ENSAIOS DE TRATORES
Leonardo de Almeida Monteiro
FCA - UNESP/Botucatu
[email protected]
OBJETIVOS
• Avaliar o desempenho de tratores
agrícolas.
• Gerar informações para dimensionar
e racionalizar o uso de conjuntos
moto mecanizados na agricultura.
• Comparar tratores independente do
local da realização do ensaio.
HISTÓRICO
CENTROS DE ENSAIOS
Instituições Oficiais credenciadas pelos governos dos
países que possuem uma indústria de tratores
Principais centros de ensaios
Brasil
CENTRI, 1950 – Centro de ensaios e treinamento rural de
Ipanema – MAPA
CENEA, 1975 – Centro nacional de engenharia agrícola Fazenda Ipanema – Sorocaba. Decreto nº 76.895, de 23 de
dezembro de 1975.
HISTÓRICO
DEA/IAC – Divisão de Engenharia Agrícola do IAC, localizado
em Jundiaí – SP.
Principais Centros de Ensaios no Exterior:
Estados Unidos
Nebraska – Universidade de Nebraska, é o mais conhecido
e famoso centro de ensaios do mundo.
Alemanha
Centro de Ensaio de Máquinas Agrícolas da DLG
HISTÓRICO
Espanha
Estação de Mecanização Agrícola de Madri, Laboratório
Oficial para ensaios de Homologação de tratores agrícolas
Argentina
Instituto de Engenharia Rural – INTA, Buenos Aires
“ANTIGO” CENEA
O ensaio de tratores agrícolas
é constituído de duas etapas:
I. Ensaios obrigatórios
II.Ensaios facultativos
I. Ensaios obrigatórios
1) Dados ponderais e dimensionais do
trator
2) Ensaios de desempenho na tomada
de potência - TDP
3) Ensaios na barra de tração em pista
de concreto – Barra de tração
II.Ensaios facultativos
1)
2)
3)
4)
5)
Sistema hidráulico
Freios
Nível de ruído
Motor do trator
Ensaios de campo
ENSAIOS NA BARRA DE TRAÇÃO
Pista de Concreto
Unidade móvel para ensaio na barra
de tração - UMEB
Pista de concreto
Unidade móvel para ensaio na
barra de tração - UMEB
Solo mobilizado
Unidade móvel para ensaio
na barra de tração - UMEB
Solo firme
Força na barra de tração
CÉLULA
DE
CARGA
(10 t)
Consumo de combustível
ENTRADA DO
COMBUSTÍVEL
SAÍDA DO
COMBUSTÍVEL
FLUXÔMETRO
Patinagem do rodado
SENSORES DE ROTAÇÃO
Patinagem do rodado
ACIONAMENTO
RODA
ODOMÉTRICA
Sistema para aquisição e
monitoramento de dados
obtidos por sensores
Dados obtidos
a) Velocidade de deslocamento, km.h-1;
b) Consumo específico de combustível, g.kwh-1;
c) Potência útil na barra de tração do trator, kw
d) Patinagem nas rodas motrizes, %;
e) Capacidade operacional de campo, ha.h-1.
Otimização do
desempenho de
tratores
ADEQUAÇÃO DO TRATOR
Para otimizar o desempenho de um trator devemos:
DETERMINAR O PESO CORRETO (LASTRAGEM) DO TRATOR:
NO EIXO DIANTEIRO
NO EIXO TRASEIRO
UTILIZAR PNEUS ADEQUADOS E CORRETAMENTE INFLADOS
ADOTAR VELOCIDADE (MARCHA) ADEQUADA
AVALIAR AVANÇO, PATINAGEM E QUALIDADE DA OPERAÇÃO
REGISTRAR DADOS OPERACIONAIS: ha/h; L/h; L/ha; EFICIÊNCIAS
LASTRAGEM
Lastragem Insuficiente:
Lastragem Excessiva:
• excessiva patinagem das
rodas
• aumento da carga sobre a
transmissão
• perda de potência de tração
• perda de potência de tração
• desgaste
pneus
• rompimento
pneus
acentuado
• alto
consumo
combustível
• baixa produtividade
dos
de
das
garras
dos
• compactação do solo
• alto consumo de combustível
• baixa produtividade
OTIMIZANDO A LASTRAGEM
Determinar o peso total recomendado e a
distribuição de peso para a aplicação.
Tipo de Lastragem
Leve
Média
Pesada
kg/cv
50
55
60
DISTRIBUIÇÃO DO PESO DO TRATOR
Modelo do
Eixo do
Equipamento
Arrasto
trator
trator
Semi-montado
Dianteiro
25%
30%
35%
Traseiro
75%
70%
65%
4x2 – TDA
Dianteiro
35%
35%
40%
4x4
Traseiro
65%
65%
60%
4x2
Montado
(3º ponto)
EXEMPLO: Distribuição do peso no eixo
dianteiro e traseiro
Peso
Eixo Dianteiro
(kgf)
Peso
Eixo Traseiro
(kgf)
7700
7700
x 0,35
x 0,65
2700
5000
LASTRAGEM SÓLIDA
PESOS
DIANTEIROS
PESOS
TRASEIROS
LASTRAGEM LÍQUIDA: Água
É a adição de água nos pneus do trator.
A posição do bico, indica a quantidade de água introduzida.
BICO NA PARTE SUPERIOR
BICO A 450 NA PARTE SUPERIOR
BICO NA ALTURA MEDIANA
BICO A 450 NA PARTE INFERIOR
BICO NA PARTE INFERIOR
75% DE ÁGUA
60% DE ÁGUA
50% DE ÁGUA
40% DE ÁGUA
25% DE ÁGUA
PROCEDIMANTOS PARA LASTRAGEM LÍQUIDA
LASTRAGEM LÍQUIDA
BICO NA PARTE SUPERIOR
75% DE ÁGUA
LASTRAGEM LÍQUIDA
BICO A 450 NA PARTE SUPERIOR
60% DE ÁGUA
LASTRAGEM LÍQUIDA
BICO NA ALTURA MEDIANA
50% DE ÁGUA
LASTRAGEM LÍQUIDA
BICO A 450 NA PARTE INFERIOR
40% DE ÁGUA
LASTRAGEM LÍQUIDA
BICO NA PARTE INFERIOR
25% DE ÁGUA
CALIBRAGEM CORRETA
DIMINUIÇÃO DE ATÉ 20 % NO CONSUMO DE COMBUSTÍVEL
ECONOMIA DE ATÉ 7,5 % NO TEMPO GASTO
DIMINUIÇÃO DE ATÉ 80 % NA COMPACTAÇÃO DO SOLO
PNEU
30.5Lx32
PRESSÃO (psi)
18
2
4000
0,302
7,8
3
4500
0,298
8,0
4
6000
0,288
11,6
TRASEIRO DIANTEIRO
4000
0,297
4,4
EFEITO 1DA CALIBRAGEM
PNEU
710/65-38 NO
600/60-30.5
2 DE4500
0,300
4,1
CONSUMO
COMBUSTÍVEL
PRESSÃO (psi)
18
18
3
5000
0,313
10,8
FORÇA
C. ESP PAT. TRAT
SOLO FIRME
4
6000
0,355
24,5
Repet.
(kgf)
(L/cvh)
(%)
TRASEIRO
DIANTEIRO
1
3500
0,315
6,0
TRASEIRO
DIANTEIRO
1
4500
0,274
8,3
PNEU
30.5Lx32
18.4x26
2
4000
0,302
7,8
PRESSÃO
18
24
4500
0,298
8,0
PNEU (psi) 850/50-38
660/60-35
23
5000
0,279
9,0
4
6000
0,288
11,6
PRESSÃO (psi) TRASEIRO
16
16
3
5000
0,270
9,4
DIANTEIRO
1
4000
0,297
4,4
PNEU
710/65-38
600/60-30.5
4500
0,300
4,1
42
6500
0,314
31,4
PRESSÃO (psi)
18
18
3
5000
0,313
10,8
TRASEIRO DIANTEIRO
14
4400
0,297
6,0
6000
0,355
24,5
TRASEIRO
4500
0,274
8,3
PNEU
850/50-38 DIANTEIRO
660/60-30.5
21
4500
0,293
6,8
PNEU
850/50-38
660/60-35
2
5000
0,279
9,0
PRESSÃO
20
18
33
5000
0,289
8,6
PRESSÃO (psi)
(psi)
16
16
5000
0,270
9,4
4
6500
0,314
31,4
4
5800
0,335
24,2
TRASEIRO
DIANTEIRO
1
4400
0,297
6,0
PNEU
PRESSÃO (psi)
850/50-38
20
18.4x26
24
660/60-30.5
18
2
3
4
AUMENTO
DE
4500
0,293
6,8
5000
0,289
8,6
5800 NO 0,335
24,2
7%
CONSUMO
PNEU
PRESSÃO (psi)
30.5Lx32
18
18.4x26
24
TRASEIRO DIANTEIRO
PNEU
710/65-38 600/60-30.5
PRESSÃO (psi)
18
18
SOLO COM PALHADA
TRASEIRO
TRASEIRO
PNEU
30.5Lx32
PRESSÃO
18
PNEU (psi) 850/50-38
PRESSÃO (psi) TRASEIRO
16
DIANTEIRO
DIANTEIRO
18.4x26
24
660/60-35
16
DIANTEIRO
PNEU
PRESSÃO (psi)
710/65-38
18
600/60-30.5
18
PNEU
PRESSÃO (psi)
TRASEIRO
850/50-38
20
DIANTEIRO
660/60-30.5
18
TRASEIRO
TRASEIRO
PNEU
850/50-38
PNEU
850/50-38
PRESSÃO (psi)
(psi)
16
PRESSÃO
20
DIANTEIRO
DIANTEIRO
660/60-30.5
660/60-35
16
18
2
3
4
1
2
3
4
Repet.
112
23
4
31
42
3
14
212
33
4
41
4000
4500
5000
3400
4000
4500
FORÇA
5500
(kgf)
3500
4500
4000
4500
5000
6000
5200
4000
4500
6500
5000
6000
4500
4500
4500
5000
5000
4700
6500
5000
4400
0,311
0,307
0,307
0,340
0,413
0,367
C. ESP
0,369
(L/cvh)
0,315
0,262
0,302
0,298
0,283
0,288
0,291
0,297
0,300
0,337
0,313
0,355
0,314
0,274
0,305
0,279
0,270
0,313
0,314
0,335
0,297
6,4
7,4
8,5
4,0
24,4
21,6
PAT. TRAT
24,6
(%)
6,0
6,3
7,8
8,0
8,2
11,6
11,8
4,4
4,1
29,8
10,8
24,5
10,3
8,3
6,9
9,0
9,4
11,2
31,4
18,4
6,0
2
3
4
4500
5000
5800
0,293
0,289
0,335
6,8
8,6
24,2
AUMENTO DE 18% NO CONSUMO
PNEU
PRESSÃO (psi)
30.5Lx32
18
18.4x26
24
TRASEIRO DIANTEIRO
PNEU
710/65-38 600/60-30.5
PRESSÃO (psi)
18
18
SOLO PREPARADO
TRASEIRO
TRASEIRO
PNEU
30.5Lx32
PNEU(psi) 850/50-38
PRESSÃO
18
PRESSÃO (psi)
16
DIANTEIRO
DIANTEIRO
18.4x26
660/60-35
24
16
TRASEIRO
PNEU
710/65-38
PRESSÃO (psi) TRASEIRO
18
DIANTEIRO
600/60-30.5
DIANTEIRO
18
PNEU
850/50-38
TRASEIRO
PRESSÃO
(psi)
20
PNEU
850/50-38
660/60-30.5
DIANTEIRO
18
660/60-35
PRESSÃO (psi)
16
TRASEIRO
PNEU
850/50-38
PRESSÃO (psi)
20
16
2
3
4
1
2
3
4
Repet.
11
2
32
43
1
4
2
31
42
1
3
2
34
4
DIANTEIRO
1
660/60-30.5
2
AUMENTO
18
3
4000
4500
5000
3200
4000
4500
FORÇA
5000
(kgf)
3500
3500
4000
3700
4500
6000
4300
4000
4900
4500
4400
5000
6000
4500
4500
4800
5000
5000
5000
DE
6500
4400
4500
16%
5000
0,370
0,365
0,356
0,432
0,354
0,355
C. ESP
0,350
(L/cvh)
0,315
0,349
0,302
0,371
0,298
0,288
0,372
0,297
0,379
0,300
0,361
0,313
0,355
0,367
0,274
0,444
0,279
0,441
0,270
15,5
19,5
21,6
11,0
11,0
13,0
PAT. TRAT
20,7
(%)
6,0
11,2
7,8
15,2
8,0
11,6
22,9
4,4
31,1
4,1
16,8
10,8
24,5
19,7
8,3
36,2
9,0
41,8
9,4
0,314
31,4
0,297
6,0
6,8
NO0,293
CONSUMO
0,289
8,6
AUMENTO DE 8% NO CONSUMO
SOLO ARENOSO
TRASEIRO
PNEU
30.5Lx32
PRESSÃO (psi)
18
TRASEIRO
PNEU
710/65-38
PRESSÃO (psi)
18
TRASEIRO
PNEU
850/50-38
PRESSÃO (psi)
16
TRASEIRO
PNEU
850/50-38
PRESSÃO (psi)
20
Repet.
DIANTEIRO
1
18.4x26
2
24
3
4
DIANTEIRO
1
600/60-30.5
2
18
3
4
DIANTEIRO
1
660/60-35
2
16
3
4
DIANTEIRO
1
660/60-30.5
2
AUMENTO
DE
18
3
FORÇA
(kgf)
4000
4500
5000
5500
4000
4500
5200
5900
4500
5000
5500
4300
4500
11%
4700
C. ESP
(L/cvh)
0,302
0,288
0,300
0,298
0,297
0,295
0,309
0,317
0,264
0,276
0,279
PAT. TRAT
(%)
6,4
6,4
8,1
11,9
3,6
7,5
11,6
19,7
8,2
12,5
20,1
0,279
7,5
5,6
NO0,274
CONSUMO
0,274
6,9
DETERMINAÇÃO DA PATINAGEM
MÉTODO PRÁTICO:
Patinagem (%) = [ Voltas sem carga - Voltas com carga] x 100
Voltas sem carga
TABELA DE PATINAGEM
VOLTAS EQUIPAMENTO
LEVANTADO
10
VOLTAS EQUIPAMENTO
TRABALHANDO
PATINAGEM (%)
10,0
0
9,5
5
9,0
10
8,5
15
8,0
20
7,5
25
7,0
30
IDENTIFICAÇÃO VISUAL DA PATINAGEM
Marcas no solo pouco
definidas indicam deslizamento
excessivo.Neste caso deve-se
aumentar a quantidade de lastro
no trator
Marcas no solo claramente
definidas indicam deslizamento
reduzido. Neste caso deve-se
diminuir a quantidade de lastro.
A lastragem e a patinagem estará correta
quando no centro houver sinais de
deslizamento e as marcas nas bordas
externas estiverem bem definidas.
AVANÇO
Diferença entre o número de voltas da roda
dianteira sem tração e com tração para 10 voltas
completas da roda traseira, medido em tratores
4x2 TDA e 4x4.
AVANÇO RECOMENDADO 1 a 5%
DETERMINAÇÃO DO AVANÇO
10 VOLTAS DA
RODA TRASEIRA
N0 DE VOLTAS DA
RODA DIANTEIRA:
COM TRAÇÃO
DIANTEIRA LIGADA
COM TRAÇÃO
DIANTEIRA DESLIGADA
COEFICIENTE DE TRAÇÃO
FORÇA DE TRAÇÃO PELO PESO NO RODADO
165,5 kPa (24 psi)
125 kPa (18 psi)
97 kPa (14 psi)
Patinagem (%)
EFICIÊNCIA TRATIVA: TRATORES 4X2 TDA E 4X4
710/70R38 - 42 kPa (6 psi)
20.8R42 - 69 kPa (10 psi)
18.4R42 - 97 kPa (14 psi)
Deslizamento (%)
Exercício:
Calcular força de tração, Ft
•
•
•
•
V=5,57 km.h-1;
diesel d=0,75 kg.kg-1;
Rendimento de tração, nt = 38,61%
Pm= 100,98 kw
Ft  V
-1.
Pb=kw;
Ft=
kN;
V=
km.h
Pb 
3,6
Pb
nt 
Pm