Dimensiones de referencia para los tractores agrícolas

o sobre el papel
LUIS MÁRQUEZ
Dr. Ing. Agrónomo
DIMENSIONES DE REFERENCIA
PARA LOS TRACTORES AGRÍCOLAS
Cuando se aborda la
comparación de tractores con
idéntica potencia de
referencia se observa que
aparecen diferencias
importantes en sus
dimensiones básicas,
especialmente anchura de
vía y distancia entre ejes,
pero también en la masa sin
lastre y en las dimensiones
de los neumáticos utilizados.
Esto es una consecuencia de
una cierta 'especialización'
del tractor por diseño. Así,
los tractores estrechos van
dirigidos a plantaciones cuya
distancia entre líneas no
aconseja el empleo de un
tractor de anchura normal.
onsiderando tractores de tipo
estándar, la anchura de vía
viene condicionada por la
norma ISO 4004, de manera que las
anchuras de referencia son 1.50, 1.80
y 2.00 metros, que se pueden conseguir mediante modificaciones de las
posiciones de las llantas que soportan
los neumáticos.
Sin embargo, la batalla, o distancia entre ejes, no se puede modificar
tan fácilmente, y aparecen tractores
que se pueden considerar como `largos', mientras que otros son sensiblemente más 'cortos'.
ENERO 2002
Utilizando los resultados publicados por la OCDE relativos a los tractores ensayados durante 1998 y 1999,
encontrar
en
pueden
que
se
www.OECD.org,/code/tractors.htm, se
aborda un análisis comparativo de lo
que ofrece el mercado en relación con
las masas, dimensiones y neumáticos,
tomando como referencia 1a potencia
disponible.
En la muestra utilizada no se encuentran todos los modelos de tractores agrícolas que se comercializan en
]a actualidad, pero puede considerarse
como suficientemente representativa
de la evolución del mercado, ya que se
trata de ensayos no obligatorios, por
lo que Ios fabricantes solicitan la realización de ensayos OCDE en sus productos más representativos
■ LA MASA DEL TRACTOR
La masa del tractor ^in Ia^U^r
constituye el parámetro que mejor lo
caracteriza, ya que a partir de ella se
puede establecer su precio, con mayor
precisión que con la potencia.
Con el nivel de tecnología alcanzado por la indutitria, las mayores diferencias entre las matia^ sin Ia^U-e de
los distintos modelos son como consecuencia de la utilización de b<<stidor
único, semibastidor o construcci(ín
monobloque, aunyue a veces se incorpora un lastre básico para conseguir
un reparto de masas más t^avorable.
En el Grático I se representa la reI^^cicín entre la masa del tractor sin lastre y la potencia máxima quc ofrece el
motor. Se ubserva que crece de mane-
agro ^('('lll(^U
®
sobre el papel
DIMENSIONES EN rtlRl
TRX 6400
TRX 7400
TRX 8400
TRX9400
630/790
630/790
630/790
630/790
A
B
1495
1495
1495
1495
C
960
1070
980
1070
D 3085/3245 3200/3360 3085/3245 3200/3360
E 2170/2260
2170/2260
2170/2260
2070/2160
F 2070/2160
E
F
2170/2260
2070/2160 2070/2160
Grafico 1- RELACIÓN DE LA MASA SIN LASTRE CON LA POTENCIA MÁXIMA
12 000
10 000
a o00
.
..
. .
•.
•
s o00
.
,
^
y = 52.845x + 861.43
R2=0.8812
^
a o00
. •.
♦
N^ ^ ^
2 000
.
0
0
20
40
60
SO
100
120
140
1Ei0
180
200
Potencia máxima del tractor (kW)
Grafico 2- EVOLUCIÓN DE LA RELACIÓN MASA/POTENCIA CON LA POTENCIA MÁXIMA
100
so
.
ra casi lineal, aunque en las altas y en
las bajas potencias algunos tractores
son más ligeros del correspondiente
valor medio, mientras en las potencias
medias sucede lo inverso.
Una forma de valorar el comportamiento en el trabajo de un tractor es
mediante ]a relación masa/potencia.
Los tractores en los que esta relación
es alta pueden trabajar con menor velocidad de avance utilizando la potencia disponible en el motor. En el caso
de que sea baja, hay que aumentar el
lastre necesario en las labores que requieren elevado esfuerzo de tracción y
marcha lenta.
En el Gráfico 2 se representa la relación masa/potencia (kg/kW) de los
tractores de la muestra, utilizando en
la comparación la masa del tractor sin
lastre y su potencia máxima. Se observa una tendencia al descenso de la relación masa/potencia cuando aumentan las potencias, lo que significa que
se trata de tractores que deben de admitir más lastre, o bien que están diseñados para trabajar más rápido (velocidad `crítica' más elevada).
:
^ 80
^
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_
.^^
70
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M
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ó
PUNTOS D^ APOYO:
^ LOS NEUMATICOS
.
•
♦
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•^
y = -0.11 x + 74.672
^
30
0
20
40
60
80
100
120
140
Potencia máxima del tractor (kW)
^ ágiOiPCI1lC[l
1Ei0
180
200
Lógicamente, las dimensiones de
los neumáticos vienen condicionadas
por la masa del tractor, ya que no se
pueden superar unos valores de presión sobre el suelo para evitar la compactación excesiva. Por otra parte, para aumentar el área de apoyo, se
puede recurrir, o bien a aumentar el
diámetro de los neumáticos, o bien su
anchura.
ErvERO 2002
sobre el papel
Un aumento del diámetro de los
neumáticos incrementa las tensiones
en las transmisiones, especialmente
en las reducciones finales, a la vez que
la velocidad máxima de circulación,
por lo que siempre se establecen limitaciones,tanto desde una perspectiva
reglamentaria, como de protección de
la transmisión. Así, una forma de proteger las transmisiones cuando se dispone de gran potencia de motor es comenor
neumáticos
de
locando
diámetro y reducida superfcie de apoyo: el patinamiento protege las transmisiones del mismo modo que el embrague protege al motor.
Esto hace que los fabricantes
ofrezcan diferentes opciones de neumáticos, siempre sobre la base de
unas circunferencias de rodadura
elegidas de manera que no se supere
la velocidad máxima por construcción, según establece el procedimiento de homologación del tractor.
Por otra parte, sobredimensionar los
neumáticos es caro y puede penalizar las transmisiones. En el Gráfico
3 se encuentran representadas las dimensiones de los neumáticos delanteros y traseros (radio índice) en función de la masa del tractor sin lastre
en los modelos de la muestra de referencia. Estos neumáticos son los
elegidos por el fabricante para la ejecución de los ensayos complementarios de potencia de tracción (a la barra de tiro) que incluyen los Códigos
de la OCDE.
Se observa cómo aumentan las dimensiones de las ruedas delanteras y
traseras a medida que lo hace la masa
del tractor. Asimismo, que en algunos
modelos las dimensiones de las ruedas
delanteras son más pequeñas de lo que
sería la tendencia general; se trata de
modelos de simple tracción, en los
Grafico 3- DIMENSIONES DE LOS NEUMÁTICOS SEGÚN LA MASA DEL TRACTOR
♦ delateros
■ traseros
Lineal (traseros)
Lineal (delateros)
1 100
1 000
900
800
.
■ ^
700
■
600
♦
500
400
«^
300
♦
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♦♦♦
■■
■
■
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í^ ♦
6 000
8 000
♦
N
♦
♦
200
0
2 000
4 000
10 000
Masa del tractor sin lastre (kg)
Grafico 4- RELACIÓN ENTRE LAS DIMENSIONES DE LOS NEUMÁTICOS
1 000
900
800
•
700
y = 0.9486x - 160.59
R2 = 0.8573
500
^
400
♦
•
•
200
200
300
400
500
600
700
800
900 1 000
Radio índice de neumáticos traseros (mm)
que las dimensiones de las ruedas delanteras tiene importancia secundaria.
Las mayores ruedas traseras tienen
905 mm de radio índice (neumático 20.8-42), mientras
que las más pequeñas sól0 510 mm (neumático
380/70-20).
Representando
gráficamente las relaciones enh-e ra-
dios índices de ruedas delantcras y
traseras ( Grático 4) se observa un rrecimiento lineal, salvo en los tractore.
de simple h-acción yue se yuedan ^il
margen, ya yue las ruedas delanteras
son mucho más pequeñas. Hay yue recordar que en los tractores de dohle
tracción los diámetros de I^is ruedas
delanteras y h^aseras están cundicionados entre sí por el avance cinem^ítico
de la transmisión enh^e los ejes.
agror^^^ ^nira
®
sobre el papel
Grafico 5- RELACIÓN ENTRE ÁREAS DE APOYO DE LAS RUEDAS
7 000
SU PERFI C IE DE
^ CO N TACTO
R U EDA/SU EL
La superficie de contacto entre la
rueda y el suelo es la que mejor pone
de manitiesto la capacidad de un neumático. EI contacto entre la rueda y el
suelo agrícola depende del hundimiento de la rueda, y también del tipo constructivo del neumático ( radial o diagonal), pero, de una manera aproximada,
a efectos de realizar comparaciones entre tractores, se puede considerar que la
superficie de apoyo es igual al producto del 80% del radio índice por la anchura del balón de la rueda ( 0.8 x r;,,d1Ce
x b). Haciendo este cálculo para los
neumáticos de todos los tractores considerados en la muetitra se obtiene el
Gráfico 5, que relaciona las supe^-ticies
de apoyo de los neumáticos delanteros
(2) y los traseros ( 2). Se puede apreciar
una mayor dispersión respecto a los valores medios que cuando se utilizan los
radios índices, debido a la influencia
de la anchura de balón elegida iu^,^ aT
mcirn/O(1 cATfrhJ00^.
6 000
É 5 000
c^.' agror^c,iica
♦
y=0.6071x-419.42
R2 = 0.6075
4 000
3 000
•
♦:
•
♦
♦♦
2 000
♦
1 000
2 000
0
♦
4 000
8 000
6 000
10 000
Ruedas traseras (cm2)
Grafico 6 -$UPERFICIE DE APOYO EN FUNCIÓN DE LA MASA DEL TRACTOR
16 000
14 000
Q
♦ JD 6910
♦
y = 1.0354x + 3939.4
R2 = 0.7065
- 12 000
E
=
♦
♦
♦
N
♦
^, 10 000
0
o.
^ 8 000
^
^
.^
6 000
^
c
^
^
4 000
EI equipamiento de
neumáticos marca
diferencias entre
modelos
Si se considera la superficie total
de apoyo del conjunto de las ruedas del
tractor y se compara con la masa sin
lastre, aparecen diferencias que ponen
de manit^ esto que el equipamiento de
neumáticos es superior en unos modelos con respecto a otros (Grático 6).
Destaca el caso del JD 69 l Q que con
neumáticos 650/65-38 en el eje trasero
y 540/65-28 ofrece una superticie teórica de apoyo de más de l4 000 cm'.
Esta misma representación se puede hacer utilizando como refereneia la
potencia máxima disponible (Gráfico
7); en el mismo se pone de manifiesto
que la dispersi6n aumenta, ya que es
frecuente que a la misma `estructura'
de tractor se le pongan motores de diferente potencia.
♦•
.
• ♦ ^^
♦
♦
♦
N
♦
2 000
0
0
2 000
4 000
10 000
8 000
6 000
Masa del tractor sin lastre (kg)
Grafico 7 -$UPERFICIE DE APOYO EN FUNCIÓN DE LA POTENCIA
MÁXIMA DEL TRACTOR
16 000
Q
♦ JD 6910
14 000
H
A
^
d
♦ ♦
12 000
♦
N
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10 000
♦ y♦
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8 000
♦~^♦
6 000
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♦
y = 47.631 x + 5201.4
R2 = 0.5494
M M♦
4 000
_
N
2 000
0
0
50
100
150
200
Potencia máxima del tractor (kW)
ENERO zooz
sobre el papel
Grafico 8- PRESIÓN TEÓRICA SOBRE EL SUELO EN FUNCIÓN DE LA POTENCIA
PRESIÓN SOBRE EL
^ SUELO Y LASTRADO
0.90
0, 80
A partir de la superticie de apoyo
calculada, se puede determinar la presión media del tractor sobre el suelo
utilirando como referencia la masa del
tractor sin lastre (Grático 8).
Las presiones sobre el suelo aumentan con la potencia, es decir, a medida yue aumenta el tamaño del tractor
(volumen: crecimiento según el cubo
de una longitud), la superficie de apoyo
lo hace en menor proporción (cuadrado
de una longitud).
Una baja presión sobre el suelo indica que se puede aumentar la masa del
tractor con lastre (elevado esfuerzo de
tracción) sin que se superen niveles de
presión que pueden inducir la compactación. Considerando que la presión
media de la rueda sea de 0.80 kg/cm',
en el Gráfico 9 se representan los lastres complementarios yue podrían admitir cada uno de los modelos de tractor considerados en la muestra.
Las masas se pueden incrementar
con lastres entre 1 000 y 2 000 kg en
tractores peyueños y entre 2 000 y
4 000 kg en medianos. En los grandes
la capacidad para admitir lastre es más
limitada, por lo que exigen el empleo
de rueda gemela o trabajar a mayor velocidad. Hay un caso especial: el JD
6910, que llega a admitir mas de 5 000
kg de lastre sin yue la presión media
sobre el suelo supere los 0.80 kg/cm'.
Hay que admitir que este nivel calculado de lastre puede venir limitado,
desde el punto de vista de la seguridad,
por la capacidad de frenada del tractor
y por la necesidad de mantener un reparto determinado de las masas entre
los ejes. También, una parte de este lastre procedería de las transferencias de
carga que provocan los aperos accionados o transportados por el tractor.
EI lastre máximo admisible sin sobrepasar una presión media sobre el terreno de 0.80 kg/cm', se puede expresar en porcentaje de la masa del tractor,
según aparece en el Gráfico 10. Se
aprecia yue es menor a medida yue aumenta el tamaño del tractor, por lo que
en los tractores grandes es frecuente
yue tie utilicen ruedas gemelas.
ENERO 2002
•
♦
0.70
^
•
0.60
0, 50
•
•
^
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y = 0 . 0024x + 0 . 3353
• • • '
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0.30
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•
RZ = 0.6352
•
0.20
0
150
100
Potencia máxima del tractor (kW)
50
200
Grafico 9- LASTRE ADMISIBLE PARA EL TIPO DE NEUMÁTICOS DE REFERENCIA
^PRESIÓN < O.8 kg/Cmz)
s o00
.
5 000
4 000
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^ 3 000
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0
0
20
40
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100
120
140
160
180
200
Potencia máxima del tractor (kW)
Grafico 10 - RELACIÓN ENTRE LA MASA DEL TRACTOR Y EL LASTRE ADMISIBLE
{PRfSIÓN < O .8 kg/cmz)
,so
ó 14 0
•
^
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R2 = 0.5797
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-20
0
1 000
2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000 8 000 8 000 1 0000
Masa del tractor sin lastre (kg)
ági 0/P('ll!('(! ^
sobre el papel
LA DISTANCIA
^ ENTRE EJES
Para terminar este análisis comparativo de las dimensiones de referencia de los tractores agrícolas, se va a
considerar la distancia entre ejes, dimensión generalmente conocida como
batalla, o también como `paso' en algunos países del área americana.
Lógicamente, la batalla aumenta
con el tamaño del tractor, según se
puede apreciar en el Gráfico 1 l, y varía, para los tractores de la muestra,
entre I 90 y algo más de 3.00 metros.
Sin embargo, se aprecia que para la
misma potencia se encuentran tractores 'cortos' y`largos'; los cortos ofrecen mayor maniobrabilidad, ya que
reduciendo la batalla se consigue disminuir el radio de giro; son tractores
`utilitarios' o polivalentes. Por el contrario, los tractores largos ofrecen mayor estabilidad en el trabajo de campo, incluso cuando deben de soportar
esfuerzos desequilibrados respecto al
plano medio; se pueden considerar como tractores 'camperos' o 'aradores'.
En el gráfico se pueden apreciar
`familias' de tractores con una estructura común (igual batalla) en los que
cambia la potencia por la incorporarión de diferentcs motores.
A MODO D^
^ CONCLUSION
los tractores largos
ofrecen mayor
estabilidad en
campo, aunque se
reduce su capacidad
de maniobra
A este respecto hay que insistir en
la importancia que en todo ello tiene
las dimensiones de los neumáticos. Unos neumáticos excesivamente
`grandes' pueden convertirse en un
`freno' cuando se trabaja sobre suelos
duros, a la vez que un peligro para las
transmisiones del tractor si no se encuentran preparadas para ellos.
Grafico 11 - RELACIÓN ENTRE LA DISTANCIA ENTRE EJES (BATALLA)
Y LA POTENCIA DEL TRACTOR
3 400
3 200
3 000
.
^ 2 800
E
•
•
^ 2 soo
•
Y = 8.5249x + 1822.9
R2 = 0.7674
•
iv
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....
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2 200
2 000
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1 800
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0
20
40
60
80
100
120
140
Potencia máxíma del tractor (kW)
^ agrotécniccr
160
180
A lo largo de una serie de artículos se han analizado las diferencias de
los parámetros característicos que detinen a los tractores agrícolas, empezando por sus motores.
El último de ellos se ha dedicado a
las dimensiones características del
tractor desde el punto de vista estructural, marcando las diferencias más
signiticativas que derivan en la aptitud
o la vocación de un tractor para un determinado tipo de trabajo.
200
Por el contrario, la 'escasez.' de
neumáticos aumenta la compactación
del suelo y el patinamiento, lo que hace que se incremente el consumo de
combustible y se reduzca la capacidad
de trabajo.
En consecuencia, por mucha potencia que ofrezca el motor, si no se
dispone de masa suticiente en el tractor y unos neumáticos apropiados, difícilmente se conseguirá eficacia en
las labores que requieren tracción. ■
ENERO 2002