Producenci kombajnów zbożowych prześcigają się w tworzeniu coraz to bardziej wydajnych i komfortowych w pracy maszyn. Do niedawna najprostszym sposobem na zwiększenie parametrów roboczych sprzętu było po prostu wprowadzanie coraz to większych elementów roboczych: głównych bębnów młócących i dodatkowych wspomagających omłot, zwiększenie powierzchni sit i liczby wytrząsaczy czy średnicy rotorów oraz zbiorników na ziarno. To wszystko jednak powodowało, że i gabaryty całej maszyny musiały się zwiększyć, co stawało się oczywiście realną barierą, jeśli chodzi o sprawne przemieszczanie się po drogach czy w obrębie gospodarstwa. Rozmiary maszyny nadal mają duże znaczenie, ale nawet wśród usługodawców widać tendencję – oczywiście w zależności od regionu i charakterystyki obsługiwanych gospodarstw – dywersyfikacji sprzętu. Nie zawsze musi być największy, ale ważne jest to, żeby oferował rozwiązania najbardziej efektywne w swojej klasie. 

Automat prawie do wszystkiego

W jaki sposób jest to osiągane? Przede wszystkim przez integrację elementów wykonawczych i czujników z układem sterującym, co umożliwiło stworzenie interaktywnych systemów, które automatycznie dokonują zmian w ustawieniach zespołów roboczych na takie, które dają użytkownikowi w każdej chwili największą efektywność wykorzystania sprzętu. Rolą operatora lub zarządcy parku maszynowego staje się powoli jedynie wybór strategii zbioru, który jest wykonywany na ekranie terminala pokładowego. Kombajnista może wybrać opcję możliwie jak najwyższej wydajności bądź zdecydować się na zbiór minimalizujący straty, bądź zapewniający jak najwyższą czystość ziarna. Ostatnie warianty są możliwe dzięki zamontowaniu nad przenośnikiem ziarna kamery o wysokiej rozdzielczości. System obsługujący kamerę analizuje przepływający do zbiornika strumień ziarna pod kątem składników obcych i ziarna uszkodzonego. Dane z kamery są przedstawione na ekranie terminalu w postaci obrazu wideo oraz wykresu słupkowego. System analityczny generuje także sygnał alarmowy w przypadku osiągnięcia zadeklarowanej wartości granicznej.

Zastosowanie systemów automatyzacji ustawień parametrów roboczych kombajnu, w tym również dostosowania prędkości jazdy do warunków panujących na polu, sprawia, że czynności, jakie musi wykonywać podczas pracy operator kombajnu, są sprowadzane do minimum. Finalnie okazuje się, że człowiek prowadzący ogromnego, 600-konnego potwora ma łatwiej niż kombajnista pracujący 100-konnym Bizonem, który bez przerwy musiał patrzeć na łan, wskaźniki, a ponadto dużo brać „na słuch”. O komforcie pracy nawet nie wspominamy. Oczywiście, inna jest tutaj odpowiedzialność za sprzęt, którego wartość jest liczona coraz częściej w milionach złotych. Niemniej jednak nawet w najnowocześniejszych kombajnach operator wciąż jest ostatecznym decydentem tego, jak długo i z jaką efektywnością pracuje maszyna.

Zastanawiając się nad wyborem nowoczesnego kombajnu, warto zapoznać się z możliwościami „sztucznej inteligencji”, jakie oferują różne marki. Topowe rozwiązania w tym zakresie producenci stosują przede wszystkim w największych seriach swoich kombajnów, ale stopniowo są one wdrażane również do mniejszych maszyn – widać, że farmerzy przekonują się do korzyści, jakie wnoszą, i zaczynają ich poszukiwać również w kombajnach przeznaczonych na mniejsze powierzchnie, mimo iż oczywiście trzeba za nie dopłacić. 

John Deere

Przykładem „inteligentnego” rozwiązania w kombajnach Johna Deere’a jest system ICA2. To rozwiązanie już sprawdzone, dostępne od kilku lat w kombajnach serii S, a od niedawna również w topowych X9. System działa tak, że kombajn pracuje niemal autonomicznie. Nadzoruje parametry wszystkich elementów zespołu młócącego i czyszczącego oraz kontroluje prędkość jazdy kombajnem, ustawiając ją na możliwie najszybszą w aktualnych warunkach zbioru. 

Zasada działania systemów jest zbliżona do rozwiązań konkurencyjnych marek. Parametry pracy układu napędowego oraz jakość i ilość zbieranego ziarna są stale analizowane. Operator nie musi nic robić. Kombajn sam dba o to, by w danych warunkach uzyskać jak najlepsze efekty, co zapewniają m.in. kamery na podajnikach czystego ziarna i niedomłotów. Co ciekawe, kamery rozróżniają też inne materiały niż ziarno. Parametry takie, jak: szczelina klepiska, obroty rotora, prędkość wentylatora, szczeliny klepisk, zmieniają się automatycznie. Dodatkowo system Harvest Smart zmienia prędkość jazdy maszyny. Warto wspomnieć, że operator na bieżąco może oglądać m.in. podgląd z kamer na monitorze, gdzie na obraz nakładane są filtry wyłapujące np. uszkodzone ziarna – to daje mu obraz tego, jakie są efekty pracy automatyki, czyli jakie ziarno trafia do zbiornika. 

Kierujący kombajnem ma również możliwość decydowania o priorytecie zbioru – może ustawić np. graniczny poziom strat czy dopuszczalny poziom zanieczyszczeń, tak aby uzyskać oczekiwane przez siebie efekty: maksymalną wydajność, najwyższą czystość ziarna czy płynnie wyregulować ustawienie pośrednie. Efektem pracy automatyki John Deree’a jest to, że podczas pracy na polach o różnej zmienności glebowej i wielkości plonu utrzymywana jest zakładana jakość zbieranego ziarna – kombajn sam przyspiesza lub zwalnia w danych fragmentach pola. Pracę maszyn mogą wspierać też inne rozwiązanie cyfrowe, w tym AutoPath, czyli prowadzenie po polu według zapamiętanych wcześniej ścieżek – to element oszczędności czasu.

Claas

W ofercie kombajnów Claas Lexion pakiet innowacyjnych rozwiązań zawarto w systemie CEMOS Automatic, który gromadzi szereg systemów kontrolujących różne podzespoły – w jego skład wchodzą m.in.: Auto Threshing, Auto Separation, Auto Cleaning i Auto Chopping. System Auto Threshing automatycznie kontroluje szczelinę klepiska, liczbę obrotów bębna młócącego, a także listwy domłacającej klepiska. Z kolei system Auto Separation kontroluje oddzielanie ziarna poprzez prędkość rotorów i położenie pokryw rotorów. Trzeci ważny system Auto Cleaning optymalizuje jakość czyszczenia poprzez ustawienia sit i parametrów dmuchawy. Natomiast Auto Choping kontroluje ustawienia siekacza w celu uzyskania jak najlepszego pocięcia i rozłożenia słomy – m.in. na podstawie czujnika wilgotności słomy. Ich współpraca pozwala tak zoptymalizować wszystkie ustawienia, by uzyskać określony poziom strat, wydajności i jakości zbieranego plonu. 

Całość ustawień wykonuje się za pośrednictwem wyświetlacza CEBIS, na którym w bardzo prosty sposób operator ustala priorytety co do zbieranego ziarna. Służą do tego graficzne suwaki na wyświetlaczu. Określa się nimi procentowy poziom wymagań co do konkretnych parametrów: czystości ziarna, ilość uszkodzonych ziaren, jakości słomy. Komputer sam optymalizuje całość ustawień, łącznie z prędkością jazdy. Efekty pracy można na bieżąco analizować na ekranie w postaci jakości ziarna (obraz z kamery), ale też wyświetlane są poszczególne parametry, w tym obciążenie silnika, młocarni, ilość materiału w przenośniku pochyłym czy straty ziarna. System cały czas analizuje, czy można coś poprawić w ustawieniach i jeśli istnieją warunki do zwiększenia efektów poza zakres ustalony przez operatora, system automatycznie go o tym informuje. 

Sednem skutecznego działania całego systemu jest bardzo wysoka częstotliwość pozyskiwania informacji z szeregu czujników i kamer oraz automatyczna regulacja zespołów kombajnu – począwszy już od hedera, a na rozdrabniaczu słomy kończąc. Co ciekawe, system jest na tyle inteligentny, że uczy się i wykorzystuje dane historyczne ze zbiorów. 

New Holland

Innowacyjnymi rozwiązaniami w zakresie automatyzacji pracy kombajnów może oczywiście pochwalić się także New Holland. System IntelliSense optymalizujący pracę maszyn znajduje zastosowanie już od kilku lat w serii kombajnów CR, a część jego rozwiązań jest dostępnych także w kombajnach klawiszowych CX7 i CX8. Intelli Sense ma możliwość regulacji praktycznie całej maszyny, łącznie z układem napędowym. Z jego pomocą operator na monitorze przy podłokietniku określa gatunek zbieranej rośliny i jedną spośród czterech strategii pracy: minimalne straty, najlepsza jakość ziarna, maksymalna wydajność lub stała przepustowość. Ustawienia oparte są na wcześniejszych doświadczeniach, ale można je indywidualnie dostosować do konkretnych warunków – to możliwość przeznaczona dla bardzo doświadczonych operatorów. Przed startem na ogół określa się maksymalną prędkość, a także dopuszczalny poziom obciążenia silnika. Mimo tego system i tak stale analizuje dane pozyskiwane z czujników oraz kamery umieszczonej w podajniku ziarnowym i dobiera najlepsze ustawienia. Co 20 s wybiera jedną z ok. 200 mln kombinacji ustawień, która w danym momencie zapewnia optymalne warunki omłotu. Średnio 20 s trwa przepływ ziarna z hedera do zbiornika. 

Podobnie jak w przypadku innych producentów jednym z ważniejszych elementów układu jest kamera, a dokładniej opatentowany system Grain Cam, który w czasie rzeczywistym analizuje obraz ziarna na przenośniku czystego ziarna i przesyła do głównego komputera już przeanalizowane dane. Co ciekawe, kamera rozpoznaje nie tylko zanieczyszczenia, lecz także uszkodzone ziarna (za pomocą światła ultrafioletowego) – ustawienie kamery jest optymalizowane dla poszczególnych gatunków roślin. Częścią systemu IntelliSense jest IntelliCruise, który zmienia automatycznie prędkość jazdy. Jest to uzależnione od ilości materiału, jaka trafia już na heder – zamontowano tutaj czujniki tensometryczne. 

Unikalnym rozwiązaniem są czujniki ciśnienia zamontowane przy sitach, które służą do pomiaru różnicy ciśnień nad i pod sitem, która to pozwala ocenić stan pracy kosza sitowego – jeśli różnica jest zbyt duża, system zakłada, że sito jest przeciążone i zaczyna temu przeciwdziałać. Wspomniane czujniki ciśnienia cechuje niewiarygodna czułość 0,001 milibara. 

Oszczędności w paliwie

Potężne silniki dają duże możliwości, jeśli chodzi o wydajność pracy. Jednak nie w każdym momencie maksymalna moc jest potrzebna. Generalnie największy pobór mocy jest w momencie jednoczesnego wyładunku i koszenia. Przykładowo w największych kombajnach marki John Deere – X9 (modele: X91000 – 639 KM i X9100 – 700 KM) zastosowano system HarvestMotion (nagrodzony srebrnym medalem targów Agritechnica 2019), który redukuje obroty znamionowe silnika podczas standardowej pracy, ale obejmuje też inne rozwiązania, które pozwoliły zaoszczędzić na całej konstrukcji ponad 100 KM w stosunku do napędów, które są stosowane chociażby w kombajnach serii S. 

Z kolei w kombajnach CR New Hollanda, silnik przyjmuje określoną strategię pracy w zależności od rodzaju zbieranej rośliny, dobierając parametry mocy i momentu obrotowego tak, aby generować najmniejsze możliwe zużycie paliwa. Ponadto w trybie transportowym przy maksymalnej prędkości obroty silnika spadają do 1400-1500 obr./min.