Moc mocy nierowna

Najwazniejszym kryterium przy doborze ciagnika dla gospodarstwa jest moc. To prawda, ale dane o mocy sa przedstawiane w rózny sposób. Jak wiec odnalezc sie w gaszczu norm i przepisów?

Moc mocy nierówna

Najwazniejszym kryterium przy doborze ciagnika dla gospodarstwa jest moc. To prawda, ale dane o mocy sa przedstawiane w rózny sposób. Jak wiec odnalezc sie w gaszczu norm i przepisów?

Moc silnika w ciagnikach i maszynach zbierajacych nie jest podawana przez producentów wedlug jednej okreslonej normy. Na rynku roi sie od takich pojec, jak moc znamionowa, moc maksymalna, moc przeciazeniowa itd., oraz od ta­kich norm, jak ISO TR14396, ECE R24, ECE R120 czy 2000/25 EG. Jeszcze przed paroma laty informacja o mocy silnika byla jasna i jednoznacz­na. Kazdy dokladnie wiedzial, co oznacza podana wartosc w kW lub KM. Moc byla podawana w Europie wedlug normy DIN, a najwyzszy punkt na krzywej mocy odpowiadal jednoczesnie definicji „mocy znamionowej". Obecnie w pros­pektach producentów spotkac mozna mniej wiecej dziesiec róznych norm mo­cy. Oprócz tego znaczaco zmienila sie charakterystyka silnika, przez co moc znamionowa nie jest juz najwyzszym punktem na krzywej mocy. Dlatego moz­liwe jest dzisiaj, ze jeden i ten sam ciagnik przez jednego sprzedawce sprze­da­­wany jest z maksymalna moca 125 kW (wg ISO) z funkcja „power boost", a przez innego sprzedaw­ce jest sprzedawany z moca znamionowa 100 kW (wg ECE). Jesli klient przy zakupie tego ciagnika przeliczy cene na moc, wówczas wyniknie dla niego róznica cenowa 25%, która bedzie jednakze stanowic tyl­ko pozorna róznice ceno­wa. W przypadku dyskusji na temat mocy ciagników i maszyn zbierajacych nieod­zowna jest dokladna definicja mocy, tak aby wszyscy uczestnicy dyskusji mieli to samo na mysli. Podawanie mocy wedlug zróznicowanych kryteriów ma najrózniejsze przyczy­ny. ISO TR14396, wedlug której podawana jest moc brutto, to przykladowo o­bowia­zu­jaca na calym swiecie norma w zakresie pomiaru emisji spalin i mocy silnika. W ten sposób producenci nie musza w prospektach uwzgledniac re­gio­nal­nych róznic. Jednakze z punktu widzenia producentów znacznie wazniej­sze jest to, ze wysoka moc brutto w stosunku do zmierzonych wartosci emisyjnych ozna­cza pod wzgledem kalkulacyjnym mniejsza emisje szkodliwych gazów. W ten sposób bez nakladów technicznych mozna latwiej osiagac coraz nizsze war­­tosci w zakresie emisji spalin. Oprócz tego podawanie wyzszej mocy sta­nowi dla strategów w dzialach marketingowych pozadany argument handlowy.

Pozeracze mocy

Na przekór wszystkim argumentom trzeba powiedziec, ze moc brutto nie ma nic wspólnego z praktyka. Jesli klient pracujacy w jego gospodar­stwie ciagnik o mocy 100 kW (wg DIN) zastapi ciagnikiem o mocy 110 kW (wg I­SO), to ten nowy ciagnik nie bedzie szybciej pracowal z narzedziami. Poniewaz dodatko­wa moc jest zapisana tylko na papierze, a nie na kolach napedowych! Fakt ten jeszcze bardziej uwidacznia sie, gdy ciagnik wyposazony jest w komponenty, które powoduja zmniej­sze­nie mocy (klimatyzacja ok. 3 kW, instalacja sprezonego powietrza ok. 1 kW, wiek­sza pradnica ok. 0,5 kW). Informacje o mocy netto, np. wedlug normy ECE R24, zapewniaja realna war­tosc dla mocy danej maszyny, poniewaz w tym przypadku mierzony jest caly sil­nik wraz z wentylatorem. Jednakze w przypadku stosowania wentylatora z regulacja temperatury („visco") brakuje jakiegokolwiek odniesienia do praktyki, poniewaz je­sli ciagnik np. orze przy pelnym obciazeniu i wówczas wentylator takze pracuje ze 100% predkoscia obrotowa. W ciagniku o mocy 100 kW wentylator potrze­bu­je dzisiaj moc napedowa do 8 kW, aby zaopatrywac w swieze powietrze coraz bar­dziej obszer­ne in­stalacje chlodzenia.

Prawdziwa moc na WOM

Dla praktyka wlasciwie jedynie informacje o mocy walu odbioru mocy stanowia realnie dostepna i kontrolowalna wartosc. W Stanach Zjednoczonych moc ta podawana jest juz od ponad 50 lat. Dla producentów naklad pracy zwiazany z podawaniem mocy dla najrózniejszych wariantów wyposazenia jest wiekszy. Jed­nakze w ten sposób kazdy ciagnik mozna porównac w sposób latwy i bez­po­s­redni z innym ciagnikiem pod katem efektywnie uzytecznej mocy oraz moz­na go bez problemu przetestowac za pomoca urzadzenia do pomiaru mocy wa­lu odbioru mocy, które znajduje sie na wyposazeniu wielu warsztatów naprawy maszyn rolniczych (spójrz rysunek). Taka przejrzystosc rynku jest oczywiscie nie zawsze pozadana przez producentów. Ostatnie wysilki ustawodawców poz­walaja sadzic, ze równiez w Europie w przyszlosci zostanie wprowadzony o­bo­wiazek podawa­nia mocy walu odbioru mocy. Mozemy byc ciekawi, jak szyb­ko takie ulepsze­nie zostanie wprowadzone.

Moc znamionowa lub maksymalna

Nie tylko ten „gaszcz norm" jest zródlem sporego zamieszania, lecz dochodza do tego takze rózne inne dane podawane w zwiazku z charak­te­ry­sty­ka mo­cy nowoczesnych silników. Jesli rolnik przed 10 laty tak mocno ob­cia­zal silnik, ze predkosc obrotowa malala o 20%, to taki spadek predkosci ob­ro­to­wej skutkowal takze utrata mocy. Maksymalna moc ciagnik uzyskiwal przy pred­kosci znamionowej (ok. 2.300 obr./min.). Ta tzw. „moc znamionowa" byla zatem zawsze moca maksymalna, która ciagnik z pelnym wyposazeniem przy pelnym „gazie" oddawal na kole zamachowym. Tym samym kazdy wiedzial, co to oznacza. W dzisiejszych silnikach w przypadku spadku predkosci obrotowej spowodowa­nego obciazeniem moc pozostaje niezmienna (moc stala) lub na­wet sie zwieksza (moc dodatkowa). Przez te „moc przeciazeniowa" silnik, ze wzgledu na mocno zwiekszony moment obrotowy, otrzymuje lepsze wlas­ciwo­sci w zakresie gotowosci silnika do pracy. Jednakze w tym przypadku mamy do czynienia z dwoma rodzajami mocy: z jednej strony z moca przy „pelnym ga­zie" (moc znamionowa), z drugiej zas strony z moca maksymalna (moc mak­­sy­­malna) przy predkosci ok. 1.900 obr./min. Poniewaz w obowiazujacych o­becnie normach w zakresie pomiaru mocy nie sa zdefiniowane jednoznacznie ani znamionowa predkosc obrotowa, ani moc znamionowa i wymagane jest tyl­ko podawanie maksymalnej mocy uzytecznej silnika, dlatego prowadzi to u róz­nych producentów do róznej interpretacji. Dlatego kazdy producent w spo­sób dowolny ustala parametry swoich silników. Diagram 1 przed­stawia najczesciej podawane parametry mocy. Od kilku lat producenci oferuja takze silniki z funkcja „power boost". Do tego potrzebna jest elektro­nicz­na re­gu­lacja silnika. W wyniku tego zwiekszenia mocy w wysokim za­kresie pred­kosci obrotowej w przypadku pewnych prac jest wtryskiwana wiek­sza ilosc pa­liwa. Przyklady: kombinacja prac pociagowych z pracami wymaga­jacymi walu odbioru mocy (np. siew rzedowy), prace transportowe powyzej 20 km/h czy o­próznianie zbiornika na ziarno w przypadku kombajnu zbozowego. Chodzi o to, ze w przypadku tych prac poprzez poszczególne czesci maszyny nie jest prze­ka­zywany za wysoki moment obrotowy. Podczas siewu rzedowego czesc mocy silnika jest zuzywana na jazde do przo­­du, czesc zas jest przeznaczana do napedu kombinacji siewnej. Ta sytua­cja jest rozpoznawana przez czujnik momentu obrotowego w napedzie walu od­bio­ru mocy. Kiedy na wale odbioru mocy zostanie przekroczona okreslona war­­tosc oddawanej mocy, pompa wtryskowa wlacza funkcje „power boost". W ten sposób wykluczone jest przeciazenie przekladni i osi podczas pracy z funk­cja „power boost".

DIN 70020

Najczesciej stosowana norma w zakresie podawania informacji o mocy jest nor­ma DIN. Jeszcze przed paroma laty byla stosowana przez wszystkich pro­ducentów w krajach niemieckojezycznych. W prospektach, instrukcjach obslu­gi i dokumentach pojazdów w przypadku uzywanych ciagników mozna znalezc w pierwszej kolejnosci wlasnie te dane. W przypadku tej normy pomiar odbywal sie przy samodzielnie dzialajacym sil­niku wraz z cala instalacja peryferyjna (spójrz Tabela 1). Ze wzgledu na do­sto­so­wa­nie do siebie norm europejskich i miedzynarodowych norma ta nie jest juz ak­tualna.

SAE J1995

Równiez tej normy nie mozna juz znalezc w nowych dokumentach. Pochodzi­la ona ze Stanów Zjednoczonych. W przypadku tej normy moc silnika byla poda­wana bez uwzgledniania pobocznych agregatów. Norme te, która zostala o­p­ra­co­wana przez „Society of Automotive Engineers" (SAE), mozna dzisiaj spot­kac tylko w dokumentach uzywanych maszyn produkcji amerykanskiej, jak np. w kombajnie Axial Flow firmy Case IH.

ISO TR14396

Moc podawana wedlug normy „International Standardization Organisation" (ISO) jest, tak jak w przypadku normy SAE, moca brutto. Jednakze w przypad­ku tej normy montowana jest wiekszosc agregatów dodatkowych, poza ukla­dem chlo­dzenia. Poniewaz jednak uklad chlodzenia powoduje najwieksza utra­te mocy, dlatego moc podana wedlug tej normy jest równiez trudna w o­cenie dla prak­ty­ka. Na miedzynarodowym rynku maszyn norma ta zyskala najwieksze zna­cze­nie.

97/68 EG

... lub od 1 lipca 2001 r. jej nowa wersja 2000/25 EG. W dokumentacji niektó­rych producentów stosowana jest angielskojezyczna pisownia 97/68 EC lub 2000/25 EC. Sa to europejskie przepisy dotyczace emisji spalin dla po­jazdów typu „offroad", np. podnosników widlowych, maszyn budowlanych, maszyn zbie­rajacych, ciagników. Ta coraz surowsza norma zawiera specyficzne war­tosci graniczne w zakresie emisji substancji szkodliwych, które sa podawane w jed­nostce g/kWh. Okreslone tam wartosci graniczne sa podane dla czte­rech róz­nych klas mocy. W przypadku wiekszych silników wartosci te sa bardziej su­ro­we. Najwazniejsza granica to 130 kW. Jesli ciagnik ma moc 129 kW, mo­ze e­mi­­towac o 50% wiecej czastek sadzy niz ciagnik o mocy 130 kW. Aby kal­ku­la­cyj­nie zmniejszyc specyficzny udzial substancji szkodliwych w przeliczeniu na kWh, pomiar mocy moze sie odbywac bez uwzgledniania wentylatora. War­tosc mocy stanowi zatem w tym przypadku równiez wartosc brutto, która w da­lekim stopniu mozna porównac z wartoscia wynikajaca z normy ISO TR14396.

EWG 80/1269

Jest to starsza europejska norma sluzaca do ustalania mocy netto. W przy­pad­ku tej metody pomiaru mocy uwzgledniane sa takze wszystkie instalacje pery­fe­ryjne silnika. Czesciowo norma ta stanowi takze podstawe do ustalania war­tosci emisji spalin w przypadku ciagników i maszyn zbierajacych. W zwiaz­ku z tym moc obliczana jest bez lopatek wentylatora. W przypadku informacji pro­du­centów uwzgledniajacych wymagania normy EWG 80/1269 mozna za­tem znalezc zarówno wartosci brutto, jak i wartosci netto.

ECE R24

Jest to równiez norma sluzaca do ustalania emisji spalin w silnikach dieslow­skich. Jej twórca jest „Economic Commission of Europe" (ECE). W przypadku tej normy podawana jest moc netto. Przy pomiarze silnik jest wyposazony tak, jak w przypadku starszej normy DIN. Jednakze istnieje pewna zasadnicza róz­nica. Przy pomiarze wedlug normy ECE R24 wentylator nie musi pracowac z pelna predkoscia obrotowa. Wiekszosc silników w ciagnikach jest wyposazonych dzisiaj w tzw. wentylatory typu „visco", które pozwalaja oszczedzac paliwo. Te wentylatory pracuja zaw­sze tylko z taka predkoscia obrotowa, jaka potrzebuja w danym momencie do chlodzenia silnika. W praktyce przy pelnym obciazeniu wentylator be­dzie pra­co­wal z 100% predkoscia obrotowa. Jednakze dla pomiaru mocy wed­lug nor­my ECE nie jest to wymagane, w zwiazku z czym wentylator podczas okresla­nia mocy moze pracowac z minimalna predkoscia obrotowa. W ten sposób po­wstaje teoretyczna dodatkowa moc rzedu 4-5% w przypadku silników wypo­sa­zo­nych w wentylatory z regulacja temperatury. Norma ECE R24 jest obecnie najczesciej stosowana norma na rynku europejskim w zakre­sie okreslania mo­cy silników.

ECE R120

Stosunkowo nowa norma ECE R120 to czysta norma odnoszaca sie do rolni­czych i lesnych maszyn pociagowych oraz mobilnych narzedzi roboczych. Od czasu jej wprowadzenia w dniu 6 kwietnia 2005 r. reguluje ona pomiar mocy u­zytecznej, uzytecznego momentu obrotowego i specyficznego zuzycia paliwa. Warunki pomiaru i wyniki mozna porównac z norma ISO TR14396. Przypusz­czalnie informacje o mocy wedlug normy ECE R120 bedzie mozna w przysz­losci czesciej spotykac w specyfikacjach produktów.

Test OECD

W przypadku pomiaru, dokonywanego wedlug zalecen „Organisation for Eco­no­­mic Cooperation and Development" (OECD) moc mierzona jest w przeci­wien­­stwie do podanych powyzej norm na wale odbioru mocy. Dodatkowe ag­re­gaty nie sa dokladnie okreslone. Maszyna jest poddawana pomiarowi dokla­d­nie w takim stanie, w jakim zostala zamówiona przez klienta. Przez to uwz­gle­dniane sa straty w przenoszeniu mocy w przekladni, straty powodowane przez pompy hydrauliczne i sprezarki (praca pusta). Tym samym dane te informuja kazdego klienta o maksymalnej mocy silnika, jaka jest naprawde dostepna w praktyce.

Podsumowanie

Moc silnika jest czesto dla klientów najwazniejszym kryterium przy zakupie ciagnika. Jednakze obecna sytuacja w zakresie podawania danych o mocy sil­nika jest malo przejrzysta dla rolników i uslugodawców. Informacje o mocy do­puszczaja mozliwosc szerokiej interpretacji, co prowadzi czesto do falszywej o­­ceny. Jesli klient rozwaza zakup ciagnika w oparciu o stosunek ceny do mo­cy silnika, wówczas sprzedawcy powinni tak doradzic klientowi, aby nie okazalo sie, ze dwa ciagniki z taka sama charakterystyka mocy róznia sie cenowo o 20%. Przy kazdej informacji o mocy silnika nalezy podawac zawsze odpowiednia predkosc obrotowa, przy której moc ta jest uzyskiwana, oraz nalezy przedsta­wiac w sposób zrozumialy warunki pomiaru. Jesli zas chodzi o funkcje „power boost", nalezy zawsze podawac, w jakich warunkach funkcja ta jest dostep­na. Testowanie mocy na wale odbioru mocy stanowi dla dealerów maszyn rolni­czych najlepsza mozliwosc zademonstrowania uzytecznej mocy w przypadku nowych i uzywanych ciagników. Niestety moc walu odbioru mocy jest rzadko podawana przez producentów w do­kumentacji handlowej. Czekamy zatem na producenta, który okaze sie byc prekursorem w zakresie ukierunkowanego na klienta podawania informacji o mocy silnika.