Jussi Esala SeAMK Elintarvike ja maatalous

Samankaltaiset tiedostot
Muokkauksen perusteet Maan muokkaus Muokkauksen energian kulutus Muokkauskokemuksia ja vähän tuloksiakin

Kasvintuotannon energiankulutus. Peltotyöt Jussi Esala - SeAMK

Energian säästö peltoviljelytöissä Jussi Esala. Askelia polttoaineen kulutustekijöiden ymmärtämiseen ja kulutuksen seuraamiseen

Säästä polttoainetta. Säädä ja käytä muokkauskoneita oikein. Jussi Esala. SeAMK Elintarvike ja maatalous

Peseekö käyttäjä tekniikan pihtauksessa Jussi Esala - SeAMK

Maatalouskoneiden energiankulutus. Energian käyttö ja säästö maataloudessa Tapani Jokiniemi

Muokkaustöiden energian kulutus. Muokkaus, maan kovuus ja energian kulutus

Maatilan energian käyttö Jussi Esala - SeAMK. Hanke Maatilojen energian käyttö Energian käytön vähentäminen

Jukka Ahokas ja Hannu Mikkola Helsingin yliopisto Maataloustieteiden laitos - Agroteknologia

FYSIIKKA. Mekaniikan perusteita pintakäsittelijöille. Copyright Isto Jokinen; Käyttöoikeus opetuksessa tekijän luvalla. - Laskutehtävien ratkaiseminen

Taloudellisen ajon koulutusta viljelijöille. Koulutuspaketti Hämeenlinna Fredrik Ek, Markku Lappi, Maarit Kari, ProAgria

Maaseudun Energia-akatemia Arviointi oman tilan energian kulutuksesta

NOSTOLAITE KULTIVAATTOREIDEN KÄYTTÖOHJE

PR0 CE S S 0 R -MON ITOI MIKONE

Liike ja voima. Kappaleiden välisiä vuorovaikutuksia ja niistä aiheutuvia liikeilmiöitä

Vähennä energian kulutusta ja kasvata satoa kasvihuoneviljelyssä

TARKKA. TEHOKAS. TILAVA. TALOUDELLINEN.

Made for efficient farmers

Kalle Toroska. Tieajon polttoaineenkulutus kasvinviljelytilalla

Traktorit ja työkoneet Jukka Ahokas

Energiatehokkaat maatalouskoneet. Jukka Ahokas Helsingin Yliopisto Maataloustieteiden laitos

Pellon tasaus. Magnus Selenius Maanviljelijä Espoo

AMMATTIKORKEAKOULUJEN LUONNONVARA- JA YMPÄRISTÖALAN MATEMATIIKAN V VALINTAKOETEHTÄVIEN PISTEYTYSOHJEET

Traktorit ja työkoneet Jukka Ahokas

VALTION MAATALOUSTEKNOLOGIAN TUTKIMUSLAITOS STATE RESEARCH INSTITUTE OF ENGINEERING IN AGRICULTURE AND FORESTRY

Energia-alan keskeisiä termejä. 1. Energiatase (energy balance)

PARAS KYLVÖLANNOITIN KAIKKIIN OLOSUHTEISIIN.

FR28 KUORMATRAKTORI. Ylivoimaa harvennukseen

Manuaalivaihteisto. With start stop Iskutilavuus (cm3) Ruiskutustapa. Direct Common Rail

Jukka Ahokas Helsingin Yliopisto Agroteknologia

1.1 Funktion määritelmä

VA K 0 LA Koetusselostus 741 Test report

Henkilöauton energiankäyttö ja hybridiauton energiatehokkuus

AINUTLAATUINEN DSD TEKNIIKKA

Jussi Esala SeAMK Elintarvike ja maatalous

AUTON LIIKETEHTÄVIÄ: KESKIKIIHTYVYYS ak JA HETKELLINEN KIIHTYVYYS a(t) (tangenttitulkinta) sekä matka fysikaalisena pinta-alana (t,

Agroteknologian pääsykokeessa saa olla mukana kaavakokoelma, joka löytyy netistä.

Rakennusfysiikka 2007, Tampereen teknillinen yliopisto, RIL Seminaari Tampere-talossa Tiedämmekö, miten talot kuluttavat energiaa?

KOE 3, A-OSIO Agroteknologia Agroteknologian pääsykokeessa saa olla mukana kaavakokoelma

S M D. Uuden sukupolven kylvökoneet

VALTION MAATALOUSKONEIDEN TUTKIMUSLAITOS

Sähköiset ohjausyksiköt

Joker. Kompakti lautasäes sängen muokkaukseen ja kylvöalustan valmistamiseen

VALTION MAATALOUSTEKNOLOGIAN TUTKIMUSLAITOS STATE RESEARCH INSTITUTE OF ENGINEERING IN AGRICULTURE AND FORESTRY

Nurmen massan ja säilörehusadon mittaaminen (KARPE hanke) Auvo Sairanen NurmiArtturi , Seinäjoki

Maatalouden energiankulutus KOTKANTIE 1 MIKKO POSIO

Konetyönäytöspäivä Juvalla

POTILA. NOSTOLAITE KULTIVAATTOREIDEN KÄYTTÖOHJE Mallit K 11, 13 ja 15

FYSIIKAN HARJOITUSTEHTÄVIÄ

ETULEIKKURIT. Aito runko-ohjaus. Täysi näkyvyys. Etenevyyttä nelivedolla. Helppo käyttää

Vastaukset. 1. kaksi. 3. Pisteet eivät ole samalla suoralla. d) x y = x e) 5. a) x y = 2x

VA K 0 LA Koetusselostus 371. Tehonmittauskoe 1 )

Asiantuntijasi rikkojen torjunnassa

Spirit rivinen, sivulta nostava säiliökone

Luku 7 Energiansäästö

A-Tiilikate objektikirjasto

Jukka Kontulainen ProAgria Satakunta ry

AMMATTIKORKEAKOULUJEN LUONNONVARA- JA YMPÄRIS- TÖALAN VALINTAKOE 2008 MATEMATIIKKA

Tervetuloa Fortum SmartLiving -palvelun käyttäjäksi!

Pellon muokkaus ja viljan kylväminen. Itä-Suomen maahanmuuttajien osaamisen kehittämisen pilotti (ISMO) -hanke

MEKANIIKAN TEHTÄVIÄ. Nostotyön suuruus ei riipu a) nopeudesta, jolla kappale nostetaan b) nostokorkeudesta c) nostettavan kappaleen massasta

Aurinko-C20 asennus ja käyttöohje

VAKOLAn tiedote no 38/86 ERIPAINOS KONEVIESTI n:o 12/86 VALTION MAATALOUSKONEIDEN TUTKIMUSLAITOS. j ikklaihijaijänniiiia JA POLTTOAINEEN KULUTUS

Maan tiivistymisen välttäminen. Tuomas Mattila Maaperäilta,

AMMATTIKORKEAKOULUJEN LUONNONVARA- JA YMPÄRISTÖALAN MATEMATIIKAN V VALINTAKOETEHTÄVIEN RATKAISUT

ROUDAN PAKSUUS LUMETTOMILLA ALUEILLA ILMASTON LÄMMETESSÄ

Kevään 2018 muokkaus vaikean syksyn jälkeen. Hannu Mikkola Helsingin yliopisto, maataloustieteen laitos

OIKEA PETO PUUNKORJUUSEEN

LAUTASMUOKKAIN RUBIN 12

Tekniset tiedot Mallivuosi Caddy

10 vinkkiä ympäristötietoisemmasta autoilusta


7. Resistanssi ja Ohmin laki

Kverneland Taarup 9032 / 9035 / 9039

Tähtäimessä viljavat vainiot? Agrimarket kevät 2010

POLTTOAINEEN KULUTUS PELTOTÖISSÄ

Jännite, virran voimakkuus ja teho

Metsäenergian mahdollisuuudet Hake, pelletti, pilke

KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille]

VENLA. Nurmijärven Sähkö Oy:n Sähköenergian raportointi pienkuluttajille

Käyttöopas yksityisautolle Android, ios ABAX MOBIILI

Suorakylvön hyödyt kymmenen keskeisintä syytä suorakylvöön

y Polttonestetoiminen lämmitin 87

Valtioneuvoston asetus

VILJELYSUUNNITELMA 2008

Potila TUOTTEET. Joustopiikkiäkeet Kultivaattorit Pintaäkeet.

Esittelykoneen lisävarusteet: Isot renkaat 19.0/45-17 (norm. 400/ ), Hydraulisesti kokoon taittuva varpajyrä, 2 kpl maantasoituslevyjä.

SMG-4500 Tuulivoima. Kuudennen luennon aihepiirit. Tuulivoimalan energiantuotanto-odotukset AIHEESEEN LIITTYVÄ TERMISTÖ (1/2)

Metsäkoneiden polttoaineen kulutuksen mittaaminen, esitutkimus

AMMATTIKORKEAKOULUJEN LUONNONVARA- JA YMPÄRISTÖALAN VALINTAKOE

Banana Split -peli. Toinen kierros Hyvin todennäköisesti ryhmien yhteenlaskettu rahasumma on suurempi kuin 30 senttiä. Ryhmien

INDUSTRIAL HYÖDYLLISTÄ TIETOA. Tutustu Firestonen etuihin. DURAFORCE-UTILITY R8000 UTILITY

Harjoitus 2: Hydrologinen kierto

ENERGIATODISTUS. HOAS 137 Hopeatie 10 talo 1 Hopeatie , Helsinki. Muut asuinkerrostalot. Uudisrakennusten määräystaso 2012

Maatalouden energiankulutus Suomessa ja Euroopassa

Ympäristösitoumuksen Peltomaan laatutestin itsearviointilomake

Juolavehnän torjunta luomutuotannossa

VOLVO S60 & V60 DRIV. Lisäys käyttöohjekirjaan

Traktorin ja työkoneiden. renkaat. Jukka Ahokas. Helsingin Yliopisto Agroteknologia

Transkriptio:

Muokkaus- ja kylvötöiden energiankulutus Jussi Esala SeAMK Elintarvike ja maatalous

Muokkaustyöstä energiankulutukseen Tämä opas käsittelee polttoaineen kulutusta muokkaus- ja kylvötyössä. Oppaassa selvitetään, mitkä tekijät vaikuttavat polttoaineen kulutukseen, paljonko eri tekijöillä on vaikutusta ja miten eri tekijät vaikuttavat toisiinsa. Sarjan muissa oppaissa käsitellään tarkemmin mm. traktorin kuormittamista, renkaita ja vetokykyä sekä muokkausvälineiden rakenteen, säätöjen ja kunnon vaikutusta polttoaineen kulutukseen. Maanmuokkauksen tavoitteena on tehdä maasta sopiva itämis- ja kasvualusta kasveille. Edellisen kasvuston ja viljelytöiden seurauksena tiivistynyt maa muokataan sopivan pehmeäksi ja maassa olevat erilaiset kasvijätteet sekoitetaan maahan. Muokkauksen yhteydessä maan pintaa voidaan myös hieman tasata. Kaikki nämä toimenpiteet aiheuttavat muokkausvälineille vetovastusta eli kulkua vastustavia voimia. Tämän varsinaisen työn lisäksi polttoainetta kuluu myös traktorin oman massan kuljettamiseen, renkaiden vierimisvastuksiin sekä moottorin ja voimansiirron sisäisten kitkojen voittamiseen. Maanmuokkauksella pyritään monin eri tavoin pienentämään maakokkareita ja- muruja. Muokkaustyöhön tarvittava voima yleensä kasvaa maan kovuuden, käsittelysyvyyden tai -nopeuden kasvaessa, tai muokkausvälineen maata tasaavan tai siirtävän vaikutuksen kasvaessa. Kyntäessä auran leikkuri leikkaa pystytasossa viilun irti vielä paikoilleen jäävästä maasta, ja auran terä kääntää leikkautuneen maakerroksen osittain nurinpäin. Mitä nopeammin kyntäminen tehdään, sitä enemmän maa murenee ja sitä enemmän maan eri kerrokset sekoittuvat keskenään. Kyntäminen myös siirtää maa-ainesta jonkin verran alkuperäiseltä paikaltaan. Muut maanmuokkausvälineet, kuten kultivaattori, lautasäes ja s-piikkiäes, toimivat samankaltaisesti. Muokkaustöihin kuluvan työn tai energian määrä voidaan ilmaista useilla eri tavoilla. Traktorin polttoaineen tuntikulutusta (l/h) käytetään joissain 2

yhteyksissä ilmaisemaan tehtävän työn raskautta. Toisinaan tuntikulutuksella perustellaan myös, miksi joku traktorimerkki on jossain tietyssä työssä muita polttoainetaloudellisempi. Polttoaineen tuntikulutusta on opittu seuraamaan, koska sähköisten ruiskutuspumppujen tullessa markkinoille se oli ensimmäinen polttoaineen kulutusta kuvaava yksikkö, jota kuljettaja pystyi seuraamaan näytöltä. Tuntikulutuksessa ei oteta mitenkään huomioon tehtävän työn määrää eikä laatua, eikä tuntikulutuksella voida näin ollen mitata muokkaustöiden polttoaineen kulutusta. Traktorin polttoaineen kulutus hehtaaria kohti (l/ha) suhteuttaa polttoaineen kulutuksen tehdyn työn määrään. Tieto polttoaineen hetkellisestä kulutuksesta tulee polttoaineen ruiskutuksen ohjauksesta. Tehdyn työn määrä eli pinta-ala saadaan kertomalla työleveys ajetulla matkalla. Ajettu matka tulee GPS-paikantimen signaalista tai voimansiirrosta, jolloin luku on luistoprosentin verran liian suuri. Kaikissa nykyaikaisissa traktoreissa tämän lukeman saa halutessaan näkyviin mittarin näytölle. Jotta lukemaa voi hyödyntää tulee opetella ohjelmoimaan näytölle kulloinkin käytettävän työkoneen leveys. Jos työsyvyys säilyy ennallaan, hetkelliset muutokset polttoaineen hehtaari kohtaisessa kulutuksessa (l/ha) ilmaisevat maan kovuuden vaihteluja. Tämän lukeman avulla kuljettaja voi valita kulutuksen suhteen edullisimman vaihteen ja moottorin kierrosnopeuden yhdistelmän. Mittarin näytössä olisi hyvä olla muistitoiminto helpottamaan esim. lohko- tai päiväkohtaisen kulutuksen seurantaa. Markkinoille on tulossa järjestelmiä, jotka automaattisesti tellentavat paikkakohtaisen polttoaineen kulutuksen, mutta lukemat voi kirjoittaa muistiin myös käsinkin. Polttoaineen kulutus riippuu aina muokkausvälineestä, sitä vetävästä traktorista, kuljettajan tekemistä valinnoista, maalajin ominaisuuksista sekä mittausajankohdan sääolojen vaikutuksista maan rakenteeseen ja pinnan ominaisuuksiin. Yksittäinen kulutuslukema kertoo vain kyseisen tilanteen kulutuksesta tietyllä muokkausvälineen ja traktorin yhdistelmällä. Käytännössä eri tiloilta saadut tulokset poikkeavat paljon toisistaan. Vertailukelpoista tietoa eri välineiden aiheuttamasta kulutuksesta saadaan vain vertailututkimuksissa, joissa koekenttää muokataan eri kokeiltavilla muokkausvälineillä rinnakkaisina ajoina useana toistona samaa traktoria käyttäen. Tällöinkin tulokset riippuvat olosuhteista. 3

Polttoaineen kulutus maan perusmuokkauksessa Polttoaineen hehtaarikohtaisen kulutustiedon (l/ha) lisäksi muokkaussyvyys on olennainen tieto, kun mitataan polttoaineen kulutusta. Kynnettäessä käsitellään auralla maata 15 25 cm:n syvyydeltä. Kyntöä korvaavilla laitteilla, kultivaattorilla tai lautasmuokkarilla, maata muokataan tavallisesti 7 17 cm:n syvyyteen eli reilusti syvemmälle kuin tavanomaisessa noin 5 cm:n syvyisessä kylvömuokkauksessa. Eri muokkausvälineet käsittelevät maata eri tehokkuuksilla. Jos edellä mainituilla välineillä muokataan maata esim. 15 cm:n syvyyteen, kuluu kyntötyössä polttoainetta vähemmän kuin kultivaattorilla tai lautasmuokkarilla. Nämä ovat kuitenkin työtavoiltaan tehokkaampia kuin aura, koska niiden jäljiltä maa on murustunut hienojakoisemmaksi ja maakerrokset ovat sekoittuneet enemmän kuin kynnettäessä. Kylvömuokkaustarve on voinut myös vähentyä. Hehtaarikohtainen työmäärä (W) lasketaan kertomalla keskenään maan ominaisvastus (kn/m 2 ), muokkausprofiilin pinta-ala (m 2 ) sekä hehtaarin muokkaamiseen tarvittava ajomatka (m). Tämän tuloksen perusteella voidaan laskea laskennallinen polttoaineen kulutus hehtaaria kohden (l/ha). Maan ominaisvastus (kn/m 2 ) saadaan jakamalla muokkausvälineen aiheuttama vetovastus käsitellyn muokkausprofiilin poikkileikkausalalla. Ominaisvastukset eroavat maanmuokkausmenetelmän mukaan, koska kyntöä korvaavilla kultivaattorilla tai lautasmuokkarilla muokataan maata hienojakoisemmaksi kuin auralla, ja näin myös vastus poikkipinta-alaa kohden on tällöin suurempi. Ominaisvastus voi myös kasvaa, jos muokkaustyö tehdään syvemmälle kuin mikä on optimaalista muokkausvälineelle. Maan ominaisvastus on pienin kevyemmillä mailla ja suurempi jäykemmillä mailla. Tutkimuksissa maan ominaisvastus kynnettäessä on ollut 40 120 kn/m 2. Muokkausprofiilin pinta-ala (m 2 ) lasketaan kertomalla muokkaussyvyys muokkausvälineen työleveydellä. 4

Hehtaarikohtainen työmäärä ja siihen kuluvan polttoaineen määrä voidaan laskea esimerkiksi seuraavasti: Jäykän savimaan ominaisvastus on 100 kn/m 2. Muokkausprofiilin pinta-ala = työsyvyys 0,2 m työleveys 1,6 m = 0,32 m 2. Hehtaarin kyntömatka = 10 000 m / 1,6 m leveä aura = 6250 m. Hehtaarikohtainen työmäärä: 100 kn/m 2 0,32 m 2 6250 m = 200 MNm = 200 MJ Jotta maa voidaan kyntää 20 cm syvyyteen on hehtaaria kohden tehtävä 200 MJ työtä. Kun polttoaineen energiasisältönä käytetään 42 MJ/kg, 200 MJ vastaa 5,7 l/ha:lta kulutusta. Käytännössä polttoaineen kulutus on kuitenkin moninkertainen edellä laskettuun nähden. Lähemmäs todellista kulutusta päästään, kun huomioidaan myös vetävien pyörien vetohyötysuhde, voimansiirron ja moottorin hyötysuhteet sekä traktorin muut sisäiset tappiot. Todellisuutta vastaava polttoaineen kulutus hehtaaria kohden (l/ha) saadaan jakamalla hehtaarikohtaisesta työmäärästä laskettu laskennallinen polttoaineen kulutus edellä mainittujen hyötysuhteiden tulolla. Esimerkiksi: Vetohyötysuhde: 0,65 (65%) Voimansiirron hyötysuhde: 0,8 (80%) Moottorin hyötysuhde: 0,37 (37 %) 5,7 l/ha (0,65 0,8 0,37) = 29,6 l/ha 5

Kulutus l/ha ERINOMAINEN HYÖTYSUHDE Vetohyötysuhde 70 % Voimansiirron hyötysuhde 85 % Moottorin hyötysuhde 42 % HYVÄ HYÖTYSUHDE Vetohyötysuhde 65 % Voimansiirron hyötysuhde 80 % Moottorin hyötysuhde 37 % ALHAINEN HYÖTYSUHDE Vetohyötysuhde 60 % Voimansiirron hyötysuhde 75 % Moottorin hyötysuhde 32 % Maan ominaisvastus kn/m 2 Kuvio 1. Maan ominaisvastuksen sekä traktorin veto-, voimansiirto- ja moottorihyötysuhteiden vaikutus laskennalliseen hehtaarikohtaiseen polttoaineen kulutukseen kyntötyössä (kyntösyvyys 20 cm). Kuviossa 1 on laskettu polttoainekulutus (l/ha) eri hyötysuhteilla kolmella maan ominaisvastuksella (kn/m 2 ). Kuviossa on mukana vain pelkän aktiivisen kyntövaiheen kulutus. Polttoaineen kokonaiskulutuksen selvittämiseksi on vielä lisättävä siirtymisiin, päisteajoon sekä mahdollisiin häiriöihin kuluva polttoaine. Kuvion 1 avulla on helppo hahmottaa maan kovuuden ja eri hyötysuhteiden merkitys polttoainekulutuksen osatekijöinä. Hyvin keveillä mailla kynnettäessä polttoaineen kulutus voi olla noin 10 l/ha ja kovemmilla kivennäismailla kulutus voi nousta jopa yli 30 l/ha. Hyvärakenteisen kivennäismaan ominaisvastus on harvoin yli 100 kn/m 2. Ajourilla, päisteillä ja muilla poikkeuksellisesti tiivistyneillä alueilla ominaisvastus voi olla reilusti suurempi, jopa 150 kn/m 2. Traktorin moottori kuormittuu kynnettäessä yleensä reilusti eli moottorin hyötysuhde on kohtuullisen korkea. Kuviossa 1 moottorin hyötysuhdealue vastaa 200 260 g/kwh ominaiskulutusta. Tyypillisellä monipuolisella vaihteistolla voimansiirron kokonaishyötysuhde on n. 80 %. Kuvion vetohyötysuhdealue vastaa normaali oloissa riittävästi kulutuspintaa omaavilla renkailla tapahtuvaa kyntämistä. Hyvin kosteissa oloissa vetohyötysuhde voi olla esimerkkiä heikompi. 6

Käyttäjä voi vaikuttaa hyötysuhteisiin kuormittamalla moottoria riittävästi valitsemalla sopivan vaihteen ja kierrosluvun yhdistelmän, välttämällä erittäin kuivan tai pinnaltaan hyvin märän maan kyntämistä sekä laskemalla rengaspaineet kantokyvyn rajoissa mahdollisimman alhaisiksi. Jos traktori on tehoonsa nähden kevyt, voidaan käyttää myös lisäpainoja. Traktoria ostaessa hyötysuhteisiin voi vaikuttaa valitsemalla traktorin, jossa on taloudellinen voimansiirto, polttoaineen kulutusta optimoiva vaihteiston ohjausjärjestelmä, sekä mahdollisimman korkeat ja riittävän leveät renkaat. Muokkauksessa kuluvalle polttoainemäärälle ei pystytä antamaan ohjelukuja, koska kulutus vaihtelee paljon riippuen muokkausvälineestä, -syvyydestä ja olosuhteista. Kyntöä korvaavilla muokkausvälineillä, kuten kultivaattoreilla on kulutuksessa laitteen rakenteesta johtuvaa vaihtelua enemmän kuin auroilla. Kultivaattoreissa käytetään rakenteeltaan hyvin erilaisia piikkejä, joiden vetovastukset ja vaikutukset polttoaineen kulutukseen vaihtelevat paljon, vaikka muokkaussyvyys pysyisikin samana (Kuvio 2). Vetovastus 3 metrin työleveydelle kn Yli 32 mm murujen osuus % Ominaisvastus kn/m 2 Aura Kyntösyvyys 23 cm n. 13,5 cm jäykkä hanhenkalkaterä n. 7,5 cm jäykkä hanhenkalkaterä n. 13 cm 80 mm jäykkä terä n. 10 cm 210 mm jäykkä terä n. 8 cm 80 mm jäykkä terä n. 8 cm 80 mm jäykkä kulunut terä n. 8 cm 80 mm jäykkä siivellinen terä n. 7 cm 80 mm jousiterä Kuvio 2. Auran ja piikkimalliltaan erilaisten kultivaattoreiden aiheuttama vetovastus 3 m työleveyttä kohti, yli 32 mm murujen osuus muokkauskerroksesta sekä maan ominaisvastus. Taulukko pohjautuu Arvidssonin 2010 savimaalla mittaamaan aineistoon. Kuviossa 2 kultivaattorin kohtaama maan ominaisvastus on reilusti auraa suurempi, ja kultivaattorin piikkimalli vaikuttaa selvästi ominaisvastuksen suuruuteen. Kaikilla kultivaattorin eri piikkimalleilla maa on muokkautunut kyntöauraa tehokkaammin. Tämä näkyy läpimitaltaan yli 32 mm olevien murujen alhaisempana osuutena. muokkauksen polttoainekulutus voidaan laskea aikaisemman esimerkin mukaisesti, kun työsyvyys 7

pienennetään 8 cm:n ja työleveys kasvatetaan 3 m:n (Kuvio 3). muokkauksessa käytetään usein paripyöriä ja ajetaan sängellä. Tämän vuoksi vetohyötysuhde on useimmissa tapauksissa noin 0,7. Moottoria on helppo kuormittaa reilusti, jolloin moottorin hyötysuhde on hyvä. Kuviossa 2 savimaalla kultivaattorimuokkauksen ominaisvastus on piikkimallista riippuen n. 100 kn/m 2, jolloin polttoaineen kulutus on noin 10 l/ha (Kuvio 3). Ominaisvastus on alhaisempi maan liikkeen selkeästi ylöspäin suuntaavalla siipiterämallilla kuin pystymmässä asennossa olevalla ja maata sivuilleen syrjäyttävällä piikkimallilla. Keveillä mailla ominaisvastus on lähellä noin 50 kn/m 2 ja polttoaineen kulutus 8 cm muokkaussyvyydellä on selvästi alle 10 l/ha. Saksalaisen DLG:n mittausten mukaan kultivaattorin aiheuttama polttoaineen kulutus on ollut ensimmäisellä muokkauskerralla, 7 10 cm muokkaussyvyydellä, 6 12 l/ha maan kovuudesta ja piikkimallista riippuen. Toisella muokkauskerralla, kun muokkaussyvyys on lähes kaksinkertaistunut 15 18 cm:n, lukemat ovat olleet kolmasosan korkeampia n. 8 16 l/ha. ERINOMAINEN HYÖTYSUHDE Vetohyötysuhde 70 % Voimansiirron hyötysuhde 85 % Moottorin hyötysuhde 42 % Kulutus l/ha HYVÄ HYÖTYSUHDE Vetohyötysuhde 65 % Voimansiirron hyötysuhde 80 % Moottorin hyötysuhde 37 % ALHAINEN HYÖTYSUHDE Vetohyötysuhde 60 % Voimansiirron hyötysuhde 75 % Moottorin hyötysuhde 32 % Maan ominaisvastus kn/m 2 Kuvio 3. Maan ominaisvastuksen sekä traktorin veto-, voimansiirto- ja moottorihyötysuhteiden vaikutus 8 cm:n työsyvyydellä toimivan kultivaattorin laskennalliseen hehtaarikohtaiseen polttoaineen kulutukseen. 8

Polttoaineen kulutus kylvömuokkauksessa Kylvömuokkauksessa, joka tehdään yleensä s-piikkiäkeellä, polttoaineen kulutukseen vaikuttavat samat asiat kuin muissakin muokkausmenetelmissä. Polttoaineen kulutusta lisäävät suuri muokkaussyvyys, piikkien lukumäärä työleveyttä kohden sekä maan kovuus. S-piikkiäkeessä on usein muokkaavien piikkien lisäksi edessä lata ja takana hara. Jos etulata säädetään toimimaan niin, että sen edessä kulkeutuu jatkuvasti hyvin paljon maata, voi polttoaineen kulutus kasvaa jopa 10 25 %. Piikkien vetovastus 45 % Muokkaussyvyys voi hikevillä mailla olla melko pieni, mutta jäykillä savimailla muokkauksen täytyy ulottua niin syvälle, että piikit osuvat kosteaan maakerrokseen. Etulatavastus 29 % Tukipyörät 9 % Varpajyrä 17 % Polttoaineen kulutus kasvaa äkeen piikkitiheyden lisääntyessä, mutta niin kasvaa myös muokkaustehokin. Jos työhön käytetään tiheäpiikkistä äestä, voidaan parhaassa tapauksessa jättää yksi muokkauskerta tekemättä ja säästää näin polttoainetta. Kuvio 4. S-piikkiäkeen vetovastusten jakautuminen eri tekijöiden kesken (Ahokas). Kuviossa 4 on kuvattu vetovastuksen jakautumista muokkaustilanteessa äkeen eri osien välillä. Tutkimuksissa sekä käytännössä on todettu s- piikkimuokkauksessa kuluvan polttoainetta 4 7 l/ha. Multavilla hietamailla ja multamailla yksi muokkauskerta yleensä riittää, mutta jäykemmillä mailla voidaan joutua muokkaamaan maata 2 3 kertaa, jolloin polttoaineen kulutus kasvaa lähes samassa suhteessa. 9

10 Polttoaineen kulutus kylvötyössä Viljankylvössä täyden takapyöräkylvölannoittimen ja traktorin kokonaiskulkuvastus koostuu lähes tasasuurin erin lannoite- ja kylvövantaiden aiheuttamasta vetovastuksesta, kylvölannoittimen pyörien aiheuttamasta vetovastuksesta ja traktorin omasta kulkuvastuksesta (Kuvio 5). Polttoaineen kulutus on laskettu kokonaisvastuksesta (Kuvio 6). Laskentatapa poikeaa tässä muokkauksen yhtedessä esitetystä laskentatavasta. Muokkauslaskelmissa traktorin oman massan aiheuttama kulkuvastus sisältyy vetohyötysuhdelaskelmaan, kun taas tässä kokonaisvastukseen, ja vetohyötysuhdelukemassa on mukana vain luiston vaikutus. Luiston on arvioitu olevan noin 10 % Perinteisessä kylvölannoituksessa lannoitteet sijoitetaan joka toiseen kylvöriviväliin pari senttiä kylvösyvyyttä syvemmälle. Kylvövantaiden aiheuttamasta vetovastuksesta ei ole mittaustuloksia, mutta s-piikkiäkeiden piikkien vetovastusmittausten perusteella voidaan olettaa yhden laahavantaan vetovastuksen olevan olosuhteista riippuen noin 50 200 N. Lannoitevantaiden vetovastus on selkeästi suurempi kuin tämä, koska vantaan terä sijoittaa lannoitteen muokkaamattomaan maahan. Matka Vetovastus Kulkuvastus Kuvio 5. Työ, johon polttoainetta kuluu, saadaan kertomalla kylvöyhdistelmän kokonaisvastus ajomatkalla. Lannoitevantaan vetovastus vaihtelee vantaasta, työsyvyydestä ja maan kovuudesta riippuen 150 500 N:n välillä. Kolmimetrisessä kylvölannoittimessa on 24 kylvövannasta ja 12 lannoitusvannasta, jolloin vantaiden yhteenlaskettu kokonaisvetovastus on 3 10 kn. Edellä mainitun kokoisen kylvölannoittimen kokonaismassa voi säiliöt täynnä olla 4 000 8 000 kg. Nykyaikaisessa takapyöräkoneessa valtaosa tästä massasta on, riippuen vetoaisan pituudesta, takapyörillä, ja noin kolmannes etupyörillä (pyöränvälijyrä). Takapyörät voivat aiheuttaa jopa enemmän vetovastusta kuin kaikki vantaat yhteensä. Lähes tyhjällä koneella vetovastus on luonnollisesti pienempi. Pienikehäisen kylvölannoittimen renkaan vierimisvastuskerroin mulloksella on noin 0,15. Kylvölannoittimen renkaiden vetovastus saadaan kertomalla kylvölannoittimen renkaille tuleva painovoima vierimisvastuskertoimella, esimerkiksi: 6 000 kg 10 m/s 2 0,15 = 9 kn.

Kulutus l/ha 10 kn 17 kn 25 kn Kokonaisvastus kn ERINOMAINEN HYÖTYSUHDE Vetohyötysuhde 90 % Voimansiirron hyötysuhde 85 % Moottorin hyötysuhde 42 % HYVÄ HYÖTYSUHDE Vetohyötysuhde 90 % Voimansiirron hyötysuhde 80 % Moottorin hyötysuhde 37 % ALHAINEN HYÖTYSUHDE Vetohyötysuhde 90 % Voimansiirron hyötysuhde 75 % Moottorin hyötysuhde 32 % Kuvio 6. Kylvöyhdistelmän kokonaisvastuksen sekä traktorin veto-, voimansiirto- ja moottorihyötysuhteiden vaikutus takapyöräkylvölannoittimen laskennalliseen hehtaarikohtaiseen polttoaineen kulutukseen. Esimerkin kylvölannoittimen vetämiseen tarvitaan noin 6 000 kg painava traktori. Traktorin renkaiden vierimisvastus on selvästi suuremmasta korkeudesta johtuen reilusti alhaisempi kuin kylvölannoittimen renkaiden. Traktorin pyörien vierimisvastuskerroin on noin 0,1. Esim. traktorin renkaiden kulkuvastus: 6 000 kg 10 m/s 2 0,1 = 6 kn. Kylvöyhdistelmän kokonaisvastus on traktorin renkaiden kulkuvastuksen, kylvölannoittimen renkaiden vetovastuksen sekä vantaiden kokonaisvetovastuksen summa. Esim: 6 kn + 9 kn + 5 kn = 20 kn. Kuviossa 5 kuvataan erikokoisten kylvöyhdistelmien polttoaineen kulutusta huomioiden moottorin ja voimansiirron hyötysuhteet. Vetohyötysuhde on kaikissa tapauksissa 0,9, koska se kattaa vain traktorin pyörien luistosta johtuvan häviön. Keveimmillä takapyöräyhdistelmillä ja sivupyöräkylvölannoittimilla on mahdollista päästä noin 10 kn:n kokonaisvastukseen. 8 000 kg painavan takapyöräkoneen vetämiseen tarvitaan vähintään 7 000 kg:n traktoria, jolloin kokonaisvastus nousee lähelle 25 kn:a. Kuviossa 5 on mukana vain polttoainekulutus, joka tarvitaan hehtaarin pinta-alan käsittelyyn 3 m leveällä kylvölannoittimella. Polttoainekulutukseen tulee lisätä myös polttoaine, joka kuluu päisteisiin sekä peltolohkon ja säiliöiden täyttöpaikan väliseen ajoon. Mitä enemmän massaa kuljetetaan mulloksella pienien pyörien kannattelemana, sitä enemmän kuluu polttoainetta. Kevyellä yhdistelmällä kulutus hehtaaria kohden voi käytännössä olla noin 3 litraa, mutta se voi painavalla yhdistelmällä vähän muokattuun maahan kylvettäessä nousta jopa yli 10 litraan. 11

Sisällysluettelo 2 Muokkaustyöstä energiankulutukseen 4 Polttoaineen kulutus perusmuokkauksessa 9 Polttoaineen kulutus kylvömuokkauksessa 10 Polttoaineen kulutus kylvötyössä Lisää maatalouden energiatietoa www.energia-akatemia.fi Muokkaus- ja kylvötöiden energian kulutus Muokkaustyössä polttoaineen kulutus riippuu muokkausvälineestä, muokkaussyvyydestä ja maan ominaisuuksista. Ohjearvoilla voidaan kuvata energian kulutusta vain viitteellisesti. Polttoaineen kulutus muokkauskertaa kohden on normaalisti: kyntötyössä 10 30 l/ha kultivaattorimuokkauksessa 6 15 l/ha s-piikkiäestyksessä 4 7 l/ha kylvölannoituksessa 4 8 l/ha On tärkeää opetella tuntemaan polttoaineen kulutukseen vaikuttavat tekijät ja pyrkiä minimoimaan kulutusta lisäävien tekijöiden vaikutusta. Työsyvyydestä tai muokkaustehosta tinkiminen voi johtaa sadon alenemiseen. Jos muokkaus- ja kylvötöissä ei hyödynnetä traktorin moottorin koko tehoa, on sopivilla vaihde- ja moottorin kierrosnopeusvalinnoilla saavutettavissa polttoainesäästöjä. Suurta vetovoimaa vaativissa töissä polttoaineen kulutusta lisäävät huonokuntoiset renkaat, liian suuret rengaspaineet sekä kostea vetoalusta. Oppaan tiedot perustuvat tutkimustuloksiin ja esimerkkeihin. Varmista aina omalta osaltasi ohjeiden sopivuus.