Renkaat testissä - Pala vs Ripa

Rengasteeman 2-osassa perehdymme ripa- ja palarenkaiden eroihin erilaisissa tieolosuhteissa. Mitä liukkaampi keli, sitä paremmin palarengas erottui riparenkaasta.
PRT Testiradalla on mahdollista simuloida talviset liukkaat olosuhteet myös kesällä. Kun erikoisvalmisteinen basalttikivi kastellaan, pysyy sen kitkakerroin vakaasti arvossa 0,13 – jääliukkaana.

Testasimme renkaiden jarrutus- ja pito-ominaisuuksia PRT Testiradalla. Teeman ensimmäinen osio – ”Traktoriyhdistelmä liukkaalla” julkaistiin KV numerossa 14/2017.

Testiradalla suoritimme jarrutuskokeet sekä ns. jääliukkaalla basaltilla (kitkakerroin 0,13) että lumista asfalttia vastaavalla erikoisbetonilla (kitkakerroin 0,3).

Graafeissa 1 ja 2 esitetään tulokset pelkän traktorin jarrutusominaisuuksista. Verrokkeina olivat Nokian Hakkapeliitta TRI, joka on liukkaan kelin erikoisrengas, sekä kaksi maatalousrengasta – Firestone Maxi Traction 65, sekä BKT Agrimax RT 657. Lisäksi verrokkina oli Nokian ensimmäisen sukupolven palarengas TRI 2, joka poikkeaa Hakkapeliitta TRI:stä siten että sen palakuviossa ei ole lamelleja.

Kaikki renkaat olivat korkeudeltaan identtisiä – 38 ja 28 tuuman vanteilla korkeutta tulee takana noin 180 ja edessä 140 senttiä. Takarenkaat olivat 650 milliset, paitsi uusi Nokian Hakkapeliitta TRI oli leveydeltään 540 mm. Renkaiden paine säädettiin kuormituksen ja nopeusalueen mukaisesti sallitun säätöalueen alarajalle. Käytössä oli kaksi identtistä Valtra N174 -traktoria ja kahdet FMG vaihtolavavaunut. Kaluston tekniset tiedot on listattu taulukossa 1.

Poimimme mukaan myös yhden koesarjan, jossa yhdistelmänä oli traktori ja jarrullinen, mutta tyhjä vaihtolavaperävaunu. Ajatuksena oli saada lisävertailu traktorin renkaiden ominaisuuksista perävaunun kanssa. Tässä osiossa oli mukana myös Nokian TRI 2.

Tuloksista – luminen asfaltti

Jarrutuskokeet simuloidulla lumisella asfaltilla (µ = 0,3) antoivat kaikille renkaille todella korkeat hidastuvuusarvot. Kun ajoneuvoyhdistelmillä vaaditaan hidastuvuudeksi arvo yli -5 m/s2, niin kaikilla renkailla tämä ylittyi reilusti, vaikka alustan kitkakerroin oli 0,3 eli paljon asetuksen vaatimusta alhaisempi (µ = 0,8). Pelkällä traktorilla ja graafin 1 luvuilla hidastuvuus on niin rajua, että ratista on tosissaan pidettävä kiinni ja apumiehenkin on syytä olla turvavöissä.

Molempien riparenkaiden paineet olivat sallitulla alarajalla (edessä 0,8 , takana 1,2 bar), jolloin painonsiirto etuakselille oli kylkien jouston vuoksi voimakasta. Oheisissa kuvissa näkyy, miten reilusti koko traktorin asento muuttuu jarrutuksen aikana. Eturenkaiden pito on niin hyvä, että varsinkin Firestonen kohdalla takarenkaat miltei nousevat ilmaan. BKT:n kohdalla ilmiö ei ollut aivan yhtä voimakas. Nokian Hakkapeliitta TRI:n rengaspaineet olivat edessä ja takana 1,2 bar. Hieman korkeampaan paineeseen edessä päädyttiin renkaan alhaisemman leveyden (440 mm) ohjaamana. Riparenkaiden leveys oli pykälää isompi – 540 mm.

Mittauksessa pantiin merkille Firestonen saavuttama suurin hidastuvuus, joka osittain selittyi yllä selostetulla painonsiirron voimakkuudella. Jälkikäteen videonauhoista tarkastelleen oltiin aivan äärirajalla ajatellen renkaan kylkien kestävää joustoa. Verrattuna samalla paineeseen säädettyyn BKT:n oli ero havaittavissa. Vastaavasti Nokia Hakkapeliitta TRI ei kylkien osalta joustanut yhtä voimakkaasti, jolloin hidastuvuudessa oli vain pieni ero Firestoneen verrattuna.

Jäätikkö

Sama koesarja toistettiin kostealla basaltilla, jonka kitkakerroin oli 0,13. Alusta oli jo niin liukas, että jalkamiehenkin piti hieman keskittyä. Tulokset näkyvät graafista 2.

Aivan odotetusti liukkaan kelin erikoisrengas Nokian Hakkapeliitta TRI oli paras saavuttaen parhaan hidastuvuuden. Liukkaalla basaltilla painonsiirto etuakselille eli enää näytellyt merkittävää roolia. Renkaan kumilaatu ja hokin rakenne sen sijaan korostuivat.

Aivan odotetusti Hakkapeliitan hokin lamellirakenne paransi pitoa. Riparenkaiden kohdalla BKT:n hokin terävä muotoilu ilmeisesti paransi pitoa, sillä jarrutusmatka ja hidastuvuus olivat hieman paremmat kuin Firestonella. Hokin muotoilu erottui myös ohiajon melumittauksessa, jossa BKT oli hieman muita äänekkäämpi.

Perävaunun kanssa

Käsittelimme perävaunuyhdistelmän käyttäytymistä jo testin 1-osassa. Graafissa 3 näkyy kertaava esimerkki traktori–perävaunuyhdistelmän tuloksista. Perävaunu oli tässä mittauksessa ilman kuormaa (ei vaihtolavaa) ja käytössä oli pneumaattiset 4-pyöräjarrut, poikkeuksena Firestone. Vertaitavana oli nimenomaan traktorin hidastuvuus liukkaalla kelillä, kun perässä on tyhjä vaunu. Mukana on myös aiempaa sukupolvea edustava Nokian TRI 2, jossa hokin rakenteessa ei ole kovin runsaasti lamelleja ja kumilaatukin poikkeaa jonkin verran Hakkapeliitta TRI:stä.

Renkaiden järjestys noudattelee tässä aiempaa. Graafissa 3 mukana oleva Nokia TRI 2 on arvoiltaan jonkin verran heikompi kuin Hakkapeliitta. Eron voi ymmärtää johtuvan renkaiden rakenne-eroista.

BKT:n ja Firestonen ero kaventui merkityksettömäksi, kun myös perävaunussa oli jarrut. Perävaunu myös tasoitti traktorin heilahtelua jarrutuksen aikana.

Oma mielenkiintonsa oli vertailla ABS-jarruin ja kitkarenkain varustettua autoa (keskiarvo kahden eri auton tuloksista) traktorikalustoon. 50 kilometrin nopeudella auton hidastuvuus oli luonnollisesti parempi – noin kaksinkertainen traktoriyhdistelmään verrattuna. Myös jarrutusmatka puolittui. Mutta kun autolla ajettiin 80 km nopeutta, venyi jarrutusmatka kolminkertaiseksi eli 155 metriin! Tätä nopeuden ja jarrutusmatkan vakiota emme usein muista – nopeuden kaksinkertaistaminen nelinkertaistaa jarrutusmatkan.

Kaarrepito

Ajoimme renkaiden kaarrepitoa mittaavan testin PRT testiradan kaarreosiolla. Radan kitkakerroin oli kasteltuna noin 0,1. Merkitsimme kaarteeseen väylän ja kokeilimme, millä nopeudella traktori vielä pysyy radalla. Testin kriittiset nopeudet näkyvät edellisen aukeaman ilmakuvassa.

Ero Nokian Hakkapeliitta TRI:n ja molempien riparenkaiden (BKT ja Firestone) oli selvä. Nokia maksiminopeus oli 47 km, kun molemmilla riparenkailla pidon raja tuli vastaan aiemmin. BKT:llä raja oli 38km/h ja Firestonella hieman korkeampi 40 km tunnissa. Merkille pantavaa oli, että henkilöautolla raja tuli vastaan lähes samalla nopeudella eli ajettaessa 49 km/h.

Huomioita

Verrattaessa traktorin jarrutuskäytöstä eri tilanteissa, oli huomattavissa, että traktorin pyörät lukittuivat hieman eri tavoin, riippuen akseleille kohdistuvista voimista ja tavasta, jolla kuljettaja jarrupedaalia painaa. Liukkaalla basaltilla traktorin suuntavakavuus saattoi pidemmissä jarrutuksissa heitellä. Tällöin kuljettajan oli reagoitava tilanteeseen ohjaten ja mahdollisesti jarrutusta hölläten.

Sekä mahdollinen työkone että testitilanteessa kytketty perävaunu vaikuttivat traktorin pyörille siirtyvään painoon. Tässä kohdin havaitsimme, että nykyinen jarrutekniikka, jossa ei ole ABS-ominaisuutta, on altis käyttäytymään eri tavoin riippuen kulloisestakin painotuksesta. Tästä ei ole suurtakaan haittaa pitävällä alustalla ja normaaleissa ajonopeuksissa. Liukkaalla ja ajonopeuksien kasvaessa – koetilanteessa jääliukkalla basaltilla ja 50 km/h nopeudella – oli jo ilmeistä, että ABS-jarrut parantaisivat yhdistelmän ja myös pelkän traktorin hallittavuutta.

Teksti: Jussi Knaapi, kuvat: Juha Knaapi, grafiikka: Jukka-Pekka Lindbäck, testiryhmä: Tuomas Anttila, Juha Knaapi, Jussi Knaapi (mittaukset), PRT-testirata: Tommi Teerimäki

Liittyvät artikkelit
Kiinnostuitko aiheista?