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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

~

~ -----_....------- - -...--I --brazos --+- bastidor I

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

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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

-

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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•

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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

~200QI

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<3 50

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15

14

~12

~ 10c:.~ 8

.~ 8Gi1/)

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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.•

MARZO 2012

33