Комплектация зарубежных тракторов в зависимости от мощности

Как и в предыдущие годы, наибольшее внимание в 2010 г. фирмы уделяли развитию полноприводных колесных с.-х. тракторов улучшенной классической компоновки 4К4а (93,5%, здесь и далее от общего количества всех поставляемых с.-х. тракторов). Значительно меньше поставлялось на рынок тракторов других схем, в том числе 4К2 (только с задним ведущим мостом), 4К4б (интегральных), 4К4б’ (с шарнирно-сочлененной рамой) и гусеничных (в общем количестве всех поставляемых на рынок тракторов соответственно 0,34; 2,05; 1,37 и 2,74%).

В целом на западноевропейском рынке тракторы той или иной компоновки соответствуют определенным уровням мощности, при которых их использование в аграрном секторе наиболее эффективно. Так, создание тракторов схемы 4К2 целесообразно в диапазоне мощности 35…80 л.с., тракторов схемы 4К4а – при мощности 35…345 л.с., тракторов схемы 4К4б – при мощности 160…305 л.с., тракторов схемы 4К4б' – при мощности 380…580  л.с. (с учетом североамериканского рынка, где эти тракторы весьма популярны), гусеничных тракторов – при мощности 290…580 л.с. (с учетом североамериканского рынка).

Производители подходят к выбору того или иного типа комплектующего узла для конкретного типоразмера трактора индивидуально. При анализе особенностей конструкций и технического уровня моделей представленных на рынке зарубежных с.-х. тракторов мы видим, что в настоящее время за рубежом применяют рядные 3-цилиндровые и преимущественно 4- и 6-цилиндровые дизели, оснащенные в зависимости от мощности различными системами подачи воздуха, а наибольшее распространение получили системы турбонаддува с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха (табл. 1).

Все шире применяют и более эффективную селективную каталитическую систему SCR для очистки отработавших газов с использованием реагента AdBlue, которая не только обеспечивает дальнейшее снижение вредных выбросов даже до уровня норм Tier 4, но и повышает на 3…5% топливную экономичность, а также оптимизирует рабочие характеристики двигателей. Эта система внедрена как на двигателях Sisu новых тракторов Massey Ferguson cерии 8600 и Valtra серии S, так и на двигателях Deutz тракторов Fendt серии 800 Vario.

На тракторы средней и высокой мощности в широком диапазоне от 66 до 577 л.с. устанавливают и разные типы муфт сцепления, причем наиболее массово (69,3%) – так называемые «мокрые», работающие в масляной ванне, многодисковые муфты сцепления, отличающиеся повышенной износостойкостью и преимущественно с электрогидравлическим управлением (диаграмма 1).

Как и в прошлые годы, в комплектации тракторов преобладает механическая ступенчатая трансмиссия (диаграмма 2).

Наибольшее распространение среди всех типов этих трансмиссий получили диапазонные с переключаемыми под нагрузкой передачами (от 2 до 10) в каждом диапазоне, причем наиболее массовыми являются трансмиссии с 3 и 4 переключаемыми под нагрузкой передачами, преимущественно устанавливаемые на тракторах средней мощности (от 63 до 248 л.с.) (табл. 2).

Трансмиссии с автоматизированным переключением всех передач под нагрузкой в зарубежном тракторостроении распространены меньше (6,7%), ими оснащают частично тракторы средней мощности и преимущественно колесные и гусеничные тракторы высокой мощности (более 280 л.с.).

Другой тип ступенчатых трансмиссий – традиционные синхронизированные – применяют на тракторах только небольшой и частично средней мощности в диапазоне 37…156 л.с., при этом их доля составляет только 13%. В достаточно больших объемах (19,8%) такими трансмиссиями, но с частичным переключением передач, в основном 2-й и 3-й, под нагрузкой оснащают тракторы средней мощности соответственно до 109 и 185 л.с. (30,3 и 34,5%).

Трансмиссии со скользящими (подвижными) шестернями на тракторах, производимых в странах дальнего зарубежья, давно не применяют, но их продолжают устанавливать на ряде тракторов «Беларус» небольшой мощности (от 36 до 80 л.с.), которые по причине дешевизны пользуются спросом у покупателей. Их объем на рынке сейчас составляет не более 1,7%.

Значительно возросло применение практически во всем диапазоне используемых мощностей бесступенчатых трансмиссий гидрообъемного типа – сейчас ими оснащают почти пятую часть (18%) всех поставляемых на западноевропейский рынок с.-х. тракторов, причем это не только колесные тракторы высокой мощности, но даже небольшой мощности (от 60 л.с. фирмы Fendt 200Vario), а также гусеничные модели, в частности, John Deere серии 8000RT. Трансмиссии штатно, в том числе все модели с бесступенчатой КП, а также реверсивные с числом передач от 30 до 45 (48,7%) или по заказу (37,8%) комплектуют ходоуменьшителем (табл. 3).

В трансмиссиях находят применение ступенчатые как не реверсивные, так и реверсивные КП с большим многообразием различного числа передач (вперед и назад), причем наиболее распространенными являются КП 16/ 8 и 19/ 6, а также 16/ 16, 24/ 24, и 40/ 40, устанавливаемые на с.-х. тракторы преимущественно средней мощности соответственно при мощности 36…110 и 116…335 л.с., а также 76…150, 77…215 и 85…275 л.с. (табл. 4).

Как правило, реверсивные трансмиссии с большим числом передач штатно комплектуют ходоуменьшителем, тогда как подавляющую часть тракторов оборудуют им как штатно, так и по заказу. Кроме того, известно максимальное число передач 105/ 36, применяемое фирмой Landini на тракторах Landpower 145 и 165, причем такая трансмиссия штатно оснащается ходоуменьшителем.

Преобладающей на тракторах средней и высокой мощности (58,7%) является транспортная скорость 40 км/ч (табл. 5), и большинство тракторов аналогичной мощности могут (в том числе по заказу) оснащаться также и трансмиссиями, транспортная скорость которых 50 км/ч (31,2%).

На мощных тракторах Fendt серий 800 Vario и 900 Vario, а также JCB транспортная скорость увеличена до 60 км/ч (2%). Также небольшой является доля с.-х. тракторов с транспортной скоростью 35 км/ч (1,9%), к ним относятся наряду с тракторами «Беларус» мощные тракторы фирмы Case IH с шарнирно-сочлененной рамой и четырехгусеничные.

Наибольшее распространение (штатно или по заказу) среди всех типов задних ВОМ на тракторах получили 2-скоростные (540/ 1000 мин^–1) – 24,1% и экономичные (540/ 540Е и 540Е/ 1000 мин^–1 + синхронные) – соответственно 14,2 и 13,8%, а также 4-скоростные экономичные (540/ 540Е/ 1000/ 1000Е) – 17,4%. Максимальную насыщенность такими ВОМ имеют (в основном штатно) тракторы средней мощности соответственно в диапазонах 135…206, 75…101, 200…270 и 100…210 л.с.

Односкоростными (1000 мин^–1) задними ВОМ, способными передавать большую мощность, штатно или по заказу комплектуют в основном тракторы высокой (более 290 л.с.) мощности, однако их доля в общем количестве выпускаемых тракторов не превышает 8,7%, причем на особо мощных тракторах (свыше 390 л.с.), выполняющих преимущественно энергоемкие работы общего назначения по обработке почвы пассивными органами, такие ВОМ устанавливают только по заказу.

Среди передних ВОМ преимущественное распространение (91,3%) получили 1-скоростные – 1000 мин^–1, ими тракторы комплектуют штатно или по заказу практически во всем диапазоне мощностей. Доля передних 2-скоростных ВОМ (имеющих 540/ 1000 мин^–1) невелика (3,6%), их устанавливают штатно только на тракторы Fastrac (4К4б) фирма JCB и по заказу на мощные тракторы Magnum фирма Case IH, а также фирма Lindner на тракторы мощностью 82 и 102 л.с.

Для включения задних ВОМ на подавляющем большинстве тракторов практически во всем диапазоне мощностей (от 63 до 577 л.с.) штатно применяется кнопочное электрогидравлическое управление. Механическим включением, как правило, оборудуют ВОМ тракторов небольшой и частично средней мощности от 36 до 111 л.с.

В настоящее время шире применяется электрогидравлическая блокировка под нагрузкой, преимущественно автоматическая, дифференциалов передних ведущих мостов, в том числе при заданных значениях буксования, угла поворота колес, скорости движения или положения педали тормоза.

С целью эффективного демпфирования возникающих при движении колесных тракторов 4К4а колебаний многие фирмы в широком диапазоне мощностей – от 82 до 345 л.с. – штатно (18%) или по заказу (40%) оснащают тракторы различными типами подрессоривания передних ведущих мостов, выбор конструкции которых разные фирмы решают индивидуально, причем наиболее массовыми для такого подрессоривания являются мощности соответственно 160…345 и 120…270 л.с. (табл. 10). В результате более половины (58%) всей номенклатуры выпускаемых тракторов штатно и по заказу может быть оснащено подрессоренными передними ведущими мостами. Остальная тоже значительная доля (42%) колесных тракторов, в том числе особо легких схемы 4К4а небольшой и частично средней мощности (от 36 до 160 л.с.), а также сверхтяжелых схемы 4К4б' John Deere и Case IH и схемы 4К4б Сlaas серии Xerion высокой мощности вследствие особенностей эксплуатации подрессоренными передними ведущими мостами вообще не оборудуют.

Независимой подвеской не только переднего, но и заднего мостов оснащены тракторы 4К4б JCB серии Fastrac, причем тракторы серии 7000, относящиеся к схеме 4К4а, оборудованы сенсорным гидропневматическим механизмом для автоматического поддержания заранее установленного клиренса независимо от нагрузки по сигналам электронных датчиков, что придает трактору высокую управляемость и плавное движение даже на больших (до 70 км/ч) скоростях.

Эффективными подвесками для снижения уровня вибронагруженности оборудуют и колесные, и гусеничные тракторы с резиноармированными гусеницами (РАГ), в которых гусеничная ходовая часть изолируется от рамы. В частности, такие подвески предусмотрены на тракторах John Deere и Challenger. Наиболее массовыми являются раздельно-агрегатные гидросистемы, чувствительные к нагрузке – 61% в диапазоне мощности от 54 до 577 л.с., за которой следуют гидросистемы постоянного расхода и постоянного давления (соответственно 37 и 2%).

В широких масштабах штатно применяют на с.-х. тракторах электрогидравлические регуляторы задних навесных систем, а также электрогидравлические регуляторы с гасителем колебаний рычагов навесной системы (соответственно 29 и 31% при мощности от 111 до 543 и от 66 до 345 л.с.). Наиболее массовое применение электрогидравлических регуляторов начинается при мощности свыше 110…150 л.с., при этом гидромеханические (или механические) регуляторы (21%) находят ограниченное применение на тракторах небольшой мощности – до 120 л.с.

Передними навесными системами дополнительно к задним навесным системам тракторы оборудуют в основном по заказу, при необходимости комплектации комбинированных машино-тракторных агрегатов.

В базовой комплектации тракторы чаще оборудуют чувствительными к нагрузке гидронасосами с подачей в среднем 40…60, 150…175 и до 223 л/мин соответственно для тракторов небольшой, средней и высокой мощности.

Количество секционных гидрораспределителей в среднем составляет от 3 до 5. Осуществляемое ими электронное управление и регулирование подачи жидкости преимущественно выполняется как по расходу, так и по времени.

С ростом мощности тракторов растет и грузоподъемность гидронавесных систем – от 1000…2750 кг (тракторы небольшой мощности) до 9200…12 700 кг (тракторы высокой мощности), и, чтобы облегчить управление тяжелыми навесными орудиями, максимальное давление в гидросистеме подняли до 20…21,5 МПа (табл. 7), причем наиболее массовыми в тракторах в зависимости от бренда является значение давления 20 МПа – 47% (на тракторах мощностью от 60 до 577 л.с.).

Гидронавесные системы многих тракторов имеют по заказу функцию регулирования оптимального тягового усилия и буксования (Massey Ferguson и др.).

Подавляющее большинство тракторов оснащают кабинами штатно, в базовой комплектации. При внедрении более совершенных систем капотирования и шумоглушения уровень шума в комфортных кабинах большинства тракторов теперь снижен до 71…75 дБ (А), доля их в общем количестве тракторов составляет 59,7% (табл. 8), причем эти уровни шума являются наиболее массовыми для тракторов средней мощности – от 150 до 200 л.с.

Примерно у 20% тракторов, в основном средней мощности с еще более комфортными кабинами (в том числе на тракторах Fendt cерии 900 Vario, Massey Ferguson cерии 8600, New Holland серии Т7000 и др.) уровень шума в кабине составляет 69…70 дБ (А). Еще более комфортными кабинами c уровнем шума 68 дБ (А) комплектует свои тракторы 800 Vario фирма Fendt. Несколько повышен уровень шума, до 76…79 дБ (А), у 11,6% тракторов, в основном небольшой мощности со стандартными кабинами, а у ограниченного количества (7,4%) мощностью в основном до 80 л.с. этот показатель еще выше – 80…86 дБ (А).

Подавляющее большинство тракторов средней и высокой мощности (74%) оснащают, помимо эффективных систем вентиляции и отопления, еще и кондиционерами, в том числе штатно (тракторы Deutz-Fahr, Fendt, Massey Ferguson, New Holland и др.) или по заказу (тракторы Case IH, John Deere и др.).

Массово оснащают кондиционерами тракторы соответственно мощностью от 80 до 100 и от 140 до 345 л.с. (табл. 9). Некоторые тракторы фирм (Agco Challenger, JCB, Massey Ferguson, Valtra и др.) штатно или по заказу вместо кондиционеров оборудуют еще более совершенными климатическими установками с автоматическим поддержанием на заданном уровне температуры и других параметров, однако их число пока невелико (соответственно 6 и 11%).

Кабины практически половины всей номенклатуры тракторов (51%) могут выполняться подрессоренными на пневмоподвеске (в том числе с автоматическим выравниванием, оптимально расположенными амортизаторами и др.): штатно – 26% всех выпускаемых тракторов (Claas серии Axion, Deutz-Fahr Agrotron 265, Fendt серии 900 Vario, Massey Ferguson cерий 8400 и 8600, New Holland cерий Т7000 и Т8000, Valtra серии Т и др.) или по заказу – 23% (Lindner Geotrac, Мс Сormick серии TTX и др.).

На значительной части тракторов (51%) подрессоривание кабин вообще отсутствует (табл. 10) – это тракторы компоновочной схемы 4К4а небольшой и высокой мощности, схем 4К4б и 4К4б', а также с гусеничной ходовой системой, для которых такое подрессоривание оказалось малоэффективным.

Помимо подрессоривания кабин многие тракторы, в том числе схем 4К4а (Case IH серии Puma, Fendt серии 700 Vario, John Deere серии 7030, New Holland серии Т7000), 4К4б (JCB Fastrac), 4К4б' (Сase IH серии Steiger, John Deere серии 9030), гусеничные (Challenger и John Deere) штатно или по заказу оснащают и сиденьем на пневмоподвеске, в том числе с компьютерным управлением от специально установленных датчиков (New Holland cерии Т7000) или с подогревом (Сase IH cерии Steiger, JCB, Fendt cерии 900), обеспечивающими дополнительный комфорт, причем тракторы Сase IH cерий Puma и Steiger, Fendt серий 700 и 900 Vario, гусеничные Challenger и John Deere и др. оснащают еще и дополнительным сиденьем для пассажира.

В результате сочетания подвесок передних ведущих мостов, кабин и сидений на многих тракторах (Case IH серии Puma, Deutz-Fahr Agrotron 165.7, L 720, New Holland серии Т7000 и др.) обеспечивается согласованное снижение, практически до 50%, всех колебаний, передаваемых на водителя, как в зависимости от скорости и условий работы в поле, так и при передвижении по дороге.

Для длительной работы при движении задним ходом, что пока ограниченно распространено, тракторы Valtra серий T и N могут оборудовать реверсивным постом управления. С этой целью новые тракторы Fendt серии 900 Vario по заказу могут оснащать поворотными на 180° вместе с сиденьем органами управления и контрольными приборами, а тракторы Claas серии Xerion – поворотной на 180° кабиной.

Увеличение транспортной скорости до 40…50 км/ч и выше для работы с большегрузными прицепами потребовало расширить оснащение тракторов таким видом рабочего оборудования, как тормоза прицепов, действующие синхронно с тормозами трактора.

На тракторах средней и высокой мощности шире применяют тормоза прицепов, имеющих пневмопривод (58%, тракторы Fendt, Lamborghini, Valtra и др.), в том числе с комплектацией штатно и по заказу соответственно 42 и 16%. Механический тип тормозов прицепа, которыми в основном оснащают тракторы небольшой мощности, составляет 27%, а гидропневматический (в частности, на тракторах John Deere, Massey Ferguson) – 15%.

Отмечается и тенденция применения средств автоматизации на тракторах не только средней и высокой мощности, но и небольшой мощности, от 50 до 80 л.с.

Помимо локальных средств автоматизации для регулирования и управления отдельными узлами и агрегатами широкое распространение в конструкциях тракторов ведущих фирм получили комплексные средства автоматизации основного типа, устанавливаемые штатно или по заказу:
• для управления многофункциональным навесным рабочим оборудованием (разъем-шина CAN bus) за счет обмена данными между трактором и оборудованием посредством терминалов (тракторы Case IH cерии Steiger, Сlaas серий Axion и Xerion, Fendt серии 900 Vario, John Deere серий 7030, 8030 и 9030/ 9030Т, New Holland серии Т 7000 и др.);
• для автоматического электронного регулирования «двигатель–трансмиссия», обеспечивающего работу с передаточным отношением, соответствующим максимальной экономичности (тракторы Сlaas cерий Axion CMATIC и Xerion, Fendt cерий 700, 800 и 900 Vario и др.);
• для диагностики за счет непрерывного мониторинга работы узлов и агрегатов, информирования о ней водителя и автоматической корректировки настроек с подачей сигнала тревоги для принятия мер при возникновении неисправности (тракторы Case IH серий Puma и Magnum, Сhallenger MT 800 B, Deutz-Fahr cерии Agrotron, Мassey Ferguson серий 7400 и 8400, Valtra серии N и др.);
• для автоматики разворотной полосы с программированием для запоминания и автоматического воспроизведения повторяющихся рутинных операций на межевой полосе, в том числе снижения скорости движения, частоты вращения двигателя, подъема задних навесных устройств, выключения полного привода, прекращения всех операций на время разворота, включения полного привода и др. (до 35 операций). При этом одновременно регистрируется пройденное расстояние, производятся расчеты продолжительности операций, расхода топлива и др. (тракторы Case IH cерий Puma и Steiger, Fendt серии 900 Vario и др.);

Распределение указанных основных комплексных средств автоматизации в общем количестве выпускаемых тракторов различно (диаграмма 3).

Наибольшую долю составляют системы диагностики, в том числе с использованием ноутбуков, причем самыми массовыми тракторами, оснащаемыми этими системами, являются тракторы мощностью от 115 до 390 л.с. Второе место по оснащенности занимает разъем (шина) CAN bus, которой в наибольшей степени оборудуют тракторы того же диапазона мощности. Далее следуют системы автоматического регулирования «двигатель–трансмиссия» и автоматики разворотной полосы, наибольшее количество которых устанавливают на тракторах мощностью от 155 до 390 л.с. По сравнению с 2009 г. существенно, почти вдвое, возросло применение на тракторах автоматики разворотной полосы.

В последнее время более широко начинают применять пока еще менее распространенные, устанавливаемые по заказу дополнительные комплексные средства автоматизации, в том числе для автоматического вождения Auto-Guid по сигналам спутниковых навигационных систем GPS.

* * *

Рассмотренные тенденции развития зарубежных тракторов, а также комплектаций и параметров их узлов и агрегатов с учетом мощности применяемых двигателей свидетельствуют о заметном отставании отечественных колесных и гусеничных моделей тракторов от уровня, достигнутого в 2010 г. ведущими зарубежными фирмами.