TRAKTORITE KÜTUSEKULU KARAKTERISTIKUTE VÕRDLUS COMPARISON OF TRACTORS FUEL CONSUMPTION CHARACTERISTICS

EESTI MAAÜLIKOOL Tehnikainstituut Sten Paltsar TRAKTORITE KÜTUSEKULU KARAKTERISTIKUTE VÕRDLUS COMPARISON OF TRACTORS’ FUEL CONSUMPTION CHARACTERISTI...
Author: Susan Mae Hardy
34 downloads 0 Views 2MB Size
EESTI MAAÜLIKOOL Tehnikainstituut

Sten Paltsar

TRAKTORITE KÜTUSEKULU KARAKTERISTIKUTE VÕRDLUS COMPARISON OF TRACTORS’ FUEL CONSUMPTION CHARACTERISTICS Bakalaureusetöö Tehnika ja tehnoloogia õppekava

Juhendaja: Tõnu Sõõro, knd(tehn)

Tartu 2015

44

LÜHIKOKKUVÕTE Käesoleva töö põhieesmärgiks oli seatud traktori Valtra N101 kütuse ökonoomia hindamine traktori katsetamisel dünamomeetriga ning saadud kütusekulu karakteristikute võrdlemine teiste sama võimsusklassi traktorite kütusekulu karakteristikutega. Traktori katsetamisel lähtuti OECD juhendi Code 2 metoodikast. Traktori koormamiseks käitusvõlli kaudu kasutati dünamomeetrit MAHA LPS ZW 500. Kütusekulu parameetrid saadi kütusekulu mõõturit AIC 5004 kasutades. Mõõtmistulemuste võrdlemisel katsetraktori tehnilise karakteristiku andmetega selgus, et üldiselt on mõõtmisel saadud karakteristiku andmetega lähedased tulemused (mootori nimivõimsus 79,6 kW ja nimipöördemoment 342 N·m). Uuritava traktori kütusekulu mootori nimikoormusel nimipöörlemissageduse juures on 22,9 l/h. Lisaks kütusekulu karakteristikule mõõdeti kütusekulu täiendavas viies punktis iseloomulikele traktoritöödele vastavatel kiirus- ja koormusrežiimidel. Võrdlustraktoriteks olid John Deere 6115M ja New Holland T6.140, mis kuuluvad traktoriga Valtra N101 samasse võimsusklassi. Kütusekulu mõõtmistulemused traktorite viiel täiendaval kiirus- ja koormusrežiimil on näidanud, et vaatlusalustest traktoritest on traktoritel Valtra N101 ja John

Deere

6115M

suhteliselt

lähedased

kütusekulu

näitajad.

Suurema

kütuseökonoomsusega on erinevatel traktoritööde režiimidel olnud traktor New Holland T6.140.

2

ABSTRACT The main purpose of the research was to evaluate the fuel economy of the tractor Valtra N101 while testing the tractor on a dynamometer and comparison of fuel consumption data with the same power class tractor`s fuel consumption data. Tractor testing was based on OECD standard Code 2 procedure. The tractor was loaded through the PTO using dynamometer MAHA LPS ZW 500. Fuel consumption parameters were obtained using a fuel consumption meter AIC 5004. Comparison of tractor test results data with the tractor factory technical characteristic data showed that the results of the measurement are close to those, which are presented in the techincal characteristics (engine rated power is 79,6 kW and nominal torque 342 N·m). The test tractor engine fuel consumption at rated load at rated speed is 22,9 l/h. In addition to fuel consumption diagram, fuel consumption was measured at additional five points according to speed and load mode of the tractor characteristic works. The comparison tractors were John Deere 6115M and New Holland T6.140, which belong to the same power class with Valtra N101. Fuel consumption measurements of tractor’s five additional speed and load modes showed that the tractors Valtra N101 and John Deere 6115M have relatively similar fuel consumption figures. The tractor New Holland T6.140 had better fuel economy at different tractor work modes.

3

SISUKORD TÄHISED JA LÜHENDID ................................................................................................... 5 SISSEJUHATUS ................................................................................................................... 6 1.

TRAKTORI KÜTUSEKULU MÕJUTAVAD TEGURID JA NENDE UURIMINE .. 8 1.1. Ülevaade Eesti Maaülikooli tehnikainstituudi teemakohastest lõputöödest ........... 8 1.2. Traktori kütusekulu mõjutavad tegurid ................................................................... 9 1.2.1. Määrded ........................................................................................................... 9 1.2.2. Mootoriõlidele esitatavad nõuded ................................................................... 9 1.3. Diislikütuse kvaliteediomadused .......................................................................... 10 1.4. Traktori kütusekulu kirjeldavad parameetrid ........................................................ 12 1.5. Kokkuvõte kirjanduse ülevaatest .......................................................................... 12

2.

MATERJAL JA METOODIKA .................................................................................. 14 2.1. Katseobjekti valik ja ajalugu ................................................................................. 14 2.1.1. Katseobjekti valik .......................................................................................... 14 2.1.2. Valtra lühiajalugu .......................................................................................... 14 2.2. Katseobjekti iseloomustus ja käsitlemine ............................................................. 15 2.2.1. Katsetraktor Valtra N101............................................................................... 15 2.2.2. Valtra N-seeria juhtimisseadmed................................................................... 18 2.3. Katsemetoodika .................................................................................................... 21 2.3.1. OECD katsemetoodika .................................................................................. 21 2.4. Katseseadmed ja katsekeskkond ........................................................................... 24 2.4.1. Dünamomeeter MAHA LPS ZW 500 ........................................................... 24 2.4.2. Kütusekulu mõõteseade AIC 5004 ................................................................ 25 2.5. Katsete läbiviimine ............................................................................................... 28

3.

KATSETE TULEMUSED ........................................................................................... 29 3.1. Mõõtmistulemused................................................................................................ 29 3.2. Mõõtmistulemuste korrigeerimine ........................................................................ 31 3.3. Traktori võimsuslikud ja kütusekulu näitajad iseloomulikel traktoritöödel ......... 34 3.4. Mõõtmistulemuste analüüs ................................................................................... 36 3.3.1. Katsetraktori tehase andmed .......................................................................... 36 3.3.2. Katsetraktori ja võrreldavate traktorite tehase andmed ................................. 38 3.3.3. Võrreldavate traktorite OECD metoodika kohaselt mõõdetud parameetrite võrdlus ....................................................................................................................... 39

KOKKUVÕTE .................................................................................................................... 48 KASUTATUD KIRJANDUS ............................................................................................. 50 COMPARISON OF TRACTORS’ FUEL CONSUMPTION CHARACTERISTICS ....... 52 LISAD ................................................................................................................................. 54 Lisa A. Valtra N101 katsetulemuste graafik ning tabel ................................................... 55 Lisa B. John Deere 6115M OECD katsetulemused ......................................................... 57 Lisa C. New Holland T6.140 OECD katsetulemused...................................................... 59 LIHTLITSENTS .................................................................................................................. 61

4

TÄHISED JA LÜHENDID b

– kütuse erikulu, g/kWh

B

– kütuse tunnikulu, l/h

Meng

– mootorivõlli pöördemoment, N m

Mshaft

– käitusvõlli pöördemoment, N m

nshaft

– käitusvõlli pöörlemissagedus, p/min

OECD

– Organisation for Cooperation and Development

Peng

– mootori võimsus, kW

VDC

– alalisvoolu pinge

5

SISSEJUHATUS Traktori sobivust tööde tegemiseks hinnatakse traktori katsetamise teel ning katse tulemused annavad informatsiooni uuritava traktori kohta. Traktori soetamisel on väga tähtis, et traktori kohta oleksid olemas võimsuslikud ja ökonoomsuslikud andmed. Bakalaureusetöö kavandamise ajal on töö teema valitud ning katsed planeeritud selle tõttu, et Maaülikooli Tehnikainstituudi põllumajanduse ja tootmistehnika osakonnal on olemas traktorite katsetamiseks sobiv dünamomeeter LPS ZW 500. Traktori kauaaegsel kasutamisel on oluline selle ökonoomsus. Üheks suuremaks kuluks traktori kasutamisel on kütusele tehtud kulutused. Käesoleva töö põhieesmärgiks oli seatud traktori Valtra N101 kütuse ökonoomia hindamine traktori katsetamisel dünamomeetriga ning saadud kütusekulu karakteristikute võrdlemine teiste sama võimsusklassi traktorite kütusekulu karakteristikutega. Traktori katsetamisel lähtuti OECD standard Code 2 metoodikast. Katsetamiseks kasutatud traktor Valtra N101 oli uus, hiljuti traktoriturule ilmunud ning uuritava traktori kütuseökonoomia kohta oli vähe informatsiooni firma Taure AS kodulehel. Lõputöö eesmärgi saavutamiseks püstitati ning täideti järgmised ülesanded: 1. Tuli tundma õppida traktori ökonoomsuse hindamise meetodeid ning kütusekulu ökonoomsuse näitajaid. 2. Selgeks

tuli

teha

katsete

metoodika.

Katsete

läbiviimiseks

õpiti

tundma

kütusekulumõõturit ja dünamomeetrit. Seadmete õigeks käsitlemiseks ja ühendamiseks traktoriga tutvuti kütusekulumõõturi AIC 5004 ja dünamomeetri LPS ZW 500 kasutusjuhenditega. 3. Katsete turvaliseks läbiviimiseks tuli tutvuda tööohutusnõuetega. 4. Koostöös põllumajanduse ja tootmistehnika osakonna õppejõudude, töötajate ja kaasüliõpilastega katsetati traktorit Valtra N101. 5. Peale katsete edukat sooritamist tutvuti saadud mõõtmistulemustega. Koostati traktori võimsuslike näitajate ning kütusekulu karakteristikud.

6

6. Teostati mõõtmistulemuste ja saadud karakteristikute analüüsi, võrreldi saadud katsetulemusi traktori tehnilise karakteristiku vastavate näitarvude ning sama võimsusklassi teiste traktorite parameetritega. Hinnati traktori Valtra N101 kütuseökonoomsust. Esimeses peatükis uuriti traktori kütusekulu mõjutavaid tegureid ning toodi välja põhilised traktori kütusekulu kirjeldavad parameetrid. Teises peatükis on esitatud traktori Valtra N101 tehniline karakteristik ning käsitlemine. Kirjeldatud on katsemetoodikat ja katseseadmeid. Kolmandas peatükis on välja toodud katsete tulemused ning neid võrreldud sama võimsusklassi traktorite näitarvudega. Viimane peatükk sisaldab veel tulemuste analüüsi ning järeldusi.

7

1. TRAKTORI KÜTUSEKULU MÕJUTAVAD TEGURID JA NENDE UURIMINE

1.1.

Ülevaade Eesti Maaülikooli tehnikainstituudi teemakohastest

lõputöödest Eesti Maaülikooli tehnikainstituudis on traktorite katsetamise kohta traktorite kütusekuluga seoses koostatud kaks lõputööd – 2012. aastal bakalaureusetöö „Traktori T 25A katsetamine dünamomeetriga LPS ZW 500“ Kristjan Kokk’a poolt ning 2013. aasta bakalaureusetöö „Traktorite karakteristikute võrdlus“ Marko Kelneri poolt. Mõlemas töös on koostatud traktorite karakteristikuid. Kristjan Koka bakalaureusetöös on kirjeldatud ratastraktori T 25A katsetamist dünamomeetriga LPS ZW 500 koos kütusekulumõõturiga AIC 5004. Mootori karakteristikud

saadi,

karakteristikute

põhjal

kasutades hinnati

viit

erinevat

diislikütuste

talvediislikütust.

kvaliteedi

omaduste

Saadud

mootori

mõju

mootori

väljundparameetritele. Erinevate diislikütuste kasutamisel erinesid mootori pöördemoment, efektiivvõimsus ja kütusekulu vastavalt 5,7%, 6,7% ja 4,9% [1]. Marko Kelneri bakalaureusetöös on võrreldud analoogse võimsusklassi traktorite võimsuslikke ja ökonoomsusparameetreid. Katsetamisel kasutati dünamomeetrit LPS ZW 500 ja kütusekulumõõturit AIC 5004. Katsed sooritati traktoritega John Deere 8260R ja Fendt 828 Vario. Mõlema traktori puhul mõõdeti käitusvõllile kantud pöördemoment, käitusvõlli pöörlemissagedus ja kütuse tunnikulu. Selgus, et mõlema traktori võimsuse ja pöördemomendi karakteristikud on kujult sarnased. Eri kiirusrežiimidel ning eri koormusega mõõdetud kütusekulud erinesid 4 kuni 11% ulatuses. Kütuse erikulu oli mõlemal traktoril sarnane. Tehase andmete ning katsetulemuste võrdlemisel ei esinenud olulisi erinevusi, mistõttu järeldati katsetraktorite head tehnilist seisukorda [2].

8

1.2.

Traktori kütusekulu mõjutavad tegurid

Eeltoodust on näha, et traktorite kütusekulu mõjutab teataval määral see, millisest tanklast kütus on ostetud (kütuse kvaliteet) [1], samuti traktori ehitus ja selle tehniline seisund [2]. Üldiselt mõjutavad traktori kütusekulu traktori mootori põhimehhanismid ja -süsteemid, ennekõike toitesüsteem, nende ehitus ja tehniline seisund, samuti traktori kaal, mootori ja agregaatide soojusolukord, kütuse ja määrdeainete kvaliteet ning muud mõjurid [3]. Ka sellised mõjurid nagu traktori koormus- ja kiirusrežiim [2] aga ka töökeskkond – välistemperatuur, õhurõhk ja niiskus.

1.2.1. Määrded Määrded on vedelad, plastsed või tahked ained, mida kasutatakse mehhanismide detailide hõõrdumise ja kulumise vähendamiseks. Enam kasutatakse naftast toodetud vedelaid määrdeõlisid (mineraalõlid), vähem taimset või loomset päritolu (taimede seemnetest või loomsest rasvast toodetud) orgaanilisi õlisid. Mineraalõlid on termiliselt vastupidavamad, orgaanilised õlid omavad paremaid määrimisomadusi. Naftast süsivesinike polümeriseerimise teel toodetud sünteetilised õlid on kõrge kvaliteediga, neile on võimalik anda vastavalt kasutusalale vajalikke omadusi. Sünteetilisi õlisid kasutatakse vastutusrikaste seadmete määrimiseks [4].

1.2.2. Mootoriõlidele esitatavad nõuded Määrdeõlide kasutamise peamiseks eesmärgiks on detailide hõõrdumise ja kulumise vähendamine. Olenevalt kasutusvaldkonnast võib määrdeõlidel olla erinevaid täiendavaid ülesandeid. Mootoriõlide olulised ülesanded on [4]: 1) hõõrdumise ja detailide kulumise vähendamine liikuvates liidetes; 2) silindriseinte ja kolvi vahe tihendamine; 3) mootoridetailide kaitsmine korrosiooni eest; 4) soojuse ärajuhtimine hõõrdepindadelt;

9

5) mitmesuguste mehaaniliste lisandite mahapesemine hõõrdepindadelt. Loetletud ülesannete täitmiseks peab mootoriõli vastama järgmistele olulistele nõuetele [4]: 1) olema hea määrimisvõimega; 2) olema optimaalse viskoossusega; 3) olema keemiliselt küllalt stabiilne; 4) õli ei tohi vahutada mootori töötamisel; 5) õli koostises ei tohi olla kergaurustuvaid fraktsioone; 6) õli ei tohi sisaldada vett ega mehaanilisi lisandeid; 7) võimalikult vähe sisaldama mitmesuguseid mineraalsooli, kuna õli põlemisel tekkiva tuha kogus peab olema minimaalne. Õlide hea määrimisvõime väldib hõõrdepindade intensiivset kulumist, eriti suurtel koormustel, kui määrimistingimused on kehvemad. Viskoossus on õlide üks tähtsamaid näitajaid. Õlide optimaalne viskoossus tagab mootori ökonoomse töötamise kõigil režiimidel, suurima kasuteguri ning kerge käivitumise. Keemiliselt stabiilsed õlid annavad vähe sadestisi mootori detailidele.

1.3.

Diislikütuse kvaliteediomadused

Diiselmootorite ehituse ja töötsükli iseärasustest tulenevad diislikütustele esitatavad nõuded. Üldiselt peab diislikütuse kvaliteet tagama mootori kõigil kasutusrežiimidel: 1) kütuse katkematu etteande; 2) hea segumoodustamise ja mootori kerge käivitumise; 3) töösegu kiire süttimise ja ühtlase põlemise; 4) mootori detailide vähima korrosiooni; 5) minimaalse nõe ja sadestuste tekke. Diislikütuse

kvaliteedi

peamised

näitajad

tsetaaniarv) mõjutavad oluliselt mootori tööd.

10

(viskoossus,

hägustusmistemperatuur,

Viskoossus. Diislikütuse kvaliteedi üks põhinäitaja on viskoossus. Viskoossus sõltub temperatuurist. Viskoossuse määramisel osutatakse alati, millisel temperatuuril on viskoossus

määratud.

Viskoossus

mõjutab

oluliselt

kütuse

pihustumist

ja

segumoodustamise kvaliteeti. Viskoossuse vähenemisel pihustub kütus peenemaks ja segumoodustumine paraneb. Samas kütusepumba määrimine muutub ebapiisavaks. Väikese viskoossuse korral väheneb kütusepiiskade lennukaugus. Põlemiskambri kaugem osa jääb kütuseta. Segu on ebaühtlane ja põlemine puudulik. Ka kütuse viskoossuse liigne suurenemine häirib kütuse pihustamist ja segu moodustumist. Rasked fraktsioonid kütuses aurustuvad halvasti ning põhjustavad ebaühtlast segu. Hägustumistemperatuur. Hägustumistemperatuuril muutub kütus hägusaks tahkete süsivesinike ja veekristallide tõttu. Tahked süsivesinikud ja jääkristallid ummistavad kütusefiltrid ja takistavad kütuse liikumist toitesüsteemis. Kütuse hägustumistemperatuur peab olema vähemalt 3°C madalam välisõhu temperatuurist, et mootor oleks töövõimeline. Tsetaaniarv. Tsetaaniarv iseloomustab kütuse isesüttivust. Madala tsetaaniarvuga kütuse kasutamine põhjustab diiselmootori jäika töötamist. Kütuse puhtus. Rasked fraktsioonid, vaiguühendid ja mehaanilised lisandid diislikütuses põhjustavad sade ja tahma moodustumist kolvirõngastele, klappidele, pihustiotsakutele. Seetõttu mootori võimsus ja ökonoomsus langevad. Diislikütuses ei tohi esineda mehaanilisi lisandeid ega vett. Isegi väike kogus mehaanilisi lisandeid kulutab kütusepumpade ja pihustite detaile, kuna mõnede detailide lõtkud on vahemikus 0,001– 0,003 mm. Vesi muutub madalatel temperatuuridel jääkristallideks, mis häirivad kütuse etteannet. Vesi põhjustab metalli korrosiooni. Mehaanilisi lisandeid ja vett saab kütusest eemaldada kütust setitades ja filtreerides [3]. Kõik diislikütuse kirjeldatud omadused mõjutavad traktori kütuseökonoomsust.

11

1.4.

Traktori kütusekulu kirjeldavad parameetrid

Antud töös kasutatakse traktori kütusekulu kirjeldamiseks järgmisi parameetreid , kus

(1.1)

on kütuse erikulu g/kWh; kütuse tunnikulu l/h; kütuse tihedus g/l; mootori võimsus kW. ,

kus

(1.2)

on kütuse tunnikulu kg/h; tarbitud kütuse mass kg; kütuse tarbimiseks kulunud aeg s.

Kütuse tunnikulu järgi saab arvestada vajalikku kütuse kogust teatud töö tegemiseks ning hinnata pikemas perspektiivis kulusid kütusele. Kütuse erikulu võimaldab võrrelda kütusekulu erinevatel traktoritel, mis on oluline traktori ostmisel. Samuti saab kütusekulu näitajaid kasutades hinnata erineviad kütuseid.

1.5.

Kokkuvõte kirjanduse ülevaatest

Traktori kütusekulu mõjutavad paljud tegurid, nagu mootori põhimehhanismide ja süsteemide ehitus ja tehniline seisukord, kasutatav määrdeõli aga ka välistemperatuur, õhurõhk ja niiskus. Olulisemateks kütusekulu mõjutajateks on mootori toitesüsteemi tüüp ja tehniline seisund ning kütuse kvaliteet, sealhulgas kütuse optimaalne viskoossus, tsetaaniarv ja puhtus. Aga samuti traktori töörežiim ja koormus [3, 4].

12

Kristjan Koka bakalaureusetöö katsetes erines traktori kütusekulu erinevate tanklate kütuseid kasutades näiteks 4,9% [1]. Marko Kelneri bakalaureusetöö katsetes erines võrreldavate traktorite John Deere 8260R ja Fendt 828 Vario kütusekulu olenevalt koormusest ja kiirusrežiimist kuni 11% [2]. Traktori kütusekulu uurimiseks ja hindamiseks on vaja määrata kütusekulu näitavad parameetrid kütuse tunnikulu ja kütuse erikulu. Nende määramiseks on otstarbekas kasutada dünamomeetrit LPS ZW 500 ja kütusekulu mõõturit AIC 5004 [1, 2]. Kütuse kvaliteedist oleneb kütusekulu. Kristjan Koka bakalaureuse astme lõputöös selgus, et erinevate diislikütuste kasutamisel erines kütusekulu 4,9% [1]. Marko Kelneri bakalaureuseastme lõputöös saadi kütuse tunnikulu katsete käigus ning kütuse erikulu arvutuslikult. Katsetraktorite leitud kütuse erikulud sarnanesid. Suuri erinevusi ei täheldatud ka varasemalt samade traktoritega teostatud katsete tulemustes [2]. Diislikütust mõjutab isesüttivus, fraktsiooniline kooslus ning puhtus (mehaanilised lisandid, vesi) [3]. Kaks olulist kütusekulu kirjeldamise põhinäitajat on kütuse tunnikulu ja kütuse erikulu. Põhinäitajatega on võimalik kirjeldada uuritava traktori ökonoomsust.

13

2. MATERJAL JA METOODIKA 2.1.

Katseobjekti valik ja ajalugu

2.1.1. Katseobjekti valik

Katsetraktori valikuks osutus Valtra N101, kuna traktor oli uus ning traktori Valtra N101 kütuseökonoomsuse kohta on vähe informatsiooni. OECD ja Nebraska katsekodade raportite hulgas ei ole avalikult katsetulemused traktori Valtra N101 kütusekulu ja kütuse ökonoomsuse kohta kättesaadavad. Katsete teostamist lihtsustas asjaolu, et magistri astme tudengitel oli laboratoorne töö antud traktoriga. Antud otsuse otstarbekust põhjendavad Valtra traktori müüginumbrid Eestis. Valtra traktoreid on müüdud Eestis 2013. aasta esimesel poolel 44 traktorit, millega Taure AS hoiab kolmandat kohta Eestis müüdavate traktorite edetabelis [5].

2.1.2. Valtra lühiajalugu Valtra juured ulatuvad aastasse 1832, kui Rootsis alustas tööd mehaanika töökoda „Eskilstuna Mekaniska Werkstad“, mille asutajaks oli Johan Theofron Munktell. Seda peetakse Valtra ja Volvo tööstuse alguseks. Rootsi alustas raudtee süsteemi ehitamist 1850. aastal. Samal ajal ehitas Munktell riigi esimese aurumasina „Förstlingen“. Vahemikus 1853–1893 toodeti kokku 31 auruvedurit. Aurumasin osutus edukaks tooteks, mistõttu oli 1921. aastaks toodetud ligi 7000 masinat. Munktell ehitas oma esimese pooldiiselmootori 1905. aastal. Ettevõtte esimene põllumajandustraktor toodeti 1913. aastal. Sellega lõppes aurumasinate tootmine Munktell’is. Traktori kergem mudel läks kasutusse 1916. aastal. Peale Esimest

14

maailmasõda oli ettevõttel raske aeg. Põhiline eksport Venemaale lõppes. 1932. aastal ühendati Munktell Bolinderiga, mis andis ettevõttele uue tõuke [6]. Aastal 1951 tegi Valmet otsuse kasutada Tourula tehast väiketraktori tootmiseks, kuna tehas oli seeriatootmiseks hästi varustatud. Masinad, mida kasutati varem relvade valmistamiseks, muudeti ümber traktori seeriatootmiseks. Antud lahendus aitas vältida kulukaid investeeringuid. Valmeti ja Valtra kaubamärgi sünniks loetakse 1951. aastat. 1952. aastal toodeti 75 test-seeria traktorit ning 1954. aastal tarniti klientidele juba 2000 Valmeti traktorit. Ekspordiga alustas Valmet 1958. aastal, mis oli hea viis suhtlemaks siseturuga. Esimesed 1250 traktorit tarniti Brasiiliasse ning 350 Hiinasse [7].

2.2.

Katseobjekti iseloomustus ja käsitlemine

2.2.1. Katsetraktor Valtra N101

Valtra N-seeria on uut tüüpi traktor, mis tagab toimimise ka kõige karmimates tingimustes. Kirjeldatav traktor omab mootorisoojendit, elektrohüdrauliliselt lülitatavat käitusvõlli, diferentsiaali lukustust ning 3-astmelist Powershift kordistit. Valtra N101 juhtimissüsteem on hüdrauliline ning tõsteseade elektrohüdrauliline. Traktori kabiin on ruumikas, hästi varustatud ja turvaline. Juhiiste on varustatud pöördemehhanismiga. Valikus on ka metsatöödeks sobilik kabiin.

15

Valtra Twintrac taguripidi sõitmise süsteem teeb töö lihtsaks ja tõhusaks. Twintrac süsteem sisaldab rooli, sidurit ning gaasi- ja piduripedaali. Töösuunda saab muuta istmelt lahkumata. Arvestades, et traktoril asetsevad töövahendid taga lihtsustab Twintrac süsteem tööd [8, 9, 10].

Joonis 2.1. Valtra kabiin pealtvaates [11] Kõigil N-seeria traktoritel on kasutusel AGCO Sisu Power Common Rail mootorid. Antud mootorid on ökonoomsed, vaiksed ning võimsamad kui kunagi varem. Ameerika põllumajandustehnika tootja AGCO esitab traktori Valtra N-seeria brošüüris tähtsamad Sisu Power Common Rail mootori eelised. AGCO Sisu Power Comman Rail mootori eelised [8, 9]: 1) äärmiselt vastupidav; 2) madal soojuskoormus pikendab mootori tööiga; 3) madalad hoolduskulud;

16

4) suur pöördemoment madalatel pööretel; 5) hea külmkäivitus; 6) mootori töö on meeldiv ja vaikne. Valtra Hitech jõuülekande iseloomustus [8, 9]: 1) juhtimise teeb lihtsaks ja mugavaks automaatne ülekanne; 2) kolmeastmeline powershift-jõuülekanne; 3) 36 käiku mõlemas suunas; 4) hitrol turbiinsidur.

Tabel 2.1. Katsetraktor Valtra N101 tehnilised andmed [8, 9, 12] Väärtus

Nimetus Tootja

Valtra

Mootori tüüp

vahejahutiga turbodiisel

Silindrite arv

4

Jahutussüsteem

Vesijahutus

Töömaht, l

4,4

Maksimaalvõimsus, kW

85

Nimivõimsus, kW

81

Nimipöörlemissagedus, p/min

2200

Maksimaalne pöördemoment, N·m

460,1

Mass, kg

4848

Käikude arv

36

Veotüüp

4WD

Kütusepaagi maht, l

219,9

Pikkus, mm

4534

Laius, mm

2277

Kõrgus, mm

2825

17

2.2.2. Valtra N-seeria juhtimisseadmed Uued Valtra traktorid omavad kõrgtasemel tehnilisi lahendusi. Katsetraktori kabiinis on juhtimisseadmetel suur hulk funktsioone, mille rakendamiseks on vaja tutvuda traktori kasutusjuhendiga. Valtra N101 pedaalide asetus ning kirjeldus on toodud joonisel 2.2.

Joonis 2.2. Valtra N-seeria pedaalid: 1 – siduripedaal; 2 – piduripedaalid; 3 – piduripedaalide lukustusriiv; 4 – gaasipedaal; 5 – rooliratta asendi lukustuspedaal [10]

18

Valtra N101 armatuurlaud ja juhtimisseadmete funktsioonid on toodud joonisel 2.3.

Joonis 2.3. Valtra N-seeria armatuurlaud ja juhtimisseadmed: 1 – rooliratas; 2 – rooliratta kõrguse reguleerimishoob; 3 – suunavahetus- ja seisupiduri hoob; 4 – powershifti eelprogrammeerimislüliti; 5 – piilari näidik; 6 – kombineeritud lüliti; 7 – seisu- ja sõidutulede lüliti; 8 – ohutulede lüliti; 9 – peavoolulüliti; 10 – ülemiste sõidutulede lüliti; 11 – süütelukk [10]

19

Valtra N101 parempoolsed juhtimisseadmed on toodud joonisel 2.4.

Joonis 2.4. Valtra N-seeria parempoolsed juhtimisseadmed: 1 – käigukang; 2 – kiirusgrupi kang; 3 – suunavahetushoob; 4 – kordisti nupplülitid; 5 – HiShifti lüliti; 6 – neljarattaveo lüliti; 7 – diferentsiaali luku lüliti; 8 – Powershifti automaatika lüliti; 9 – veovabastusautomaatika lüliti; 10 – käsigaas; 11 – STOPP; 12 – powershifti lüliti tagurpidi sõitmiseks; 13 – pööretehoidja; 13.1 – Cruise OFF; 13.2 – Cruise sõidukiirus/pöörete arv; 13.3 – Cruise valikulüliti; 14 – mootori pöördevahemiku valikulüliti; 15 – esivedrustuse lüliti; 16 – piilari näidiku kuva muutmise lüliti [10]

20

2.3.

Katsemetoodika

2.3.1. OECD katsemetoodika Käesoleva töö katsed on tehtud OECD juhendis Code 2 toodud metoodika kohaselt. Antud töös olulised mõisted, mida defineeritakse OECD standardi kohaselt on järgmised [13]: 1) nimikiiruseks nimetatakse tootja poolt määratletud mootori kiirust mootori kestvaks tööks täiskoormusel; 2) mootori võimsus on mootori hoorattalt või väntvõllilt mõõdetud võimsus; 3) jõusiirde (power take-off) võimsus on tootja poolt traktorile jõuvõtuks kavandatud mistahes käitusvõllilt mõõdetud võimsus; 4) kütuse erikulu on kütuse mass, mida tarbitakse tööühiku kohta (kütuse tihedus 15°C juures). OECD juhend näeb ette traktoritel kohustuslikud katsed ja valikulised katsed. Kohustuslikeks katseteks on traktori suutlikkuskatsed (4. PERFORMANCE TESTS), mis määravad

traktori

omadused

ja

näitavad

traktori

vastavust

spetsifikatsioonile.

Suutlikkuskatseteks on käitusvõllikatsed ja mootorikatsed (4.1. Power Take-Off and Engine Tests). Kui tootja ei luba kasutada põhikäitusvõlli kogu mootori täisvõimsuse ülekandmiseks või töörežiim või käitusvõlli konstruktsioon ei võimalda seda, siis võib mootori võimsust mõõta hoorattalt. Kui kumbki neist katsetest pole võimalik, tuleb teha veokatse. Kui käitusvõlli katse on võimalik, tuleb teha käitusvõlli katse traktori põhikäitusvõllilt (4.1.1. Main power take-off). Käesolevas töös kasutatakse võimsuse mõõtmist traktori põhikäitusvõllilt. OECD juhend Code 2 näeb ette järgmised suutlikkuskatsed traktori põhikäitusvõllilt: 1) maksimumvõimsuse katse (4.1.1.1. Maximum power test); 2) suutlikkuskatse mootori töötades muutuval kiirusel täiskoormusega (4.1.1.2. Test at full load and varying speed); 3) suutlikkuskatse mootori töötades muutlikul koormusel (4.1.1.3. Tests at varying load).

21

Käesolevas töös on tehtud traktori suutlikkuskatse mootori muutuval kiirusel täiskoormusega. Katsel mõõdetakse kütuse tunnikulu, pöördemoment ja võimsus võlli pöörlemiskiiruse funktsioonina. Karakteristiku

koostamiseks

peab

katse

kulgema

vähemalt

mootorivõlli

pöörlemiskiiruseni, mis on 15% väiksem suurimale pöördemomendile vastavast kiirusest, või mis moodustab 50% mootori nimikiirusest. Seejuures ei tohi ületada traktorile ega katseseadmetele kehtestatud piiranguid ega seada ohtu traktorit ega katseseadmeid. Mootori suutlikkuskatsed (4.1.2. Engine Tests) tehakse vajaduse korral kas lisaks traktori põhikäitusvõlli suutlikkuskatsetele või nende asemel. Katsetamisel saadud võimsuse- ja pöördemomendi karakteristikutest saab leida uuritava traktori maksimumvõimsuse ja nimivõimsuse ning maksimaalse ja nimipöördemomendi. Samuti esitatakse karakteristikul traktori kütuse tunnikulu ja kütuse erikulu mootori täisvõimsusel. OECD metoodika näeb ette kütusekulu täiendava mõõtmise viies täiendavas punktis (4.1.3.1. Five extra points for calculating fuel consumption characteristics). Viies täiendavas punktis mõõdetud täiendavad kütusekulu arvandmed koos kiiruskarakteristiku andmetega võimaldavad hinnata traktori kütuseökonoomsust erinevatel traktoritöödel. Need arvandmed võimaldavad ka võrrelda erinevaid traktoreid. Tabelis 2.3 on esitatud karakteristikute viiele täiendavale punktile vastavad koormus- ja kiirusrežiimid ning iseloomulikud traktoritööd [13].

22

Tabel 2.3. Viis täiendavat punkti kütusekulu mõõtmiseks iseloomulikele traktoritöödele vastavatel koormus- ja kiirusrežiimidel [13] Karakteristikute täiendavad punktid 1 2 3 4

5

Koormus- ja kiirusrežiimid 80% nimivõimsusest, mootorivõlli maksimaalne kiirus antud võimsusel 80% nimivõimsusest, 90% mootori nimikiirusest 40% nimivõimsusest, 90% mootori nimikiirusest 60% nimivõimsusest, 60% mootori nimikiirusest 40% nimivõimsusest, 60% mootori nimikiirusest

Iseloomulikud traktoritööd Raske veotöö Raske veo- või käitusvõllitöö standardsel kiirusel Kerge käitusvõlli- või veotöö Raske veo- või käitusvõllitöö käitusvõlli ökonoomsetel kiirustel või mootori automaatsetel kiirustel mootori kõige ökonoomsematel kiirusrežiimidel Kerge käitusvõlli- või veotöö vähendatud kiirustel

OECD code 2 on katsetele kehtestanud üldised reeglid ja juhised. Katsetraktor peab olema seeriatoodangu hulgast ning vastama tootja poolt esitatud tehnilise karakteristiku andmetele. Katsetel kasutatav traktor peab olema uus ning sissetöötatud. Katsete teostamisel tuleb juhinduda traktori tootja poolsest käsiraamatust. Tabel 2.2. Traktori katsetamisel OECD code 2 poolt lubatud mõõtmise hälbed [13] Lubatud hälve ±0,5 % ±0,2 s ±0,2 kPa ±2,0 °C ±0,5 °C

Nimetus Pöörlemiskiirus Aeg Atmosfäärirõhk Kütuse temperatuur Termomeetri täpsus

Õhurõhk ei tohi katsetamisel olla madalam kui 96,6 kPa. Traktoris kasutatavad kütused ja määrded peavad pärinema riigist, kus neid kontrollitakse ja katsetatakse. Antud töös teostatud katsed on kirjeldatud OECD standard code 2 peatükis 4.1.1 (Main power take-off) ja 4.1.3 (Fuel consumption tests).

23

2.4.

Katseseadmed ja katsekeskkond

Traktori võimsuslike ja kütusekulu karakteristikute võtmisel kasutati käesolevas töös traktori koormamiseks käitusvõlli kaudu ning võimsuslike arvnäitajate saamiseks dünamomeetrit MAHA LPS ZW 500, kütusekulu karakteristikute saamiseks kasutati lisaks kütusekulu mõõteseadet AIC 5004. Katse programmjuhtimiseks kasutati sülearvutit dünamomeetri MAHA LPS ZW 500 tarkvaraga.

2.4.1. Dünamomeeter MAHA LPS ZW 500 Katseseade dünamomeeter LPS ZW 500 võimaldab teostada järgmiseid mõõtmisi: 1) mootori karakteristiku võtmine traktori käitusvõllilt; 2) parameetrite võtmine püsival pöörlemissagedusel pöörlemissageduse automaatsel reguleerimisel; 3) parameetrite

võtmine

püsival

koormusel

pöörlemissageduse

reguleerimisel; 4) astmelise karakteristiku võtmine; 5) soojenduskäituse programmjuhtimisel; 6) mõõta heitgaaside emisiooni (heitgaaside mõõteseadmete olemasolul); 7) mõõta kütusekulu (kütusekulu mõõteseadmete olemasolul); 8) mõõta rõhku ja temperatuuri.

Tabel 2.4. Katseseadme MAHA LPS ZW 500 tehnilised andmed [14] Väärtus 6600 2500 15 16 400, 50/60, 16 75 1300 2080 1515 3580

Nimetus Suurim pöördemoment, N·m Suurim pöörlemissagedus, p/min Nimivoolutugevus, A Kaitse, A Toitevool, V, Hz, A Toe kandevõime, kg Mass, kg Laius, mm Kõrgus, mm Pikkus, mm

24

automaatsel

Dünamomeetri kasutamisel tuleb juhinduda tabelist 2.5, kus on välja toodud katseseadme järjestikune koormamise aeg teatud võimsusel.

Tabel 2.5. Katseseadme LPS ZW 500 lubatud katseaeg vastavalt võimsusele [14] Võimsus (käitusvõll 1000 p/min), kW 500 450 320 280 220

Katseaeg kuni, min 1 3 6 9 12

Kirjeldatav dünamomeeter sisaldab kahte pöörisvoolupidurit. Seadme pikaajalisel kasutamisel kuumenevad pöörisvoolupidurid, mistõttu tuleb piduri mahajahutamiseks jätkata kardaanvõlli käitamist ilma koormuseta. Peale katset on kohustuslik jätta dünamomeeter viieks minutiks sisselülitatuks, mis tagab ventilaatorite käitamise. Katseseade võib töötada nii välitingimustes kui kinnises ruumis. Siseruumis töötamisel peavad olema tagatud heitgaaside automaatne eemaldamine siseruumist ning küllaldane värske õhu juurdevool.

2.4.2. Kütusekulu mõõteseade AIC 5004

Kütusekulu arvandmete saamiseks kasutati kütusekulu mõõteseadet AIC 5004. Seadme tehnilised andmed on toodud tabelis 2.6.

Tabel 2.6. Kütusekulu mõõteseadme tehnilised andmed [15] Väärtus 10,5 1 kuni 120 -1 kuni 6 -30 kuni 90 65 24; 1,7 280 190 360

Nimetus Mass, kg Mõõtepiirkond, l/h Rõhu vahemik, bar Temperatuurivahemik, °C Kaitseaste, IP Kütusepumba toide, VDC, A Laius, mm Kõrgus, mm Pikkus, mm

25

Katse läbiviimisel tuli lähtuda kütusekulumõõturi põhilistest ohutustehnika nõuetest. Seadme ühendamine ja kasutamine peab toimuma vastava spetsialisti järelvalve all. Enne seadme vooluvõrku ühendamist tuleb kontrollida kas kütusejuhtmed on ühendatud. Elektriline kütusepump võib põhjustada kütuse lekkimist kui ühendused on ebakorrektsed. Kütusekulu mõõturi ühendamisel traktoriga kasutati universaalühenduste komplekti, mis lihtsustas antud ülesannet. Seade oli asetatud katse ajal horisontaalselt eraldi lauale, et vältida traktori mootorilt tulenevat kuuma õhku ja vibratsiooni. Juhendist lähtuvalt tuli mõõteseade paigaldada kütusepaagile võimalikult lähedale ning filter suunaga alla. Kütusekulu mõõturi põhilised osad on soojusvaheti, elektriline kütusepump ja kütusevoo mõõteseade.

Joonis 2.5. Kütusekulumõõtja traktori toitesüsteemi ühendamise skeem [15]

26

Kirjeldatav mõõteseade omab kahte kütuseahelat. Joonisel 3.6 on näha esimest ja teist kütuseahelat. Esimest ahelat kasutatakse mootorisse voolava kütuse jahutamiseks. Esimene kütuseahel on suunaga kütusepumbast mõõteseadmesse. Soojusvaheti kaudu liigub kütus tagasi paaki. Mootorisse jõuab kütus mõõda teist ahelat ning kuum mootoris kasutamata kütus liigub läbi soojusvaheti tagasi mõõteseadmesse. Järgnevalt liigub kütus vooliku kaudu mootorisse. Mootori kütusepumba ülesanne on hoida kütust pidevas ringluses. Esimesest ahelast võetakse voolukulu mõõturi kaudu kütust teise ahelasse sedamööda, kuidas mootori töötamisel kütust kulub.

Joonis 2.6. Kütusekulumõõtja tööpõhimõte [15]

27

2.5.

Katsete läbiviimine

Katsed viidi läbi siseruumis. Haagis katseseadmega asus tasasel rõhtsal pinnal. Dünamomeetri sobiva asendi saavutamiseks ja fikseerimiseks omas haagis reguleeritavaid tugesid, mis vältisid haagise õõtsumist. Katsetel kasutati traktori võimsusdiapasoonile vastavat kardaanülekannet. Dünamomeetri ühendamisel traktori käitusvõlliga tuli jälgida, et kardaanvõll oleks samatelgne dünamomeetri pöörisvoolupidurite ning traktori käitusvõlliga. Seejärel soojendati traktori mootor töötemperatuurini. Heitgaasid juhiti ruumist välja heitgaaside eemaldussüsteemiga. Kuna väljas oli piisavalt soe avati labori uksed, et tagada värske õhu juurdevool. Kütusekulu mõõtur ühendati joonise 3.10 kohaselt traktori mootori toitesüsteemi. Kasutatud kütuse tihedus määrati instituudi kütuselaboris. Katsete ajal oli välisõhu temperatuur -1°C, õhuniiskus 45% ning õhurõhk 100,3 kPa. Katsete ajal oli rangelt keelatud inimeste viibimine kardaanvõlli kõrval. Töötsoonis viibivad inimesed kasutasid vastavaid mürakaitsevahendeid [14]. Traktori

võimsuslike parameetrite

ja

kütusekulu

karakteristikute

saamiseks

oli

dünamomeetri juhtprogrammi vaja sisestada käitusvõlli ajami ülekandearv ja kütuse tihedus. Traktori kiiruskarakteristik võeti katse programmjuhtimisel arvuti abil. Kütusekulu karakteristiku

arvandmed

täiendavas

viies

koormamisel.

28

punktis

mõõdeti

mootori

astmelisel

3. KATSETE TULEMUSED 3.1.

Mõõtmistulemused

Katsetel mõõdeti järgmised parameetrid: 1) traktori käitusvõlli pöörlemissagedus, p/min; 2) käitusvõllile kantud pöördemoment, N·m; 3) kütuse tunnikulu, l/h. Dünamomeetri juhtprogramm leidis arvutuslikul teel järgmised parameetrid: 1) mootorivõlli pöörlemissagedus, p/min; 2) mootori pöördemoment, N·m; 3) käitusvõlli võimsus, kW; 4) kütuse erikulu, g/kWh. Kütuse erikulu leidmiseks arvutuslikul teel kasutas programm katsetel mõõdetud ja programmi sisestatud parameetreid. , kus

(3.1)

on kütuse erikulu g/kWh; kütuse tunnikulu l/h; kütuse tihedus g/l; mootori võimsus kW.

Dünamomeetri MAHA LPS ZW 500 programm koostas traktori karakteristiku. Programm väljastas saadud karakteristiku andmed graafikuna ja tabelina. Valtra N101 katsetamisel saadud võimsus, pöördemoment, kütuse erikulu ja kütuse tunnikulu on näha joonisel 3.1.

29

Joonis 3.1. Valtra N101 mõõdetud võimsus, pöördemoment, kütuse erikulu ja kütuse tunnikulu sõltuvalt mootorivõlli pöörlemissagedusest

30

Dünamomeetri tarkvara poolt koostatud karakteristiku põhjal omab Valtra N101 mootor maksimaalset võimsust mootorivõlli pöörlemissagedusel 1910 p/min. Kütuse erikulu on kogu koormuspiirkonnas küllaltki ühesugune, välja arvatud koormuse kasvamisel nimivõimsuseni. Kütuse tunnikulu on maksimaalne nimivõimsuse juures ja koormuse kasvamisel kütusekulu langeb. Nimivõimsuse juures on pöördemoment 300 N·m. Maksimaalne pöördemoment 420 N·m on mootorivõlli pöörlemissagedusel 1330 p/min.

3.2.

Mõõtmistulemuste korrigeerimine

Dünamomeetri tarkvara võtab arvesse karakteristikute koostamisel ja mõõtmistulemuste tabelite ja graafikute väljatrükkimisel traktori käitusvõlli ajami ülekandearvu aga ei võta arvesse traktori käitusvõlli ajamis esinevaid kadusid (ajami kasutegurit). Selleks, et võrrelda katsel mõõdetud näitajaid traktori tootja poolt esitatud tehnilise karakteristiku näitajatega tuleb mootori võimsuse (

), pöördemomendi (

) ja kütuse erikulu (b)

tegelike väärtuste saamiseks korrigeerida dünamomeetri tarkvara poolt välja trükitud mootori pöördemomenti, mootori võimsust ja kütuse erikulu. Korrigeerimisel on võetud aluseks dünamomeetri poolt traktori käitusvõllil vahetult mõõdetud pöördemoment (

), traktori käitusvõlli pöörlemissagedus (

) ja

kütuse tunnikulu. Mootorivõlli korrigeeritud pöördemoment ja võimsus on leitud järgmisi valemeid kasutades: , kus

(3.2)

on mootorivõlli pöördemoment N·m; käitusvõlli pöördemoment N·m; käitusvõlli ajami ülekandearv i=2; käitusvõlli ajami kasutegur =0,827.

31

, kus

(3.3)

on mootori võimsus kW; käitusvõlli pöördemoment N·m; käitusvõlli nurkkiirus rad/s; käitusvõlli ajami kasutegur =0,827. ,

kus

(3.4)

on kütuse erikulu g/kWh; kütuse tunnikulu l/h; kütuse tihedus g/l; mootori võimsus kW. ,

kus

(3.5)

on käitusvõlli nurkkiirus rad/s; käitusvõlli pöörlemissagedus p/min.

Traktori Valtra N101 kasutusjuhendi põhjal on traktori käitusvõlli ajami ülekandearv ja käitusvõlli ajami kasutegur leitud

traktori

Valtra

N101

=2

=0,827. Käitusvõlli ajami ülekandearv ja kasutegur on kasutusjuhendis

leiduvate

andmete

(mootorivõlli

pöörlemissagedus ja sellele vastava käitusvõlli pöörlemissageduse ning mootori nimivõimsusel käitusvõllile kantava võimsuse) kaudu.

32

Mootorivõlli korrigeeritud pöördemomendi ja võimsuse karakteristik on esitatud joonisel 3.2.

1200

90 80 70

800

60 50

600 40 400

30

Mootori võimsus, kW

Mootori pöördemoment, N∙m

1000

Mootori pöördemoment, N∙m Mootori võimsus, kW

20 200 10 0 1000

0 1500

2000

Mootori pöörlemissagedus, p/min

Joonis 3.2. Valtra N101 mootori korrigeeritud pöördemomendi ja võimsuse karakteristik Mootori korrigeeritud pöördemomendi ja võimsuse karakteristikult (joonisel 3.2) on näha, et mootori nimivõimsus on 79,6 kW ning maksimaalne võimsus on 88,3 kW. Ning katsel mõõdetud nimipöördemoment on 342 N·m ja maksimaalne mõõdetud pöördemoment on 508 N·m. Katsel mõõdetud nimivõimsus erineb üsna vähe tehnilises karakteristikus toodud nimivõimsusest, maksimaalne võimsus on natuke suurem ja maksimaalne pöördemoment on märgatavalt suurem tehnilises karakteristikus toodutest (vastavalt 85 kW ja 460 N·m, tabel 2.1).

33

Katsetraktori mootori korrigeeritud kütuse erikulu ja kütuse tunnikulu on esitatud joonisel 3.3.

1800

30

1600 25

1200

20

1000 15 800 600

10

Kütuse tunnikulu, l/h

Kütuse erikulu, g/kWh

1400 Kütuse erikulu, g/kWh Kütuse tunnikulu, l/h

400 5 200 0 1000

1500

2000

0 2500

Mootori pöörlemissagedus, p/min

Joonis 3.3. Valtra N101 mootori korrigeeritud kütuse erikulu ja kütuse tunnikulu Traktori Valtra N101 kütusekulu mootori nimikoormusel nimipöörlemissageduse juures on 22,9 l/h (joonisel 3.3). Mootori kütuse erikulu jääb karakteristiku põhjal koormuste diapasooni ulatuses vahemikku 206–256 g/kWh. Arvestades, et traktorite mootorite kütuse erikulu on üldiselt 190–280 g/kWh, võib pidada traktori Valtra N101 mootori kütuseökonoomsust heaks [16].

3.3.

Traktori võimsuslikud ja kütusekulu näitajad iseloomulikel

traktoritöödel Lisaks kütusekulu karakteristikule mõõdeti kütusekulu täiendavas viies punktis iseloomulikele traktoritöödele vastavatel kiirus- ja koormusrežiimidel. Nimetatud punktides on traktori kütusekulu leitud OECD standardi kohaselt. Alajaotises 2.3.1 on

34

kirjeldatud metoodikat, mida katsetel kasutati. Mõõtmistulemused on esitatud joonistel 3.4 ja 3.5. Täiskoormusel töötab mootor nimipöörlemissagedusel võimsusega 79,6 kW ning mootor on koormatud momendiga 342 N·m. (Joonisel 3.2) Traktori käitusvõllilt kasutatavaks võimsuseks mõõdeti seejuures 65,8 kW ning käitusvõllile kantud pöördemomendiks 283 N·m (joonis 3.4). See režiim kirjeldab rasket veotööd, kus traktor tarbib kütust 22,9 l/h. Kütuse erikulu on seejuures 283 g/kWh. (Joonis 3.5). Vajalikud katsetulemuste arvväärtused, mida kasutati iseloomulikele traktoritöödele vastavate punktide leidmisel on esitatud lisas A (joonis A.1 ja A.2).

900

80

800

70

60

600 50 500

40 400 30 300

Võimsus 1

Moment 1

20

200

10

100 0 1000

Mootori võimsus, kW

Mootori pöördemoment, N∙m

700

1200

1400

1600

1800

2000

2200

0 2400

Mootori pöörlemissagedus, p/min

Joonis 3.4. Valtra N101 mootori pöördemomendi ja võimsuse karakteristik ning pöördemoment ja võimsus traktori iseloomulikel töödel

35

580

30

530

25

20 430 15 380 10

Kütuse tunnikulu, l/h

Kütuse erikulu, g/kWh

480 Kütuse erikulu, g/kWh Kütuse tunnikulu, l/h

330 5

280

230 1000

1500

2000

0 2500

Mootori pöörlemissagedus, p/min

Joonis 3.5. Valtra N101 mootori kütuse erikulu ja kütuse tunnikulu karakteristik ning kütuse erikulu ja kütuse tunnikulu traktori iseloomulikel töödel Joonistelt on näha, et raskel veo- või käitusvõlli tööl standardsel kiirusel (2000 min-1) on traktor koormatud käitusvõllil 251 N·m pöördemomendiga võimsusel 52,6 kW (joonis 3.4, punkt 3) ning kütuse tunnikulu on 20 l/h (joonis 3.5, punkt 3). Kergel käitusvõlli- või veotööl vähendatud kiirusel (punkt 6 joonisel 3.4 ja 3.5) on võimsus käitusvõllil 26,3 kW, moment 189 N·m ning kütuse tunnikulu 9 l/h.

3.4.

Mõõtmistulemuste analüüs

3.3.1. Katsetraktori tehase andmed Katsetulemuste ja katsetraktori esmaseks hindamiseks on katsetulemusi võrreldud traktori Valtra N101 tootja tehnilise karakteristikuga. Valtra N101 tehase olulisemad andmed ja katse tulemuste korrigeeritud arvväärtused on toodud tabelis 3.1.

36

Tabel 3.1. Valtra N101 tehnilised andmed ja katse tulemused [8, 9, 12] Parameetrid

Tehase andmed

Maksimaalvõimsus, kW Nimivõimsus, kW Nimipöörlemissagedus, p/min Maksimaalne pöördemoment, N·m Maksimaalse momendi pöörlemissagedus, p/min Nimipöördemoment, N·m

85 81 2200

OECD standard code 2 metoodikal teostatud katse arvväärtused 88,3 79,6 2219

460,1

507,8

1500

1318

-

342,3

Traktor Valtra N101

Traktori mõõdetud nimivõimsus on peaaegu sama suur tehase karakteristikus tooduga. Maksimaalne võimsus oli mõõtes 3,3 kW suurem tehase karakteristikus toodust (tabel 3.1). Katsel

mõõdetud

nimipöörlemissagedus

erineb

19

p/min

tehase

karakteristiku

nimipöörlemissagedusest, mis ei ole suur erinevus. Katsel saadud maksimaalne pöördemoment on osutunud 47,7 N·m suuremaks tehase karakteristikul toodud momendist. Katsel saavutati maksimaalne moment väiksemal pöörlemissagedusel, kui on toodud tehase karakteristikus. Mootorivõlli pöörlemissagedusel 1500 p/min oli mõõtmise põhjal mootori pöördemoment 484 N·m, mis on vaid 24 N·m võrra suurem tehnilises karakteristikus toodud pöördemomendist mootorivõlli pöörlemissagedusel 1500 p/min. Võimalik, et tootja on näidanud maksimaalse võimsuse ja maksimaalse pöördemomendi tehnilises karakteristikus väikese varuga natukene väiksematena. Üldiselt on mõõtmisel saadud küllaltki lähedased tulemused nendega, mis on esitatud tehase karakteristikus. Võib öelda,

et

tootja

tehnilises

karakteristikus

esitatud

andmed

on

kooskõlas

mõõtmistulemustega. Katsetraktori võimsuslike ja kütusekulu omaduste hindamiseks on Valtra N101 traktorit võrreldud veel kahe erineva firma traktoriga.

37

3.3.2. Katsetraktori ja võrreldavate traktorite tehase andmed Võrreldavad traktorid on valitud võimalikult sama võimsusega, mis on traktoril Valtra N101. Arvestada tuli, et võrreldavate traktorite kohta oleks olemas OECD katsetulemused. Traktorite valikul peeti silmas ka mootori töömahtu ja silindrite arvu. Võrdlustraktoriteks osutusid valituks John Deere 6115M ja New Holland T6.140. Traktorite Valtra N101, John Deere 6115M ja New Holland T6.140 tehniliste karakteristikute olulisemad parameetrid on toodud tabelis 3.2. Tabel 3.2. Katse- ja võrreldavate traktorite tehnilised andmed [8, 9, 12, 17, 18, 19, 20, 21]

Parameetrid Nimivõimsus, kW Nimipöörlemissagedus, p/min Maksimaalvõimsus, kW Maksimaalne pöördemoment, N·m Maksimaalse pöördemomendi pöörlemissagedus, p/min Töömaht, l Silindrite arv

Valtra N101

John Deere 6115M

New Holland T6.140

81 2200 85 460,1

85,8 2100 88,7 518

81 2100 89 590

1500

1500

4,4 4

4,5 4

1500 4,5 4

Traktor New Holland T6.140 on uuritava traktoriga Valtra N101 hästi võrreldav, kuna on oma põhiparameetritelt uuritava traktoriga üsna sarnane, vaid maksimaalne pöördemoment on 130 N·m suurem. Traktor John Deere 6445M on natuke suurema võimsuse ja 58 N·m suurema pöördemomendiga, kui traktor Valtra N101, kuid kuulub ka samasse võimsusklassi.

38

3.3.3. Võrreldavate traktorite OECD metoodika kohaselt mõõdetud parameetrite võrdlus Võrreldavate traktorite OECD katsetulemuste ning Valtra N101 katsetamise arvväärtused on esitatud tabelis 3.3. Võrdlemiseks on valitud katsetraktori nimivõimsuse lähedase võimsusega traktorid. John Deere 6115M ja New Holland T6.140 OECD katsetulemuste karakteristikud ning põhilised arvväärtused on esitatud lisas B ja C. Tabel 3.3. Traktorite võimsuslike ja kütusekulu arvväärtuste võrdlus [8, 9, 12, 17, 18, 19, 22, 23, 24] Parameetrid

Valtra N101

John Deere 6115M

New Holland T6.140

65,8 2219 73,1

71,9 2101 81,2

70,6 2100 78,3

420,4

493,1

454,8

1318

1401

1500

283,3 48,4 22,9 289,4

326,7 50,9 23,8 279

321,2 41,6 21,6 256

Nimivõimsus, kW Nimipöörlemissagedus, p/min Maksimaalvõimsus, kw Maksimaalne pöördemoment, N·m Maksimaalse momendi pöörlemissagedus, p/min Nimipöördemoment, N·m Pöördemomendi varu, % Kütuse tunnikulu, l/h Kütuse erikulu, g/kWh

Kõigil vaadeldavatel traktoritel jääb käitusvõllil mõõdetud võimsus väiksemaks tehase karakteristikus toodud mootori nimivõimsusest. Võimsuse langus käitusvõllil on põhjustatud võimsuskadudest käitusvõlli ajamis. Kõige suurem on võimsuskadu (15,2 kW) vaatlusalustest traktoritest traktoril Valtra N101. Peaaegu sama suur (13,9 kW) on võimsuskadu traktoril John Deere 6115M ja kõige väiksem (10,4 kW) traktoril New Holland T6.140 (Tabelid 3.2 ja 3.3). Võimsuskao põhjal saab hinnata käitusvõlli ajami kasutegurit. Traktori Valtra N101 käitusvõlli ajami kasutegur on 83%, traktoril John Deere 6115M on kasutegur 84% ja traktoril New Holland T6.140 on 87%.

39

Joonistel 3.6 ja 3.7 on esitatud John Deere`i ja New Holland`i OECD katsetulemuste karakteristikud.

Joonis 3.6. John Deere`i võimsuse, momendi, kütuse erikulu ja kütuse tunnikulu karakteristikud ning iseloomulikud punktid [22]

40

Joonis 3.7. New Holland`i võimsuse, momendi, kütuse erikulu ja kütuse tunnikulu karakteristikud ning iseloomulikud punktid [23]

41

Nimivõimsusel on kõige ökonoomsemaks osutunud traktor New Holland T6.140, millel on nii kütuse tunnikulu, kui kütuse erikulu olnud kõige väiksemad (vastavalt 21,6 l/h ja 256 g/kWh). Kütuse tunnikulu on olnud kõige suurem traktoril John Deere 6115M (23,8 l/h). Ka mootori võimsus on olnud traktoril John Deere 6115M kõige suurem. Kütuse erikulu on olnud nimivõimsusel kõige suurem (289,4 g/kWh) traktoril Valtra N101 (tabelid 3.2 ja 3.3 ning joonised 3.4, 3.5, 3.6 ja 3.7). Kütuse erikulu põhjal on traktori Valtra N101 ökonoomsus nimirežiimil mõnevõrra tagasihoidlikum, kui võrreldavatel traktoritel. Kütusekulu mõõtmised täiendavas viies punktis, traktoritööde iseloomulike koormustega erinevatel kiirusrežiimidel annavad võimaluse hinnata traktori ökonoomsust erinevatel traktoritöödel.

42

Tabel 3.4. Traktorite kütuse tunnikulu ja erikulu erinevatel iseloomulikel traktoritöödel [24]

Valtra N101 Punkti number

John Deere 6115M

New Holland T6.140

Iseloomulik traktoritöö kütuse tunnikulu, l/h

kütuse erikulu, g/kWh

kütuse tunnikulu, l/h

kütuse erikulu, g/kWh

kütuse tunnikulu, l/h

kütuse erikulu, g/kWh

22,9

283

23,8

279

21,6

256

1

Raske veotöö nimikiirusel

2

Raske veotöö maksimaalsel kiirusel

19,0

297

20,5

300

18,9

280

3

Raske veo- või käitusvõllitöö standardsel kiirusel

20,0

313

18,6

273

17,3

256

4

Kerge käitusvõlli- või veotöö standardesl kiirusel

12,7

398

12,5

361

10,7

313

5

Raske veo- või käitusvõllitöö käitusvõlli ökonoomsetel kiirustel või mootori automaatsetel kiirustel mootori kõige ökonoomsematel kiirusrežiimidel

12,3

257

13,2

258

12,1

238

9,0

282

9,7

279

8,6

254

6

Kerge käitusvõlli- või veotöö vähendatud kiirustel

43

Traktorite kütuse erikulu iseloomulikel traktoritöödel 450 400

Kütuse erikulu, g/kWh

350

300 250 200 150 100 50 0 1

2

3

4

5

6

Täiendavad mõõtepunktid Valtra N101

John Deere 6115M

New Holland T6.140

Joonis 3.8. Traktorite kütuse erikulu nimirežiimil (punkt 1) ja viiel einevale traktoritööle vastaval režiimil: punkt 2 – raske veotöö (80% nimivõimsusest, mootorivõlli maksimaalne kiirus antud võimsusel); punkt 3 – raske veo- või käitusvõlli töö (80% nimivõimsusest, 90% mootori nimikiirusest); punkt 4 - kerge veo või käitusvõlli töö (40% nimivõimsusest, 90% mootori nimikiirusest); punkt 5 – raske veo- või käitusvõlli töö (60% nimivõimsusest, 60% mootori nimikiirusest); punkt 6 – kerge veo- või käitusvõlli töö (40% nimivõimsusest, 60% mootori nimikiirusest) [24] Kütusekulu mõõtmistulemused iseloomulikel traktoritöödel traktorite erinevatel kiirus- ja koormusrežiimidel on esitatud tabelis 3.4 ning joonisel 3.8.

44

Traktorite kütuse ökonoomia näitarvude erinevused võrreldes traktori Valtra N101 näitarvudega iseloomulikel koormuse ja kiirusrežiimidel on järgmised. Raskel veotööl (nimikoormusel, nimipöörlemissagedusel, punkt 1) oli Valtra N101 kütuse tunnikulu 22,9 l/h. John Deere 6115M kütuse tunnikulu oli 4% suurem ja New Holland T6.140 kütuse tunnikulu oli 6% väiksem kui Valtra N101 kütuse tunnikulu. Samal režiimil oli Valtra N101 kütuse erikulu 283 g/kWh. John Deere 6115M kütuse erikulu oli 1,4% väiksem ja New Holland T6.140 kütuse erikulu oli 9,5% väiksem kui Valtra N101 kütuse erikulu. Järgnevalt on toodud kütusekulu võrdlus täiendavalt mõõdetud viiel traktoritööde iseloomulikel kiirus- ja koormusrežiimidel. Raskel veotööl (suurel koormusel, maksimaalsel pöörlemissagedusel, punkt 2) oli Valtra N101 kütuse tunnikulu 19,0 l/h. John Deere 6115M kütuse tunnikulu oli 8% suurem ja New Holland T6.140 kütuse tunnikulu oli 0,5% väiksem kui Valtra N101 kütuse tunnikulu. Samal režiimil oli Valtra N101 kütuse erikulu 297 g/kWh. John Deere 6115M kütuse erikulu oli 1% suurem ja New Holland T6.140 kütuse erikulu oli 5,7% väiksem kui Valtra N101 kütuse erikulu. Raskel veo- ja käitusvõlli tööl (standardsel käitusvõlli kiirusel – käitusvõlli kiirusel 1000 p/min, punkt 3) oli Valtra N101 kütuse tunnikulu 20,0 l/h. John Deere 6115M kütuse tunnikulu oli 7% väiksem ja New Holland T6.140 kütuse tunnikulu oli 13,5% väiksem kui Valtra N101 kütuse tunnikulu. Samal režiimil oli Valtra N101 kütuse erikulu 313 g/kWh. John Deere 6115M kütuse erikulu oli 12,8% väiksem ja New Holland T6.140 kütuse erikulu oli 18,2% väiksem kui Valtra N101 kütuse erikulu. Kergel veo- ja käitusvõlli tööl (standardsel käitusvõlli kiirusel – käitusvõlli kiirusel 1000 p/min, punkt 4) oli Valtra N101 kütuse tunnikulu 12,7 l/h. John Deere 6115M kütuse tunnikulu oli 1,5% väiksem ja New Holland T6.140 kütuse tunnikulu oli 16% väiksem kui Valtra N101 kütuse tunnikulu.

45

Samal režiimil oli Valtra N101 kütuse erikulu 398 g/kWh. John Deere 6115M kütuse erikulu oli 9,3% väiksem ja New Holland T6.140 kütuse erikulu oli 21,4% väiksem kui Valtra N101 kütuse erikulu. Raskel veo- ja käitusvõlli tööl (käitusvõlli ökonoomsel kiirusel, punkt 5) oli Valtra N101 kütuse tunnikulu 12,3 l/h. John Deere 6115M kütuse tunnikulu oli 7,3% suurem ja New Holland T6.140 kütuse tunnikulu oli 1,6% väiksem kui Valtra N101 kütuse tunnikulu. Samal režiimil oli Valtra N101 kütuse erikulu 257 g/kWh. John Deere 6115M kütuse erikulu oli 0,4% suurem ja New Holland T6.140 kütuse erikulu oli 7,4% väiksem kui Valtra N101 kütuse erikulu. Kergel veo- ja käitusvõlli tööl (vähendatud kiirusel, punkt 6) oli Valtra N101 kütuse tunnikulu 9,0 l/h. John Deere 6115M kütuse tunnikulu oli 8% suurem ja New Holland T6.140 kütuse tunnikulu oli 4,4% väiksem kui Valtra N101 kütuse tunnikulu. Samal režiimil oli Valtra N101 kütuse erikulu 282 g/kWh. John Deere 6115M kütuse erikulu oli 1% väiksem ja New Holland T6.140 kütuse erikulu oli 10% väiksem kui Valtra N101 kütuse erikulu. Kütuse tunnikulu ja erikulu näitarvude võrdlemise ja analüüsi tulemusena võib vaatlusaluste traktorite kütuseökonoomia kohta teha järgmised järeldused: 1. Vaatlusaluste traktorite kütuse tunnikulu erineb suhteliselt vähe raskel veotööl

nimikiirusel ja maksimaalsel kiirusel (punktid 1 ja 2, tabel 3.4, joon. 3.8) aga samuti kergetel käitusvõlli- ja veotöödel mootorivõlli vähendatud kiirustel (60% mootori nimikiirusest) (punkt 6, tabel 3.4, joon. 3.8). Kütuse erikulu nendel režiimidel oli kõige väiksem traktoril New Holland T6.140. Raskel tööl traktori mootori suurtel kiirustel aga ka vähendatud kiirustel mõjutab kütuse erikulu märkimisväärselt käitusvõlli ajami kasutegur. 2. Traktori raskel ja kergel käitusvõlli- või veotööl standardsel kiirusel (käitusvõlli

pöörlemissagedusel 1000 p/min) ilmnevad kõige enam erinevate traktorite kütusekulu erinevused (nii kütuse tunnikulu, kui enamasti ka kütuse erikulu erinevused punktid 3 ja 4, tabel 3.4, joon. 3.8). 3. Traktori raskel käitusvõlli- või veotööl käitusvõlli ökonoomsel kiirusel (60%-lisel

mootorivõlli kiirusel) on kütuse tunnikulu kõigil vaatlusalustel traktoritel üsna

46

ühesugune (punkt 5, tabel 3.4, joon. 3.8). Kütusekulu on jällegi teistest väiksem traktoril New Holland T6.140. 4. Kütusekulu mõõtmistulemused traktorite viiel täiendaval kiirus- ja koormusrežiimil on

näidanud, et vaatlusalustest traktoritest on traktoritel Valtra N101 ja John Deere 6115M suhteliselt lähedased kütusekulu näitajad (kütuse tunnikulu ja kütuse erikulu), nagu ka nimetatud traktorite käitusvõlli ajami kasuteguridki. Erandiks on raske ja kerge käitusvõlli- või veotöö käitusvõlli standardsel kiirusel, kus traktori Valtra N101 kütusekulu on olnud suurem traktori John Deere 6115M kütusekulust (punktid 3 ja 4, tabel 3.4, joon. 3.8). 5. Nimetatud traktoritest suurema kütuseökonoomsusega on erinevatel traktoritööde

režiimidel olnud traktor New Holland T6.140. 6. Uurimine on näidanud, et traktori kütuseökonoomiat mõjutab märkimisväärselt

käitusvõlli ajami (ja veotööl järelikult jõuülekande) kasutegur.

47

KOKKUVÕTE

Tänapäeval toodetakse traktoreid paljude erinevate firmade poolt. Traktorite katsetamine annab ülevaate traktori põhinäitajatest, mille põhjal on erinevate tootjate traktorid lihtsamini võrreldavad. Katse tulemuste vastavus tehase poolt esitatud karakteristikuga tõestab traktori tootja poolset informatsiooni. Traktori katsetamine annab ülevaate uuritava traktori kütuse ökonoomiast. Katsetraktoriks oli uus Valtra N101. Traktori katsetamisel lähtuti OECD Code 2 metoodikast. Traktori koormamiseks käitusvõlli kaudu kasutati dünamomeetrit MAHA LPS ZW 500. Kütusekulu parameetrid saadi kütusekulu mõõturit AIC 5004 kasutades. Lõputöö põhieesmärgiks oli traktori Valtra N101 kütuse ökonoomia hindamine traktori katsetamisel dünamomeetriga ning saadud kütusekulu karakteristikute võrdlemine teiste sama võimsusklassi traktorite kütusekulu karakteristikutega. Katsetel mõõdeti traktori käitusvõlli pöörlemissagedus, käitusvõllile kantud pöördemoment ja kütuse tunnikulu. Dünamomeetri juhtprogramm leidis arvutuslikul teel 1) mootori pöörlemissageduse, 2) mootori pöördemomendi, 3) käitusvõlli võimsuse, 4) kütuse erikulu. Katsetraktori tulemuste võrdlemiseks tehase poolt esitatud tehnilise karakteristiku andmetega, tuli katsetulemusi

korrigeerida.

Mootori

korrigeeritud

pöördemomendi

ja

võimsuse

karakteristikult on näha, et mootori nimivõimsus on 79,6 kW, maksimaalne võimsus on 88,3 kW, nimipöördemoment on 342 N·m ja maksimaalne mõõdetud pöördemoment on 508

N·m.

Traktori

Valtra

N101

kütusekulu

mootori

nimikoormusel

nimipöörlemissageduse juures on 22,9 l/h. Mootori kütuse erikulu jääb karakteristiku põhjal koormuste diapasooni ulatuses vahemikku 206–256 g/kWh. Lisaks kütusekulu karakteristikule mõõdeti kütusekulu täiendavas viies punktis iseloomulikele traktoritöödele vastavatel kiirus- ja koormusrežiimidel. Katsetulemuste ja katsetraktori esmaseks hindamiseks on katsetulemusi võrreldud traktori Valtra N101 tootja tehnilise karakteristikuga. Traktori mõõdetud nimivõimsus on

1,4 kW väiksem tehase

karakteristikus toodust. Üldiselt on mõõtmisel saadud küllaltki lähedased tulemused nendega, mis on esitatud tehase karakteristikus. Võib öelda, et tootja tehnilises

48

karakteristikus esitatud andmed on kooskõlas mõõtmistulemustega. Katsetraktori võimsuslike ja kütusekulu omaduste hindamiseks on Valtra N101 traktorit võrreldud veel kahe erineva firma traktoriga. Esiteks võrreldi traktoreid tehaseandmete põhjal. Võrdlustraktoriteks olid John Deere 6115M ja New Holland T6.140, mis kuuluvad traktoriga Valtra N101 samasse võimsusklassi. Järgnevalt võrreldi Valtra N101 katsetamise arvväärtusi võrreldavate traktorite OECD katse tulemustega. Kõigil vaadeldavatel traktoritel jääb käitusvõllil mõõdetud võimsus väiksemaks tehase karakteristikus toodud mootori nimivõimsusest kadude tõttu käitusvõlli ajamis. Nimivõimsusel on kõige ökonoomsemaks osutunud traktor New Holland T6.140, millel on nii kütuse tunnikulu, kui kütuse erikulu olnud kõige väiksemad (vastavalt 21,6 l/h ja 256 g/kWh). Kütuse tunnikulu on olnud kõige suurem traktoril John Deere 6115M (23,8 l/h). Kütuse erikulu on olnud nimivõimsusel kõige suurem (289,4 g/kWh) traktoril Valtra N101. Kütusekulu mõõtmistulemused traktorite viiel täiendaval kiirus- ja koormusrežiimil on näidanud, et vaatlusalustest traktoritest on traktoritel Valtra N101 ja John Deere 6115M suhteliselt lähedased kütusekulu näitajad (kütuse tunnikulu ja kütuse erikulu), nagu ka nimetatud traktorite käitusvõlli ajami kasuteguridki. Nimetatud traktoritest suurema kütuseökonoomsusega on erinevatel traktoritööde režiimidel olnud traktor New Holland T6.140. Traktori Valtra N101 kütuse ökonoomia kohta on avalikult vähe informatsiooni. Antud lõputöö annab põhjaliku ülevaate Valtra N101 kütuse ökonoomiast, mistõttu on uuritava traktori soetajatel parem ülevaade traktori andmetest.

49

KASUTATUD KIRJANDUS 1. Kokk, K. (2012). Traktori T 25A katsetamine dünamomeetriga LPS ZW 500. (Bakalaureusetöö). Eesti Maaülikool, tehnikainstituut, tootmistehnika osakond. Tartu. 2. Kelner, M. (2013). Traktorite karakteristikute võrdlus. (Bakalaureusetöö). Eesti Maaülikool, tehnikainstituut, tootmistehnika osakond. Tartu. 3. Gurevitš, A., Sorokin, J. (1983). Traktorid ja autod. Tallinn: Valgus. 432 lk. 4. Koha, E., Pikner, A. (1988). Kütused ja määrdeained. Tallinn: Valgus. 160 lk. 5. Traktorite

müük.

AS

Dotnuvos

Projektai.

[WWW]

http://www.dotnuvosprojektai.ee/uudised/traktorite-muuk-2013 (18.02.2015). 6. Valtra

roots

1832–1950.

(2010).

Valtra

Inc.

[WWW]

http://history.valtra.com/index.php?option=com_content&view=article&id=6%3A1832munktell-eskilstunassa&catid=6&lang=en (18.02.2015). 7. 1951

Valmet

tractor

production

begins.

(2010).

Valtra

Inc.

[WWW]

http://history.valtra.com/index.php?option=com_content&view=article&id=11%3A1951valmet-traktorituotannon-aloitus&catid=6&lang=en (18.02.2015). 8. Valtra

N-series.

AGCO

Ltd.

[WWW]

http://www.trp.uk.com/files/trp/Valtra_N_Series_Brochure.pdf (19.02.2015). 9. Valtra

N-series.

AGCO

Ltd.

[WWW]

http://www.valtra.co.uk/downloads/Valtra_N_Series_Brochure_UK.pdf (14.04.2015). 10. Valtra

kasutusjuhend

N-seeria.

(2011).

Valtra

Inc.

[WWW]

http://www.valtra.ee/wwwresources/literature/ee/N1_Kasutusjuhend_Classic_Hitech_EE.p df (19.02.2015). 11. Bayernernst.

Twin

Trac.

Flickr.

[WWW]

https://www.flickr.com/photos/67855182@N00/332545089/ (19.02.2015). 12. Valtra N101. (2008). TractorData LLC. [WWW] http://www.tractordata.com/farmtractors/005/6/4/5647-valtra-n101.html (18.02.2015). 13. OECD standard code for the official testing of agricultural and foresty tractor performance. [WWW] http://www.oecd.org/tad/code/Code%202%20-%20Final.pdf (07.04.2015). 14. Kasutusjuhend Dünamomeeter LPS ZW 500 traktoritele. (2006). Tartu: Eesti Maaülikool, tehnikainstituut. 10 lk. 15. Küüt, A. Traktori mootori korrasoleku hindamine, kütusekulu mõõteseade AIC 5004. Tartu: Eesti Maaülikool, tehnikainstituut. 15 lk.

50

16. Sõõro,

T.

(2009).

Eesti

Traktor.

Entsüklopeedia.

[WWW]

http://entsyklopeedia.ee/artikkel/traktor2 (23.04.2015). 17. John Deere 6511M. TractorData LLC. [WWW] http://www.tractordata.com/farmtractors/007/5/3/7531-john-deere-6115m-engine.html (23.04.2015). 18. New Holland T6.140. TractorData LLC. [WWW] http://www.tractordata.com/farmtractors/007/6/2/7626-new-holland-t6140-engine.html (23.04.2015). 19. New Holland Agriculture. (2012). [WWW] http://www.newholland.co.nz/?id=573 (23.04.2015). 20. New Holland Agriculture. (2012). New Holland Brand Communications. [WWW] http://agriculture.newholland.com/uk/en/Products/Tractors/Documents/T6_110016_INB.p df (05.05.2015). 21. John

Deere.

6M-seeria

traktorid-tehnilised

andmed.

[WWW]

viewer.zmags.com/publication/d8efaf6a#/d8efaf6a/30 (05.05.2015). 22. OECD.

Tractor

test

results.

(2015).

[WWW]

(2015).

[WWW]

ftp://ftp.oecd.org/tractor/2014/WebA2818_a_0.pdf (23.04.2015). 23. OECD.

Tractor

test

results.

ftp://ftp.oecd.org/tractor/2012/WebA2695_a_0.pdf (23.04.2015). 24. OECD.

Tractor

test

results.

(2015).

coddb/index_en.asp (23.04.2015).

51

[WWW]

http://www2.oecd.org/agr-

COMPARISON OF TRACTORS’ FUEL CONSUMPTION CHARACTERISTICS Summary

Nowadays tractors are manufactured by many companies. Tractor testing provides an overview of the main tractor indicators, due to which it is easier to compare the tractors of different manufacturers. The test results prove compliance with the tractor manufacturer's characteristic information. Tractor testing provides an overview of the test tractor fuel economy. The test tractor was a new Valtra N101. Tractor testing was based on the OECD Code 2 method. Through the PTO the tractor was used to load dynamometer MAHA LPS ZW 500. Fuel consumption parameters were obtained using the fuel consumption meter AIC 5004. The main purpose of this research was to evaluate the tractor Valtra N101 fuel economy, while the tractor was tested on a dynamometer and comparison of fuel consumption data with the same power class tractor`s fuel consumption data. Tractor PTO speed, PTO torque and hourly fuel consumption were measured by testing. The engine speed, the torque of the engine, PTO power and fuel consumption were checked by dynamometer driving program. In order to compare the factory technical characterictics data to the testing tractor, the results of the test had to be corrected. Engine corrected torque and power characteristics shows that the engine rated power is 79,6 kW, the maximum power is 88,3 kW, nominal torque is 342 N·m and the maximum torque is 508 N·m. The test tractor engine fuel consumption at rated load and speed is 22,9 l/h. Engine fuel consumption stays at the load range between 206–256 g/kWh. In addition to fuel consumption diagram, fuel consumption was measured at additional five points according to speed and load mode of the tractor characteristic works. Firstly, to assess test results and the test tractor, it was needed to compare the test results to the tractor manufacturer Valtra N101 technical characteristics. The measured nominal power of the tractor is 1,4 kW lower than prescribed by the tractor factory characteristics. In general, the measurement results were similar to the ones presented in the manufacturer’s characteristics. It can be said that

52

the manufacturer’s characteristic technical data are consistent with the measured ones. The tractor Valtra N101 was compared to two tractors manufactured by other companies in order to evaluate the test tractor’s power and fuel consumption. First, the tractor’s factory data was compared. Comparison tractors were the John Deere 6115M and New Holland T6.140, which belong to the same power class with Valtra N101. Next, the tractor Valtra N101 test results were compared to the test results of the comparing tractors OECD. PTO power of all the mentioned tractors measured is smaller than the factory characteristic rated power. The most economical tractor at rated power is New Holland T6.140, which has the lowest fuel consumption and specific fuel consumption (21,6 l/h and 256 g/kWh). Tractor John Deere 6115M has the highest hourly fuel consumption (23,8 l/h). Tractor Valtra N101 has the highest specific fuel consumption at rated power (289,4 g/kWh). Fuel consumption measurements of the tractors’ five additional speed and load mode have shown that tractors Valtra N101 and John Deere 6115M have relatively close fuel consumption figures (hourly fuel consumption and specific fuel consumption), such as the above mentioned tractors’ PTO efficiency. The tractor New Holland T6.140 had better fuel economy at different tractor work modes. The tractor Valtra N101 has little public information about fuel economy. This work provides a comprehensive overview of Valtra N101 fuel economy, which gives their customers a better overview of the tractor data.

53

LISAD

54

Lisa A. Valtra N101 katsetulemuste graafik ning tabel

Joonis A.1. Valtra N101 karakteristik muutlikul koormusel

55

Joonis A.2. Valtra N101 karakteristiku arvväärtused muutlikul koormusel

56

Lisa B. John Deere 6115M OECD katsetulemused

Joonis B.1. John Deere 6115M OECD karakteristikud [22]

57

Joonis B.2. John Deere 6115M OECD karakteristiku põhilised arvväärtused [22]

58

Lisa C. New Holland T6.140 OECD katsetulemused

Joonis C.1. New Holland T6.140 OECD karakteristikud [23]

59

Joonis C.2. New Holland T6.140 OECD karakteristiku põhilised arvväärtused [23]

60

LIHTLITSENTS Mina, _________________________________________________________________, (autori nimi)

sünniaeg _______________, 1. annan Eesti Maaülikoolile tasuta loa (lihtlitsentsi) enda loodud lõputöö _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ __________________________________________________________________, (lõputöö pealkiri)

mille juhendaja(d) on_____________________________________________________, (juhendaja(te) nimi)

1.1. salvestamiseks säilitamise eesmärgil, 1.2. digiarhiivi DSpace lisamiseks ja 1.3. veebikeskkonnas üldsusele kättesaadavaks tegemiseks kuni autoriõiguse kehtivuse tähtaja lõppemiseni; 2. olen teadlik, et punktis 1 nimetatud õigused jäävad alles ka autorile; 3. kinnitan, et lihtlitsentsi andmisega ei rikuta teiste isikute intellektuaalomandi ega isikuandmete kaitse seadusest tulenevaid õigusi.

Lõputöö autor ______________________________ (allkiri)

Tartu, ___________________ (kuupäev)

Juhendaja(te) kinnitus lõputöö kaitsmisele lubamise kohta Luban lõputöö kaitsmisele.

_______________________________________ (juhendaja nimi ja allkiri)

_____________________ (kuupäev)

_______________________________________ (juhendaja nimi ja allkiri)

_____________________ (kuupäev)

61

44

Suggest Documents