Analysis on Rolling Resistance of 2wd Tractors at Various Physical Soil Conditions (Ade Moetangad Kramadibrata)
ANALYSIS ON ROLLING RESISTANCE OF 2WD TRACTORS AT VARIOUS PHYSICAL SOIL CONDITIONS
Ade Moetangad Kramadibrata (e-mail: [email protected])
Agric. Engineering Dept. Faculty of Agriculture, University of Padjadjaran Jatinangor, Bandung 40600
ABSTRACT
Energy lost in the operation of agricultural wheeled vehicles such as tractors, rotary tiller, combines, etc, is considerably influenced by wheel types (pneumatic wheels, crawler, puddle wheels) and actual physical soil condition (soil moisture and soil variability). The significant lost is occurred during horizontal as well as vertical soil deformation processes (wheel slip, rolling resistance, and soil compaction). Horizontal deformation increases soil slacking, pulverizing, and muddling. While vertical deformation increases soil compaction that changes soil physical characteristics. Both deformations impact to the rise of soil draft resistance (Fs), particularly in the top soil layer (on the soil surface and in the root zone), and at the end to cause higher energy required for soil tillage. The main influence factor is the actual values of rolling resistance (RR). Therefore, RR analysis is significantly important and aimed for managing energy lost in tillage process at its tolerable level. The research conducted using 2WD tractors that pulled loads exerting from a towed tractor at the 3rd gear level of low speed on various physical soil surface condition (untilled, tilled, and grass soils). Load exerted was measured and detected using a dynamometer that was attached between the drawbars of the pulling tractor (C670, MF245, MF290) and the towed tractors (JD, MF245, MF290). General test results showed that there were a relatively similar hyperbolic relationship between soil draft resistance (Fs – represented as wheel numeric, Cn) and RR (denoted as coefficient of rolling resistance, CRR ) at various physical soil conditions. Cn values higher than 40 indicated relatively constant values of RR at lower than 0.1 and those lower than 10 lead to a geometric rise of RR from 0.1 to 0.3 and up to indefinite. Keyword : Rolling Resistance, Soil Draft Resistance, Wheel Slip, Wheel Numeric, Hyperbolic Curve
KAJIAN TAHANAN GELINDING TRAKTOR 2WD PADA BEBERAPA KONDISI FISIK LAHAN
ABSTRAK
Energi yang hilang dalam pengoperasian peralatan pertanian beroda (traktor, rotary tiller, combine) banyak dipengaruhi oleh tipe roda (ban pneumatic, roda sangkar) dan kondisi aktual fisik lahan (kelembaban dan variabilitas tanah). Hal ini sebagian besar terjadi pada proses deformasi tanah horizontal (slip dan tahanan gelinding) dan vertikal (kompaksi). Deformasi horisontal ditandai dengan makin tingginya tingkat penjenuhan tanah (soil slaking), penghalusan (soil pulverizing), dan pelumpuran (soil muddling. Sedang deformasi vertical meningkatkan kompaksi yang merubah karakteristik fisik tanah. Keduanya berdampak terhadap peningkatan tahanan draft tanah (soil draft resistance), terutama di permukaan tanah dan zona perakaran, yang menyebabkan tingginya energi yang dibutuhkan dalam pengolahan tanah. Pengaruh terbesar disebabkan oleh besarnya nilai tahanan gelinding aktual (RR, rolling resistance) pada saat pengolahan tanah. Karena itu kajian terhadap RR perlu dilakukan untuk mengantisipasi agar pemborosan energi dalam pengolahan tanah dapat ditekan sampai pada batas toleransinya. Penelitian dilakukan dengan menggunakan sebuah traktor yang menarik beban (sebuah traktor lain) yang ditarik dengan kecepatan rendah gigi-3 pada berbagai kondisi fisik lahan (tanah tidak diolah, tanah diolah, tanah berumput). Besarnya beban diukur dan dideteksi melalui sebuah dinamometer pegas yang dipasang di antara palang tarik (drawbar) traktor penarik (traktor 2WD: C670, MF 245, dan MF 290) dan traktor yang ditarik (JD, MF245, MF290). Secara umum hasil observasi pada berbagai traktor di atas menunjukkan kurva hubungan hiperbolik yang relatif sama antara tahanan tanah (soil draft resistance, Fs) dengan tahanan gelinding (dinyatakan dalam rasio antara RR dan berat dinamik traktor penarik W, atau CRR ) pada berbagai kondisi fisik lahan, dimana tahanan tanah yang dinyatakan dalam besaran Cn (wheel numeric) > 40 mengindikasikan koefisien tahanan gelinding CRR yang relatif konsisten pada nilai < 0,1. Sementara pada Cn < 10 terjadi peningkatan RR secara geometrik dari 0,1-0,3 sampai tak terhingga.
