Test orki – 144 cm z trzech lub czterech skib. Różnica w spalaniu 1-3 l/ha

Zobacz galerię (9)

Mając pług obracalny 4-skibowy w opcji 3+1 możemy uzyskać taką samą szerokość roboczą orząc trzema lub czterema korpusami. Zastanawiające jednak jest to, która opcja jest mniej paliwożerna. Na zlecenie redakcji RPT, naukowcy z Przemysłowego Instytutu Maszyn Rolniczych w Poznaniu przeprowadzili test, który udowodnił, że orka pługiem z mniejszą liczbą korpusów jest tańsza.

Celem testu była nie tylko ocena wpływu szerokości skib na energochłonność, ale również na jakość orki. Energochłonność orki oceniono na podstawie poślizgów kół i zużycia paliwa przez ciągnik współpracujący z pługiem o zmiennej szerokości skib. Natomiast jakość orki określono na podstawie oceny spulchnienia gleby i dokładania skib.

Pług Vogel & Noot M 950 ST

Badania przeprowadzono w 2008 roku na pługu obracalnym M 950 ST produkcji Vogel & Noot. Był to pług zawieszany, 4-skibowy, z możliwością demontażu ostatniego korpusu i zabezpieczeniem przeciążeniowym korpusów non-stop w postaci resorowych sprężyn. Na uwagę zasługuje lekka konstrukcja pługa, który w wersji 4-skibowej waży 1200 kg, a 3-skibowej 945 kg. Belka ramy wykonana jest z rury 120 x 100 x 8 mm.

Uchwyty korpusów płużnych są przestawiane, dzięki czemu możliwe jest ustawienie 4 szerokości skib (36, 40, 44 i 48 cm). Przestawienie korpusów nie jest pracochłonne i trwa ok. 15-20 minut. Na jednym z uchwytów znajduje się oznakowanie otworów, w których powinny być montowane śruby ustalające określoną szerokość roboczą korpusów. Na uchwycie ostatniego korpusu mocowane jest koło, a więc wraz ze zmianą położenia korpusu tylnego następuje przestawienie koła. Zewnętrzna płaszczyzna koła odsunięta jest od ścianki ostatniej bruzdy o 610 mm. Tak umiejscowione koło dobrze podpiera tył pługa, ale wystaje poza pas orki, co może utrudniać wykańczanie orki wzdłuż granic pola. W przypadku demontażu ostatniego korpusu konieczne jest też przemontowanie koła.

Pług M 950 ST wyposażony jest z odkładnice pełne, półśrubowe o bardzo łagodnie wyprofilowanej powierzchni roboczej, z listwami dokładającymi na końcach. Wysokość odkładnicy wynosi 350 mm na piersi i wzrasta do 480 mm na skrzydle, a wybieg odkładnicy (odległość od dziobu lemiesza do górnej krawędzi piersi odkładnicy) wynosi 480 mm. Korpusy wyposażone są w lemiesze dziobowe z dwustronnymi dłutami, które bardzo nieznaczne (20 mm) wystają poniżej ostrzy lemieszy, a to zapewnia podcinanie skiby bez żłobienia bruzd w warstwie głębszej. Na uwagę zasługuje bardzo pewne mocowanie dłut na lemieszach i dobre ich wyprofilowanie, dzięki czemu lemiesze zachowują łagodny dziobowy kształt. Szerokość podcięcia gleby przez lemiesze zamontowane na pługu wynosi 360 mm, a więc tylko najwężej ustawione skiby są w pełni podcinane. Jako wyposażenie opcjonalne producent oferuje również lemiesze dłuższe, które zapewniają pełniejsze podcięcie szerokich skib. Pług może być wyposażony w ścinacze, przedpłużki czy krój tarczowy, ale w badaniach pominięto ich stosowanie, aby wpływ na opory robocze pługa miały same korpusy płużne.

Orka na 20 i 28 cm

Podczas testu pług zagregowany był z ciągnikiem Ursus 1224 o mocy 117 KM. Masa ciągnika z przednim obciążnikiem balastowym wynosiła 6180 kg, a rozstaw kół 1750 mm. W ciągniku zainstalowany był komputer, radar i paliwomierz, które umożliwiały pomiary prędkości i zużycia paliwa w litrach na godzinę pracy.

Badania przeprowadzono w firmie Jagrol Kórnik w miejscowości Pierzchno, na polu po zbiorze ziemniaków, na glebie średniej. Pole było płaskie, z niewielkimi nierównościami i nieznaczną ilością resztek na powierzchni oraz sporadycznie występującymi kamieniami. Zwięzłość gleby na głębokości 18 cm dochodziła do 1,8 MPa, a na głębokości 25 cm, w płytko zalegającej „podeszwie płużnej” przekraczała 4,5 MPa. Wilgotność bezwzględna gleby po długim okresie suszy była niska i wynosiła 7,5%.

Pomiary przeprowadzono dla 4 szerokości skib w przypadku pługa 4-skibowego i dla największej szerokości skib (3 x 48 cm) w przypadku pługa 3-skibowego, aby porównać zużycie paliwa dla pługa 4 i 3-skibowego o różnej szerokości skib, lecz takiej samej szerokości orki. We wszystkich konfiguracjach uwzględniono dwie głębokości robocze (ok. 20 i 28 cm) oraz dwie prędkości robocze. Prędkości robocze dobrano tak, aby poślizg kół ciągnika nie przekraczał 20%. Zależnie od oporów roboczych wykorzystano 3 biegi ciągnika gwarantujące uzyskanie prędkości orki przekraczające 6, 7 i 8,5 km/h, przy czym we wszystkich konfiguracjach wystąpiła jedna prędkość wspólna przekraczająca 7 km/h. Poślizg kół ciągnika określono na podstawie spadku prędkości spowodowanego obciążeniem roboczym. Dla poszczególnych szerokości skib niezależnie od głębokości i prędkości orki zachowano takie samo ustawienie ramy i szerokości pierwszej skiby, aby określić ich wpływ na utrzymywanie szerokości orki. Dla wszystkich szerokości skib uzyskano dobre ustawienie ramy, gwarantujące zrównoważenie pługa i łatwe prowadzenie ciągnika, bez ściągania na boki.

Na podstawie pomiarów rzeczywistej szerokości i prędkości orki obliczono wydajność efektywną, która posłużyła do obliczenia zużycia paliwa w litrach na 1 ha zaoranego pola. Metody pomiarów i obliczenia wskaźników są zgodne z wymaganiami normy PN-90/R-55021 (Maszyny rolnicze. Metody badań narzędzi i maszyn uprawowych).

1 cm = 0,7-1 litr ON

Wraz ze wzrostem szerokości skib wzrastają opory robocze pługa, a świadczą o tym spadek prędkości, wzrost poślizgu kół ciągnika oraz wzrost zużycia paliwa na godzinę pracy. Ale większa szerokość orki pomimo spadku prędkości powoduje wzrost wydajności i w efekcie spadek zużycia paliwa wyrażony w litrach na 1 ha zaoranego pola. Na tych samych biegach ciągnika zużycie paliwa przy głębokości orki ok. 20 cm jest dla największej szerokości skib (4 x 48 cm) mniejsze niż dla skib najwęższych (4 x 36 cm) o 2,3 l/ha (spadek o 16,0%) przy prędkości powyżej 7 km/h i o 1,7 l/ha (spadek o 12,5%) przy prędkości powyżej 8,5 km/h. Natomiast przy głębokości orki 28 cm różnica na korzyść skib szerokich wynosi 4,9 l/ha (spadek o 21,8%) na tym samym biegu ciągnika, a po uwzględnieniu możliwej do uzyskania wyższej prędkości w przypadku skib węższych 3,2 l/ha (spadek o 15,4%).

Zmniejszenie głębokości orki z 28 do 20 cm powoduje znaczny spadek zużycia paliwa. Największa różnica wystąpiła dla skib najwęższych, w pełni podcinanych przez lemiesze, i wyniosła dla poszczególnych biegów ciągnika odpowiednio 7,2 i 8,1 l/ha, a więc nakład paliwa na 1 cm orki powyżej 20 cm wyniósł 0,9-1 l/ha. Natomiast w przypadku skib najszerszych, nie w pełni podcinanych przez lemiesze zużycie paliwa zmalało na tym samym biegu ciągnika o 5,5 l/ha, a po uwzględnieniu wyższej prędkości przy mniejszej głębokości orki różnica wyniosła 5,7 l/ha. A więc w przypadku skib najszerszych nakład paliwa na 1 cm orki powyżej 20 cm wyniósł ok. 0,7 l/ha.

Niezależnie od szerokości skib wzrost prędkości powoduje spadek zużycia paliwa na 1 ha zaoranego pola. Największą różnicę stwierdzono dla skib najwęższych przy głębokości orki 28 cm, przy podwyższeniu prędkości z 7,32 do 8,77 km/h nastąpił wzrost poślizgu kół z 12,9 do 18,0%, a spadek zużycia paliwa wyniósł 1,7 l/ha (spadek o 7,6%). Oczywiście prędkość powinna być tak dobrana, aby ciągnik posiadał zapas mocy na chwilowe przeciążenia. Na zbyt wysokim biegu gwałtownie rośnie poślizg kół ciągnika powodując nadmierny spadek rzeczywistej prędkości. Bardzo znikomy spadek zużycia paliwa (0,2 l/ha przy głębokości orki 20 cm i 0,5 l/ha przy głębokości orki 28 cm) zarejestrowano, gdy poślizg kół ciągnika wynosił ok. 20%. W większości konfiguracji roboczych uzyskano prędkości orki powyżej 7 i 8 km/h tylko w przypadku skib szerokich (44 i 48 cm) i głębokości orki 28 cm ze względu na nadmierny poślizg kół niemożliwe było stosowanie prędkości powyżej 8 km/ha, dlatego dla porównań zastosowano prędkość niższą od 7 km/h.

Wzrost wydajności i zmniejszenie zużycia paliwa można uzyskać stosując większą szerokość skib lub większą prędkość. Analiza uzyskanych wyników wskazuje, że w przypadku pługa 4-skibowego porównywalne zmniejszenie zużycia paliwa można uzyskać zwiększając szerokości skib o 4 cm lub zwiększając prędkość orki o ok. 1,5 km/h.

Oszczędności sięgają 3 l/ha

Zużycie paliwa przy porównywalnej szerokości i głębokości orki, na takim samym biegu ciągnika, jest niższe dla pługa 3-skibowego z największą szerokością skib niż dla pługa 4-skibowego z najmniejszą szerokością skib. Przy głębokości orki 20 cm różnica wyniosła 1,2 l/ha (średnio 8,6%), a przy głębokości orki 28 cm ok.3 l/ha (średnio 14,2%). A więc pomimo takiego samego łącznego przekroju orki 3 korpusy ustawione szeroko stawiają mniejsze opory niż 4 korpusy ustawione wąsko, gdyż mniejsze są opory odcinania skib od calizny i podglebia, tarcia gleby o odkładnice i tarcia płóz o ścianki bruzd. Stąd wniosek, że większe oszczędności w zużyciu paliwa można uzyskać demontując ostatni korpus niż zmniejszając szerokość skib z maksymalnej do minimalnej.

Pług 3-skibowy jest lżejszy i krótszy od pługa 4-skibowego, a tym samym powoduje mniejsze obciążenie układu zawieszenia ciągnika i łatwiejszy jest jego obrót. Lepsza jest również równowaga podłużna ciągnika w transporcie z uwagi na mniejsze odciążenie przednich kół przez uniesiony pług. Współczynnik sterowności ciągnika Ursus 1224, wyrażony stosunkiem obciążenia kół przednich w transporcie do masy ciągnika, wynosi 0,29 dla pługa 3-skibowego i 0,21 dla pługa 4-skibowego. Wartość tego współczynnika, warunkująca bezpieczny transport, powinna być większa lub równa 0,2.

Wraz ze wzrostem głębokości orki, przy takim samym ustawieniu pługa, stwierdzono mniejsze szerokości orki, co spowodowane jest lepszym oparciem płóz korpusów o ścianki bruzd i prowadzeniem kół ciągnika w głębokiej bruździe. Szerokość dna bruzdy wynika z szerokości podcinania skiby przez lemiesz i osypywania gleby na skarpie odłożonej skiby. Korpus o szerokości 36 cm pozostawia dno bruzdy o szerokości ok. 29 cm, a przy szerokości skib 48 cm pomimo takiej samej szerokości podcięcia gleby przez lemiesz szerokość dna bruzdy dochodzi do 35 cm, gdyż skraj nie podciętej skiby powoduje lepsze jej odwrócenie i mniejsze osypanie gleby na skarpie skiby. W szerszej bruździe jest więcej miejsca dla szerokich kół ciągnika i odłożenia kolejnej szerokiej skiby. O lepszym rozsypaniu szerokich, nie w pełni pociętych skib, świadczą większe kąty ich odwrócenia. Również przy większej prędkości roboczej następuje lepsze odwrócenie i dołożenie skib, a wtedy łatwiej jest uzyskać równą powierzchnię zaoranego pola. Brak pełnego podcięcia szerokich skib wpływa niestety niekorzystnie na ich pokruszenie. Przy szerokości skib 44 i 48 cm, pomiędzy bruzdami, pozostaje część nie podciętej gleby, a na skarpie ostatniej skiby widoczne jest gorsze jej pokruszenie. Jest to szczególnie widoczne przy małej głębokości orki. Przy szerokości skib 40 cm tego nie stwierdzono, gdyż nie podcięte przez lemiesze skraje skib na szerokości 4 cm zostają dobrze rozkruszone w wyniku przepchnięcia przez lemiesze i ścięcia przez dolne, nisko położone krawędzie odkładnic.

Im większa jest głębokość orki tym większe jest spulchnienie gleby, a więc więcej czasu potrzeba, aby skiby naturalnie osiadły lub konieczne jest ich silniejsze wgłębne ugniecenie wałem przed zasiewem. Przy głębokości orki 20 cm przyrost objętości gleby w wyniku spulchnienia wyniósł od 5,1 do 7,3 cm, a wskaźnik spulchnienia gleby odpowiednio od 25,9 do 37,2%. Natomiast przy głębokości orki 28 cm przyrost objętości gleby wyniósł od 8,9 do 11,4 cm, a wskaźnik spulchnienia gleby odpowiednio od 31,8 do 40,6%. Spulchnienie skib jest również lepsze przy większej prędkości orki i mniejszej szerokości skib.

Artykuł ukazał się w RPT 10/2008. ZAPRENUMERUJ