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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LOS LLANOS OCCIDENTALES “EZEQUIEL ZAMORA” NUCLEO GUASDUALITO COMPILACIÓN DE MECANIZACIÓN AGRICOLA, MAQUINARIAS E IMPLEMENTOS AGRICOLAS. AGRICOLAS. PREPARADO POR : T.S.U. AGRONOMÍA, ING. PROD. A.: DAVID O. TORRES J.
GUIA-MECANIZACIÓN AGRÍ COLA
MECANIZACIÓN AGRÍCOLA. AGRÍCOLA. EL TRACTOR Es una de las ramas de estudio de la Ingeniería en Producción Animal, tiene como objetivo diseñar, seleccionar, estudiar y recomendar máquinas y equipos de uso agroindustrial con el fin de acelerar la productividad y eficiencia de las actividades concernientes a la producción animal. Básicamente se puede dividir en 4 lineamientos: 1. Diseño de Máquinas y sus partes 2. Fuentes de Potencia 3. Maquinaria 4. Automatización 1. Diseño de Máquinas y sus partes : En este caso el ingeniero agrícola diseña, calcula y selecciona maquinaria y herramienta (ejes, rodamientos, cadenas, correas, engranajes, elementos transmisores de potencia y demás partes mecánicas). 2. Fuentes de Potencia: Potencia : Se establecen parámetros de uso racional y eficiente de la energía (humana, animal, mecánica y eléctrica) disponible para llevar a cabo las labores agrícolas. También se establecen las fuentes de dicha energía para tener en cuenta en el momento en que el ingeniero agrícola diseñe o seleccione cualquier artefacto. Se estudian los criterios de diseño y selección de Tractores y equipos agrícolas para diversos casos y condiciones tanto ambientales como topográficas. 3. Maquinaria: Maquinaria: Se relacionan los dos lineamientos anteriores, adicionándole el estudio de fallas y posibles deficiencias que puedan presentar los equipos utilizados; así como la administración y legislación de ________________________________________________________________________________
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equipos, máquinas y herramienta agrícola, teniendo en cuenta los estatutos legales de los organismos gubernamentales de cada país. 4. Automatización: Automatización: Aplicación de la electrónica y los conceptos de las otras tres ramas en procura de avances tecnológicos y eficientes en el campo (instalaciones eléctricas, reguladores de presión, humedad y temperatura para invernaderos y Construcciones Rurales, generación de energías alternativas, etc). EL TRACTOR Las maquinarias agrícolas cuentan con una gran variedad de opciones. Sin embargo, los tractores agrícolas son los que más han influido en cuanto a la modernización de la agricultura, ya que es considerado como el medio auxiliar de mayor relevancia a la hora de realizar actividades agrarias. Respecto a su constitución, poseen ruedas o cadenas con disposición de dos ejes y con una gran potencia de tracción. En el caso de los tipos más normales, éstos poseen ruedas neumáticas, ya que son motrices y tiene un par trasero de ruedas de grandes dimensiones. El nombre de este medio viene del verbo latino “trahere”, que implica la acción de tirar algo en algún lugar. Por eso se denomina de esta forma al vehículo agrícola que se emplea cuando también se quieren accionar otras herramientas. Entre ellas podemos mencionar a las cosechadoras, a los arados, segadoras y también a los remolques. Asimismo, se lo puede utilizar cuando se necesita de une fuente proveedora de potencia. El uso de los tractores agrícolas, por otra parte, fue lo que posibilitó que se disminuya notablemente la mano de obra en distintos trabajos agrícolas y que se hayan mecanizado las tareas de carga y las tareas de tracción. Recordemos que ambas tareas habían sido realizadas por animales, como el asno y el buey, antes de la aparición de este vehículo. Además se los emplea en distintas obras de construcción, junto con el agregado de accesorios tales como palas o máquinas excavadoras. Los modelos de tractores agrícolas que cuentan con un solo eje son sumamente requeridos en trabajos de agricultura llevados a cabo en el Mar Mediterráneo. Los mismos tienen dos ventajas importantes: muy bajo costo y grado de efectividad muy similar a los modelos que poseen más de un eje. Respecto al desarrollo de estos medios auxiliares, se cree que en unos años casi todos ellos tendrán en su constitución un sistema de GPS.
Tractor Ebro Tractor Ebro.
Tractor Ford6600 con sembradora de 4m
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Tractor MF6190 con arado de 4 tejas
Tractor brasileño.
Un tractor (del latín trahere «tirar») es un vehículo especial autopropulsado que se usa para arrastrar o empujar remolques, aperos u otra maquinaria o cargas pesadas. Hay tractores destinados a diferentes tareas, como la agricultura, la construcción, el movimiento de tierras o el mantenimiento de espacios verdes profesionales (tractores compactos). Se caracterizan principalmente por su buena capacidad adherencia al terreno. Su uso ha posibilitado disminuir sustancialmente la mano de obra empleada en el trabajo agrícola, así como la mecanización de tareas de carga y de tracción que tradicionalmente se realizaban con el esfuerzo de animales como asnos, bueyes o mulas. Tareas de los tractores agrícolas Un tractor agrícola de los denominados “de ruedas” pueden llevar a cabo una serie de operaciones básicas las cuales son: traslado, arrastre, empuje, suministro de fuera, arrastre y accionamiento. Todas las tareas mencionadas, con excepción de aquellas vinculadas con el traslado, las puede realizar de manera autónoma y sin la asistencia de otra maquinaria o de otro elemento asistencial. Sin embargo, el resto de las operaciones son efectuadas con la presencia de un apero, que es una suerte de máquina que al desplazarse tiene la capacidad de ejecutar funciones concretas, tales como: abonar, sembrar, segar, labrar, acondicionar una cosecha, abrir zanjas, nivelar los terrenos, realizar recolecciones y todo tipo de tareas relacionadas con acciones de carga y descarga. Asimismo, los tractores agrícolas pueden caracterizarse como un exponente de la mecanización agraria, como ya hemos adelantado, fundamentalmente porque afecta a todos los trabajos mecanizados. Debido a esta importante función que realiza, el tractor puede ocasionar más peligros de los que son tenidos en cuenta, sobre los cuales ampliaremos a continuación. Uno de los riesgos máximos que se puede llegar a correr cuando se está operando este vehículo en particular es el vuelco, que puede ser lateral o hacia atrás, a lo que se conoce con el nombre de “encabritamiento”. Las causas de un vuelco de los tractores agrícolas pueden ser muchísimas y una de ellas es la peligrosidad intrínseca del vehículo. Como se trata de una máquina que tiene su centreo de gravedad bastante elevado respecto del nivel del suelo, la estabilidad del tractor puede perderse en determinadas posiciones y de ahí ocasionar el vuelco. Esto también esta relacionado con otro factor: el de la distancia entre los ejes y el grosor de la vía por la cual se está transitando. Por esta razón, los modelos más estrechos son los que acarrean mayores riesgos de vuelco. Como esta máquina realiza tareas de tracción, es decir, de traslado y de arrastre, es importante mencionar que otra causa de vuelco tiene que ver con la producción de una fuerza de tracción excesiva o bien con una fuerza de tracción que se aplica sobre un determinado punto de enganche, que había sido mal colocado previamente. Todo esto va a determinar un vuelco con riesgo de que se produzca un accidente debido al vuelco hacia atrás, o sea, al encabritamiento del vehículo. 1. Trabajos que realiza un tractor •
Trabajos de transporte o remolque ________________________________________________________________________________
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Trabajos de arrastre Trabajos de empuje Trabajos estacionarios o de transmisión de otros movimientos mediante la toma de fuerza o equipo hidráulico
2. Partes del tractor • • •
• • • • •
Chasis Motor Transmisión (caja de cambios, diferencial, embrague, reducción final, palieres, ruedas, toma de fuerza,) Polea Alzamiento hidráulico Enganche Dirección Frenos
3. Tipos 3.1. Tractores según su ámbito Los tractores se utilizan en diversos ámbitos: Un tractor agrícola se utiliza para mover remolques agrícolas y para realizar tareas agrícolas mediante el uso de aperos. El tractor también se utiliza en obras de construcción, generalmente con accesorios tales como palas o brazos de retroexcavadoras. Los motocultores, de pequeñas dimensiones, son muy usados en la agricultura del Mar Mediterráneo. 4. Accionamientos especiales Un tractor tiene uno o varios sistemas de accionamiento para utilizar aperos. Un tractor agrícola habitualmente tienen en la parte posterior un sistema de tres brazos (actuadores y tensor), denominado enganche tripuntal, mediante el cual levanta y baja la herramienta acoplada como un arado, una empacadora, una picadora, segadora, rotobator o una abonadora. Los dos brazos inferiores son accionados habitualmente por una bomba hidráulica mediante un distribuidor, que a su vez es movida por el motor del vehículo. El sistema tripuntal efectúa un movimiento plano de cuadrilátero articulado. de los tres brazos el de arriba es extensible para poder regular el apero, hoy en día están equipados con sistemas electrónicos de sensibilidad para que cuando se produzca más fuerza de la normal se desplace hacia arriba para evitar roturas del tractor Para el accionamiento de algunas herramientas, los tractores agrícolas suelen llevar una toma de fuerza, que consiste en un eje nervado que es accionado por el motor del vehículo mediante una transmisión de engranajes. La transmisión del movimiento rotativo de dicha toma de fuerza a la herramienta se realiza habitualmente mediante un árbol de transmisión articulado con dos cardanes. Por norma existen 2 tipos de revoluciones 540 o 1000 rpm, que hacen girar la espiga, normalmente hay muchas medidas disponibles, todos los tractores del mercado llevan un sistema paralelo hidráulico con el elevador para poder suministrar un caudal de aceite a los aperos, por norma el sistema hidráulico suele tener una presión máxima de 220 Bar y un caudal máximo de 300L. por minuto pudiendo ser todo esto regulado por el ________________________________________________________________________________
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operador, hoy en día en el mundo agrícola va por delante del mundo de la automoción en electrónica, muchos tractores equipan desde hace años un sistema de diagnostico de Bus Can , es decir un sistema de 2 cables que recorren todo el tractor(can Hi y can Low) que lo que hacen es aportar información de todos los sensores, potenciómetros, reguladores... y que son captadas por controladores, un tractor puede tener los siguientes controladores: motor, transmisión, suspensión delantera, suspensión cabina, controlador cabina, controlador hidráulico, toma de fuerza, elevador posterior, controlador climatizador, controlador apoyabrazos(el 60% del tractor se maneja desde una consola adjuntada en apoyabrazos derecho del asiento del conductor).... 5. Tractores de vapor Los primeros tractores fueron los tractores de vapor. Fueron utilizados en pares a cada lado de un campo a arar un lance de ida y vuelta entre ellos utilizando un cable. Los tractores a vapor se utilizaron con éxito en la década de 1890, y después de 1900 los tractores de gasolina, más baratos, empezaron a reemplazar a los caballos en el tiro del arado. Los primeros ejemplares, con motor de combustión interna, funcionaban con nafta (gasolina), luego se fabricaron con un combustible más barato llamado gasoil. En la actualidad se implementó también la mezcla de gasoil con gas natural comprimido, haciendo aún más barato y de buen rinde el combustible para el motor.
Potencia En Los Tractores Agrícolas En un tractor se diferencian 4 tipos de potencias: I.
Potencia en la barra de Tiro (HP b de T). Es la potencia que el tractor desarrolla en las llantas motrices o carriles para moverse a sí mismo y al implemento o carga acoplado al tractor ya que éste requiere un Tiro (fuerza paralela a la dirección de desplazamiento del implemento). Esta fuerza de tiro es igual a la suma de las resistencias del suelo y del cultivo y la resisencia al rodamiento del implemento. ∴
Tiro (lb) = F (suelo)(lb) + F (cultivo(lb) + F (R.r) (lb) Total
La resistencia del suelo y el cultivo es la fuerza paralela a la dirección del movimiento, resultante de el contacto entre el suelo y el cultivo y la componente del trabajo del implemento. F (suelo) + F (cultivo) = (Tiro Unitario) * (Tamaño de la máquina ó Valor de Rendimiento)
∴
ó F (suelo) + (cultivo) (lb) = (Tiro Unitario) (lb/pié) * (Ancho de la máquina) (pié)
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Promedio de tiro unitario parea algunas Máquinas agrícolas
Arados
Rastrillos
Sembradoras
Suelos Livianos
0.21-0.42 Kg/cm
Sección ó área
Suelos Medianos Suelos Pesados
0.35-0.63 Kg/cm 0.56-0.98 Kg/cm
Sección ó área Sección ó área
Un cuerpo Tandem 4 cuerpos
79-149 Kg/m 149-268 Kg/m
ancho ancho
Offset 2 cuerpos Cuatro cuerpos pesado Dientes rígidos Dientes flexibles
298-372 Kg/m 298-372 Kg/m 29-89 Kg/m 112-220 Kg/m
ancho ancho ancho ancho
Surcos
45-82
por tolva
Granos (chorro)
45-119 Kg/m
ancho
Surcos
12-24 Kg/macho * cm de profundidad 15-27 Kg/macho * cm de profundidad
Cultivadoras Rotatoria
Cosechadoras
Guadañadora
1.1-2.24 HP/m * ancho
Combinada Automotriz Combinada (T de f.)
6-10 HP/m*ancho 6-15 HP/m*ancho
Cosechadora de Maíz
6-16 HP
(T de f/Surco)
La Resistencia al Rodamiento. Es la fuerza paralela a la dirección del movimiento requerida para transportar un implemento del movimiento requerida para transportar un implemento sobre el suelo. Esta fuerza llega a ser apreciable cuando se usan implementos pesados en suelos blandos o sueltos. En otras palabras es la fuerza que opone el terreno al giro de las ruedas. El vehículo no se moverá mientras no se venga esta fuerza. Muchos factores determinan la resistencia al rodamiento. Los más importantes son: •
Fricción interna. ________________________________________________________________________________
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Flexión en los neumáticos. Penetración en el suelo. Peso sobre las ruedas. Presión y diseño de los neumáticos.
Sobre esta base se ha preparado una fórmula para encontrar la resistencia al rodamiento en los vehículos con ruedas: Resistencia al Rodamiento (RR) = Peso sobre las ruedas * Factor RR Dado que las condiciones del terreno pueden variar infinitamente, existirá un número infinito de posibles Factores de Resistencia al Rodamiento. No obstante en la práctica sólo se consideran 5 factores principales para efectos de cálculo. Se pueden determinar factores intermedios mediante interpolación y cierta experiencia. Factores Típicos de Resistencia al Rodamiento R.R Tipo de Camino Duro y parejo (pavimento de hormigón o bituminoso que no cede bajo el peso)
Sistema Métrico
Sistema Inglés
................................. 20 Kg/Ton
40 lb/Ton
.............................. 32.5 Kg/Ton
65 lb/Ton
................................. 25 Kg/Ton ................................. 45 Kg/Ton
50 lb/Ton 90 lb/Ton
................................... 50 Kg/ton
100 lb/Ton
................................... 75 Kg/ton
150 lb/Ton
........................ 100-200 Kg/Ton
200-400 lb/Ton
Firme (Grava) algo ondulado y que cede un poco bajo la carga Nieve: Compacta Suelta De arcilla dura con surcos, que cede bastante bajo el peso. Se separa muy poco y no se ruega. La penetración máx. de los neumáticos es de 2-3cm
De tierra sin estabilizar, surcado y que cede mucho bajo el peso; los neumáticos se hunden de 10 a 15 cm Tierra blanda, fangosa y con surcos o arena
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Ejemplo: Cuál es la resistencia al rodamiento de un vehículo que pesa 1.800 Kg y marcha por una superficie dura y pareja, tal como una calle pavimentada? R.R = Peso sobre las ruedas * Factor R.R R.R = 1.8 Ton * 20 Kg/Ton = 36 Kg Pero, si la carretera es fangosa ó de tierra blanda y con surcos: R.R = 1.8 Ton * 75 Kg/Ton = 135 Kg Cuando se trata de tractores de ruedas, la resistencia al rodamiento afecta al tractor y a la máquina remolcada, ya que ambas marchan sobre ruedas. Por lo tanto, para calcular la resistencia al rodamiento de cualquier combinación de tractor de ruedas y apero remolcado, deben considerarse ambos pesos, así: Peso sobre las ruedas = Peso del tractor + Peso remolcado + Carga R.R = Peso sobre las ruedas * Factor R.R Ejemplo:
Cuál es la resistencia al rodamiento de un tractor cuyo peso es 1.800 Kg y tira un remolque de peso 1.000 Kg cargado con material cuyo peso es 500 Kg. Se asume un terreno de arena seca. R.R = (1.8 Ton + 1.0 Ton + 0.5 Ton) * 150 Kg/ton R.R = 3.3 Ton * 150 Kg/Ton R.R = 495 Kg
Otro factor que determina la resistencia al rodamiento y que determina la potencia requerida en la barra de tiro del tractor es la “Resistencia en las Pendientes”. Esta es una fuerza de gravedad que debe vencerse cuando se marcha cuesta arriba. Actúa sobre el peso total de cualquier vehículo, ya sea de ruedas o de carriles. Osea que: Terreno plano .................................. Resistencia Total = Resistencia al Rodamiento RT = R.R Cuesta arriba ................................... Resistencia Total = Resistencia al Rodamiento + .... Resistencia de la pendiente RT = R.R + RP Cuesta abajo ................................... Resistencia Total = Resistencia al Rodamiento .... Ayuda de la pendiente ________________________________________________________________________________
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RT = RR – AP Donde: RP ó AP = (Peso Total) * 10 Kg/Ton * % inclinación Ejemplo: Un remolque de peso 600 Kg y cargado con 300 Kg es tirado por un tractor de llantas que pesa 1.800 Kg. Debe transportarse esa carga por un terreno de grava emparejada cuya pendiente es del 5%. Cuál es la resistencia total? RT = (600 Kg + 300 Kg + 1.800 Kg) * 10Kg/Ton * 5 RT = 2.7 Ton * 10 Kg/Ton * 5 RT = 135 Kg Como es evidente si la pendiente fuera hacia abajo, se requiere una fuerza de frenado de 135 Kg para contrarrestar dicho factor. Debe tenerse en cuenta que los tractores de oruga ó carriles no presentan resistencia al rodamiento, ya que ellas llevan consigo sus propios caminos de acero, siempre parejos y firmes. Por lo tanto, no existen problemas de penetración de las ruedas, ni hay neumáticos que se flexionen. Solamente habría que considerar la fricción interna en el tren de fuerza y ésta, desde el punto de vista práctico, se puede despreciar. RR Tractor oruga = 0 En conclusión: Tiro Total = (Tiro Unitario * Tamaño de la máquina) + (Peso Total Máquina * Factor RR) = (± Rp ó Ap) Sabiendo que: HP b de T (Necesaria)
= Tiro Total * Velocidad K
Podemos decir que: Hp b de T (KW) = Tiro Total (KN) * Velocidad (Km/h) (Necesaria) 3.6 ________________________________________________________________________________
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Hp b de T (HP) = Tiro Total (lb) * Velocidad (mill/h) (Necesaria) 37.5 Tenemos entonces que la POTENCIA NECESARIA en la barra de tiro de un tractor (sólo o con implemento halado) está dada por las ecuaciones anteriores. Pero, otro análisis necesario es el de la POTENCIA DISPONIBLE del tractor para ejecutar determinado trabajo. Veamos este análisis: Como quiera que la potencia es una relación de trabajo y tiempo, no sólo se debe tomar en cuenta la fuerza de una máquina, sino también la velocidad con que se mueve y efectúa una operación determinada.
P=
T t
=
F*
d = F * υ t
Además, como las condiciones varían hasta en el curso de un mismo trabajo, es necesario alterar frecuentemente la relación de trabajo y tiempo. La caja de cambios suministra diversas combinaciones de velocidad y tracción. Estas combinaciones abarcan desde la de mínima velocidad y máxima tracción, hasta la de máxima velocidad y mínima tracción. Los datos correspondientes a cada máquina, tanto de orugas como de llantas neumáticas, se indican en las especificaciones del fabricante. Ejemplo: Tractores de Carriles
Tractores de Ruedas
Fuerza en la barra de Tiro, Kg Velocidad Km/h 1ª
2.4
Nominal Máxima 20.000
23.700
Fuerza en las rue-das propulsadas, kg Velocidad
Km/h
Nominal
5ª
36.4
1980
Max 2520
La diferencia entre “Fuerza en la barra de Tiro” y “Fuerza en las ruedas propulsadas” es sólo convencional, pues ambas se miden en Kg de tracción. La primera es fácil medirla mediante un dinamómetro, por ejemplo. En cambio, la segunda es muy difícil evaluarla, aunque si puede calcularse. También se puede decir lo mismo de lo que es “Fuerza Nominal” y ‘Fuerza Máxima”: La “Fuerza Nominal” es la tracción que ejerce el tractor cuando el motor ejerce su potencia nominal, a la velocidad especificada. ________________________________________________________________________________
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La “Fuerza Máxima” es el resultado del aumento del par motor bajo la carga, pero se obtiene a expensas de la disminución de la velocidad de marcha. ........ Con base en lo anterior, podemos concluir que para determinar la velocidad a la que un tractor puede tirar una carga se tiene que comparar el Tiro Total NECESARIO (Fsuelo + Fcultivo + Fresist. al Rodamiento ± Rp o Ap) con la tracción a Tiro DISPONIBLE (según especificaciones) y luego elegir la combinación adecuada de engranajes en la caja de velocidades para seleccionar la velocidd. Como es natural se debe elegir la combinación que permita la velocidad más alta posible en relación con el tipo de trabajo: Ejemplo: El Tiro Total NECESARIO de un tractor para realizar un determinado trabajo es de 4540 kg. Si dicho tractor posee las combinaciones de tracción y velocidad que se indican a continuación cuál será la velocidad más adecuada? Fuerzas de Tracción en las ruedas Nominal Máxima Velocidad 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª
Km/h
Kg
Kg
4.2 8.0 13.0 22.2 36.4
17.550 9.070 5.530 3.260 1.980
22.270 11.520 7.020 4.140 2.520
Debe ponerse en 3ª velocidad, pues la tracción nominal en los ruedas es 5.530 kg. ........ Si el Tiro Total fuera de 5.530 Kg, por ejemplo, se debe elegir la 2ª velocidad, pues debe considerarse siempre la Tracción Nominal, ya que en esta forma queda disponible la reserva de potencia a la capacidad de tiro máxima, con el fin de salvar obstáculos en el terreno. Pero la potencia DISPONIBLE en el tractor tiene algunas restricciones para poder saber cuál es la verdadera potencia UTILIZABLE, como son:
•
Tracción Efectiva o Agarre. Es la capacidad que tienen las ruedas o carriles para aferrarse a la superficie del suelo.
•
Altitud. Al aumentar, disminuye la presión atmosférica y baja la potencia de aspiración natural. Como es natural, se reduce la fuerza de tracción. ________________________________________________________________________________
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Uno de los factores más importantes que determinan la fuerza de tracción es el peso de la máquina misma. Coeficientes de Agarre para Tractores (1-g) Tipo de Suelo Hormigón Arcilla y manga seca Arcilla y manga mojada Arena Seca Arena Mojada Cantera Camino de grava suelta Nieve compacta Hielo Tierra firme Tierra suelta Carbón Amontonado
Neumáticos
Oruga
0.90 0.55 0.45 0.20 0.40 0.65 0.36 0.20 0.55 0.55 0.45 0.45
0.45 0.90 0.70 0.30 0.50 0.55 0.50 0.25 0.90 0.90 0.60 0.60
Ningún tractor es capaz de ejercer una fuerza de tracción superior a su peso. En general, lo que determina la fuerza de tracción es el peso sobre las ruedas propulsadas. Por ejemplo, si en un automóvil corriente las ruedas propulsadas soportan el 40% del peso, sólo puede ejercer una fuerza de tracción equivalente al 40% de su peso total. Para evaluar el factor de agarre correspondiente a las diversas características o condiciones del suelo, se han formulado los “Coeficientes de tracción efectiva o de agarre”que constituyen los porcentajes del peso sobre las ruedas propulsadas. Tratándose de neumáticos, el coeficiente de agarre en hielo es012. Esto significa que la tracción en Kg de una máquina con neumáticos es el 12% del peso sobre las ruedas propulsadas. ∴
Potencia UTILIZABLE = Potencia DISPONIBLE * (1-g)
Hay sin embargo, otro factor que afecta la potencia disponible: La Altitud: Los motores turboalimentados mantienen toda su potencia a mayor altitud que los motores de aspiración natural. Consultar manuales de operación. Cuando se trate de motores de aspiración natural y no se tiene información específica, se puede considerar una pérdida del 3% por cada 300m (1% en 100m) a partir de los 1.000 m de altura. II. Potencia en la Toma de Fuerza. (Tdef). Es la potencia requerida por el implemento en el tdef del tractor. ________________________________________________________________________________
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Los implementos más utilizados en el tdef del tractor son: rotavator, sembradoras al voleo, bombas y generadores eléctricos. Las tablas de ensayos del Yearbook de la ASAE, traen dos formas de expresar la potencia en el tdef: •
Máxima potencia en el tdef a velocidad estádar del motor = P1 tdef. En esta prueba, se trata de determinar la máxima potencia que el t.def. desarrolla cuando el motor del tractor gira a su r.p.m. de prueba, es decir a las r.p.m que el fabricante especifica como de régimen del motor y además se especifican las r.p.m del t.def. a esa máxima potencia. Su descripción es así: Ej: Max HP t.def. @ R.T.M std motor .............. 80 @ 2200 RPM del t.def .................600 El dato obtenido en esta prueba sirve para usar el t.def. como motor para equipos no calibrados, es decir que no requieren las r.p.m std del t.def. El dato obtenido en esta prueba sirve para usar el t.def. como motor para equipos no calibrados, es decir que no requieren las r.p.m std del t.def.: bombas de riego, trilladoras estacionarias, etc.
•
Máxima Potencia del t.def. a velocidad estándar del t.def. = P 2t.def. Su descripción es así: Ej: Max. HP. t.def. @ RPM std t.def. ..................... 75 @ 540 RPM del ..................... 2.100
motor
El dato obtenido en esta prueba sirve para usar el t.def. para equipos calibrados a las r.p.m. std del t.def., tales como: cortamalezas, rotavator, etc. Esta potencia P2, es generalmente más baja que la P1 y además en la mayoría de los casos, las RPM del moto están por debajo de las RPM de régimen. Es ideal para un tractor cuando P1 = P2 Definición. El t.def. es un eje estriado, situado en la parte posterior del tractor que suministra potencia rotacional para implementos acoplados a él. Especificaciones. • • •
La localización del t.def. se ceñirá a 25 mm a la derecha o a la izquierda de la línea central o longitudinal del tractor. La localización ideal es en centro. La rotación será en el mismo sentido del reloj, cuando el observador está situado detrás del tractor, mirando hacia delante. La velocidad (RPM) estándar será: • •
Para t.def. Lentos: Para t.def. Rápidos:
(ASAE) JIS (Japan Industrial Standard) 540 ± 60 Máx 540 ± 10 1000 ± 100 Máx 1000 ± 25
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Cuando el tractor puede desarrollar R.P.M mayores de 630 y 1170, deben tener avisos de advertencia para seguridad de operación de los implementos acoplados. El punto de enganche de la barra de tiro debe estar alineado verticalmente con el t.def. El t.def. se conformará de acuerdo a las dimensiones especificadas en las figuras 1, 2, 3 y 4.
DIMENSIONES DEL EJE DE T.DEF.
Diámetro Nominal
Tipo 1 35mm(13/8”)
Tipo 2 35mm (13/8”)
Tipo 3 45mm (13/4”)
RPM Standard de Operación A B C D E
540 ± 10
1000 ± 25
1000 ± 25
38.1 ± 0.8 76.2 7.1 0.5 rad(30°)±3°
38.1 ± 0.8 76.2 4.8 ± 0.8 30°±30
38.1 ± 0.5 88.9 7.6 ± 0.8 30°±30
2946 . 2926 .
2946 . 2926 .
3734 . 3713 .
6.86±0.25 82.6 Mín SI
6.86±0.25 82.6 Mín Opcional
8.38±0.25 101.6 Opcional
F G J III. Potencia en el eje. (Pe).
Se define como la potencia desarrollada en el eje de las ruedas motrices. Para efectos de cálculo, se puede hacer igual a la potencia máxima en el toma de fuerza a la velocidad estándar del motor. Por tanto: Pe = P1 tdf IV. Potencia en el Sistema Hidráulico (H.HP) Es la potencia requerida por el implemento en el fluido hidráulico, tomada tractor ó motor.
del sistema hidráulico del
H. HP (Kw) = Flujo (l/s) * Presión (Kpa) 1000
H. HP (HP) = Flujo (gal/min) * Presión (lb/pulg2) 1714
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EN RESUMEN PARA EFECTOS PRÁCTICOS SE PUEDE ASUMIR:
b. HP Motor (Potencia al freno) 0.96-0.98 0.75
0.81
Transmisión 0.90-0.92 Toma de Fuerza
0.85-0.89 0.94
Eje
0.96 0.92 0.93 0.86 0.89
B. de Tiro
DIMENSIONAMIENTO DEL PARQUE DE MAQUINARIA DE UNA FINCA La agricultura moderna no puede entenderse sin la presencia de máquinas en numerosas tareas. Conocer el número exacto y su tamaño reviste fundamental importancia y una dificultad mayor de la que se supone. Si el parque de maquinaria es menor del necesario, se detecta rápidamente al no poder realizar las labores dentro del periodo disponible para cada una de ellas. En cambio un exceso, es decir un sobredimensionamiento, tendrá consecuencias negativas a largo plazo, debido a los excesivos costes que se producen. Tener un tractor más de lo necesario o aperos de mucha mayor anchura de trabajo conlleva unos costes que no se compensan con la mayor rapidez al hacer los trabajos. El número de máquinas y su potencia es fundamental de cara a la correcta amortización de las mismas. En pequeñas explotaciones el parque de maquinaria suele estar algo sobredimensionado, debido a que generalmente el agricultor debe poseer una máquina de cada clase de aquellas que no están disponibles habitualmente en alquiler, y que de algunas le bastaría con un tamaño mínimo, pero que por seguridad o imitación tenga máquinas de mayor tamaño de lo necesario.
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En grandes explotaciones es donde se debe ser más preciso y realizar un estudio más concienzudo, para hacer un dimensionamiento que permita realizar todas las labores en el tiempo disponible para ellas y de forma que los costes sean los menores posibles. Veamos los criterios para determinar el parque de maquinaria necesario en una explotación, lo cual no quiere decir que sean los que el agricultor tenga que tener en propiedad, ya que el utilizar maquinaria de alquiler, de utilización conjunta o contratación de maquileros pueden ser soluciones alternativas para disminuir los costes de maquinaria en una explotación, sobre todo en aquellas labores que requieran una gran potencia (labores de subsolado, arado de vertedera...) o en aquellas labores precisas y puntuales cuya máquina tenga un coste elevado o usamos muy poco tiempo (determinadas siembras, recolección...) La primera máquina que debemos dimensionar es el tractor por ser el elemento más importante y representativo de la mecanización: realiza la tracción de los diferentes aperos, acciona las máquinas, realiza el transporte de los productos y su versatilidad le convierte en partícipe de múltiples trabajos en el entorno de una explotación agraria. Además supone más del 80 % del valor de la inversión realizada en las explotaciones en concepto de equipamiento. Lo primero que debemos hacer es determinar el número de tractores necesarios y la potencia de todos ellos. La potencia del único tractor en explotaciones pequeñas o del más potente en aquellas que necesitan varios, se calcula en función de la labor más exigente, generalmente suele ser el laboreo del terreno. Por tanto, tendremos que determinar el arado que tenga una anchura suficiente de tal forma que trabajando a una velocidad habitual, permita labrar toda la superficie en los días disponibles para ello. Una vez calculado elegiremos, junto con otros factores condicionantes, la potencia del tractor que sea capaz realizar una labor adecuada con este apero. La fórmula para el cálculo de la anchura de trabajo sería:
Como hemos comentado, tendremos que elegir el apero que sea capaz de realizar la labor en el periodo establecido para ello. Por tanto, tendremos que tener en cuenta la superficie a labrar, el número de días para realizar la labor, el número de horas que trabaja al día y los tiempos perdidos. Luego, si tenemos que arar, por ejemplo, 50 hectáreas y disponemos de 13 días, en jornadas de 8 horas, el arado debe ser capaz de trabajar a un ritmo de 50/(13x8)=0.48 ha/h. Lo cual quiere decir que si la labor se realiza a una velocidad de 4 Km/h, y estimamos que un 25% del tiempo es perdido (pausas, giros en cabeceras, etc.), la anchura mínima necesaria sería:
Una vez elegido el arado determinaremos la potencia del tractor capaz de tirar de ese arado, teniendo en cuenta factores como tipo de suelo, profundidad de labor, pendientes de la finca y dejando siempre una reserva de potencia (entre un 15 y 20%) ________________________________________________________________________________
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De esta forma ya tendríamos calculada la anchura del arado y la potencia del tractor que necesita la finca. Si la anchura obtenida fuese excesivamente grande sería necesario más de un tractor, si por el contrario estuviera comprendida entre los valores existentes en el mercado, con un solo tractor podríamos realizar esta labor en el tiempo destinado a ella. Este tractor podría ser suficiente para realizar todas las labores de la finca o quizás necesite “la ayuda” de otro tractor en determinadas épocas, por ejemplo en primavera, que aunque las labores no requieran de una gran potencia si son numerosas y pueden requerir bastante tiempo. ¿Cómo averiguarlo? Primero estableceremos un calendario de labores, en él reflejaremos por meses las distintas labores a realizar y los tiempos requeridos para ello. Una vez hecho esto calcularemos la anchura de las máquinas que son capaces de hacer el trabajo en los días requeridos, de forma análoga a cómo hemos calculado la anchura del arado: De los resultados de esta ecuación para cada uno de los aperos podemos obtener: 1. Las anchuras son demasiado pequeñas. El trabajo podría realizarse con aperos pequeños, aunque quizás de un tamaño algo mayor al obtenido. Esto significa que con un solo tractor sería suficiente y tardaríamos menos días en realizar el trabajo. 2. Las anchuras son valores habituales en el mercado de la maquinaria. Estas serán, por tanto, las anchuras de los aperos necesarios para realizar nuestras labores con un único tractor. 3. Las anchuras son excesivamente grandes. Si obtenemos anchuras mayores de las que existen en el mercado quiere decir que será imposible realizar todo el trabajo con un solo tractor. Entonces repetiremos los cálculos con la hipótesis de que se disponen de dos tractores, teniendo en cuenta que el número de días disponibles aumenta, lo cual hace que se necesiten aperos que trabaje menos hectáreas a la hora (la superficie es la misma, pero el número de horas disponible es el doble). Si los resultados obtenidos continuaran siendo excesivos procederíamos con más tractores hasta que llegásemos a resultados razonables. En el caso de que fuese necesario más de un tractor, la potencia de los otros tractores podría ser inferior, ya que cuando trabajen simultáneamente, el más potente llevará enganchado el apero que requiera más potencia, y los demás llevarán aperos que no necesiten tanta. Además de escalonar la potencia, también se podría elegir tractores con distintos sistemas de rodaduras (cadenas, simple o doble tracción), especializando el trabajo de cada uno de ellos para los aperos que consuman un porcentaje lo más alto posible de la potencia homologada del tractor, sin sobrepasar el límite que se ha fijado de reserva de potencia, consiguiendo así un buen aprovechamiento de la energía del combustible (ya que los motores diesel en los tractores aprovechan mejor la energía del combustible con cargas elevadas) y haciendo un uso racional de la maquinaria agrícola. INTERPRETACIÓN DE LAS CURVAS CARACTERÍSTICAS DE UN TRACTOR Los planteamientos a la hora de la adquisición de un determinado modelo de tractor, van fundamentalmente dirigidos al cálculo de la potencia necesaria para realizar las labores que se requieren en un periodo de tiempo determinado, aunque existen otros factores que pueden condicionar esta elección. ________________________________________________________________________________
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Deberemos considerar la relación peso / potencia, cilindrada, dimensiones, capacidades, prestaciones de la toma de fuerza y del sistema hidráulico... además de valorar factores comerciales y económicos: precio, relación con el concesionario, taller especializado de reparación de la marca, valoración del tractor usado, etc. Pero además deberemos interpretar las curvas características del motor, que suelen aparecer en los catálogos comerciales y nos indican la potencia, par motor y consumos del tractor a distintos número de revoluciones. Del estudio del comportamiento del motor a diferentes revoluciones podemos determinar la zona óptima de funcionamiento. Antes de entrar en su interpretación, puede ser interesante definir algunos conceptos: CONCEPTO
DEFINICIÓN
POTENCIA (P)
La capacidad que posee el motor para realizar trabajo en la unidad de tiempo.
PAR MOTOR (M)
Es la potencia del motor transformada en fuerza de rotación el cigüeñal.
RESERVA DE PAR (r)
Característica del motor a superar esfuerzos cuando varía el número de revoluciones. Indica como varía el par motor a cada número de revoluciones
CONSUMO ESPECÍFICO (Ce)
Es la cantidad de combustible que consume el motor para producir la potencia de 1 kw durante una hora
CONSUMO HORARIO (Ch)
Es el consumo que realmente tiene el tractor expresado en litros/hora.
ELASTICIDAD
Característica del motor que define el intervalo de esfuerzos que puede sufrir un motor sin calarse. El valor de E oscila entre 1.5 (motor poco elástico) y 4.5 (motor muy elástico).
FORMULAS Y UNIDADES P= Fuerza x velocidad Potencia: kw=1.36 CV Fuerza: N Velocidad: m/s
M: N·m P: CV : rpm del motor
r: % M5:par máximo (N·m) M2: par a la potencia máxima (N·m) Ce: gr/kwh
P: CV Ce: gr/kwh
M5:par máximo (N·m) M2: par a la potencia máxima (N·m) n5: rpm del motor al par máximo n2: rpm a la potencia máxima
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En la figura anterior puede observarse las curvas características (potencia, par motor, consumo específico) de un determinado tractor, tal y como puede aparecer en un catálogo comercial y que vamos a tomar como ejemplo. A partir de estas curvas podemos determinar: Potencia máxima del motor: 82 CV. Punto 1 Régimen nominal del motor: 2.250 r.p.m. Punto 2 Potencia homologada del tractor (a 540 r.p.m.): 75 CV. Punto 3 Aumento de par: 30% Puntos 4 y 5 Par máximo: 286 N·m. Punto 5 También podemos trazar la zona de óptimo funcionamiento del tractor, que es aquella en la que se obtiene el máximo rendimiento del motor con una muy buena relación potencia-consumo y que coincide con la zona de consumo específico. Esta se consigue trabajando entre el 80 y el 100% del régimen nominal, que para el ejemplo seleccionado corresponde con el intervalo comprendido entre las 1800 y las 2250 revoluciones del motor (zona rayada de la gráfica). Para esta zona los valores son: ________________________________________________________________________________
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Potencia que desarrolla: entre 70 - 80 CV. Puntos 6 y 7 Consumo específico: entre 285-295 gr/kw.h. Puntos 8 y 9 Par motor: entre 235-274 N·m Puntos 10 y 11 Aumento de par: 24%. Puntos 4 y 11 Además podemos determinar el funcionamiento a determinado número de revoluciones, así por ejemplo, trabajando a las 2100 revoluciones el tractor puede desarrollar una potencia de 78 CV de potencia (punto 12), con un consumo específico de 290 gr/kw.h (punto 14), un par motor de 245 N·m (punto 15) y un aumento de par del 12%. (puntos 4 y 15). No hay que olvidar que estar curvas características se determinan en un ensayo, denominado ensayo al freno del motor, en condiciones de alimentación máxima, es decir con el acelerador en la posición máxima. Sin embargo, ésta no será la posición habitual del acelerador cuando el tractorista va trabajando. La superficie que queda bajo la curva de par o potencia en alimentación máxima representa posibles puntos de funcionamiento en alimentación parcial. Cada posición del acelerador nos va a determinar una curva de corte por donde se moverá el punto de funcionamiento con las oscilaciones de carga:
En la figura anterior está representada, en azul, la curva de potencia en condiciones de alimentación máxima y, también dos curvas de corte diferentes. La curva 1 corresponde a un punto de aceleración más bajo que la curva 2. Cuando en un trabajo concreto el motor de un tractor está desarrollando una potencia NT en alimentación parcial, podemos decir que posee una cierta reserva de potencia respecto a la máxima NC que puede alcanzar para la curva de corte en la que se encuentra. Esto nos va a dar una medida del incremento de carga que puede soportar el motor sin salirse de la curva de corte, esto es, manteniendo la velocidad de giro en valores próximos a los originales. ________________________________________________________________________________
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La reserva de potencia puede expresarse como porcentaje respecto a la máxima alcanzable:
En todos los trabajos del tractor es interesante mantener una cierta reserva de potencia para absorber las posibles variaciones de carga (subidas de pendiente, durezas del terreno, etc.) Debe ser tanto mayor cuanto mayor sean las oscilaciones previsibles. Una forma de mantener siempre al máximo la reserva de potencia, consiste en colocar el acelerador en su posición máxima y seleccionar en la caja de cambios la marcha necesaria para conseguir la velocidad de avance deseada. Sin embargo, hay que tener en cuenta también el consumo de combustible; se obtienen consumos específicos más bajos para velocidades de giro del motor bajas. Llegados a este punto, la cuestión sería otra: ¿Cuál es el punto de funcionamiento óptimo? Dependiendo del número de velocidades de la caja de cambio del tractor obtendremos varios puntos (con distintas marchas a distintas revoluciones) en los que podemos desarrollar una potencia a una velocidad determinada. Nos encontramos ante dos criterios contradictorios. Cuanto mayor sea la velocidad de giro, mayor será la reserva de potencia, pero también será mayor el consumo de combustible. La elección vendrá por los requerimientos de reserva de potencia que tenga la operación realizada. Si es reducida nos iremos a la velocidad de giro más baja y marcha más larga. Por el contrario si la labor requiere gran reserva de potencia nos iremos a marchas más cortas con una mayor velocidad de giro.
CONSEJOS SOBRE EL MANTENIMIENTO DEL TRACTOR Los siguientes consejos son orientativos, en cualquier caso se debe consultar el manual de uso y mantenimiento del tractor. Tenemos que tener en cuenta dos puntos muy importantes para obtener el máximo rendimiento de nuestro tractor: - Hacer el rodaje al número de revoluciones al cual luego se va a trabajar, en caso contrario el motor “se aperrea” perdiendo una potencia que nunca se va a recuperar. - Trabajar a un número de revoluciones de, al menos, el 80% del régimen nominal. 1. Mantenimiento del sistema de alimentación. - Cada 5.000 horas conviene revisar los inyectores y hacer un reglaje de taqués. - Cambiar el filtro del gasoil cada 300 horas.
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- El gasoil debe almacenarse en tanques de acero o similares. No usar tanques galvanizados. La parte posterior debe estar algo inclinada para que se acumulen los sedimentos. Si utiliza barriles, guárdelos en sitio limpio y seco. Instale en los barriles un filtro de salida. 2. Mantenimiento del sistema de aire. A) Filtro de aire seco: - Cambiar el filtro principal cada 600 horas y el filtro interno cada 1.200 horas. - Antes de instalar un filtro limpio o nuevo limpie también su alojamiento. - Nunca limpie el filtro principal con los gases de escape del motor. Nunca limpie el filtro interno. - Limpiar con frecuencia el cartucho del filtro principal (diariamente en terrenos polvorientos). Dar primero unos golpes para que se desaloje el polvo más grueso, después limpiar con aire a presión DE DENTRO A FUERA, nunca al revés. B) Filtro con baño de aceite: - Usar únicamente aceite del motor limpio y no llenar en exceso. - Limpiar también la suciedad de la malla. 3. Mantenimiento del sistema de engrase. - Cambiar el filtro de aceite cada 150 horas. - Vigilar el nivel de aceite del carter periódicamente. Cambiar el aceite cada 250-300 horas. - Mantener en buen estado el engrase de los tensores del elevador hidráulico. - Cambiar el aceite del hidráulico cada 1.200 horas. 4. Mantenimiento del Sistema de Refrigeración. Un 40% de las averías producidas en el motor tienen su origen en el sistema de refrigeración, de ahí la importancia del buen mantenimiento. A) Refrigeración por aire: - Mantener perfectamente limpias las aletas de refrigeración. - Mantener la correa de la turbina bien tensada. B) Refrigeración por agua: - Cambiar el refrigerante y el filtro cada 1200 horas de funcionamiento. - Comprobar que la tensión de la correa del ventilador (empujar con el dedo y ver que hay una holgura de dos centímetros). - Revisar los manguitos para asegurarse de que estén en buenas condiciones y verificar que las abrazaderas estén firmes. ________________________________________________________________________________
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- La temperatura del motor debe aumentar gradualmente. Si no fuera así significaría que el termostato podría estar averiado. - Eliminar con frecuencia la suciedad, residuos y restos vegetales acumulados en el exterior del radiador. 5. Mantenimiento del Turbo. El turbo alimentador es un equipo que permite obtener mayor potencia en el motor, no suele requerir operaciones exclusivas de mantenimiento, pero debe manejarse con cuidado debido a sus características de funcionamiento. Hay que tener en cuenta que el eje que une las dos turbina es un eje libre sometido a una alta velocidad de giro por los gases del escape, alcanzando incluso las 80.000 r.p.m. Además, está sometido a altas temperaturas, pues los gases del escape alcanzan a la salida de los cilindros temperaturas alrededor de los 600º C.
Por estas características derivan las dos grandes preocupaciones a tener en cuenta en el manejo de estos motores: 1. Una vez arrancado el motor se debe dejar a ralentí de dos a cinco minutos, sobre todo en tiempo frío, para dar tiempo a que el aceite del sistema de lubricación del motor llegue al turbo alimentador, lubrique el eje y éste no se agarrote por falta de aceite. 2. Antes de parar el motor se debe dejar a ralentí unos minutos para que baje la temperatura del turbo alimentador. De no ser así, podría producirse en éste la aparición de partículas de carbón al quemarse el aceite por exceso de temperatura, las cuales obstruirían las conducciones de engrase y bloquearían el eje provocando una importante avería.
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AVERÍAS DEL MOTOR: Síntomas, causas y soluciones
Síntomas
Pérdida de potencia con el consumo adecuado
Pérdida de potencia con disminución de consumo
Pérdida de potencia con aumento del consumo
Causas Desgaste de camisas o segmentos1,4 Junta de culata quemada 1 Válvulas: asientos y guías sucios 1 Holgura de taqués. Filtros de gasoil sucios 3 Mal estado de la bomba de alimentación 3 Toberas de los inyectores sucias 3 Bomba inyectora descompensada3 Trabajar a bajas revoluciones del motor A. Momento de inyección fuera de punto2 B. Filtros del aire sucios 2
Soluciones Cambiar camisas, pistones y segmentos (rectificado)* Planear la culata* Limpieza de válvulas* Reglaje de taqués* Cambiar filtros** Cambiar bomba** Cambiar toberas* Puesta a punto de la bomba* Trabajar próximo al régimen nominal* A. Puesta a punto de la bomba inyectora* B. Limpiar o cambiar los filtros** A. Puesta a punto de la bomba inyectora*
Se mantiene la potencia A. Regulador de la bomba y aumenta el consumo inyectora descompensada Aumento de potencia A. Bomba inyectora o A. Puesta a punto de la con aumento de inyectores mal cubicados bomba inyectora* consumo 2. Estación de Seguimiento de Maquinaria Agrícola de Albacete.
NOTAS A LAS CAUSAS: Suelen ir acompañadas de: 1 consumo excesivo de aceite. 2 humos negros. 3 humo blanco. 4 humo blanco-azulado. NOTAS A LAS SOLUCIONES: * la reparación la debe hacer un taller especializado. ** la reparación la puede hacer el propio agricultor.
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DIMENSIONES DE LECTURA BASICA DEL TRACTOR
Las dimensiones de uso corriente en la descripción exterior del tractor son las que se detallan a continuación: TIPOS de MOTORES
Podemos clasificar a los motores utilizados en tractores agrícolas en dos tipos: Combustión Externa. Son los que primero aparecen, se los conoce como motores de vapor. En estos motores el combustible (carbón o leña) calienta una caldera con agua que al generar vapor a altas presiones, mueve un pistón. Combustión Interna. En estos motores la combustión se produce dentro de un cilindro que contiene al pistón, el cual toma movimiento al producirse la explosión del combustible. Podemos mencionar dos clases: Carburación externa. El primero motor de combustión interna en aparecer fue diseñado por el especialista en maquinaria alemán Nikolaus A. Otto o motor naftero, en estos, se carbura (mezcla el combustible con aire) externamente el combustible y luego ingresa al cilindro. Los primeros tractores funcionaban con motores de ciclo Otto, a nafta o a agricol (mezcla de nafta querosén), el elevado precio actual de estos combustibles determinó que estos tipos de motores se dejaran de utilizar en tractores agrícolas. Carburación interna. Posteriormente Rudolf Diesel diseña un motor que consume una fracción menos refinada de combustible (gas-oil), este combustible es difícil de carburar externamente, dado que es un aceitoso. El gas-oil no tiene tiempo de mezclarse externamente con el aire; estos motores o de ciclo Diesel están provistos de una bomba inyectora que como su nombre lo indica inyecta el gas-oil al cilindro, lugar en donde se produce la carburación. Los motores de ciclo Diesel son los que se uti1izan en la, actualidad para los tractores agrícolas.
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ELEMENTOS DEL MOTOR COMBUSTIÓN INTERNA
El punto más alto del pistón dentro del cilindro se denomina PMS (punto muerto superior); cuando el cigüeñal gira 180º el pistón se encuentra en el PMI (punto muerto inferior). La distancia existente entre el PMS y el PMI es llamada “carrera del pistón". ________________________________________________________________________________
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El espacio que queda entre el PMS y la tapa de cilindros se llama cámara de compresión o combustión como se observa en la figura siguiente. MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA DE 4 TIEMPOS
La cilindrada del motor se calcula de la siguiente manera: Cilindrada = [(superficie del pistón * carrera del pistón) + volumen cámara de combustión] V1
V2
La relación existente entre estos dos volúmenes V1/ V2 se denomina relación de compresión (en los motores de ciclo Otto es de 7-8:1 y, en los de ciclo Diesel 20-21:1. El diámetro del pistón es un poco más pequeño que el del cilindro, debido a que los metales por acción del rozamiento se dilatan. La función que cumplen los aros del pistón es impedir las fugas del cilindro para que este mantenga la estanqueidad y por lo tanto la compresión del cilindro. A la salida del cigüeñal se encuentra el volante, cuyo tamaño está en relación al número y tamaño de los cilindros; la finalidad del volante es acumular inercia. El cárter es el depósito de aceite del motor y a partir del cual se lubrican las zonas de rozamiento del mismo. DESCRIPCION DE LOS 4 TIEMPOS DEL MOTOR
Primer tiempo-Admisión: El pistón se encuentra en el PMS, cuando el pistón empieza a descender se abre la válvula de admisión y la válvula de escape se encuentra cerrada, la presión interna del cilindro es menor a 1 atmósfera, de esta manera el cilindro se carga de aire por diferencia de presión con la atmósfera; el tiempo termina cuando el pistón llega al PMI. Segundo tiempo-Compresión: El pistón comienza su carrera ascendente desde el PMI, en ese momento se cierra la válvula de admisión y la de escape permanece cerrada y se produce así la compresión del aire admitido en el cilindro. Un poco antes de llegar al PMS se inyecta combustible y ocurre la mezcla de este con el aire comprimido (carburación), en ese momento hay 35 atmósferas y entre 600-700 ºC.
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Tercer tiempo-Explosión expansión: Dadas la elevada presión y temperatura existentes en el cilindro se produce la explosión del combustible que empuja al pistón hacia el PMI. Las válvulas de admisión y escape se encuentran cerradas. Cuarto tiempo-Escape: Debido a la inercia obtenida de la expansión e1 pistón empieza a ascender desde el PMI, en ese momento se abre válvula de escape y el pistón empuja los gases de la explosión que quedaron en el cilindro. La válvula de admisión se encuentra cerrada, y se inicia un nuevo ciclo. Cada tiempo se realiza en 1/2 giro del cigüeñal en los motores de 4 tiempos. En los de 2 tiempos por cada 1/2 giro se producen 2 tiempos. COMPARACIÓN DEL MOTOR DE CICLO OTTO CON EL DE CICLO DIESEL
OTTO
DIESEL
Combustible
nafta
gas-oil
Carrera del pistón Relación de compresión
menor
Mayor
7-8 : 1
20-21: 1
RPM a régimen (regulando)
menor
Menor
Duración del motor
menor
Mayor
Costo de mantenimiento
menor
Mayor
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Según
:
¿Cuantas hectáreas puedo hacer con mi tractor y con mi implemento? Antes de comenzar con esa pregunta, queremos comentar que la mecanización es la única manera de aumentar la productividad, así que, muchos productores del mundo, están adquiriendo máquinas para apoyar sus labores de agricultura. La mecanización puede ser con uso de animales como fuerza de tracción hasta tractores agrícolas pequeños y grandes. Así que, siempre tenemos en la mente esta pregunta de la productividad, aun cuando el productor este sembrando manualmente o mecanizando, siempre se preguntará cuanto hará en una hora, una jornada o en un determinado tiempo, ya que, se busca un dato estándar para el trabajo. Por otro lado, esta pregunta de productividad se va presentando más a menudo dentro de nuestras juntas con clientes, esta pregunta se ha convertido siempre en tema de preocupación dentro de una empresa agrícola que siente que sus ingresos no pueden cubrir sus costos.
Algunas de las razones por las que este tema va creciendo son:
El precio del combustible va en aumento. El tiempo de la labor va convirtiéndose en fundamental, con mejor calidad. El precio del producto se mantiene o va a la baja, y los costos siempre hacia la alza. El productor cada día es mejor administrador de sus recursos.
Así que, ahora buscamos Productividad, buscamos economía y buscamos calidad. Productividad es: Es el trabajo medido en cantidad de tiempo, el uso de la maquinaria se mide en horas, de tal forma que lo que se busca en la productividad es aumentar el trabajo en el mismo o menos tiempo, de tal forma que cuando esto va sucediendo la productividad también va aumentando. Economía de combustible: El consumo de combustible en las máquinas es fundamental en los costos de la maquinaria, representa más del 40% de costo total de su operación, de tal forma que cuando l os precios del combustible van aumentando estos costos repercuten directamente al costo del producto. Calidad: La calidad es relacionada al tipo de trabajo que se realiza, por lo que, la clave es buscar un balance entre el avance de la máquina con su implemento y l a profundidad de trabajo, así que, los t emas de productividad y economía siempre van en sentido contrario, este tema se logra con la buena calidad del producto, la gente de ingeniería calcula la potencia de las máquinas con el diseño de los implementos, para que se haga con una recomendación de velocidad de avance. Para calcular la productividad de su trabajo se ha diseñado una fórmula muy sencilla para medirla. Productividad, hectáreas, hora = Velocidad de avance x ancho de corte de implemento/10 x Eficiencia
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