii produktov na trhu, zníženia záťaže komunikácií predovšetkým obmedzením počtu jázd a zníženia zaťaženia ovzdušia emisiami.
Záver
Prevažujúcim technologickým postupom dopravy v poľnohospodárstve je stále kombinovaná prevádzka pole - cesta, pri ktorej sa z technického hľadiska ponúkajú modernejšie prevedenia podvozkov prípojných traktorových vozidiel využívajúcich široké nízkotlakové pneumatiky. Hľadisko ochrany pôdy pred zhutnením je zohľadňované v čoraz širšej miere. Súčasný trend zvyšovania užitočnej hmotnosti traktorových prípojných vozidiel na 18 až 20 t, ale aj 32 t, sprevádzaný nárastom počtu náprav na 3 až 4, ich aktívnym riadením, zvýšenou pojazdovou rýchlosťou, je prostriedkom nárastu výkonnosti dopravy. Tým je traktorová doprava schopná viac konkurovať automobilovej doprave a reagovať na nárast výkonnosti súčasných zberových strojov. Z hľadiska exploatačného je potom výhodný trend k univerzálnym podvozkom so sústavou výmenných nadstavieb. Vznikajú aj nové technologické varianty prípojných vozidiel: prekladacie vozy na obilie, prepravníky na plnenie obrích vakov, ťahané zásobníky za samohybné rezačky, a pod.