Úvod / Pôdohospodárstvo podľa tém / Stroje a zariadenia / Zber úrody

Ocenené „kombajnové“ novinky si vyžadujú pozornosť

09-07-2021
S použitím dostupných zdrojov spracoval: doc. Ing. Jozef Ďuďák, CSc. | jozef.dudak@uniag.sk
Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre

Už dlhé roky sme svedkami toho, že výrobcovia poľnohospodárskej techniky, vrátane výrobcov obilných kombajnov, svoje výrobky priebežne inovujú. O výsledkoch svojich inovačných riešení pravidelne informujú predovšetkým prostredníctvom svetových výstav poľnohospodárskej techniky, ku ktorým patrí aj výstava Agritechnica. K termínu výstavy, ktorá sa doteraz pravidelne konala v mesiaci november s intervalom dvoch rokov, sa výrobcovia často snažili udržať svoje inovačné riešenia v tajnosti a predstaviť ich odbornej aj laickej verejnosti až v rámci samotnej výstavy. 

Len pre niekoľkými dňami sa v tlači objavili informácie o tom, že v plánovanom termíne tohto roku sa táto výstava z pandemických dôvodov neuskutoční a jej termín sa posúva na jar budúceho roku. Takže si ešte musíme počkať na to, s čím prídu výrobcovia v najbližšej budúcnosti, môžeme sa však vrátiť aj k tomu s čím prišli na trh niektorí z výrobcov obilných kombajnov v nedávnej minulosti.

Aj v rámci veľtrhu Agritechnica 2019 predstavili viacero inovácií z ktorých je zrejmé, že trend smerom k technológii využívania väčšieho počtu senzorov a elektronického riadenia, ako aj zvyšovania výkonnosti kombajnov pokračuje. Niekoľko predstavených noviniek bolo ocenených aj striebornými medailami.

Elektronika v novom prevedení

Už v súčasnosti na obilných kombajnoch využívané automatizačné a regulačné prvky majú za úlohu uľahčiť prácu obsluhe, znížiť jej únavu pri riadení stroja, zvýšiť kvalitu a efektívnosť vykonávanej práce, a tým znížiť prevádzkové, ale v konečnom dôsledku aj výrobné náklady. Aj do budúcnosti je preto možno predpokladať, že vývoj v oblasti používania automatizačných a regulačných prvkov využívaných na obilných kombajnoch bude pokračovať, nakoľko sa preukázal ich prínos a pozitívny vplyv na efektívnosť prevádzky.

V rámci výstavy Agritechnica 2019 bol okrem iných noviniek predstavený napr. aj prvý „vidiaci“ kombajn spoločnosti John Deere pod typovým označením S785i. Je vybavený „očami“ v podobe 3D stereo kamier, ktoré rozoznajú situáciu v zberanom poraste včas, podobne ako to dokáže kombajnista. Dve stereo kamery sú umiestnené na kabíne a snímajú zberaný porast ešte predtým, ako za doňho „zahryzne“ žacia lišta. Informačný systém využíva obraz z kamier, ktorý je podrobený analýze. Elektronika dokáže presne stanoviť podmienky zberu – výšku porastu, poľahnutosť, zaburinenosť, medzerovitosť, prípadne koľajové riadky a následne vypočítava úrodu hmoty a zloženie rastlín. Okrem toho sú využívané dáta zo satelitných máp, takže kombajn „rozpoznáva“ čo musí po odkosení spracovať. Využívajú sa pritom aj kombinované informácie z viacerých senzorov. Za toto riešenie bola spoločnosti JD udelená strieborná medaila.

Aj stĺpik riadenia s volantom bol z kombajnu po prvýkrát „odstránený“ z dôvodov zvýšenia účinnosti práce (lepšieho výhľadu obsluhy stroja). S touto modernizáciou prišla na výstavu Agritechnica 2019 spoločnosť AGCO. Vo vybraných modeloch kombajnov Fendt bude k dispozícii voliteľný koncept riadenia bez volantu s označením Ideal Drive. Namiesto volantu bude použitý joystick aj pre ľavú ruku, ktorým sa bude ovládať smer jazdy, multifunkčná páka na pravej strane bude slúžiť tak ako doposiaľ na ovládanie ostatných funkcií.

Nové mlátiace ústrojenstvá

Trend smerujúci k zvyšovaniu výkonnosti kombajnov je zreteľný. Napriek obmedzeniu konštrukčných rozmerov kombajnov sa výkonnosti kombajnov pri výmlate zvyšujú. Prispievajú k tomu aj mlátiace a oddeľovacie prvky, ktoré sú navrhnuté tak, aby tok materiálu v mlátiacich jednotkách bol čo najpriamejší, a teda šetrný k zrnu aj slame, ako aj k spotrebovanej energii.

K zvýšeniu výkonnosti kombajnov prispievajú nielen väčšie priemery mlátiacich bubnov, ale aj ich nové „zostavy“. Predné diely mlátiacich a oddeľovacích košov sa dajú po prvýkrát vybrať a nainštalovať zo strany.

V novo predstavených typových radoch Lexion 7000 a 8000 došlo napr. k zväčšeniu priemeru mlátiaceho bubna z 600 na 755 mm s čím súvisí aj navýšenie počtu mlatiek z 8 na 10, zväčšenie separačnej plochy mlátiaceho koša a zmenšenie uhla opásania bubna košom – zo 142 na 132 stupňov. Podľa údajov výrobcu toto riešenie jednoznačnej prispeje k zlepšeniu plynulosti toku obilnej hmoty cez mlátiace ústrojenstvo. Nové usporiadanie mlátiaceho ústrojenstva obilných kombajnov Claas ocenila aj odborná porota výstavy Agritechnica 2019, ktorá mu udelila striebornú medailu.

Striebornú medailu získala aj spoločnosť New Holland za inovované tangenciálne mlátiace ústrojenstvo kombajnov typového radu CX. Ide predovšetkým o nový liatinový mlátiaci bubon UltraFlov so segmentovanými mlatkami. Na liatinových prstencoch bubna s priemerom 750 mm sú striedavo montované segmentované (delené) mlatky tak, aby sa stredový uhol mlatiek zmenšil zo 45° na 22,5°. Toto má za následok plynulejšie odoberania materiálu zo šikmého dopravníka, menšie vibrácie a tichší chod. Masívna konštrukcia bubna s až o 100% vyššou hmotnosťou pracuje ako zotrvačník a dokáže veľmi dobre odolávať aj nerovnomernému vkladaniu materiálu s nevyrovnanou vlhkosťou.

Svetovú premiéru na výstave Agritechnica 2019 mala aj ďalšia z ocenených noviniek spoločnosti John Deere, a to nový kombajn s typovým označením X9. Podľa dostupných informácií jeho vývoj trval viac než 10 rokov a s uvedením na trh sa počíta až v roku 2022, ale už teraz je zrejmé, že ide o nový koncept výmlatu a separácie založený na využití dvoch pozdĺžnych axiálnych rotorov. Podľa informácií výrobcu ide o koncept vyvinutý za účelom dosiahnutia maximálnej priechodnosti hmoty pri súčasnej stabilnej výkonnosti výmlatu. Novo navrhnuté bolo aj čistiace ústrojenstvo, ktorého charakteristikou je schopnosť odvodu veľkého objemu vzduchu tak, aby sa minimalizoval protitlak a bolo dosiahnuté jeho rovnomerné prúdenie. K tomuto kombajnu bude k dispozícii aj nový pásový adaptér so záberom až 13,7 m, ktorý sa vďaka rozdeleniu záberu do segmentov dobre prispôsobí aj prípadnému nerovnému pôdnemu reliéfu.

Ocenené riešenia v konštrukcii žacích adaptérov

Rakúska firma Biso Schattenecker už pred niekoľkými rokmi zahájila vývoj a výrobu žacích adaptérov radu Ultralight, v konštrukcii ktorých sa uplatnili hliníkové zliatiny za účelom zníženia hmotnosti. V konštrukciách s variabilne nastaviteľnou vzdialenosťou (hĺbkou) žacieho stola od priebežnej závitovky vzrástol záber vďaka odľahčeniu až na 16 metrov. Novo predstavené generácie adaptérov 3D Varioflex Air vybavené flexibilným kopírovaním pôdneho reliéfu , paralelogramovým zavesením kosy v kombinácii s pneumaticky nastaviteľnými tlmičmi môžu podľa údajov výrobcu dosahovať záber dokonca až 18,5 metra. Za toto riešenie taktiež udelila odborná porota výstavy Agritechnica 2019 striebornú medailu.

So zvyšujúcou sa pracovnou šírkou žacích adaptérov, rastúcou priechodnosťou kombajnov a rýchlosťou zberu úrody rastú aj požiadavky na pohon rezacích nožov (žacích líšt) a technológiu rezania. Až doteraz bol zber vykonávaný s pohonom kosy konštantnou rýchlosťou a prípadné mechanické defekty, ktoré sa vyskytli počas zberu, boli detekované len podľa zvukov, ktoré spôsobovali, alebo podľa zlého (rozstrapkaného) rezu, alebo dokonca na základe upchávania na žacej lište. To je však minulosťou.

Spoločnosť Schumacher totiž získala striebornú medailu za novú technológiu pohonu SmartCut, do ktorej boli prvýkrát integrované snímače uhla otáčania a rotačné sily. Senzor uhla otáčania nepriamo meria polohu noža a druhý senzor hnaciu silu v príslušnej polohe. To umožňuje systému SmartCut rozlišovať medzi reznými silami, trecími silami a rozpoznať aj vysoké zaťaženie, ku ktorému dochádza, keď sa čepele noža stretnú s cudzími telesami alebo s prstami. Zvýšené trecie sily sa zase vyskytujú, ak sú prsty alebo nože zohýbané, alebo majú iný mechanický defekt.

Rezná sila závisí na zberanej plodine a rýchlosti jazdy. SmartCut preto prvýkrát vytvára základ pre riadenie pohonu noža závislého na aktuálnom zaťažení. Nameraná rezná sila navyše môže slúžiť ako informácia pre riadenie výkonnosti kombajnu. Technológia SmartCut ďalej umožňuje predikciu opotrebenia a včasnú detekciu defektov. To znižuje prestoje, početnosť opráv a tým aj náklady. Po prvý krát tak bola predstavená technológia, ktorá umožňuje aj kontrolu reznej frekvencie v závislosti od zaťaženia s cieľom, aby sa zvýšila účinnosť kombajnu a činnosť lišty sa prispôsobovala okamžitej situácii.

Jedným z najväčších škodcov kukuričných porastov v Európe je víjačka kukuričná. Škody ňou spôsobené sa prejavujú nielen v nižších úrodách, v strate kvality, ale aj v stratách pri zbere, pretože zvyšuje aj lámavosť stebiel. Negatívne však ovplyvňuje aj následné plodiny, pretože rozširuje parazitické huby. Okrem insekticídov a biologických látok je jednou z najlepších stratégií ako znížiť dopad činnosti víjačky dôkladné rozdrvenie strniska kukurice po zbere. Ideálne je pritom zničiť strnisko kukurice už priamo pri zbere.

Preto výrobca Geringhoff vyvinul kukuričný adaptér s typovým označením Horizon Star III Razor s integrovaným žacím zariadením strniska a na výstave Agritechnica 2019 získal za to striebornú medailu. Systém je postavený na základe známeho riešenia Rota Disc, trojrotorového ústrojenstva na oddeľovanie stebiel od strniska a šúľkov od stebiel a drvenie slamy. Pod ním je horizontálne umiestnený rotor s dvoma šikmými lopatkami a nožmi. Pre maximálne zničenie celého strniska kukurice je rotor vedený v čo možno najmenšej vzdialenosti od povrchu zeme. Aby sa to dosiahlo, navrhol Geringhoff rám adaptéra na zber kukurice Horizon Star III Razor so stredovým otočným kĺbom. Adaptér sa tak môže ľahko prispôsobiť povrchu a významne prispieť k zlepšeniu ochrany plodín.

Vhodne nastavený drvič slamy je dôležitý

Vo vzťahu k rozširovaniu používania minimalizačných technológií pri obrábaní pôdy stále rastie význam manažmentu pozberových zvyškov (slamy). Tie by mali byť čo najrovnomernejšie rozdrvené a rozhodené po celej šírke záberu žacieho stola. V súvislosti s vyššie uvádzaným nárastov pracovných záberov žacích stolov ide o problematiku nanajvýš významnú.

V rámci celkového nastavenia kombajnu na zber konkrétnej plodiny sa často zabudne na zodpovedajúce nastavenie protiostria v drviči podľa rozdielnych vlastností slamy na konkrétnom pozemku. Nakoľko aj v priebehu pracovného dňa sa vlastnosti menia, musel by kombajnista zmenu v nastavení drviča vykonávať viackrát, a to znižuje výkonnosť práce. Dôvodom býva to, že kombajn pri nastavovaní protiostria drviča musí stáť.

S novým systémom CEMOS Auto Chopping sa firme Claas podarilo prvýkrát automatizovať optimalizáciu nastavenia drviča slamy v závislosti od druhu zbieranej plodiny a zmeny jej vlastností. Senzor umiestnený už v šikmom dopravníku zisťuje aktuálnu vlhkosť slamy. Ako ďalší signál pre elektroniku slúžia informácie o hrúbke vrstvy slamy zisťované taktiež už v šikmom dopravníku. Na základe týchto informácií je nastavenie drviča kontinuálne prispôsobované aktuálnym podmienkam zberu - napríklad na častiach pozemku s vlhkou slamou bude drvič pracovať agresívnejšie.

Vodič má pomerne jednoduchú úlohu. Pomocou ikonky dotykového terminálu systému CEMOS si zvolí, či požaduje najvyššiu kvalitu rezanky, alebo naopak maximálnu efektivitu systému či niečo medzi tým. Navyše systém ponúka ešte funkciu čistenia a bezpečného chodu. V prípade, že nie je zistený žiadny prietok slamy, bude protiostriami a trecími lištami pre vyčistenie „zakývané“ hore a dole.

Ďalší prínos spočíva v znížení energetickej náročnosti drvenia slamy. Vďaka systému CEMOS Auto Chopping odoberá tento konštrukčný celok len toľko výkonu, koľko je potrebné - tak málo, ako je nevyhnutne nutné. Je to opäť dané stále vhodne zvoleným nastavením, takže v porovnaní s doterajšími spôsobmi nastavovania drviča sa ušetrí aj nafta.

Vyššia kvalita práce potom pozitívne ovplyvňuje následné spracovanie strniska. Aj táto novinka získala výrobcovi striebornú medailu veľtrhu Agritechnica 2019.

Aj výkonné motory a veľké zásobníky vplývajú na výkonnosť

Nielen veľký pracovný záber, výkonné mlátiace a hlavne separačné ústrojenstvo prispievajú k navýšeniu výkonnosti kombajnu. Pre ich pohon sú potrebné aj motory s vysokým výkonom. Súčasné špičkové modely kombajnov jednotlivých výrobcov dosahujú hranicu výkonu motora na úrovni 790 k (Lexion 8900, Ideal 10T).

Aj zväčšujúce sa objemy zásobníkov prispievajú k vyššej výkonnosti kombajnov z dôvodu menej často prerušovanej práce. V tomto parametri možno za „rekordérov“ v európskych podmienkach opäť považovať vyššie uvedené typy kombajnov s najvyšším výkonom motora (Lexion 8900 má objem zásobníka 15 000 l, v prevedení Terra Trac až 18 000 l, kombajn Ideal 10T má zásobník o objeme 17 100 l).  

Prevádzka obilných kombajnov si vyžaduje viac pozornosti

V tomto rýchlom „exkurze“ boli naznačené hlavné oblasti vývoja moderných obilných kombajnov. Každé z uvedených konštrukčných riešení súčasných obilných kombajnov na jednej strane pozitívne prispieva k zvýšeniu ich jednotkovej výkonnosti, ale na druhej strane negatívne vplýva na výrobné náklady, a to predovšetkým v dôsledku zvýšenia obstarávacích cien moderných obilných kombajnov. Preto je dôležité venovať väčšiu pozornosť ich efektívnej prevádzke.

Farmári vedia, že obilný kombajn je jednou z najväčších strojových investícii podniku. Avšak len farmár, ktorý využije všetky možnosti optimalizácie zberu, ktoré sú dnes dostupné, môže účelne využiť tieto technicky náročné stroje. Vieme, že často práve obilné kombajny s vysokým výkonovým potenciálom, s rastúcou výkonnos­ťou sa využívajú málo, niektoré merania dokazujú, že je to často len na 50 - 60 %. U vysokovýkonných kombajnov sa tak stráca približne 40 % ich výkonnosti. V tomto prípade sa odporúča venovať pozornosť predovšetkým vnútropodniko­vým organizačným otázkam. Experti tvrdia, že je treba dosiahnuť 80 - 85 %-né využitie špičkových obilných kombajnov. Pod pojmom špičková technika rozumie­me aplikáciu vyspelých technických noviniek, t.j. všetko to, čo zvyšuje výkonnosť, zjednodušuje obsluhu a zvyšuje bezpečnosť, a to je predovšetkým ďalšia automatizácia činnosti obilného kombajnu smerujúca až k vytvoreniu a používaniu kombajnu ako autonómneho zberového stroja.

Záver

Obilné kombajny sú v súčasnosti pri zbere zrnín nezastupiteľnými strojmi. Praktici poznajú, že ide o sezónne stroje, ktoré často pracujú iba niekoľko dní v roku, a to ešte ich nasadenie v zberovej sezóne často ovplyvňuje rozmanitosť počasia. Hlavný dôraz pri vývoji moderných obilných kombajnov je preto kladený predovšetkým na ich vysokú výkonnosť tak, aby bol zber vykonaný v čo najkratšom čase a bola pritom dosiahnutá čo najvyššia kvalita zberaného produktu.

V posledných rokoch sme svedkami toho, že sa mení skladba pestovaných plodín, stierajú sa rozdiely medzi dozrievaním jednotlivých odrôd aj druhov pestovaných zrnín a vývoj priebehu počasia sa dá nazvať všetkým možným, len nie ideálnym. V intenzívnom poľnohospodárstve sa zvyšujú aj úrody z jednotky plochy, čo zvyšuje nároky na výkonný výmlat, separáciu a čistenie zrna, v dôsledku čoho rastú aj požiadavky na výkonnosť kombajnov.

Vzhľadom na uvedené skutočnosti a vzhľadom na relatívne vysoké obstarávacie ceny kombajnov je nutné minimalizovať stratové časy napr. aj pri vyprázdňovaní zásobníka, pretože iba tak môže kombajn zabezpečiť zber požadovaných plôch, respektíve množstvo zrna a zabezpečiť priaznivú ekonomiku prevádzky. Okrem samotnej organizácie práce, výrobcom predpísanej údržby a servisných úkonov a šikovnosti kombajnistu výrazne ovplyvňuje výkonnosť stroja aj fungujúca logistika, teda zabezpečenie súboru všetkých obslužných prác, najmä odvozu zrna od obilných kombajnov a jeho následného uskladňovania a spracovávania. So stúpajúcou výkonnosťou kombajnov sa samozrejme zvyšujú aj nároky na logistiku a preto je potrebné venovať jej primeranú pozornosť.