Ensayo de tractores - Mecánica y Maquinarias Agrícolas

Mecánica y Maquinaria Agrícola
Ensayo de tractores
Definiciones
Par motor o Torque
El torque es una la media de fuerza, que mide la magnitud de fuerza rotacional.
La combustión provoca presión dentro de la cámara de combustión, esta presión actúa sobre la cabeza del pistón y se
transmite a través de las bielas como fuerza mecánica al cigüeñal, esta fuerza se expresa como newton metros (o kgm) y se
denomina torque o par motor.
Potencia:
Debido a la acción del volante de inercia, el motor entrega par y régimen (velocidad de giro del motor) constante. Del
producto del par (M) y el régimen (n) se obtiene la potencia.
P  kW  = (M  Nm  x n m/s)/9549 = (Pe[bar]x Vh[cm3] x n[r/min]) / 1,2 x 106
P  CV  = (M  kgm  x n m/s)/71,6 = Pe x (V1- V2) x n (T/2) -1
P= Potencia
Pe = Presión efectiva
Vh = Cilindrada.
n = régimen de revoluciones.
(V1- V2) = Volumen inicial menos volumen final
T = Número de tiempos del motor
Potencia del motor:
Es la potencia que entrega el motor, medida a la salida del cigüeñal. Para su determinación el motor debe ser despojado de
alguno o todos sus accesorios. La unidad de medida son los kW.
1 Kw. = kilovatio =1,36 CV
1 CV = caballo de vapor = 0,736 kW.
1 HP = horsepower = 1,014 CV = 0,746 Kw.
1 CH = cheval vapeur = 1 CV = 0,736 kW.
Kw. DIN: La norma alemana DIN 70020 (Deutsche Industrie Norm), prueba el motor con todos sus accesorios
Kw. SAE: La norma norteamericana mide la potencia del motor desprovisto de los siguientes accesorios,
Embrague, filtro de aire, silenciador de escape, alternador, bomba de agua, motor de arranque.
Potencia nominal:
Es la potencia máxima capaz de entregar el motor, coincidente con la mínima carga que acciona totalmente el regulador
Régimen normalizado:
Es el régimen de giro del motor al cual la toma de potencia gira a 540 rpm.
Ensayos de tractores
La OCDE (Organización de Cooperación y Desarrollo Económico) establece los ensayos oficiales para la evaluación de
tractores agrícolas. Los códigos OCDE para ensayos de tractores, son utilizados como referencia para el comercio
internacional y sus especificaciones son similares a las normas ISO, IRAM, SAE, ASAE. Los ensayos a la barra de tiro
según los códigos OCDE, deben ser comparados con cautela contra aquellos realizados según las normas ISO, IRAM, SAE,
ASAE, ya que las especificaciones de régimen del motor para cada uno de los puntos de la curva son diferentes.
Los factores variables que no se pueden unificar en estos ensayos son, las condiciones climatológicas, la temperatura y
densidad del combustible.
La norma comprende ensayos obligatorios, ellos son:
1) Ensayo a la toma de potencia.
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2)
3)
4)
5)
6)
7)
Potencia hidráulica y capacidad de levante.
Potencia a la barra con el tractor lastrado.
Área de giro y ángulo de giro.
Posición del centro de gravedad.
Frenos (Solamente para tractores engomados)
Ruidos.
La norma comprende ensayos opcionales pedidos por el fabricante, ellos son:
8) De motor.
9) Ensayo a la polea.
10) Eficiencia a altas temperaturas.
11) Arranque a bajas temperaturas.
12) De potencia a la barra y consumo de combustible con tractor sin lastre.
Ensayo a la toma de potencia:
En este ensayo se realizan las siguientes mediciones:
 Potencia máxima en la toma de potencia.
 Potencia a régimen normalizado.
 Ensayo de carga variable para la obtención de las curvas características del motor.
Ensayo a carga variable:
Este ensayo se realiza variando la carga, mediante un freno, en el siguiente orden:
a) 85% de la carga correspondiente a la potencia máxima.
b) Sin carga.
c) 50% de la carga definida en a)
d) La carga correspondiente a potencia máxima.
e) 25 % de la carga definida en a)
f) 75% de la carga definida en a)
A partir del ensayo de potencia al freno se obtiene una serie de datos que son utilizados para representar las siguientes
curvas:




Potencia en función de la velocidad.
Par equivalente en el cigüeñal en función de la velocidad.
Consumo horario y específico en función de la velocidad.
Consumo específico en función de la potencia en la zona de actuación del regulador.
Curva de par o torque en función del régimen:
Con el motor a plena carga se obtiene el punto de régimen máximo (n0) y a partir de aquí se empieza a frenar el motor, se
obtiene de esta forma para cada régimen de giro del motor el par correspondiente medido en el freno. La curva de torque
presenta una primera parte (zona de acción del regulador), entre el punto n0 y n1 donde el torque se incrementa por el efecto
del regulador, este acciona sobre la cremallera y esta sobre los cuerpos de bomba aumentado la cantidad de combustible
inyectado a medida que disminuye el régimen. A partir de n1 la cantidad de combustible inyectado se mantiene constante, el
par se incrementa a medida que disminuye el régimen hasta el punto de par máximo (n3), luego la curva cae. Se denomina
reserva de torque a la diferencia entre el torque máximo y el torque nominal en relación al torque máximo. Mientras mayor
sea la misma, mayor será la capacidad del tractor de poder superar sobrecargas puntuales mientras se esta trabajando.
Reserva de torque = (Mmax-Mnom)/Mmax
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Curva de potencia en función del régimen:
Para la obtención de esta curva, se inicia el ensayo con la palanca del regulador a plena carga, con lo cual se obtiene el
régimen máximo y la potencia en este punto es cero. Luego se comienza a frenar el motor, como respuesta a la carga
aplicada, el régimen cae y comienza a trabajar el regulador de la bomba inyectora, la potencia se incrementa hasta el punto
de potencia máxima o potencia nominal. A partir de este punto el regulador no puede accionar más la cremallera y la
cantidad de combustible inyectado por ciclo comienza a ser constante, de aquí en más la potencia comienza a caer, a esta
porción se la denomina zona de acción del regulador (ZAR). Mientras menor sea la misma, mejor será el desempeño del
motor
Curvas de consumo horario y especifico en función del régimen:
Para la construcción de estas curvas se determina el tiempo en segundos que tarda el tractor para consumir una determinada
cantidad de combustible para las diferentes cargas y revoluciones utilizadas durante el ensayo del motor.
Ejemplo: Durante un ensayo de motor se midió 0,0275 Kg. de gas oil consumidos durante 10 segundos a una
potencia de 45 kW. Calcule el consumo horario y el consumo específico.
Consumo horario = (0,0275kg de gas oil/ 10 s) * 3600 = 9,9 Kg. /h
Consumo específico = {9,9 (Kg./h)/45 (Kw.)} = 0,220 Kg./Kw.-h
Curvas de izoconsumo:
Estas curvas permiten detectar la zona en la cual el consumo específico es mínimo.
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Potencia hidráulica y capacidad de levante
Para este ensayo, se utiliza un equipo que posee una válvula reguladora de presión, que simula distintas cargas solicitadas al
sistema hidráulico. El ensayo se realiza con una temperatura del fluido de 65º C y una tolerancia de 5% en más y en menos al
régimen nominal del motor.
Mediante este ensayo se determina:
 Caudal máximo
 Presión de apertura de la válvula limitadora de presión.
 Potencia máxima del sistema.
Patinamiento:
Técnicamente el patinamiento, se define como la disminución de la velocidad de avance producida por el deslizamiento
entre la superficie del suelo y la cubierta del tractor; Desafortunadamente esta ineficiencia nunca puede ser eliminada en su
totalidad. Es recomendable que el patinamiento oscile entre un 10-15%, entre estos porcentajes es donde se obtiene la mayor
eficiencia en la tracción.
El patinamiento excesivo produce:
 Un consumo excesivo de combustibles y lubricantes.
 Un desgaste prematuro de cubiertas.
 Un incremento en los tiempos operativos.
Antes de tratar de disminuir el patinamiento hay que saber cuantificar la magnitud del mismo. Se puede medir de diferentes
formas, pero mas halla de eso siempre se debe tomar como valor de referencia al tractor actuando sin carga (actuando sobre
el lote a trabajar al régimen y marcha establecido y sin clavar el implemento) y relacionándolo con los valores obtenidos con
el tractor bajo carga (con el implemento trabajando)
Las diferentes formas de medir el patinamiento son:
En relación al número de vueltas descriptas por el tractor:
Esta forma de medición tiene varias desventajas operativas:
 Las dos ruedas motrices no dan el mismo numero de vueltas (gracias al diferencial)
 Es molesto, realizar ensayos de mayor distancia, que tendrían mayor exactitud.
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
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La unidad utilizada es, vueltas de rueda, lo que produce un mayor margen de error de
± una vuelta de rueda (unidad demasiado grande en relación al tamaño del ensayo)
Dejando el tiempo fijo y midiendo la distancia:
Dejando la distancia fija y midiendo el tiempo:
Estas dos ultimas son mas precisas (se pueden efectuar ensayos de mayor tamaño y las unidades utilizadas son mas
pequeñas) mientras que la ultima citada es la mas practica de todas.
Ensayos a la barra de tiro:
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Por medio de un dinamómetro colocado entre el enganche del tractor y la herramienta podemos cuantificar el esfuerzo de tiro
(expresado en Kg.) que nos estará demandando la herramienta a esa velocidad, profundidad y tipo de suelo. Así se puede
tener una noción más exacta de la demanda real y de esa forma dimensionar el tractor que debemos utilizar para hacer
trabajar a esa herramienta y obtener los mayores beneficios económicos.
Por ejemplo la Sociedad Americana de Ingenieros Agrónomos (A.S.A.E) ha realizado una buena cantidad de estos ensayos,
donde relacionan la demanda de tiro con el tipo de suelo y con el factor más importante que determina el esfuerzo de tiro en
cada tipo de herramienta.
Si lo que se quiere es determinar las prestaciones dinámicas del tractor actuando con sus diferentes marchas se realizan
ensayos con un freno dinamométrico sobre pista de hormigón
Potencia a la barra con el tractor lastrado
Estas determinaciones se realizan para cada una de las marchas, sobre pista de hormigón y con el regulador al máximo. Para
la construcción de las curvas de tracción se utiliza un dinamómetro que va conectado entre la barra de tiro del tractor y un
freno que va variando la carga horizontal solicitada al mismo.
Con los datos obtenidos del dinamómetro se construyen las siguientes curvas:
 Patinamiento de las ruedas motrices en función del esfuerzo de tracción.
 Potencia a la barra de tiro en función del esfuerzo de tracción.
 Velocidad de avance del tractor en función del esfuerzo de tracción.
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Teorías de Tracción
Esfuerzo máximo de tracción: (o tensión de corte)
Según Coulomb, el esfuerzo máximo que resiste el suelo sin cortarse estará dado por sus fuerzas cohesivas y fricciónales.
Según Micklethwaite, la ecuación de tiro máximo es la siguiente:
Тmax= C A + Qad Tgθ
Tmax =Máximo esfuerzo de corte.
C= Cohesión.
Qad= Peso dinámico
θ= Angulo de fricción interna suelo/suelo.
A= Área de apoyo del neumático.
A= l x b x 0,78
La cohesión depende fundamentalmente de la humedad y la textura, mientras que el ángulo de fricción interna es mayor en
suelos más arenosos y con menos humedad.
Por lo tanto en suelos arcillosos el segundo miembro de la ecuación es casi despreciable lo cual indicaría que es un error
aumentar el lastre del tractor para hacer mejorar la tracción y en cambio es mas beneficioso aumentar la superficie de pisado
ya que el componente de cohesión es de importancia. Aquí un rodado más ancho o de más diámetro o el uso de duales
mejoraría la tracción. En suelos arenosos donde el componente de cohesión tiene valores mínimos es más eficiente el
lastrado del tractor que el aumento de la superficie de apoyo.
La capacidad portante máxima determinará el esfuerzo máximo que se podrá realizar. Por lo tanto el tractor tira hasta
que el suelo aguante luego de lo cual empieza a patinar. Esto no es un proceso instantáneo sino que acontece gradualmente.
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Valores promedio de cohesión y ángulo de fricción para distintos tipos y estados de suelo:
Tipo de
Angulo de Cohesión interna
Estado
suelo
fricción
(Kg./cm2)
Arenoso
Compactado
28°-40°
0
Arenoso
Suelto
32°-35°
0
Arenoso fino
Compactado
25°-30°
0
Arenoso fino
Suelto
18°-22°
0
Franco arenoso
Friable
24°-28°
0.2-0.25
Franco arenoso
Plástico
24°-28°
0.1-0.15
Franco
Friable
14°-19°
0.25-0.3
Franco
Plástico
17°-19°
0.15-0.2
Arcilloso
Friable
17°-19°
0.4-0.6
Arcilloso
Plástico
10°-14°
0.25-0.3
Número de transitabilidad: (Cn)
Este número es un indicador de la transitabilidad que habrá en relación a las características propias del tractor (peso
adherente, ancho y diámetro de la cubierta) y el estado del suelo (expresado por el índice de cono).
El Cn por lo general puede oscilar entre valores de 0 a 50. Comúnmente en suelos agrícolas toma valores cercanos a 25.
IC= Índice de cono.
a= Ancho de la pisada.
d= Diámetro del neumático.
QAD= Peso adherente de la rueda.
Resistencia a la rodadura: (Rk)
Cuanto más blando se encuentre el suelo más se hundirá el neumático y por lo tanto se deberá destinar mas potencia para el
autotransporte que dejará de estar disponible para el tiro. Generalmente puede pensarse que el neumático permanentemente
estará escalando una pendiente.
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Así que cuanto más blando esté el suelo para la carga que efectúe el neumático, la pendiente será más empinada por lo que el
ángulo α será mayor. Técnicamente la cantidad de potencia que pierde un tractor en transportarse y que no puede
transformarse en esfuerzo de tiro se denomina RESISTENCIA A LA RODADURA.
El mismo está íntimamente relacionado al anteriormente visto Cn y al peso adherente de la siguiente manera.
Valores usuales de K: (según ASAE)
Camino de tierra
Pastura
Rastrojo
Tierra blanda
Arena
0.08-0.16
0.05-0.17
0.08-0.1
0.1-0.2
0.15-0.3
Curvas de tracción:
ASAE ha trazado curvas en las cuales se relaciona el porcentaje de patinamiento con las propiedades tractivas que son
posibles de lograr a diferentes niveles de Cn.
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En el gráfico se representan dos tipos de curvas, unas representan lo que se denomina eficiencia tractiva que es la relación
existente entre la potencia de tiro que puede transferir una rueda al tirar en la dirección de avance y la potencia que está
utilizando para moverse. Habitualmente cuando se piensa en un tractor se define como la relación existente entre la potencia
que llega a la barra y la que llega al eje motriz.
Las otras curvas describen al coeficiente de tracción, que no es sino la relación entre el peso dinámico del eje motriz y la
fuerza de tiro que puede desarrollar dicho eje.
Es decir que un tractor de acuerdo a su diseño, peso, tipo de rodado, características y estado de suelo, podrá tirar como
máximo un porcentaje de peso que ejerce sobre el suelo su tren o trenes motrices.
De estas curvas, por ejemplo podemos decir que un tractor que se encuentre en una condición Cn = 20-30, (situación normal
en un suelo agrícola) indicaría, al observar la grafica que la máxima eficiencia tractiva esperable (la óptima estaría tangente a
la curva rondará en valores cercanos a 0,6 con un patinamiento de aproximadamente del 10% y el máximo coeficiente de
tracción será cercano a 0,4 con patinamientos inferiores al 15%. Se puede inferir que en el mejor de los casos, de la potencia
que llega al eje motriz de un tractor aproximadamente el 65% será aprovechable en la barra de tiro del mismo. Así mismo se
puede predecir que un tren motriz podrá tirar hasta aproximadamente el 40% de su carga dinámica. En los tractores de
tracción asistida pueden hablarse de eficiencias tractivas cercanas al 68% y en doble tracción del 75%.
En la grafica también puede verse que con patinamientos menores del 8% las eficiencias tractivas son muy bajas, esto es así
porque la resistencia en la rodadura le esta demandando mucha potencia para desplazarse.
Penetrometría:
Estas mediciones sirven para estudiar la capacidad portante del suelo para ser transitado por maquinas agrícolas, también
puede servir para diagnosticar compactaciones subsuperficiales (pisos de arado) para éstos casos se utiliza un penetrometro
de cono que debe presentar dimensiones normalizadas
En el primer caso los datos obtenidos se denominan INDICE DE CONO (IC). El IC debe medirse detrás de la pisada del
tractor y hasta los 15 cm. de profundidad.
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.
Para hacer un estudio de capas compactadas se puede graficar, esfuerzo de la penetración en función de la profundidad.
En la grafica podemos ver una capa compactada a los 20 cm. de profundidad, de esta forma se puede identificar bien la zona
que se debe descompactar.
Calculo teórico de potencia a la barra de tiro:
Sabiendo que la potencia generada puede ser obtenida al multiplicar la fuerza aplicada por la velocidad con la que se
desplaza.
P= F.V
Podemos determinar que factores afecta a la fuerza que puede generar la rueda y que factores determinan la velocidad real de
desplazamiento, por lo tanto, la formula de fuerza tiene las siguientes variables.
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Y los factores que afectan a la velocidad son:
Por lo tanto la potencia a la barra es el producto de estas dos formulas dividido 75.
Nb= (F.V)/75
El resultado obtenido esta expresado en CV, si queremos expresarlo en Kw. debemos saber que:
1Kw = 1.36cv
Perfilometría:
Por medio de este ensayo podemos obtener la superficie del perfil que ha sido trabajado realmente por la herramienta. Un
perfilómetro es simplemente una barra que se cruza transversalmente la franja trabajada por la herramienta y en la cual se
encajan varillas.
Inicialmente se mide con el perfilómetro las irregularidades del terreno donde pasara la herramienta; luego de pasado el
implemento se mide la profundidad efectiva con las mismas varillas hasta tocar el fondo del surco, la diferencia integral entre
ellas es igual al área de suelo movilizado.
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Coeficiente de labranza: Es la relación existente entre el tiro y el área de suelo movilizado (expresado en Kg. /cm2)
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Preguntas y problemas
Problema 1: Si un implemento demanda 1000 kg de tiro trabajando a 7,2 Km/h ¿cuál será la potencia (exprésela
en KW y en CV) que deberá entregar el tractor en la barra de tiro?
Problema 2: ¿Cual será la fuerza (tangencial) en las ruedas de un tractor de 73,3 C.V. de potencia que posee un
par motor de 25 kgm, trabajando en una marcha lenta (200:1), equipado con neumáticos 18.4-34 y con una
eficiencia de transmisión del 87%?
Problema 3: ¿Qué potencia tendrá en la barra de tiro, un tractor de 120 CV (con un peso total de 6000 kg) que
posee un motor con un torque de 30 kgm trabajando a 1800 r.p.m., en una marcha intermedia (37:1), con un 10%
de pérdidas por transmisión, equipado con neumáticos 12.4-36?. Además en esta situación se registra una perdida
por resistencia a la rodadura de 500 kg. y un 15% de patinamiento. ¿Cual es la eficiencia tractiva lograda en ese
momento?.
Problema 4: Se ha realizado un ensayo de patinamiento con un tractor de tracción simple, en dos condiciones de
suelo, rastrojo y barbecho. Las características principales del tractor y del terreno, así como las longitudes
recorridas en 10 vueltas de cada rueda en los distintos ensayos son las que aparecen en la tabla 1. En cada suelo se
realizó un ensayo sin carga y tres con cargas crecientes C1, C2 y C3. Como condición de referencia se considero el
ensayo sobre rastrojo sin carga. Calcule los patinamientos en todos los ensayos.
Tabla 1
Datos del ensayo de patinamiento de un tractor convencional trabajando en dos suelos.
Neumáticos
D : 19.9 R 24 134 A8
Presión de inflado = 1,6 bar
T : 18.4 R 38 146 A8
Presión de inflado = 1,6 bar
Peso estático
D : 2600 Kg
T : 3700 Kg
Terreno
Rastrojo CI = 1000 KPa
Barbecho CI = 300 KPa
ENSAYO
Longitud recorrida en 10 vueltas de rueda (m)
Delantera
Trasera
Sin carga
40,45
51,54
Rastrojo
Tracción C1
40,84
43,21
Tracción C2
41,10
32,26
Tracción C3
17,01
Sin carga
41,80
50,77
Barbecho
Tracción C1
42,48
40,59
Tracción C2
42,14
26,96
Tracción C3
12,00
Problema 5 : Un tractor convencional con peso total de 5100 Kg equipado con neumáticos 18.4 -34, se encuentra
realizando tareas de labranza con un arado de discos que demanda un esfuerzo de 1800 Kg a la barra de tiro. El
índice de cono del suelo es de 980 KPa. ¿Cuál es la fuerza que el tractor pierde por resistencia a la rodadura?
(recordar que 98 Kpa = 1kg/cm2)
Problema 6 : Un tractor de tracción simple con un peso total de 8400 Kg y ruedas 18.4 – 34 ¿ Cual será el
máximo esfuerzo de tracción que podrá realizar el tractor en un suelo con una cohesión = 10 KPa y un ángulo de
fricción de 25º? La longitud de contacto rueda suelo fue de 0,53 m. Considere el radio bajo carga de las ruedas
como 0,475 veces el diámetro teórico de la rueda y la eficiencia de apoyo como 0,78 veces la teórica.
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Si a este tractor se lo equipa con cubiertas 23.1-30 ¿De que magnitud serán las pérdidas por resistencia a la
rodadura? (IC = 5 kg/cm2)
Problema 7: Un tractor de tracción simple de 75 CV de potencia nominal a 2250 r/min., trabaja con una
herramienta que le solicita una fuerza de tracción paralela al terreno de 1600 kg. El tractor se desplaza a una
velocidad de avance de 5,5 Km/h en la cuarta marcha, con el motor funcionando a 1950 r.p.m. Verifique si la
potencia disponible en la barra es suficiente como para tirar el implemento.
Datos
Rendimiento en la transmisión
Par motor a 1950 rpm
Coeficiente de resistencia a la rodadura
Peso del tractor
Neumáticos traseros
Relación de transmisión en 4ta marcha
0,87
22 kgm
0,1
3500 kg
14 - 30
82
Problema 8 : Con los siguientes datos.
Deutz AX 4.120
Nm
Mtn (torque a 2300rpm)
Mtm (torque máximo)
Régimen de trabajo
Tractor
Peso trasero sin Lastres
Peso del lastres
Hidrolastrado
Rodado
Presión de inflado
Largo de pisada
Apache R.A. 2010 5 rejas de 14”
Arado
Profundidad de trabajo
Velocidad de trabajo
Brandsen
Cohesión
Suelo
Angulo de rozamiento int. part.
Coef. de Labranza (a 7 Km/h)
Indice de cono
Peine de marchas del tractor es el siguiente:
MARCHA RELACIÓN DE TRANSMISIÓN
1B
374:1
2B
242:1
3B
176:1
4B
135:1
5B
110:1
1A
90:1
2A
71:1
3A
57:1
4A
46:1
5A
32:1
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115.67 CV
36 kg-m
40 kg-m
2300
2188 kg
752 Kg
550 litros de agua por rueda
23,1 - 30
16 lb/pulg2
0,25 del diámetro teórico.
18 cm
7 km/h
0,4 Kg/cm2
18º
0,6 kg/cm2
8,437 kg/cm2
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Calcule:
El esfuerzo demandado por el arado.
La potencia demandada por el arado
El esfuerzo máximo que resiste en suelo sin cortarse.
En el caso de colocarle duales de a misma medida a que valores ascendería este esfuerzo
máximo.
Problema 9: Un tractor de 66 kW realiza trabajos de escardillado, la potencia solicitada para este trabajo es de
26,4 kW Utilizando las curvas de isoconsumo que se encuentran en esta guía, Calcule:
¿Cuál será el consumo de combustible (litros/hora) trabajando a un 65 y 98% del régimen nominal?
¿Qué porcentaje del torque del motor se estará utilizando en estos dos casos?
Problema 10: ¿Podrá el tractor de la pregunta 3 trabajar a 8 km/h tirando una tolva autodescargable de 14 Tn?
Con un peso total de 17,5 Tn) con condiciones muy malas de piso (índice de cono = 3 kg /cm2). La tolva presenta
4 ruedas de alta flotación 700/50 – 22.5.
Problema 11: Un tractor de tracción simple de 180 CV, en condiciones de trabajo determinadas, logra una
eficiencia tractiva del 0,5 y debe tirar un cincel de 13 púas que mueve un frente de labor de 0,55 m2, el coeficiente
de labranza del cincel en esta situación es de 0,7 kg/cm2.
¿Será posible de ser realizada esta labor a una velocidad de 6 km/h en este caso?
Problema 12: Un tractor como el del ejercicio 7, se desplaza primero en un terreno horizontal, luego hay un tramo
con pendiente descendente del 8 % y luego una ascendente del 8 %. Si el conductor no modifica la marcha ni la
posición del acelerador, indicar en cada caso: la potencia a la barra, potencia suministrada por el motor y el grado
de utilización.
Problema 13: Con los siguientes datos de un tractor de tracción simple, con un motor de 6 cilindros ¿Cuánto
polvo captará el filtro en una jornada de trabajo de 5 horas?.
Velocidad de trabajo: 5.7 km/h
Patinamiento: 13%
Neumático trasero: 18,4-38
Neumático delantero: 1100-16
Eficiencia de transmisión: 0.92
Eficiencia volumétrica: 88%
Eficiencia de filtrado: 95%
Densidad del polvo: 0.05gramos/m3
Carrera: 104mm
Radio del pistón: 49mm
Problema 14: Calcule el patinamiento y la velocidad de trabajo.
Tiempo en vacio: 8.9 segundos
Tiempo en trabajo: 7.2 segundos
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Problema 15:
Si un tractor de 100 kW esta trabando con una sembradora
convencional de grano fino, que le demanda una potencia de 25 kW.
a)¿Qué torque estará usando del motor si esta trabajando al 70% del
régimen nominal?
b)¿Qué consumo de combustible hora tendra ese tractor?
Problema 16: Calcule el diámetro de un pistón del siguiente motor.
Tipo: En línea, 4 tiempos
Nº de cilindros: 6
Aspiración: turbo alimentado
Relación de compresión: 18,1/1
Carrera: 105mm
Eficiencia volumétrica: 86 %
Cilindrada del motor: 5700 cm3
Problema 17: Calcule el patinamiento del siguiente tractor:
Tiempo en vacio: 10.5 segundos
Tiempo en trabajo: 14.2 segundos
Problema 18: Si usted tiene que comprar un cincel para una explotación agropecuaria, donde tienen un tractor de
tracción simple con un potencia disponible en la barra de tiro que varía entre 60 y 70 CV dependiendo del estado
del suelo.
¿Calcule cuantos arcos debe tener el cincel que van a comprar?
Tenga en cuenta los siguientes parámetros, completando con datos razonables:
•
Profundidad de trabajo:
•
Separación de arcos:
•
Coeficiente de labor:
•
Velocidad de trabajo:
Ejercicio Integrador
1) Si usted tiene un tractor que está trabajando con un arado cincel, con las siguientes características:
Motor 6 cilindros
Carrera: 95mm
Ing. Agr. Adrián G. Vallejos. Departamento de Agronomía. U.N.S.
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Mecánica y Maquinaria Agrícola
Diámetro del pistón: 120 mm
Potencia nominal: 200 cv
Régimen Nominal: 2200 rpm
Régimen Máximo: 2500 rpm
Coeficiente de labranza (resistencia especifica): 0.6 kg/cm2
Cantidad de arcos del arado cincel: 17
Separación de los arcos: 35cm
Profundidad media de trabajo: 12 cm
Velocidad de trabajo: 6,4 km/h
Patinamiento: 12%
Rbc:83cm
Rk: 400 kg
Eficiencia de transmisión: 90%
Relación de transmisión:
Ing. Agr. Adrián G. Vallejos. Departamento de Agronomía. U.N.S.
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Mecánica y Maquinaria Agrícola
A) ¿Cuales son los Cambios que usted puede usar para realizar esta labor?
B) ¿Qué cambio aconsejarías trabajar para gastar menos combustible?
C) ¿Qué gasto de combustible por ha tiene la labor?
D) ¿Cuántos gramos de polvo filtrará el filtro de aire en 8 horas de trabajo?, si la densidad de polvo es de 0.02
gr/m3 de aire, la eficiencia volumétrica es de 85% y la eficiencia de filtrado es de 98%.
2) Si usted tiene un tractor que está trabajando con un arado rastra, con las siguientes características:
Características generales del motor del
tractor
Tipo: En línea, 4 tiempos.
Nº de cilindros: 4
Diámetro del cilindro 106 mm.
Carrera: 127mm.
Relación de compresión: 17.6/1
Aspiración: Turboalimentado
Potencia nominal: 80 KW (107 CV).
Torque nominal: 326,65 Nm (33,31 kgm)
Eficiencia Volumétrica: 98%
Eficiencia de filtrado: 97%
Característica generales del tractor
Implemento
Arado rastra de 12 discos de 26”
Ancho de labor efectivo por disco: 21 cm
Profundidad media de trabajo: 12 cm
Coeficiente de labor: 0,61 kg/cm2
Velocidad de trabajo: 5,8 km/h
Patinamiento: 12%
Ambiente
Ángulo de fricción interna:38º
Cohesión: 0 kg/cm2
IC: 5 kg/cm2
Densidad de polvo en aire: 0,035gr/m3
Tipo: Simple tracción
Peso sin lastre: 3750 kg
Peso Lastrado: 5230 kg
Rodado delantero: 7.50/18
Rodado trasero: 18.4-34
rbc del rodado trasero: 85 cm
Eficiencia de transmisión: 93 %
Ing. Agr. Adrián G. Vallejos. Departamento de Agronomía. U.N.S.
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Mecánica y Maquinaria Agrícola
A) Calcule el volumen de la cámara de compresión del motor.
B) Calcule la eficiencia tractiva del tractor.
C) ¿Cual es la demanda de potencia del implemento?
D) ¿Cuales son los Cambios que usted puede usar para realizar esta labor?
E) ¿Qué cambio aconsejaría trabajar para gastar menos combustible?
F) ¿Qué gasto de combustible por ha tiene la labor?
G) ¿Cuántos gramos de polvo filtrará el filtro de aire en 8 horas de trabajo?
H) ¿Qué textura tiene el suelo donde el tractor está trabajando? ¿Cómo haría para disminuir el patinamiento en
caso de que este fuera excesivo, en este tipo de suelo?
Ing. Agr. Adrián G. Vallejos. Departamento de Agronomía. U.N.S.
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Mecánica y Maquinaria Agrícola
Nota aclaratoria: En todos estos casos los tractores son de tracción simple, por lo tanto el peso estático del
tractor sobre las ruedas motrices será del 70 % del peso total, en condiciones ideales de trabajo la
transferencia de peso del tren delantero y de la herramienta harán que el peso sobre el tren motriz sea del
85% del peso total del tractor (Jorajuria 2001)
Por lo tanto para determinar el peso dinámico del tractor se debe multiplicar su peso total por 0,85.
Por otra parte para determinar el radio bajo carga de una rueda neumática se debe multiplicar el diámetro
teórico por 0,475.
9. Bibliografia:
LINARES, P. Teoría de la tracción de tractores agrícolas. Universidad Politécnica de Madrid Escuela Técnica Superior
de Ingenieros Agrónomos. 157 p. 1986
SRIVASTAVA, A.J. GOERING, C.E. ROHRBACH, R.P. (1993) Engeneering principles of agricultural machines.
ASAE Texbook Number 6. 601 p. 1993.
BALASTREIRE, L.A. (1990) Máquinas agrícolas. Sao Paulo. De. Manole Ltda. 307p. 1990.
Ing. Agr. Adrián G. Vallejos. Departamento de Agronomía. U.N.S.
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