Мощный трактор на полугусеничном ходу сегодня не в новинку. Но с чего вдруг на рынке стали появляться «половинчатые решения»? В своей статье постараемся доказать, что колесно-гусеничный трактор – далеко не банальное веяние моды.
Тренды рынка самоходной техники
Ни рыба ни мясо или все‑таки нечто стоящее? Что стоит за идеей создания полугусеничного трактора? Еще каких‑то лет пять назад ученые мужи утверждали, что время гусеничных моделей прошло, ведь колёсники новых конструкций позволили начать использовать шины с наружным диаметром до 2,35 м и с тем снизить вредное воздействие на почву, лишив гусеничную технику основного ее преимущества перед колесной.
Судя по всему, ученые ошибались. Magnum Rowtrac компании Case IH и его брат в синей ливрее New Holland T8 SmartTrax отлично продаются на рынках Северной Америки и Великобритании, а Axion 900 Terra Trac от Claas и 8RX на четырех гусеничных движителях производства John Deere уже наступают им на пятки. Все это сигнализирует о том, что тракторы на гусеничном и полугусеничном ходу – машины дня сегодняшнего, но не вчерашнего. Спад продаж переживают разве что гусеничные модели с дифференциальной схемой поворота. Но это объясняется скорее появлением тракторов на гусеничном ходу мощностью свыше 500 л. с. с шарнирно‑сочлененной рамой, а также полугусеничных машин.
Бесспорные преимущества
Меж тем прошло уже более семи лет с того момента, как компания Case IH впервые представила общественности свой Magnum Rowtrac. Тогда полугусеничная концепция была опрометчиво осмеяна участниками рынка, впрочем, как в свое время (лет двадцать тому назад) и легендарный Quadtrac. А последний вопреки скепсису и критике все же завоевал популярность по всему миру.
Самым значимым преимуществом полугусеничных машин является увеличенное пятно контакта, благодаря чему на почву может передаваться большее тяговое усилие, причем даже на песчаных, сухих, влажных и избыточно увлажненных грунтах. Передача сопровождается меньшей пробуксовкой, в результате повышается производительность на фоне экономии топлива. Отсутствие смещения верхнего слоя почвы обуславливает щадящее воздействие на нее. Увеличенное пятно контакта способствует также сокращению среднего уровня давления, оказываемого техникой на почву, и вероятность образования или заглубления колеи сокращается, что, в частности при использовании прицепных сеялок, является фактором pro.
По сравнению с классическими гусеничными тракторами на двух гусеницах достоинства полугусеничных машин состоят в том, что при повороте передача крутящего момента не прерывается, на склонах тракторы сохраняют устойчивость (управляемость при работе поперек склона), а на поворотах практически не происходит смещения грунта и образования неровностей. Даже с высокой и меняющейся нагрузкой сохраняется более качественное перераспределение давления на почву между передним мостом и гусеничными движителями. В тракторах на двух гусеницах при высокой нагрузке и в случае работы с тяжелыми навесными орудиями пик давления концентрируется, напротив, в зоне приводных колес.
В обычном колесном тракторе около 60% тягового усилия передается на почву через задний мост, а в полугусеничном варианте – примерно 65 – 70%. Поэтому, как правило, навешивание переднего балласта требуется только при использовании тяжелых навесных орудий.
Бóльшая площадь контакта, однако, в отдельных случаях может расцениваться и как момент негативный. Например, при работе на твердых и сыпучих грунтах, где гусеницам не за что зацепиться. В таких ситуациях преимущество на стороне шин, поскольку они могут менять свою первоначальную геометрию и с тем оставаться менее склонными к пробуксовке. Это снова и снова подтверждается результатами тестов, проводимых Университетом Небраски (США), где на бетонной поверхности колесные тракторы демонстрируют передачу более высоких тяговых усилий, в отличие от тяжелых тракторов на гусеничном ходу.
Нередко встает вопрос о возможности переоснащения колесных моделей тракторов в полугусеничные. В Европе некоторые мастерские готовы удовлетворить такое желание клиента. Однако ввиду опережения у колёсников переднего моста переделать их можно лишь в вариант полногусеничный. К тому же, при таких переделках гарантии компании‑производителя на технику практически не сохраняются. И этому есть логичное объяснение: у моделей полугусеничных «по рождению» движители полностью интегрированы в архитектуру всей машины, а узлы и компоненты рассчитаны на более высокие крутящие моменты. К тому же допустимая максимальная скорость движения составляет 40 км/ч. Кроме того, тракторы, выпускаемые заводами, ориентированы на более высокую общую массу. Так, для тракторов Case IH Magnum Rowtrac и New Holland T8 Genesis SmartTrax она составляет 24,5 т (в предыдущих моделях ограничивалась 20 т), для трактора Claas Axion 900 Terra Trac – 22 т. В результате на долю полезной нагрузки остаются 7 – 7,5 т (CNH; в предыдущих моделях 3 т) или до 5,5 т (Claas). В любом случае этого более чем достаточно даже при работе с тяжелыми полунавесными орудиями с шаровой системой навески и нагрузке на сцепном устройстве, равной 3 – 4 т, а также с тяжелыми навесными орудиями.
Некоторые ограничения
Диапазон применения тракторов на колесно‑гусеничном ходу, разумеется, небезграничен. Они не предназначены для решения транспортных задач. Это связано не только с комфортом для оператора во время езды (особенно при отсутствии подрессоривания движителей; зато перемещаться на них в поле зачастую комфортнее, чем на колесах), но и с высоким износом гусеничных лент, большей по сравнению с колесными тракторами массой, которая на дорогах неэффективна и существенно ограничивает полезную нагрузку при транспортировке прицепами.
Еще один фактор contra в отношении полугусеничных тракторов: при агрегатировании с плугом возможно вести вспашку только в режиме on‑land (вне борозды).
Единства и различия
Компания CNH для своих Magnum Rowtrac и T8 SmartTrax применяет проверенную временем на тракторах с шарнирно-сочлененной рамой Quadtrac собственную конструкцию гусеничных движителей. Треугольной геометрии, они передают усилие за счет кинематического замыкания, исключающего проскальзывание ввиду наличия внутри зубчиков (позитивный привод), поскольку угол охвата шкива ремнем довольно острый (<90°) для организации передачи высоких крутящих моментов посредством силового замыкания. При схеме позитивного привода не требуется высокого натяжения гусеничной ленты, здесь интегрирован механизм автоматического натяжения, который реализует свою функцию непрерывно. Три пары копирующих роликов не подрессорены и вместе с сайлентпрокладками закреплены на раме гусеничного модуля. Их поперечное раскачивание ограничено и возможно только одновременно для всех трех пар, что связано с их креплением на единой планке.
Сами гусеничные движители могут отклоняться на + / – 10° в направлении движения. Передний и задний натяжные катки слегка приподняты по сравнению с промежуточными роликами (на 1,5 см), что способствует минимизации износа и сопротивления качению, улучшает копирование рельефа.
Максимумы давления приходятся на зону под сдвоенными промежуточными роликами. Это подтверждено статистически. К тому же над ними расположены центры тяжести и поворота движителя. Чем выше передаваемый на грунт крутящий момент, тем сильнее гусеничные модули треугольной геометрии будут склонны к задиранию: так как силовая кривая проходит под углом к поверхности почвы, гусеничный движитель при передаче тяги отклоняется назад. В соответствии с этим смещаются и зоны максимального давления на почву.
На тракторы Magnum с 2019 г. ставятся гусеничные движители, которые сохраняют активность и на развороте (лента, в сторону которой осуществляется поворот, немного притормаживается; насколько сильно она притормаживает – выставляется через меню). До 2019 г. поведение гусениц на поворотной полосе, особенно с тяжелыми навесными орудиями, было далеко от идеала.
Для тракторов Rowtrac и SmartTrax, используемых в хозяйствах, практикующих работу с постоянными технологическими колеями (Controlled Traffic Farming) (Австралия, Северная Америка, Южная Африка), доступны расширители для переднего и заднего мостов.
Совершенно по‑другому выглядит полугусеничная версия Terra Trac трактора Claas Axion 900. Он базируется на гусеничных движителях, знакомых по комбайнам – зерноуборочному Lexion и кормоуборочному Jaguar. Схема приведения гусеницы в действие отличается от решения, используемого на тракторах концерна CNH: выбор был сделан в пользу силового замыкания в результате трения приводного колеса о внутреннюю поверхность ленты. Расположенные внутри зубчики служат при этом исключительно ведению ленты, а передача усилия осуществляется почти параллельно поверхности почвы.
При повороте на скорости до 15 км / ч в выполнение маневра включаются задние тормоза (сила торможения устанавливается через меню на терминале Cebis), в результате чего Axion 900 TT, согласно данным компании Claas, делает более компактный разворот, чем соответствующий трактор на полностью колесной базе. Диапазон отклонения гусеничных модулей по направлению движения составляет +8 / –15°, блокировка дифференциала может достигать полных 100 %.
У гусеничных движителей Terra Trac есть и другие особенности. Они подрессорены, и вместе с подрессоренной подвеской переднего моста и четырехточечным демпфированием кабины не оставляют места для компромиссов в комфортной езде, способствуют также сглаживанию перепадов при движении по неровностям. Кроме того, гусеничные ленты могут приподниматься или опускаться на 12 см для оптимального размещения точки приложения тягового усилия.
Гусеница гусенице рознь
Для полугусеничных тракторов так же, как и для гусеничных, в предложении ленты самых разных модификаций. Различия касаются их ширины (16 – 30 дюймов), дизайна грунтозацепов, состава материала и анатомии полотна. Представленные на рынке гусеничные ленты условно можно разбить на четыре группы:
General Ag. Эти ленты используются для выполнения обычных производственных задач в сельхозпроизводстве, являются хорошим компромиссом по передаче тягового усилия, достижению плавности хода, сроку службы и щадящему воздействию на почву. Характерный признак – сравнительно большое число грунтозацепов при их средней высоте.
Low Ground Disturbance / High Roading. Отличительная особенность данных лент – очень плоские грунтозацепы и небольшое их количество на фоне значительно увеличенной площади контакта. Благодаря этому ленты характеризуются щадящим воздействием на поверхность почвы и лучше приспособлены к частой езде по дорогам. Такие производители, как Camso или Soucy, предлагают различные типы лент для решения именно этих задач.
High Traction. Название говорит само за себя – «высокая тяга». Эти ленты рассчитаны прежде всего на передачу тягового усилия в непростых условиях: на рыхлых, влажных или переувлажненных почвах. Из‑за этого высота грунтозацепов значительно больше по сравнению с другими модификациями, их количество меньше, чем в лентах General Ag, но соответствует приблизительно уровню варианта High Roading. Важный момент: высокие грунтозацепы чувствительнее реагируют на камни, жесткую стерню (например от кукурузы) и высокие нагрузки на твердых покрытиях.
Scraper Application. Эти ленты специально разработаны для жестких условий работы на строительных площадках, где тракторам приходится перемещать тяжелые грузы по жесткому, а иногда и каменистому грунту. Характерными признаками являются среднее число грунтозацепов и средняя их высота. Впрочем, с точки зрения долговечности бóльшую значимость имеют более прочное крепление грунтозацепов на поверхности гусеничной ленты, а также зубчиков на ее внутренней стороне (при положительном приводе лент). У расположенных внутри стальных тросов диаметр поперечного сечения до 6,7 мм (диаметр тросов в лентах других модификаций всего 4,5 – 5,4 мм).
Для достижения более плавного хода и снижения износа грунтозацепы по центру ленты имеют небольшой скос или же усечены по направлению вперед. Важный момент: для очень узких лент Rowcrop (в Европе их, как правило, не предлагают) во избежание перегрузки из‑за повышенного среднего значения давления на грунт, обусловленного их сравнительно небольшой площадью беговой поверхности, устанавливаются ограничения по нагрузке на оси и максимальной скорости движения.
Основные производители гусеничных лент: Camso, Continental и Soucy. В ассортименте компании Continental (ContiTech) имеется лента Trackman со встроенным сенсорным устройством контроля температуры.
Тот, кому замена изношенных лент новыми кажется удовольствием из дорогих, найдет на рынке компании, зарабатывающие восстановлением лент нанесением на изношенные нового протектора. Восстановленные ленты на 30 – 50 % дешевле.
Дорого, но…
Все имеет свою цену: при покупке полугусеничной машины придется выложить на 80 – 85 тыс. евро больше, нежели в случае колесной версии. К тому же и эксплуатационные расходы будут выше, чем у колесных тракторов. Однако дополнительные издержки компенсируются эффективностью и щадящим воздействием на почву, а также более высокой стоимостью при перепродаже на вторичном рынке.
Наше заключение
Мощные полугусеничные тракторы на большинстве рынков мира занимают определенную нишу, которая постоянно расширяется. В Северной Америке и других регионах с высокими требованиями к передаче крутящего момента на грунт, а также там, где транспортные работы выполняются грузовыми автомобилями, колесно‑гусеничные гибриды смогли занять надежное место.
По своему техническому исполнению и своей концепции полугусеничные тракторы довольно активно заполняют пробел между более мощными колесными тракторами классической компоновки и гусеничными. Гусеничные модели с дифференциальным механизмом поворота вытесняются с рынка полугусеничными вариантами. Чтобы понять, в какой мере новые тракторы на четырех гусеничных движителях составят конкуренцию полугусеничным тракторам, придется подождать пару‑тройку лет.