Тенденции на рынке тракторов — мнение экспертов Agritechnica

Agritechnica считается самой важной в мире платформой для инноваций в области сельскохозяйственной техники, не в последнюю очередь благодаря награде Agritechnica Innovation Award. 

В очередной раз производители заблаговременно анонсировали и презентовали ряд новых продуктов и зарегистрировали многие из этих мировых премьер для получения награды за инновации. 

В статье представлен комплексный обзор наиболее важных тенденций в области тракторов и данного рыночного сегмента.

На разработку тракторов по-прежнему сильное влияние оказывает законодательство, связанное с требованиями экологии и выбросов выхлопных газов. В Европе крайние льготные периоды для «переходных двигателей» истекли в конце 2021 года, после чего с 2022 года производителям разрешается поставлять на рынок только тракторы с двигателями уровня выбросов Euro V.

Система впрыска топлива Common Rail, четырехклапанная технология, турбокомпрессоры, охлаждение наддувочного воздуха и электронное управление двигателем остаются основными технологиями для моторов, которые отвечают требованиям по выходной мощности, потреблению, расходу и выбросам. Начиная с уровня токсичности отработавших газов Euro V, дизельный окислительный каталитический нейтрализатор DOC, дизельный сажевый фильтр DPF, селективная каталитическая нейтрализация и система нейтрализации отработавших газов SCR имеют все более решающее значение для сельхозтехники с мощностью двигателя от 56 кВт/76 л.с. И наоборот, использование рециркуляции отработавших газов EGR в качестве внутренней технологии двигателя для снижения образования оксидов азота остается «философским вопросом». 

Одни производители поддерживают технологию EGR, другие склонны ее отвергать. Однако при более внимательном рассмотрении линейки двигателей становится заметно, что большинство производителей придерживаются понятия «смешанной стратегии». До 56 кВт требования к предельным значениям оксидов азота могут соблюдаться без SCR, поэтому максимальная мощность моделей начального уровня компактных линеек тракторов часто находится чуть ниже этого порога (например, Deutz-Fahr 5080D Keyline или McCormick X5.085). Благодаря более жестким требованиям к предельному значению массы твердых частиц (0,015 г/кВтч) и новому верхнему пределу количества частиц (1x1012/кВтч) невозможно обойтись без технологии DPF с замкнутым контуром в двигателях с уровнем выброса выхлопных газов V (19 — классы мощности 560 кВт).

Некоторые производители стараются избегать термина «сажевый фильтр» в своей рекламно-маркетинговой литературе и вместо этого используют такие обозначения, как «сажевый каталитический нейтрализатор». Однако это не отменяет тот факт, что в двигателях также задействованы системы DPF. 

Единственным отличием является специальное покрытие сот фильтра, которое способствует пассивной регенерации при температуре выхлопных газов более 250°C. В результате количество активных процессов регенерации DPF, осуществляемых путем последующего впрыска дизельного топлива в камеру сгорания или прямого впрыска в выхлопную систему, может быть уменьшено.

Еще одним важным фактом является и то, что многие производители тракторов оснащают свои модели функцией наддува. До сих пор для высвобождения дополнительной мощности обычно учитывались простые критерии, такие как «минимальная скорость сельхозмашины» и «минимальная мощность на валу отбора мощности». 

Два года назад компания Fendt представила концепцию повышения мощности под названием «Динамическая производительность», в которой повышение мощности изменяется в зависимости от мощности, необходимой вспомогательным потребителям (вентилятор, генератор переменного тока, кондиционер и воздушный компрессор). Цель данного решения состоит в том, чтобы одна и та же выходная мощность всегда была доступна для фактических зон отбора мощности (колеса, карданного вала, гидравлической системы).

John Deere также делает свою систему IPM (интеллектуальное управление мощностью) более «умной» в новой серии моделей 6R и теперь также принимает во внимание гидравлическую мощность. Однако система Hydraulic IPM не работает по «черно-белому» принципу. Вместо этого она измеряет эффективную мощность, потребляемую гидравлическим насосом, и затем обеспечивает именно эту дополнительную мощность. Это актуально, например, для сеялок с гидравлическим приводом, поскольку в этом случае обычные критерии выпуска не выполняются.

Вязкостные вентиляторы обеспечивают энергоэффективное и более энергосберегающее охлаждение двигателя с учетом потребностей. Такой подход уже несколько десятилетий используется в тракторах. Однако классические решения с биметаллическими пружинами, которые изгибаются в зависимости от температуры охлаждающего воздуха и приводят в действие клапан муфты, все чаще заменяются вязкостными электровентиляторами. Благодаря клапанам с электромагнитным приводом электроника двигателя может контролировать, когда и какое количество масла поступает из резервуара в рабочую камеру, что позволяет активно регулировать скорость вращения вентилятора.

Теперь Fendt предлагает автоматическую очистку воздушного фильтра во время работы для модернизированных моделей серий 900 и 1000. Датчик измеряет вакуум в системе впуска воздуха и при необходимости запускает цикл очистки. Вентилятор с гидростатическим приводом увеличивает скорость вращения за десять секунд до фактической продувки, после чего электромагнитный импульсный клапан создает два коротких, но мощных выброса воздуха внутри элементов воздушного фильтра. В результате пыль выдувается «назад» из воздушного фильтра и одновременно высасывается из корпуса вентилятором. Необходимый для этого воздух поступает из отдельного ресивера со сжатым воздухом (10 л/12 бар). Система работает при любых условиях эксплуатации, включая полную нагрузку. При необходимости очистку также можно запустить вручную.

Тракторные двигатели все чаще оснащаются автоматическими системами регулировки клапанных зазоров, чтобы уменьшить объем работ по техническому обслуживанию. Интервалы замены моторного масла также становятся все более продолжительными: прежний ориентир в 750 часов работы теперь увеличен до отметки в 1000 часов в среднем по рынку. Продолжается тенденция и к снижению номинальных и холостых оборотов.

Споры вокруг CO₂ также смещают акцент на альтернативные виды топлива и приводные системы в сельскохозяйственном секторе. New Holland извлекает выгоду из многолетнего опыта входящего в глобальный концерн бренда Iveco и по факту становится первым производителем, который запускает на рынок серийное производство тракторов с газовым метановым двигателем — T6.180 Methane Power. Шестицилиндровый двигатель работает по принципу искрового зажигания и поэтому может работать исключительно на газе. 

По заверению производителя, максимальная мощность и крутящий момент сельхозтехники идентичны показателям его дизельного аналога. Метан перевозится в виде СПГ (сжатого природного газа) в семи интегрированных резервуарах высокого давления (185 л/32 кг). При этом так называемый расширитель диапазона с дополнительными 270 л/47 кг может быть дополнительно установлен в передней части трактора. В зависимости от применения этого накопителя энергии должно хватить на 3-6 часов непрерывной работы под стандартной нагрузкой. Также можно использовать переработанный биогаз с содержанием метана не менее 83%. Это должно сделать трактор особенно интересным для фермерских хозяйств, имеющих собственное производство/переработку газа.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Главные номинанты на премию Systems Components Trophy от DLG в рамках Agritechnica-2022

Системы электропривода продолжают оставаться в стороне от массового сегмента на рынке тракторов. Хотя исследования и прототипы, оснащенные такой технологией, неоднократно представлялись в недавнем прошлом. Но до сих пор практически не было реализовано ни одного агрегата, готового к серийному производству. 

При этом электрическая сельхозтехника с аккумуляторными батареями, скорее всего, первой выйдет на серийный производственный конвейер. Техника будет в основном подходить для более легких и средних нагрузок или для периодически повторяющихся работ, при которых имеется достаточно времени для промежуточной зарядки. Однако часто такие условия выполняются только небольшими сельскохозяйственными тракторами.

Бесступенчатые коробки передач с гидростатическим/механическим разделением мощности используются в тракторах уже около 25 лет. Сначала они были доступны только для стандартных тракторов среднего и высшего класса мощности. Но в последние годы они также стали применяться в больших системных тракторах и машинах с шарнирно-сочлененной рамой, а также в тракторах меньшего размера в диапазоне мощности около 75 кВт/100 л.с. (включая узкие трековые версии).

Самые последние разработки указывают на тенденцию к целостным концепциям привода, выходящим за рамки предыдущих систем дизельного двигателя с коробкой передач. К ним относится концепция VarioDrive от Fendt, которая также использовалась в моделях серии 900 в течение последних двух лет. Раздельное управление передним и задним мостами позволяет достичь постоянного и безотказного полного привода на скорости до 25 км/ч. 

Другой пример — коробка передач eAutoPowr от John Deere, в которой для бесступенчатой ​​регулировки передаточного числа теперь используются электродвигатели, а не гидростатическая система. Эти генераторно-двигательные агрегаты рассчитаны таким образом, что они не только питают привод, но и могут дополнительно обеспечивать до 100 кВт электроэнергии для внешних потребителей.

Если эта мощность используется, например, для ведущих осей с электрическим приводом больших прицепов, это приводит к многоосной системе привода, которая выходит за пределы трактора. По словам производителя, первые модели 8R с этой коробкой передач должны появиться в Европе с начала 2022 года (старшие модели — 8R370 и 8R410).

Коробки передач Powershift заслуживают похвалы благодаря высокой эффективности при полной нагрузке и долговечности, что делает их хорошим выбором, особенно в хозяйствах с большим объемом работы по транспортировке тяжелых грузов. Поэтому в последние годы производители тракторов продолжают предлагать новые или расширенные коробки передач с частичным и полным переключением под нагрузкой.

Последними примерами являются коробки передач Dyna-7 и Dyna-E-Power с переключением под нагрузкой от Massey Ferguson. Первая представляет собой 7-ступенчатую коробку передач Powershift с четырьмя синхронизированными диапазонами, созданную на основе предыдущей коробки передач Dyna-6. Dyna-E-Power имеет ту же базовую структуру, но переключение диапазонов под нагрузкой в ​​этом случае происходит с использованием двойного сцепления, что приводит к полной коробке передач с переключением под нагрузкой с 28/28 передачами (F/R). 

Здесь можно достичь очень небольших ступенчатых прыжков около 1,09 в диапазоне скоростей от 5 до 20 км/ч благодаря «пошагиванию» двух средних диапазонов. Благодаря Dyna-7 ассортимент коробок передач с неполным переключением под нагрузкой, доступных в настоящее время на рынке, теперь имеет «постоянное» количество ступеней переключения под нагрузкой от двух до восьми.

Тракторы с коробками передач Powershift все чаще оснащаются функциями комфорта, которые ранее были зарезервированы для их бесступенчатых собратьев: режимы педали акселератора/джойстика, вождение педалью тормоза без нажатия на педаль сцепления, автоматическое включение оптимальных режимов работы двигателя при частичной нагрузке и так далее. При этом производители пытаются совместить преимущества ступенчатых редукторов с удобством эксплуатации бесступенчатых редукторов.

Deutz-Fahr внедряет специальную «комбинацию» ступенчатой ​​и бесступенчатой ​​коробки передач в своем RVshift для новой серии моделей 6C (максимальная мощность — от 126 до 143 л.с.). Она будет позиционироваться как коробка передач с полным переключением под нагрузкой между бесступенчатой ​​коробкой передач TTV и коробками с частичным переключением под нагрузкой с двумя или тремя ступенями переключения. Основой для этого является усовершенствованная версия собственной коробки передач TTV с разделением мощности с новым автоматическим переключением основных механических ступеней, «нормальной» и «тяжелой эксплуатации». В общей сложности 20 передач (жестко закодированные передаточные числа) доступны для обычных полевых работ и для движения по дорогам, тогда как бесступенчатая «гусеничная передача» доступна для работы на скоростях от 0,02 до 5 км/ч. В интересах хорошей эффективности четыре из 20 передач сознательно установлены в рабочие точки, в которых мощность двигателя передается чисто механически. Основные ступени переключаются в зависимости от нагрузки, которая может иметь место между первой и 15-й передачами.

В настоящее время достижение максимальной скорости при пониженных оборотах двигателя является стандартным как для ступенчатых, так и для бесступенчатых коробок передач. Большинство производителей тракторов предлагают три скорости вращения заднего ВОМ, а некоторые предлагают не менее четырех (540/540E/1000/1000E). Чтобы преимущества ВОМ eco можно было использовать и в комбинациях передний/задний (например, с косилками), две скорости вращения также все чаще предлагаются спереди (1000/1000E).

Благодаря цифровизации за последние несколько месяцев ряд производителей представил модели и новые функции, которые в основном касаются кабин. Терминалы оператора и дисплея с функцией сенсорного экрана и дополнительными кнопками быстрого доступа или поворотными/кнопочными исполнительными механизмами предназначены для улучшения взаимодействия между трактором и агрегатом и упрощения сетевого взаимодействия с офисом хозяйства. Это позволяет подготовить рабочие инструкции и полевые данные (границы полей, рекомендации, карты внесения и т.д.) в любом месте на ПК или мобильном устройстве, а затем просто вызывать их в поле. 

Таким образом, количество щелчков, необходимых в кабине, может быть уменьшено, а машины могут быть отрегулированы быстрее. В некоторых случаях также доступны несколько терминалов, по которым дисплеи могут быть распределены по мере необходимости. Некоторые производители дополнительно позволяют переносить их на имеющиеся в продаже планшеты (например, Deutz-Fahr XTEND). Кнопки на рычагах управления, подлокотниках и дополнительных джойстиках также можно расположить по нарастающей по желанию. Теперь Fendt также предлагает свою концепцию управления FendtOne не только для высокомощных и производительных машин, но и для узкоколейных тракторов 200 V/F/P Vario, в которые дополнительно интегрирована регулировка сиденья.

Приборные панели перед рулевым колесом либо оцифрованы, либо полностью перенесены на правую переднюю стойку. Новые модели Case IH Optum / Steyr Terrus / New Holland T7HD, John Deere 6R, Massey Ferguson 8S и Valtra N/T являются примерами последнего варианта. New Holland предлагает фиксированный цифровой дисплей на рулевом колесе в качестве опции для моделей T7 HD. Аудиосистемы и системы мобильной связи, электронные системы защиты от кражи дверей кабины и замков зажигания, а также встроенные системы камер теперь не уступают тем, что используются в автомобилях. 

В последние годы все большее распространение получили переменные передаточные числа рулевого управления, при которых число оборотов рулевого колеса, необходимое для перемещения передних колес из положения полной блокировки в положение полного положения, может определять водитель. 

Современные кабины тракторов оснащены механическими, гидропневматическими или чисто пневматическими системами подвески. Для дальнейшего повышения комфорта эти системы все чаще объединяют с системами для передней оси и системой гашения вибрации для задней навески.

ЧИТАТЬ ПО ТЕМЕ: Новая премия DLG за видение будущего агротехнологий

Оптимальное взаимодействие между трактором и навесным/прицепным оборудованием может помочь повысить производительность и безопасность. Поэтому производители предлагают многочисленные вспомогательные системы и автоматические функции. 

В качестве примера можно привести системы фронтального погрузчика E-Loader и Precision Lift&Load от Massey Ferguson и Valtra соответственно. К ним относятся такие функции, как возврат положения поворотной стрелы, горизонтальный возврат инструмента и «встряхивание ковша», а также система взвешивания. Основываясь на своей вспомогательной системе CEMOS, CLAAS теперь также предлагает прямую индикацию риска уплотнения почвы в текущих условиях эксплуатации. Чтобы рассчитать это, такие параметры, как тип/состояние почвы, динамические нагрузки на ось или давление в шинах, связываются с Terranimo, инструментом, используемым для моделирования нагрузки на почву и несущей способности, который признан во всей Европе. Красные лампочки давления на терминале CEBIS, например, указывают на высокий риск уплотнения, позволяя водителю либо прервать запланированную операцию, либо принять соответствующие контрмеры.

Для повышения безопасности при транспортировке некоторые производители (CLAAS, CNH, Deutz-Fahr) теперь предлагают автоматические тормоза с защитой. Данное решение направлено на предотвращение чрезмерного надавливания прицепа на трактор, когда трактор затормаживается только за счет крутящего момента двигателя и коробки передач (без включения рабочего тормоза). Эта ситуация обнаруживается с помощью различных сигналов, и клапан управления прицепом с электронной регулировкой затем автоматически подает пневматическое давление до двух бар на тормозную магистраль. В результате комбинации тягач/прицеп «частично растянуты», и нестабильные ситуации могут быть устранены.
(по материалам Agritechnica)