A gumihevederes mezőgazdasági traktorok a fém-lánctalpas traktorok modern utódai. A műszaki fejlesztés eredményeként a hagyományos gumihevederes járószerkezet mellett megjelentek a kerék-gumihevederes megoldások is. A gumihevederes járószerkezetekkel a traktor vontatási hatásfoka javul, csökken a traktor fajlagos hajtóanyag-fogyasztása és jelentősen mérsékelhetők a mezőgazdasági taposási károk.

Lánctalpas traktorok a mezőgazdaságban

A traktorok lánctalpas járószerkezetének kialakulása szinte egyidős a kerekes mezőgazdasági erőgépek alkalmazásával. A második világháború után például a hazai mezőgazdaságban a nagyüzemi gépesítésének kezdetén a DT-54, az Sz-100, DT-413 típusú (1. kép) lánctalpas traktorok a nagy vonóerő igényű talajművelési műveletek szinte kizárólagos erőforrásai voltak.
A modern gumikerekes traktorok vonóerő kifejtő képességük növekedésével világszerte háttérbe szorították a lánctalpas traktorok alkalmazását. A lánctalpas járószerkezetű traktorok beszerzési ára magasabb és üzemeltetése költségesebb volt, mint a gumikerekes változaté. A traktoroknál alkalmazott fémlánc átlagos élettartama csak 800-1500 üzemóra. A lánctalpas traktorral közúton, vasúti átjáróban tilos volt közlekedni, ezért a munkaterületre való eljutás is sok nehézséggel járt. A 80-as években hazánkban már csak elvétve találkozhattunk lánctalpas mezőgazdasági traktorokkal.

Gumihevederes járószerkezetek megjelenése

A kerekes traktorok gumiabroncsozásának fejlesztése mellett nem túl sikeres próbálkozások folytak a gumihevederes járószerkezet kialakítására. Az amerikai Caterpillar cég járt a gumihevederes traktor konstrukciós fejlesztésének élvonalában és 1987-ben Challenger márkanévvel hozta forgalomba termékét a szabadalmazott első Mobil-Trac gumihevederes rendszerrel. A mezőgazdasági igényeknek is megfelelő gumihevedert pedig a kanadai Camoplast Inc. (ma a Camso multinacionális vállalat része) állítja elő. 2002-ben az AGCO megszerezte a Caterpillar cégtől a Challenger gumihevederes traktor elsődleges fejlesztési, szerelési és értékesítési licencét. Hazánkban ma az AGCO konszernhez átkerülő Challenger márkán kívül legismertebbek a John Deere, a Case IH, a New Holland gumihevederes traktorai.
Hazánkban 1990-től üzemelő első nagyteljesítményű gumihevederes traktor a Challenger 65 jelzést viselte, amelyeket később a 75 és 85 típusjelű változatok egészítettek ki. A 2002-ben megjelenő új változatok MT 800 típuscsalád jelzéssel készülnek (2. kép). A sorközművelő változatok első generációjába a Challenger 35/45/55 típusjelzést, míg a 2002-ben forgalomba került új generáció az MT 700-as családjelzést kapta. A Challenger gumihevederes mezőgazdasági traktorok haladási sebessége 2,7-40 km/óra. Igény szerint mászó sebességfokozat is rendelhetők, amellyel a legkisebb haladási sebesség 0,7 km/óra.

Gumihevederes járószerkezet kialakítása

A mai Challenger traktort meglátva természetesen a gumihevederes járószerkezet az, ami először szembetűnik, de a sikeres alkalmazás szempontjából legalább ennyire fontos a nagy teljesítményű turbófeltöltős dízelmotor, a megbízható erőátvitel, a differenciál-kormányzás, a kedvező tömegeloszlás a kényelmes vezetőfülke és a fejlett vezérlő elektronikai rendszer.
A gumihevederes járószerkezet kialakításának egyik előnye a nagy felfekvő felülete. Ebből adódóan csökken a talajnyomás, javul az erőgép terepjáró képessége, stabilitása, jelentős a talajkímélése. A gumihevederes traktorok tömegeloszlása olyan, hogy a névleges vonóerő kifejtéskor alakuljon ki a heveder egyenletes terhelése, ezért a traktorok orr nehéz kialakításúak, a motor előre tolva helyezkedik el és még így is kiegészítő orr pótsúlyozást alkalmaznak.
Másik jelentős előnye a gumihevederes járószerkezetnek abból adódik, hogy rendkívül jó tapadás jön létre a gumi és a talaj között. A gumihevederes traktor ezért nagyobb vonóerő-kifejtésre képes, jóval kisebb 3-5 %-os csuszás (szlip) mellett, így kisebb mértékben roncsolja a termőtalajt, mint kerekes társa. A gumiheveder traktor vontatási hatásfoka jobb, ebből következik, hogy a gumihevederes traktor munkavégzéshez közel 10 %-kal kevesebb hajtóanyagot használ fel, mint az azonos munkavégzést kifejtő kerekes traktor.
További előny, hogy a gumihevederes járószerkezettel – ha a traktor szélessége 3 m-nél kisebb – részt lehet venni a közúti forgalomban is, mert nem roncsolja az útfelületet. A korábbi fém lánctalpas járószerkezetekhez képest a gumiheveder élettartalma többszörös.
A gumihevederes traktorok hátránya, hogy kevés darabszámú készül belőle és a kerekes traktorhoz képest 25-50 %-kal drágább a beszerzése. A drágább beszerzési költség viszont – csak a kevesebb hajtóanyag-fogyasztás értékét számolva is – 5-10 év üzemeltetés alatt megtérül.
A járószerkezet konstrukciójától és rendeltetésétől függetlenül a következő fő részekből épül fel (3. kép): végtelenített gumiheveder, hajtókerék, vezető kerék a hevederfeszítő berendezéssel, járókerék, rúgózott járókerék kocsi.

Gumiheveder

A gumiheveder felépítése attól függ, hogy a hajtásának megvalósítása „Positive Drive” lánchajtás elven, vagy „Friction Drive” súrlódásos elven jön létre.
Az 1. ábra „Positive Drive” hajtáshoz használható gumiheveder felépítését szemlélteti. A végtelenített acélszövet hevederre belül fém kapaszkodófogakat erősítenek, amelyre belső gumiréteget vulkanizálnak. Az acélszövet heveder külső részére is gumit vulkanizálnak, amelyen a kapaszkodó futó felület gumi bordáit alakítják ki.
A 2. ábra „Friction Drive” hajtáshoz alkalmazható gumiheveder kialakításának vázlatát mutatja be. A nagy szilárdságú acélszövet veszi fel a heveder feszítésére szolgáló erőt és hordozza a gumiheveder részeit. A heveder egyenesbe vezetését a gumitaréjok biztosítják, amelyek a belső szövetrétegre vannak erősítve. A belső szövetrétegre nagy súrlódási tényezővel rendelkező szintetikus gumiréteget vulkanizálnak. A belső szalagokhoz van vulkanizálva a futófelület külső hordozó karkasza, amelyhez a kapaszkodó ferdén nyilazott bordák kapcsolódnak.
A mezőgazdasági gumihevederek számos méretválasztékban készülnek és kismértékben eltérő kialakítással. Például a Caterpillar gyár igényének megfelelően a traktorok számára négy különböző „sorközművelő” és öt különféle „talajművelő” „Friction Drive” gumiheveder családot fejlesztetek ki. Ezeknek a gumihevedereknek élettartama felülmúlja a gumiabroncsok élettartamát.

Hajtókerék

A hajtókerékkel valósítják meg a gumiheveder hajtását. Az acél hajtókerék „Positive Drive” hajtás esetén fogazott (lásd az 1. ábrán), a „Friction Drive” esetben a hajtókerék homlokoldalán kemény, kisé bordázott gumibevonat van (3. ábra).

Gumiheveder vezetése és a feszítése

A gumiheveder vezetésére és a feszítésére a hajtókerékhez hasonlóan kialakított kerekek szolgálnak (lásd a 3. képen), de a korábbi Challenger típusoknál a feszítő kerék nagynyomású fúvott gumiabroncsozású volt. A feszítés mértéke gumiheveder esetén nagy, amelyet igen erős spirálrugóval (esetleg hidraulikus munkahenger működésének kiegészítésével) valósítanak meg.

Járókerék és kocsi

A gumiheveder talajfelfekvő képességét a járókerekek segítik. Az acél járókerekek (futógörgők) felülete poliuretán bevonatú. Általában a futógőgök tengelye csapágyazott, amelyeket a rugózott járókerék kocsi szerkezetébe építenek be (4. kép).

Nyomtávállítás

Az univerzális gumihevederes sorközművelő traktor nyomtávállítási lehetőséggel is rendelkezik. Az 5. kép példaképen a Challenger sorközművelő gumihevederes traktor nyomtávállítását mutatja be.

Gumihevederes traktorok kormányzása

A forduláshoz az egyes gumihevedereket különböző sebességgel kell hajtani. A nagyobb sebességgel futó gumiheveder a traktort a visszamaradó gumiheveder felé fordítja. Fordulás közben egyidejűleg a gumiheveder kétféle mozgást végez, haladó és keresztirányú súrlódó mozgást. A kanyarodáskor fellépő ellenállások leküzdése miatt az egyenesben haladás teljesítmény szükségletéhez képest a fordulás teljesítményszükséglete jóval nagyobb.
A kormányművek feladata, hogy biztosítsák a gumihevederek különböző haladási sebességű hajtását és ezzel a jármű sima fordulását. A fordulást megvalósító kormánymű szerkezeti kialakítása szerint lehet: differenciálműves, bolygóműves és a korszerű megoldás esetén elektrohidraulikus.

Elektrohidraulikus kormánymű gumihevederes traktorhoz

Elektrohidraulikus kormányművet alkalmaznak például a Challenger gumihevederes traktorokon, amelynek kialakítását a 4. ábra szemlélteti. A traktorostól, a kormánykerékről kapott elektromos jel hatására, a kormányzást vezérlőelektronika utasítására és a hidrosztatikus hajtómű által létrehozott gumihevederek sebességkülönbségére fordul a traktor. A hidrosztatikus motor forgási iránya meghatározza a traktor fordulásának irányát, míg fordulatszáma a forduló kör sugarát. A vezérlő elektronika a traktor haladási sebességének függvényében változtatja a kormányzás „áttételét”, kis sebesség esetén kevesebb kormánykerék szögelfordítására jobban fordul a traktor. Álló helyzetben, járó dízelmotor esetén nem működik a kormánymű. A Challenger gumihevederes traktorokat az autótechnikában megszokott módon kormánykerékkel lehet kormányozni (6. kép), szemben a régi kényelmetlen botkormányzáshoz képest.

Kerék-gumihevederes járószerkezetek

A Case IH (USA) vállalat törzscsuklós kormányzású négy kerekes Steiger traktorára 1996-ban tett először kerekek helyett kerék-gumihevederes futóművet, a Quadtrac-ot (7. kép). Ez a négy gumiheveder alkalmazása forradalmat indított el a traktortechnikában. A kisebb teljesítményű kerekes traktorokra gumikerék helyett utólag, kis átalakítással felszerelhető a kerék-gumihevederes futómű, és ha igény jelentkezik vissza állítható az eredeti gumiabroncsozású kialakítás. A gumikerekes traktorok kormányzása és erőátviteli rendszere megmarad, ezért az alaptípus nagy sorozatban költségtakarékosan gyártható.
A kerék-gumihevederes járószerkezeteket elvi kialakítása megegyezik az ismertetett gumihevederes szerkezetekkel. A kerék-gumihevederes járószerkezeteknél általában a „Positive Drive” (lánchajtású) megoldást alkalmazzák, mert a gumiheveder a hajókereket kis mértékben fogja át és ezért igen nagy feszítőerőre lenne szükség „Friction Drive” (súrlódásos) erőátvitel esetén.
A kerék-gumihevederes járószerkezeteket gyártó vállalatok az igényeknek megfelelően széles választékban és különböző kialakításban kínálják termékeiket mezőgazdasági járművekhez, traktorokhoz, kombájnokhoz. Az új típusú univerzális traktorokat általában úgy alakítják ki a gyártók, hogy kerék-gumihevederes járószerkezettel szerelhetők legyenek, akár a gumiabroncsozással vegyesen is.
A vegyes kialakításra példaképen a New Holland Genesis T8.435 SmartTrax típusjelzésű négykerék-hajtású, első tengelycsonk kormányzású traktort mutatja a 8. kép. Az alap felszereltségű első gumiabroncsozás mellett hátul a 710/75R42 gumiabroncs helyett 24-inch méretű SmartTrax kivitelű kerék-gumihevederrel látták el a traktort. Ezzel a megoldással 65 %-kal növekedett a hátsó járószerkezet talajfelfekvő felület nagysága.
A négykerék-hajtású traktor természetesen ellátható elől-hátul kerék-gumihevederes járószerkezettel, ahogyan az a 9. képen látható. A négykerék-hajtású traktor kerék-gumihevederes átalakítása során figyelembe kell venni, hogy az alap gép általában elől-hátul nem azonos nagyságú gumiabroncsozásra készül. Az első tengely rendszerin közel 1,3-szoros fordulatszámmal jár a hátsó tengelyhez képest, ezért elől-hátul nem azonos méretű járószerkezeteket kell használni. Gyártanak olyan kerék-gumihevederes járószerkezetet, ahol az első kerék gumihevederes járószerkezetében fordulatszám módosító hajtóművet építenek be, az első-hátsó kerék-gumihevederek sebességének összehangolása érdekében.

Kerék-gumihevederek előnye, hátránya

A kerék-gumihevederes járószerkezetek a következő további előnyökkel rendelkeznek a gumiabroncsozású és a hagyományos gumihevederes megoldásokhoz képest.
A járószerkezet felfekvő felülete tovább növelhető, ennek köszönhetően nő a vonóerő, csökken a gép talajra gyakorolt nyomása, csökken a járószerkezet talajon való csuszása (a szlip), javul a vontatási hatásfok, mérséklődik a fajlagos hajtóanyag-fogyasztás és a talajrombolás, tovább javul a jármű stabilitása, terepen való mozgása. A kerék-gumihevederes járószerkezet alkalmazása esetén fordulásközben csökken a járófelület lenyomata a hagyományos gumihevedereshez képest.
A hasonló teljesítményű ikerkerekes traktorhoz képest a kerék-gumihevederes járószerkezettel rendelkező traktor ára csak 15-25 %-kal magasabb. A gumihevederre 2-3 év garanciát adnak a gyártok és a heveder élettartalma közelítőleg megegyezik a gumiabroncséval, de a gumihevederek ára magasabb a sztenderd gumiabroncs árához képest.
A kerék-gumihevederes járószerkezet alkalmazása esetén a traktor maximális haladási sebessége 25-35 km/óra, tehát az alapgéphez képest kb. 40 %-os a sebességcsökkenés. A sebességcsökkenés elkerülése érdekében integrált hajtóművel (gyorsító fokozattal) rendelkező kerék-gumihevederes járószerkezeteket kezdenek forgalmazni.
A kerék-gumihevederes járószerkezettel rendelkező univerzális traktor széleskörű felhasználási területe megmarad. A különböző szélességű gumihevederekkel az alkalmazott sorműveléshez is illeszthető a traktor még akkor is, ha nyomtávállításra nincs lehetőség.
A hazai szántóföldi vizsgálatok alapján megállapítható, hogy a gumihevederes járószerkezet alkalmazása mezőgazdasági traktorokon a nehezebb talajmunkák esetében kifejezetten előnyös. A gumihevederes járószerkezetekkel a traktor vontatási hatásfoka javul, csökken a traktor fajlagos hajtóanyag-fogyasztása és jelentősen mérsékelhetők a mezőgazdasági taposási károk. A gumihevederes traktorok alkalmazásának előnyeit a megfelelően nagy területi méretekkel és tőkeerővel rendelkező gazdálkodók, társaságok képesek elsősorban kihasználni.