Normy emisji spalin Stage 5 dla pojazdów nieporuszających się po drogach obowiązują od kilku lat, a dalszy rozwój ciągników nie jest już tak silnie napędzany przepisami dotyczącymi tlenków azotu i cząstek stałych, jak miało to miejsce w przeszłości. Obecnie nacisk kładzie się bardziej na redukcję emisji CO2, a co za tym idzie, na wykorzystanie paliw alternatywnych. Wielu producentów dopuściło jednostki napędowe swoich obecnych serii modeli do pracy z RME (metyloestrem rzepakowym) i HVO (uwodornionym olejem roślinnym). Należą one do tzw. paliw typu „drop-in”, które mogą zastąpić kopalny olej napędowy bez konieczności modyfikacji technologii silnika i zbiornika - wskazuje Roger J. Stirnimann, inżynier rolnictwa, inżynier przemysłowy.
W tle trwają prace nad możliwością wykorzystania innych paliw alternatywnych, takich jak etanol czy wodór. To paliwo alkoholowe prawdopodobnie będzie szczególnie interesujące dla krajów, które mogą je samodzielnie produkować z trzciny cukrowej lub kukurydzy, takich jak Brazylia. Case IH wprowadza ciągnik Puma 240 ze zmodyfikowanym silnikiem 6-cylindrowym na takie rynki. Jednostka N67 bazuje na wersji NG (gaz ziemny/metan), ale została zmodyfikowana w różnych obszarach, aby móc pracować na etanolu.
Ciekawe wyposażenie silnika
W przypadku klasycznych silników wysokoprężnych producenci coraz częściej koncentrują się na „urządzeniach peryferyjnych”. Na targach Agritechnica 2025 zaprezentowanych zostanie kilka nowych serii ciągników wyposażonych w wentylatory z automatycznym nawrotem. Pojawiają się również nowe rozwiązania w zakresie urządzeń, które mogą zwiększyć moment oporowy silników podczas zjazdu ze wzniesienia, aby chronić hamulce robocze (niezużywające się hamulce ciągłe). Oprócz znanych opcji, takich jak „płyta rozdzielająca” i „zwężenie przekroju przepływu dla ładowarek VTG” (VTG: Variable Turbocharger Geometry), CNH stosuje również zawór dekompresyjny w swoich nowych, dużych ciągnikach opracowanych w Europie. Technologia ta, wykorzystująca dodatkowy zawór na cylinder, wywodzi się z przemysłu ciężarówek i umożliwia zwolnienie ciśnienia sprężania pod koniec drugiego suwu. W rezultacie tłok jest dociskany z mniejszą siłą w trzecim suwie, co prowadzi do znacznie wyższych momentów oporowych silnika. Fendt wykorzystuje również opcję ładowacza VTG w swoich nowych seriach 700 (Gen7.1) i 800 (Gen5), a dodatkowo opiera się na tzw. „hydraulicznym hamulcu pomocniczym”. Pompa hydrauliczna tłoczy olej, pokonując opór, przekształcając w ten sposób energię kinetyczną w energię cieplną. Ten rodzaj hamulca ciągłego jest również oferowany przez SDF od kilku lat.
Dwa lata temu Fendt zaprezentował automatyczny system odpylania filtra powietrza silnika. Jest on obecnie rozszerzany o filtr powietrza kabinowego i jest dostępny w nowych seriach 800 Gen5 i 1000 Gen4. Zmodernizowana seria 1000 nadal wykorzystuje znany 6-cylindrowy silnik MAN D26 (pojemność skokowa 12,4 litra), ale wszystkie modele są teraz wyposażone w technologię DynamicPerformance (DP) o zwiększonej mocy do 30 KM. W rezultacie topowy model 1052 osiąga maksymalną moc 550 KM. Ponieważ nie wszystkie narzędzia są zaprojektowane do tak dużej mocy wyjściowej, Fendt oferuje nową funkcję „AdaptivePower”. Oznacza to, że w większych modelach krzywe mocy mniejszych modeli można również wybrać za pośrednictwem terminala FendtONE. Chroni to narzędzia przed przeciążeniem, a także pozwala na niższe zużycie paliwa (np. dzięki łagodniejszemu przyspieszaniu podczas prac transportowych).
Bezstopniowe przekładnie na czele
Wprowadzając nową serię 500 Fendt (Gen4), Fendt po raz kolejny rozszerza koncepcję VarioDrive o stały napęd na wszystkie koła do prędkości 25 km/h i oferuje go teraz w modelach serii 500, 600, 700, 800, 900 i 1000. Firma CNH opracowała własne bezstopniowe przekładnie z hydrostatyczno-mechanicznym rozdziałem mocy. Poprzednia wersja z zakresami jazdy 2/1 (przód/tył) została rozszerzona o trzeci zakres jazdy do przodu (3/1) do montażu w nowych modelach T7 SWB z krótkim rozstawem osi. Dodatkowo, większa skrzynia CVT z zakresami jazdy 4/2 (przód/tył) została dostosowana do wyższej wydajności nowych, dużych ciągników. JCB przechodzi na bezstopniowe skrzynie biegów ZF w swojej nowej serii Fastrac 6000, a także zmienia dostawcę silników na FPT (Inne komponenty były wcześniej dostarczane przez AGCO).
Firma Aebi Schmidt będzie pierwszym producentem, który zainstaluje koncepcję napędu „Line Traction Version 3” (LT3). Została ona opracowana we współpracy z firmą Müller w Bonndorfie w seryjnie produkowanym pojeździe, nośniku narzędzi Aebi TerraTrac do jazdy po zboczach. Dzięki LT3 można zrezygnować nie tylko z powszechnie stosowanego w tego typu pojazdach mechanizmu różnicowego wzdłużnego (kompensacji prędkości między dwiema osiami napędowymi), ale także z mechanizmu różnicowego poprzecznego (kompensacji prędkości między kołami jednej osi). Wały napędowe wszystkich czterech kół obracają się zatem zawsze z tą samą prędkością. Każde koło jest napędzane z odpowiednią prędkością, nawet podczas pokonywania zakrętów. Poprawia to przyczepność, zmniejsza uszkodzenia darni i zwiększa bezpieczeństwo podczas skręcania na pochyłościach, gdzie konwencjonalne koncepcje napędu z mechanizmem różnicowym wymagałyby zwolnienia blokad.
Dużą uwagę przywiązuje się również do podwozia. Aby wykorzystać zalety nowoczesnych opon radialnych, producenci coraz częściej oferują fabryczne systemy regulacji ciśnienia w oponach, w tym rozwiązania zintegrowane. Claas i McCormick oferują również centralne układy smarowania osi przednich w swoich cennikach nowych modeli dużych ciągników. W Claas mogą one być również używane do smarowania napędów gąsienicowych TerraTrac. Nowe duże ciągniki CNH posiadają teraz niezależne zawieszenie ze zintegrowanymi hamulcami tarczowymi w centralnej części podwozia (podobnie jak w Fendt i John Deere) zamiast osi wahliwej. System Advanced Vehicle Suspension koordynuje zawieszenie kół przednich i kabiny z tłumieniem drgań w tylnym TUZ-ie.
Elektronicznie sterowany układ hydrauliczny
W dużych ciągnikach nadal utrzymuje się trend stosowania dwóch całkowicie oddzielnych obwodów hydraulicznych, każdy z pompą o zmiennej wydajności. Jeden obwód może być wykorzystany na przykład do zasilania odbiorników stałych, takich jak napędy dmuchaw siewników pneumatycznych, a drugi do zasilania odbiorników sporadycznych, takich jak siłowniki podwozia czy znaczniki śladów. Aby zapewnić wystarczającą ilość oleju hydraulicznego, producenci ciągników coraz częściej instalują oddzielne zbiorniki, co również zmniejsza ilość zanieczyszczeń przedostających się do oleju przekładniowego.
Układy hydrauliczne z czujnikiem obciążenia (LS) od lat stanowią standardowe wyposażenie ciągników klasy premium. Rozszerzenie „Power Beyond” z przyłączami P, R i LS (pompa/przewód ciśnieniowy, powrót/zbiornik, czujnik obciążenia) jest również dostępne do zasilania narzędzi z własnymi blokami zaworów. W rezultacie konieczne jest podłączenie mniejszej liczby przewodów hydraulicznych, a zawory sterujące kierunkiem jazdy ciągnika można ominąć, co przekłada się na poprawę wydajności. Układy LS są regulowane na podstawie stałej różnicy (około 25 barów) między ciśnieniem pompy a najwyższym ciśnieniem obciążenia przyłożonym do zaworów sterujących kierunkiem jazdy. Dłuższe przewody LS w układzie „Power Beyond” wpływają na tę zmienną sterowania, co może mieć negatywny wpływ na funkcje hydrauliczne osprzętu (np. opóźniona reakcja lub nierówna praca).
Ciągniki klasy premium prawdopodobnie będą w przyszłości coraz częściej wyposażane w elektronicznie sterowane układy wykrywania obciążenia (e-LS). W Fendt są one już standardowym wyposażeniem w seriach 500 Gen4, 600, 700 Gen7.1 i 800 Gen5. Oczekuje się również, że producenci maszyn będą coraz częściej korzystać z e-LS, a ROPA oferuje już swoją pierwszą maszynę tego typu – kombajn do ziemniaków „Keiler II RK22”. Jednak korzystanie z ciągników i osprzętu z e-LS nadal wymaga hydraulicznego połączenia LS, a korzyści płynące z czysto elektronicznej komunikacji nie mogą być w pełni wykorzystane. Dlatego Fendt i ROPA wspólnie opracowały system „e-LS connect”, który umożliwia cyfrową wymianę sygnałów ciśnienia obciążenia między ciągnikiem a maszyną za pośrednictwem ISOBUS, eliminując potrzebę stosowania kabla LS.
Elektryfikacja - trend nie do zatrzymania
Ciągniki seryjne zasilane akumulatorowo o niższej mocy są już dostępne na rynku, ale wielki przełom wciąż trwa. Prawdopodobnie nastąpi to dopiero po pewnym czasie. Główną przeszkodą jest wysoki koszt akumulatorów, który niemal podwaja cenę sprzedaży w porównaniu z porównywalnymi modelami z silnikiem Diesla. Należy oczekiwać, że ciągniki elektryczne zasilane akumulatorem będą charakteryzować się niższymi kosztami zmiennymi, ale obecnie brak danych empirycznych sugerujących, czy wyższe koszty inwestycji można zrekompensować w analizie TCO (całkowitego kosztu posiadania).
Chiński producent ZSHX Advanced Tractors zamierza wstrząsnąć rynkiem europejskim modelem XEEVO E904i. Został on zaprojektowany od podstaw jako ciągnik zasilany akumulatorem i ma kosztować zaledwie około 100 000 euro. Koncepcja napędu obejmuje dwa silniki elektryczne umieszczone obok siebie. Jeden służy do napędu, drugi do napędzania tylnego WOM i pomp hydraulicznych. Moc ciągła/szczytowa wynosi odpowiednio 66/90 kW. Akumulator LFP o pojemności 105 kWh jest zamontowany w przedniej połowie ramy ciągnika. v Jest on przeznaczony do ładowania/rozładowywania z mocą 115 kW, co ma umożliwić szybkie ładowanie prądem stałym w ciągu godziny.
John Deere prezentuje na targach Agritechnica ciągnik zasilany akumulatorem o mocy 96 kW (130 KM). Opiera się on na platformie modelowej, która została również zaprojektowana od podstaw z myślą o technologii napędu elektrycznego i autonomicznej jeździe. Ta ostatnia opiera się na systemach kamer/LiDAR oraz całkowicie elektrycznym sterowaniu układem kierowniczym, hamulcami itp. metodą „by-wire”. Modele E-Power mogą być wyposażone w maksymalnie pięć akumulatorów NCM o pojemności 39 kWh każdy, co daje całkowitą pojemność brutto 195 kWh. Poziom napięcia wynosi około 800 V, co odpowiada napięciu w samochodach luksusowych i ciężarówkach. Oś elektryczna jest całkowicie nowa i zawiera po jednym silniku elektrycznym do napędu i tylnego WOM (moc ciągła 96 kW/130 KM każdy). Układ napędowy jest jednostopniowy, co oznacza, że nie jest wymagane przełączanie zakresu jazdy za pomocą sprzęgieł. Kolejny silnik elektryczny służy do napędzania roboczej pompy hydraulicznej, która w początkowej fazie jest nadal projektowana jako pompa o zmiennym wydatku. Oprócz tych trzech silników elektrycznych do napędów roboczych, cztery kolejne służą do napędzania „komponentów peryferyjnych” na żądanie: wentylatora chłodzącego, ogrzewania/wentylacji/klimatyzacji, pompy oleju smarującego skrzynię biegów oraz układu zarządzania temperaturą akumulatora. Oprócz wersji standardowej, seria E-Power będzie również dostępna w wersjach „Narrow”, „Low Profile” i „High Crop”. Ta różnorodność oraz wejście dużego producenta John Deere, który od lat notuje wysokie wyniki sprzedaży w tych segmentach na swoim rodzimym rynku w USA, może wreszcie dać impuls rynkowi traktorów elektrycznych zasilanych akumulatorem.
Start-upy Onox i Tadus również kontynuują działalność w dziedzinie traktorów zasilanych akumulatorem. Pierwszy z nich opiera się na koncepcji ciągnika z trzema silnikami elektrycznymi: jednym o mocy 50 kW do napędu i dwoma o mocy ciągłej 35 kW każdy do przedniego i tylnego WOM. Oprócz zintegrowanego akumulatora o mocy 20 kWh, w pojeździe można przewozić akumulatory zapasowe o mocy 30 kWh: na przednim lub tylnym trzypunktowym układzie zawieszenia (TUZ) lub z boku między osiami. Napięcie 48 V jest dość niskie jak na tę klasę wydajności, ale mieści się poniżej limitu 60 V dla pojazdów elektrycznych.
Producenci z Azji opracowują również układy napędowe ciągników z elektroniką dużej mocy. Indyjski instytut Tafe zgłosił do konkursu „Agritechnica Innovation Award” badanie „EVX 75 Diesel Electric Hybrid Tractor”. Osiągi klasycznego ciągnika o mocy 75 kW (100 KM) mają być osiągnięte dzięki silnikowi wysokoprężnemu o mocy 55 kW (75 KM), dwóm silnikom elektrycznym i akumulatorowi EVX75 o pojemności 25 kWh. Chiński producent Zoomlion z kolei stara się uplasować w wyższej klasie mocy i wprowadza elektrycznie napędzany zespół skrzyni biegów i tylnej osi dla ciągników o mocy do 400 KM. Składa się on z dwóch współosiowo ułożonych silników elektrycznych, które mogą być używane oddzielnie lub razem do napędu układu napędowego i tylnego WOM.
Wygodne centrum dowodzenia
Wciąż trwa ożywiona działalność w dziedzinie elektroniki i systemów wspomagania. Firma Claas opracowała „adaptacyjny system zarządzania układem napędowym” dla nowych, dużych ciągników Axion. System ten opiera się na różnych krzywych sprawności silnika, skrzyni biegów, układu hydraulicznego i agregatów pomocniczych, a także na algorytmie adaptacyjnym. Dzięki podfunkcji „Auto Load Anticipation” system zapamiętuje zapotrzebowanie na moc i skoki obciążenia podczas pierwszego przejazdu na pole i z powrotem, np. na uwrociu podczas opuszczania narzędzi uprawowych. Podczas jazdy ciągnik automatycznie dostosowuje prędkość obrotową silnika i przełożenie skrzyni biegów, zanim nastąpią skoki obciążenia. Ma to na celu z jednej strony zapobieganie znanemu „dławieniu”, a z drugiej zapewnienie, że wymagana moc jest zawsze dostarczana w punktach pracy z optymalną wydajnością.
Deutz-Fahr wprowadzi Zaawansowany System Wspomagania Kierowcy (ADAS) wraz z nową serią ciągników w wyższej klasie średniej z sześciocylindrowymi silnikami. Standardowy pakiet obejmuje funkcje znane z samochodów osobowych i ciężarowych: ostrzeżenie o zjeździe z pasa ruchu, asystenta skrętu i wykrywania obiektów/osób. Z pakietem dodatkowym „Zaawansowany” można je rozszerzyć o adaptacyjny tempomat z ostrzeganiem przed kolizją i rozpoznawaniem znaków drogowych. Funkcje wspomagające uwzględniają specyfikę ciągnika. Należą do nich m.in. obecność przednich i tylnych narzędzi w samym ciągniku, jazda po drogach nieoznakowanych lub bliskie podążanie za sieczkarnią samojezdną podczas koszenia pól kukurydzy. System ADAS opiera się na całkowicie nowej architekturze elektronicznej oraz różnorodnych systemach czujników i kamer. Deutz-Fahr dąży do zwiększenia bezpieczeństwa podczas jazdy po drogach publicznych lub cofania na podwórku, jednocześnie tworząc techniczne warunki do autonomicznej jazdy.
