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Parte 2.- Ensayos obligatorios del sistema hidráulicoy de tracción en pista de hormigón
EL E SAYO DE LOS TRACTORESSEGÚN LOS CÓDIGOSDE LA OCDE
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dráulicos y de su temperatura(65±5 OC).
El ensayo permite valorar,por una parte, el caudal de aceite y la potencia hidráulica quesuministra la bomba, y, por otra,la capacidad máxima de elevación que se consigue en el recorrido de los brazos inferioresdel enganche tripuntal.
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En primer lugar se establecen las condiciones de losensayos, fijando las de funcionamiento del motor (régimennominal) y las de los fluidos hi-
IDeterminación de lapotencia hidráulica y lacapacidad de elevaciónen el enganche tripuntal
LUIS MÁRQUEZ
Junto con la medida dela potencia del tractoren la toma de fuerza, laevaluación de su sistema hidráulico constitu
ye una referencia esencial paradefinir las prestaciones de untractor, por ello el Código OCDEla incluye como ensayo "obligatorio':
Por otra parte, también seexige un ensayo de tracción enpista de hormigón con el tractor sin lastrar. Este ensayo sinlastre mantiene en cierto modo la filosofía del ensayo delos tractores agrícolas en suscomienzos, que se evaluabanpor su potencia de tracción. Alhacerlo con el tractor sin lastrary en un suelo de hormigón,solo puede ser una referenciapara evaluar el rendimiento delas transmisiones, aunque laprecisión en la determinaciónde esta eficiencia resulta afectada por las características delos neumáticos utilizados y dela pista de ensayo
El ensayo de la potencia en laTDF principal se completa con eldel sistema hidráulico del tractory el de tracción en pista sin lastre.Estos tres ensayos son los que sedenominan 'obligatorios'.
28MARZO 2012 &grotécnica
Capacidad de elevación
FIGURA 2.- ENSAYO DEL ELEVADOR HIDRÁULICO
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FIGURA l.-INSTALACIÓN PARA ElENSAYO DEL SISTEMA HIDRÁULICO DE
TRACTORES AGRíCOLAS (EMA-MADRID)
apero. Las dimensiones de estecabezal están de acuerdo con eltipo de enganche tripuntal (Categoría, dependiendo del tamaño del tractor, según se indicaen la norma ISO 730). El puntosobre el que se aplica la fuerzahacia abajo, con el que se valora la capacidad de elevación, seencuentra a 610 mm hacia atrás,respecto a la barra que une losbrazos inferiores. Así se simula loque sería el centro de gravedadde un apero enganchado en eltripuntal. Lógicamente, la capacidad de elevación en el bastidornormalizado será algo menor quela que se consigue en los brazosinferiores del elevador
Los resultados del ensayodel tractor John Deere 6630 AutoQuad, realizado conforme a loestablecido en el Código OCDE(Cuadros 1 y 2). permite una visión global del ensayo y de lasmagnitudes medidas.
70
_60z.lO:
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lA. 10
sados en el enganche tripuntal. Consta de dos partes: unamedida realizada en la barra deenganche que une los brazosinferiores y otra sobre un bastidor normalizado que simula elenganche de un apero.
Para este ensayo se sitúa eltractor en una plataforma horizontal, colocando unos gatos enel cuerpo del tractor que evitenque aumente la deformación delas ruedas cuando se incrementa la carga sobre el enganche.A la vez, el tractor se amarra alsuelo por la parte frontal paraevitar que se levante cuandoel esfuerzo sobre el enganchetripuntal supera el peso que gravita sobre el eje delantero.
Situado de esta manera, conel motor a régimen nominal, secoloca la palanca del elevador enla posición que permita que losbrazos inferiores alcancen la posición más alta, a la vez que se aplica una fuerza hacia abajo en unabarra colocada entre las rótulasde los brazos inferiores para quese vaya aproximando al suelo.
Aumentando progresivamente la fuerza aplicada en losbrazos inferiores se puede medir la fuerza máxima que soporta el sistema en cada posiciónde los brazos del enganche, loque permite conocer el valormáximo que podría soportar elenganche en todo el recorrido.
Este ensayo se repite conun bastidor normalizado quesimula lo que sucederá con un
I Capacidad de elevación
I Potencia hidráulica
En las especificaciones deltractor, que siempre se incluyen en le Boletín de ensayo, sereseñan las dimensiones de losdiferentes elementos que componen el enganche tripuntal y sugeometría.
Para medir el caudal y lapotencia hidráulica que suministra la bomba, con el motora régimen de funcionamientonominal, se hace pasar el aceiteprocedente de una toma unidaa la conducción principal de labomba por un medidor de caudal (caudalímetro), a la vez quese le obliga a atravesar una válvula que estrangula la salida.
A medida que se opone mayor resistencia al paso del aceite, el caudal que puede suministrar la bomba varía, registrándose estos valores para poderdeterminar el caudal máximo,a la vez que se mide la presióncon la que trabaja el sistema.
Normalmente el caudal sereduce ligeramente con la presión, hasta que se llega a unvalor a partir del cual empiezaa actuar la válvula limitadora depresión que protege al sistemahidráulico del tractor, la cual abreprogresivamente reduciendo elcaudal impulsado.
La potencia disponible secalcula como producto del caudal suministrado por la presióna la que trabaja el sistema. Encualquier caso no conviene quela presión de trabajo supereel 90% del valor al que se encuentra ajustada la válvula deseguridad para evitar pérdidasde energía por laminación delaceite que escapa al depósito,y el consiguiente aumento de latemperatura del mismo.
Este ensayo permite valorarel comportamiento del sistemacuando se colocan aperos pe-
O
~o -m -400 ·300 ·200 ·100 o 100 200 300 400
Altura respecto a la horizontal (mm)
29agrOtécnica MARZO 2012
CUADRO 1.- RESULTADOS DE LOS ENSAYOS OBLIGATORIOS (POTENCIA HIDRÁULICA)
-
Tractor John Deere 6630 AutoQuad Plus Ecoshift Tier 3
Fecha del ensayo: 113/06/20071
Potencia hidráulica
Potencia hidráulica máxima condos salidas que actúan simultáneamente
Medidas realizada sobre las tomas hidráulicas de la parte posterior del tractor(1 ) Una válvula de control de doble acción(2) Dos válvulas de control de doble acción
Laboratorio: DLGTest N°: 2007-217
34.5
CUADRO 2.- RESULTADOS DE LOS ENSAYOS OBLIGATORIOS (CAPACIDAD DE ELEVACiÓN)
76.98 kNm
30MARZO 2012
Se puede observar que lapotencia máxima obtenida (conuna sola toma hidráulica) en elsistema hidráulico es de 29.5kW, con un caudal de aceiteque llega a los 93.3 L/min,cuando el motor funciona a unrégimen de 2 440 rev/min y lapresión en el sistema es de 19MPa (190 bar).
Con dos o más salidas,el caudal aumenta hasta los114.4 L/min, con lo que la potencia hidráulica alcanza los34.5 kW
La capacidad de elevaciónmáxima en todo el recorrido esde 41.49 kN en los brazos inferiores y 36.27 kN en el bastidornormalizado.
IPotencia de tracción ala barra y consumo decombustible
Corresponde al ensayo realizado con un determinado tipode neumático (elegido por el fabricante), en el que se permiteun desgaste previo de las garras, manteniendo al menos el
agrotécnica
65% de la altura del neumáticonuevo.
En el ensayo obligatorio eltractor no recibe lastre, por loque se utiliza la masa correspondiente al tractor en vacío ycon depósitos llenos.
El procedimiento ensayoestablece unas condiciones quepermitan obtener resultadoscomparables entre los diferenteslaboratorios; se admiten pistasde hormigón o de asfalto (trac-
relaciones
de transmisión
utilizadas para
los ensayos
corresponden a
velocidades entre
2.5 Y17.5 km/h
tares de ruedas), aunque también se pueden utilizar bancosde rodillos que permitan obtenerresultados equivalentes. Comoalternativa opcional se admite elensayo en los ejes de las ruedasmotrices (ISO 789-7).
Las relaciones de transmisión utilizadas para los ensayoscorresponden a velocidadesentre 2.5 y 175 km/h. Siemprese debe de incluir la relación delcambio que permita obtener la
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CUADRO 3.- PRESTACIONES DEL TRACTOR JO 6630 AUTOQUAD PLUS ECOSHIFT TIER 3EN EL ENSAYO DE TRACCiÓN EN PISTA
DLG-Test N° 0207-217 (realizado el2 y 3 de mayo de 2007)Altura gancho: 520 mm; presiones inflado de neumáticos: delanteros 80 kPa, traseros 80 kPa
Potencia máxima en las relaciones del cambio enso aclas (tractor sin lastre)
B1
B3
B4
C3
99.6
99.6
99.6
99.5
99.5
41 en la relación del cambia máxima permitida, can régimen del motor reducido, condiciones (2) y(3) ; igual esfuerzo de tracción yvelocidad de avanceueen (2)
(5 en la relación del cambio 14) con el r' imen del motor reducido; i ual esfuerzo de tracción velocidad de avance ue (31
(6) en la relación del cambio más róxima a 7km/h-1 Okm/h, al r' imen nominal del motor
171 0175 %del esfuerzo a tencia máxima con r' imen nominal
(81 al 50 %del esfuerzo a tencia máxima con r' imen nominal
(91 en la relación del cambio máxima permitida, con régimen del motor reducido, condiciones (71 y18) ; igual esfuerzo de tracción yvelocidad de avanceue en 17)
1101 en la relación del cambio (9) con el r' ¡men del motor reducido; i ual esfuerzo de tracción velocidad de avance ue 19)
Nota: los ensayos para determinar el consumo de combustible correspondiente a los bloques tercero ycuarto, en este ensayo sonidénticos a los de los bloques primero ysegundo.
agrotécnica MARZO 2012
31
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FIGURA 3.- CARRO DINAMOMÉTRICOPARA ENSAYOS DE TRACCiÓN EN PISTA
(Estación de Mecánica Agrícola - Madrid)
con transmisiones de variacióncontinua y sistema de gestiónconjunta de motor y transmisión,para los que se establece que elensayo se realiza a velocidadesde 2.5, 3.5, 5.0, 6.5, 8.0, 11.0 Y175 km/h (tractores de ruedas).
El Cuadro 3, con los resultados del ensayo realizado conforme a lo establecido en el Códigosobre el tractor John Deere 6630AutoQuad, permite una visiónglobal del ensayo y de las magnitudes medidas.
Los valores obtenidosen los ensayos de tracción enpista de hormigón se puedenrepresentar gráficamente (noestá establecido que se realice esto en el Código de ensayo) para interpretarlos de una
.. ---.• •
•
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,.~~
•
FIGURA 4.- PRESTACIONES DEL TRACTOR ENPISTA DE HORMIGÓN (1)
agrotécnica
70
70
Velocidad real
20 30 40 50
Fuerza de traccIón (kN)
Potencia de tracción
20 30 40 50
Fuerza de tracción (kN)10
10
FIGURA 5.- PRESTACIONES DEL TRACTOR ENPISTA DE HORMIGÓN (2)
o
o
máxima potencia de tracción ala barra.
La barra de tracción debe es-tar situada a una altura tal que:
P x H s 0.8 x W x Z tIO
80
Siendo: 70
P = esfuerzo máximo de ~80tracción ...
';;50
H = altura estática del 'ti
enganche$40
W = carga estática sobre las~30
ruedas delanteras20
Z = batalla del tractor 10
o
Con esto se pretende man-tener sobre las ruedas del ejedelantero carga suficiente paracontrolar la dirección evitando elvuelco hacia atrás. Con los trac-tores de doble tracción, la cargasobre las ruedas del eje delante-ro es mucho más elevada, para 12
aprovechar la tracción que pro-10
porcionan las ruedas del mismo, 'E'por lo que se supera ampliamen- !ate la condición de estabilidad. iV
En los ensayos de tracción f 8
"Cll
en pista el deslizamiento máxi- "'ü 4
mo admitido es del 15% para los o~
tractores de ruedas y del 7% en 2
los de cadenas metálicas (pistade tierra compactada). o
Los ensayos en pista man-
32tienen interés para los tractores
MARZO 2012
Consumo específico de combustible
FIGURA 6.- PRESTACIONES DEL TRACTOR ENPISTA DE HORMIGÓN (3)
manera sencilla, utilizando loscorrespondientes a potencia,velocidad, consumo específico y patinamiento, siempre enfunción del esfuerzo de tracciónrealizado.
Los puntos marcados enrojo (Figuras 4, 5, 6 Y 7) corresponden a los valores obtenidosen el punto de potencia máximapara las diferentes relacionesdel cambio que permiten velocidades reales de avance entre5.4 y 11.4 km/h. Entre ellas sedestaca (marcada en verde) lacorrespondiente a la relación delcambio C1, en que se obtieneuna potencia de 81.3 kW (110.6CV) para una velocidad real deavance de 6.21 km/h (patinamiento del 5.8%), realizando un
esfuerzo de tracción de 47.15 kN(aproximadamente de 4 700 kg)Ycon un consumo específico de284 g/kWh (216 g/CVh).
Se aprecia que en todaslas relaciones del cambio quecorresponde a los puntos mercados en rojo en los gráficosindicados el régimen del motorse mantiene sobre las 1900rev/min, régimen en el que elmotor sumínistra su potenciamáxima. Los puntos marcadosen morado, en los que la potencia de tracción se reducenconsiderablemente; esto es como consecuencia de que se haalcanzado el patinamiento del15%, establecido como límitepara los ensayos de tracción enpista de hormigón.
Cua O se dispone
un ensayo
realizado según el
Código 11 de la OCDE
se puede deducir
con gran precisión
las prestaciones del
tractor en campo
Los puntos marcados enazul corresponden a los ensayoscomplementarios para determinar el consumo de combustiblea cargas parciales (relación C1del cambio). Se aprecia como alutilizar menos potencia el consumo específico correspondiente aumenta.
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FIGURA 7.- PRESTACIONES DEL TRACTOR ENPISTA DE HORMIGÓN (4)
4SO
¡400~ 350S0300u
!5 250
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~ 150
¡¡: 100c:
<3 50
O
15
14
~12
~ 10c:.~ 8
.~ 8Gi1/)
e 4
2
O
agrotécnica
10
10
20 30 40 50
Fuerza de tracción (kN)
Deslizamiento
20 30 40 80
Fuerza de tracción (kN)
50 70
70
I Comentario final
Cuando se dispone de unensayo realizado según el Código 11 de la OCDE. que incluye lamedida de la potencia en la tomade fuerza, la de la potencia delsistema hidráulico y la capacidadde elevación en el enganche tripuntal, y el ensayo de tracciónen pista de hormigón, aunque eltractor no vaya lastrado, se pueden deducir con gran precisiónlas prestaciones del tractor trabajando en condiciones de campo.También permite una comparación imparcial de las prestacionesde tractores diferentes.
Lamentablemente no haymuchos modelos de tractorescomercializados en España sobrelos que se haya realizado este tipo de ensayo. Desde las páginasde AgroTécnica intentaremos utilizar la información que proporcionan los Boletines de ensayo quevayan estando disponibles paradar una mejor información sobrelos tractores agrícolas que llegana nuestro mercado.•
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33