Typical performance behavior of a Diesel cycle agricultural tractor engine with electronic injection management and turbocharger / Comportamento típico de desempenho de um motor de trator agrícola ciclo Diesel com gerenciamento eletrônico da injeção e turbocompressor

ABSTRACT: Over the past few years, changes have been observed in the behavior of typical performance curves, after higher technology has been incorporated into the agricultural tractor engines, either to satisfy the ceiling of the new pollutant gas emission limits or to achieve better efficiency. The aim of this study was to assess the typical performance behavior of an agricultural tractor engine, possessing electronic injection management, turbocharger, aftercooler and EGR (Exhaust Gas Recirculation) treatment system. An analysis was done of the information the manufacturers provided, in terms of nominal power, maximum power and maximum power with Booster, maximum torque and maximum torque with Booster. From the results, the percentage difference between the nominal power and maximum power were found to hover anywhere from 1.49 to 11.97%, for the same manufacturer, 0% in another manufacturer and 9% in a third manufacturer, for all the models. Similar results were noted for the data reported on the maximum torque and maximum torque with Booster, giving 0.62% as the minimum value, 7.44% as the average value and 12.65% as the maximum value for the entire series.

RESUMO: O comportamento das curvas típicas de desempenho passou por alterações nos últimos anos, com a adoção de maior tecnologia pelos motores de tratores agrícolas, seja para atender aos novos limites de emissões de gases poluentes ou na busca por maior eficiência. Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento típico de desempenho de um motor de trator agrícola, equipado com gerenciamento eletrônico da injeção, turbocompressor, aftercooler e sistema de tratamento de gases EGR (Exhaust Gas Recirculation). Também foram analisadas as informações disponibilizadas pelos fabricantes para os dados de potência nominal, potência máxima e potência máxima com Booster, torque máximo e torque máximo com Booster. Os resultados demonstraram que a diferença percentual entre a potência nominal e a potência máxima pode variar de 1,49% a 11,97% para um mesmo fabricante, 0% em outro e em um terceiro fabricante os valores situam-se em aproximadamente 9% para todos os seus modelos. Resultados similares foram encontrados para os dados informados de torque máximo e torque máximo com Booster, com valor mínimo encontrado de 0,62%, valor médio de 7,44% e o valor máximo de 12,65% para toda a série.

Transmission systems in agricultural tractors marketed in Brazil / Transmissões que equipam os tratores agrícolas comercializados no Brasil

ABSTRACT: In a tractor, the transmission system transmits the power generated in the engine to the driving wheels, hydraulic systems, and power take-off (PTO). There are several types of transmission systems available in the Brazilian market ranging from the simplest to the most advanced. Therefore, the objective of this study was to verify the different types of transmission systems present in 228 models of agricultural tractors produced and marketed in Brazil during 2019. The tractor models were grouped based on the engine power and the transmission systems were classified as sliding, partially synchronized, synchronized, semi powershift, full powershift, and continuously variable transmission (CVT). According to this classification, it was found that most tractors belonged to Class III (51.5-73.5 kW) with 66 models in total. However, even with continuous modernization in this field and with tractors becoming increasingly independent from the operator, 66% of transmission systems are still mechanical. However, CVT systems, which are available only in tractors with an engine power above 117.7 kW, are expected to be equipped on less powerful tractors in the coming decades.

RESUMO: Em um trator, o sistema de transmissão tem a função de transmitir a potência gerada no motor para as rodas motrizes, sistemas hidráulicos e tomada de potência (TDP). São diversos os tipos de transmissões disponíveis no mercado brasileiro, desde as mais simples até as de última geração. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi verificar os tipos de transmissões que equipam 228 modelos de tratores agrícolas, produzidos e comercializados no Brasil, durante o ano de 2019. Os modelos de tratores foram agrupados em classes de potência e as transmissões classificadas em: deslizante; parcialmente sincronizada; sincronizada; Semi Powershift; Full Powershift; e CVT. Como resultado, verificou-se que, na Classe III (51,5 a 73,5 kW) são ofertados o maior número de tratores, 66 modelos no total. Mesmo o trator acompanhando as constantes modernizações do campo e estando cada vez mais independente do operador, 66% das transmissões ainda são mecânicas. Porém, há o surgimento da transmissão CVT que, mesmo de modo incipiente, disponível apenas nos tratores com potência acima de 117,7 kW, tende a equipar tratores menos potentes nas próximas décadas.

Power hop in agricultural tractors / O power hop em tratores agrícolas

ABSTRACT: The objective of this research was to develop concepts, possibilities of occurrence, and ways to solve the vibratory phenomenon of power hop, which is quite common in tractors with auxiliary front-wheel drive or all-wheel drive, in particular conditions of field work. First, the phenomenon is defined, and context is given for the practical situations in which the phenomenon can occur. Subsequently, actions are proposed to solve and minimize the problems arising from power hop. The subject of this study has been insufficiently analyzed in the literature, with mentions (some detailed) in scientific articles and theses developed to diagnose and propose ways to solve the problem. Equally, there has been almost no mention of the problem in agricultural tractor operation manuals, despite the frequent occurrence of the phenomenon.

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi desenvolver conceitos, possibilidades de ocorrência e modos de solucionar o fenômeno vibratório do power hop, bastante frequente em tratores com tração dianteira auxiliar ou tração integral, em condições particulares de trabalho em campo. Em um primeiro momento, o trabalho preocupa-se em definir o fenômeno e contextualizar as situações em que ele pode produzir-se em situações práticas. Posteriormente, são propostas ações para solucionar e minimizar os problemas decorrentes do galope, como também é conhecido, em língua portuguesa e espanhola. A temática que envolve este estudo é analisada de forma insuficiente pela bibliografia, encontrando-se menções, algumas detalhadas, em artigos científicos e teses desenvolvidas com objetivo de diagnosticar e propor maneiras para solucionar o problema. Igualmente, é quase inexistente a menção do problema em manuais de operação de tratores agrícolas, em contradição com a frequente ocorrência do fenômeno.

The development and validation of an ergonomics index for assessing tractor operator work place / Criação e validação de índice ergonômico para avaliação de postos de operação de tratores agrícolas

ABSTRACT: This study aimed to develop and validate an ergonomics index for the operator workplace assessment of agricultural tractors sold in the Brazilian market. To develop the ergonomics index, the operator work places were assessed for compliance with current, national and international, safety and ergonomics standards. The following standards were analyzed to develop ergonomics index: ISO 15077 (1996), which regulates the position of operator controls; ABNT NBR ISO 4254-1(2015) and ABNT NBR ISO 4252 (2011), which regulate the access to operator workplaces; and NR 12 (2010), which determines the mandatory items of operator workplaces.Thirty-four operator work places of 152 models of new agricultural tractors sold in the Brazilian market were analyzed in this study. Ergonomics index was developed and validated using these standards, and the findings enabled the ranking of agricultural tractors. Therefore, the proposed ergonomics index proved feasible and may be applied to other agricultural machines.

RESUMO: Objetivou-se com este trabalho criar e validar um índice ergonômico capaz de qualificar os postos de operação de tratores agrícolas comercializados no mercado brasileiro. Para a composição do índice ergonômico, os postos de operação foram avaliados quanto ao atendimento às normas vigentes, nacionais e internacionais, de segurança e de ergonomia. As seguintes normas foram levadas em consideração para a criação do índice ergonômico: ISO 15077 (1996) - determina o posicionamento dos órgãos de comando; ABNT NBR ISO 4254-1 (2015) e ABNT NBR ISO 4252 (2011) - referem-se à acessibilidade aos postos de operação; e NR 12 (2010) - determina a presença de itens obrigatórios nos postos de operação. Fizeram parte desta análise 34 postos de operação, que são montados em 152 modelos de tratores agrícolas novos, comercializados no mercado brasileiro. Com o auxílio dessas normas o índice ergonômico foi desenvolvido e validado usando esses padrões, e os resultados permitiram ranquear os tratores agrícolas. Conclui-se que o índice ergonômico proposto se mostrou eficiente quanto à exequibilidade e pode ser aplicado em outras máquinas agrícolas.

Estimation of the traction power of agricultural tractors from dynamometric tests / Estimativa da potência em tração de tratores agrícolas a partir de testes dinamométricos

ABSTRACT: The objective of this research was to predict, from dynamometric tests, the traction performance of agricultural tractors, without the need to employ the standard official tests carried out on concrete tracks. The evaluations were conducted at the experimental area of the Universidade Federal de Santa Maria, where an instrumented agricultural tractor was subjected to dynamic field traction tests and static tests in the laboratory, using an eddy currents dynamometer. It can be verified through the correlation analysis between the values obtained and the estimated values that, based on the prediction equations, a high correlation (r² = 0.99) was obtained between the power observed in the field and the estimated power obtained using dynamometric tests. Based on the analysis of the results obtained in this study, it can be stated that the traction performance of an agricultural tractor can be estimated from dynamometric tests. We concluded that the dynamic field tests can be replaced by static tests carried out in laboratories, which are generally less expensive.

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi prever, a partir de testes dinamométricos, o desempenho em tração de tratores agrícolas, sem a necessidade de recorrer aos ensaios oficiais normalizados realizados em pistas de concreto. As avaliações foram conduzidas em área experimental, da Universidade Federal de Santa Maria, onde um trator agrícola instrumentado foi submetido a testes dinâmicos de tração, em superfície de campo e testes estáticos, em laboratório, utilizando-se freio dinamométrico elétrico, de correntes de Foucault. Pode-se verificar por meio da análise de correlação entre os valores obtidos e os valores estimados que, com base nas equações de predição, obteve-se alta correlação (r² = 0,99) entre a potência observada em campo e a potência estimada, a partir dos testes dinamométricos. Com base nas análises dos resultados obtidos neste estudo, pode-se afirmar que o desempenho em tração de um trator agrícola pode ser estimado a partir de testes dinamométricos. Conclui-se que, os ensaios dinâmicos em campo podem ser substituídos por ensaios estáticos, realizados em laboratórios, que em geral são menos onerosos.

Air and fuel supercharge in the performance of a diesel cycle engine / Sobrealimentação de ar e combustível no desempenho de um motor ciclo Diesel

ABSTRACT: This paper aimed to evaluate the performance of a Diesel cycle engine, changing the configurations for the air and fuel supply system. Variables analyzed were torque, power, specific fuel consumption and thermal efficiency in four different engine configurations (aspirated, aspirated + service, turbocharged + service and turbocharged). For that, there were dynamometer experiments by power take-off of an agricultural tractor. The experimental outline used was entirely randomized, in a bifatorial design with three repetitions. Results indicated that the engine supercharge, compared to its original configuration, provided a significant increase of torque and power. Only the addition of turbo does not caused a significant effect in the engine performance. Application of turbocharger provides an improvement in the burning of the air/fuel mixture, which favors the increase of engine power and; consequently, reduced the specific fuel consumption.

RESUMO: Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de um motor ciclo Diesel, alterando a configuração do sistema de alimentação de ar e de combustível. As variáveis analisadas foram torque, potência, consumo específico de combustível e eficiência térmica em quatro diferentes configurações do motor (aspirado, aspirado + serviço, turboalimentado + serviço e turboalimentado). Para isso, foram realizados experimentos dinamométricos por meio da tomada de potência de um trator agrícola. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, em desenho bifatorial com três repetições. Os resultados indicam que, a sobrealimentação do motor, em relação à configuração original, proporciona aumento significativo do torque e potência. Somente a adição de turbo não causa efeito significativo no desempenho do motor. A aplicação do turbocompressor proporciona melhoria na queima da mistura ar/combustível, o que favorece o aumento da potência do motor e, consequentemente, reduz o consumo específico de combustível.

Fuel consumption efficiency of an agricultural tractor equipped with continuously variable transmission / Eficiência no consumo de combustível de um trator agrícola equipado com transmissão continuamente variável

ABSTRACT: The correct choice of modern power transmissions can help farmers decrease production costs. The following research aimed to assess fuel consumption efficiency of an agricultural tractor equipped with continuously variable transmission, at different travel speed and load levels applied on the tractor drawbar. Standard procedure has been applied considering six load levels (30; 40; 50; 60; 70 and 80% of Q0) by means of breaking with a dynamometer car instrumented in a concrete test track, at three travel speeds (5.16; 7.29 and 10.48km h-1). Throughout the experiment, engine speed, traction force and hourly fuel consumption were monitored. The results indicated that there was an average increase of 2.67; 2.82; and 2.61L h-1 in the hourly fuel consumption for each 10% increase in the load level on the tractor, for travel speed of 5.16; 7.29 and 10.48km h-1, respectively. In general, the specific fuel consumption of the tractor decreased as the load levels and the travel speeds were increased.

RESUMO: A escolha correta de modernas transmissões de potência pode auxiliar os agricultores a diminuírem os custos de produção. Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de consumo de combustível de um trator agrícola equipado com transmissão continuamente variável, em diferentes velocidades de deslocamento e cargas parciais impostas à barra de tração do trator. Para a avaliação utilizou-se procedimento normalizado, com aplicação de seis cargas parciais (30; 40; 50; 60; 70 e 80% de Q0), por meio da frenagem com um carro dinamométrico instrumentado, em pista de concreto, em três velocidades de deslocamento (5,16; 7,29 e 10,58km h-1). Durante a condução do experimento, monitoraram-se a rotação do motor, a força de tração e o consumo horário de combustível. Os resultados indicaram que houve acréscimo, médio, de 2,67; 2,82; e 2,61L h-1 no consumo horário de combustível para o aumento de cada 10% na carga imposta ao trator, para as velocidades de 5,16; 7,29 e 10,48km h-1, respectivamente. Ao considerar o consumo específico do trator, de forma geral, diminuiu à medida que as cargas parciais e as velocidades de deslocamento foram incrementadas.

Mass of agricultural tractors available in the brazilian market / Massa dos tratores agrícolas comercializados no mercado brasileiro

ABSTRACT: Currently, manufacturers of agricultural tractors offer to farmers a diversity of brands, models, and settings for the most diverse agricultural operations. In this sense, the relation mass/power of tractor influences directly in the performance of these operations. The objective of this research was to study the agricultural wheel tractors marketed in Brazil in relation to their mass, in order to obtain current data to help their selection and proper use. The research involved 145 agricultural tractors models of eight different brands, including 2WD, MFWD and 4WD versions. The variables mass without ballast, relation mass/power for the different brands, type of traction and tractor power were analyzed separately. Tractor power was classified in: Class I (<50kW), Class II (50 to 150kW) and Class III (>150kW), according to the rated engine power declared by the manufacturer. Statistical analyses used were the t-Student and Tukey tests. The most number of tractors belongs to Class II and are considered versatile due to their mass/power relation, and can be used in the most diverse agricultural operations. From these analyses it was detected the mass/power relation decreases when the rated engine power increases.

RESUMO: Atualmente, os fabricantes de tratores agrícolas disponibilizam aos agricultores uma diversidade de marcas, modelos e configurações para as mais diversas operações agrícolas. Nesse sentido, a relação massa/potência do trator influencia de forma direta no desempenho dessas operações. Objetivou-se estudar os tratores agrícolas de rodas comercializados no mercado brasileiro, no que se refere a sua massa, visando obter dados atuais que auxiliem sua seleção e uso adequado. A pesquisa envolveu 145 modelos de tratores agrícolas de oito marcas diferentes, contemplando as versões 4x2, TDA e 4x4. Foram analisadas separadamente as variáveis massa sem lastro e relação massa/potência para as diferentes marcas, tipo de tração e potência do trator, sendo esta última classificada em: Classe I (menores que 50kW), Classe II (entre 50 e 150kW) e Classe III (maiores que 150kW), de acordo com a potência nominal do motor, declarada pelo fabricante. As análises estatísticas foram realizadas por meio dos testes t de Student e Tukey. O maior número de tratores pertence à Classe II, sendo considerados versáteis, devido à sua relação massa/potência, podendo ser usados nas mais diversas operações agrícolas. Há uma tendência de os tratores agrícolas comercializados no mercado brasileiro diminuírem sua relação massa/potência, conforme aumenta a potência nominal do motor.

Performance of an agricultural engine using blends of diesel and ethanol / Desempenho de um motor agrícola utilizando misturas de óleo diesel e etanol

ABSTRACT: This research evaluated the performance of a diesel engine in an agricultural tractor, using Diesel S500 (B5) and mixture with 3% (ED3), 6% (ED6), 9% (ED9), 12% (ED12) and 15% (ED15) of hydrous ethanol. Variables evaluated were the power, torque, specific fuel consumption, torque reserve, speed reserve and elasticity index of engine. Results indicated that using B5 and ED3 the values of torque and engine power not differ, in addition, with the ED3 the fuel consumption was lower than 5.92%. Using ED12, power has reduced in 2.97%, compared with B5, while their fuel consumption had no difference. With ED15, the power was lower 6.30% and the fuel consumption increase 3.77%, both compared with B5. Torque reserve value was increased with increasing the ethanol content in B5, reducing the speed reserve and elasticity index of engine. Ethanol in Diesel S500 (B5) can be used as an alternative fuel in agricultural tractor engines without presenting high changes in the performance, since the ethanol content is at low percentages, up to 12%.

RESUMO: Neste trabalho, foi avaliado o desempenho de um motor ciclo Diesel de um trator agrícola, utilizando óleo Diesel S500 (B5) e sua mistura com 3% (ED3), 6% (ED6), 9% (ED9), 12% (ED12) e 15% (ED15) de etanol hidratado. As variáveis estudadas foram: potência, torque, consumo específico de combustível, reserva de torque, reserva de rotação e índice de elasticidade do motor. Os resultados indicam que, utilizando B5 e ED3, os valores de torque e potência do motor não diferiram, além disso, com o ED3, o consumo de combustível foi 5,92% menor. Utilizando ED12, a potência, em relação ao B5, teve uma redução de 2,97%, sem diferença para o consumo de combustível. Já com o ED15, a potência diminuiu 6,30% e o consumo aumentou 3,77%, em comparação com o B5. Os valores de reserva de torque foram incrementados conforme aumentou o conteúdo de etanol, reduzindo a reserva de rotação e o índice de elasticidade do motor. A mistura de etanol no óleo Diesel B5 pode ser utilizada como combustível alternativo em motores agrícolas, sem apresentar alterações significativas no seu desempenho, desde que seja utilizado até 12% de etanol.

Critérios técnicos para a seleção de pulverizadores autopropelidos comercializados no mercado brasileiro / Technical criteria for the selection of self-propelled sprayers available in the Brazilian market

Nos últimos anos, a oferta de pulverizadores autopropelidos no mercado brasileiro aumentou, principalmente para suprir a demanda de agricultores que possuem grandes extensões de áreas, nas quais se requer um alto ritmo operacional. Neste trabalho, foram avaliados, em função da potência nominal do motor, os diferentes tipos de transmissões, a capacidade do reservatório de calda, tamanho das barras e vão livre, considerados critérios técnicos importantes para a seleção dessas máquinas. Para tanto, utilizaram-se informações técnicas de 41 modelos de pulverizadores autopropelidos comercializados no mercado brasileiro. Como resultado, classificaram-se os pulverizadores em cinco classes, segundo a potência do motor. Verificou-se que, com o aumento da potência, os pulverizadores são equipados com transmissão hidrostática e a capacidade dos reservatórios de calda são maiores.

In recent years the offer of self-propelled sprayers in the Brazilian market increased mainly to supply the demand of farmers who own large areas where there are a high operational pace requirement. In this research the different kinds of transmissions, tank capacity of spray mix, width of bars and clearance, which are considered important technical criteria, were evaluated according to nominal engine power. Technical information of 41 self-propelled sprayer models commercialized in Brazilian market were used. As result, sprayers were classified in five classes, according to the engine power. It was verified that, with the increase of power, the sprayers are equipped with hydrostatic transmission and the tank capacity of spray mix are higher.

Requisitos de clientes para o desenvolvimento de um implemento a fim de fechar taipas abertas para drenagem / Customer requirements for development of an implement for closing levees opened for drainage

O arroz irrigado é cultivado na maior parte do RS com aplainamento da superfície do solo em desnível e sistema de cultivo mínimo. Com a semeadura em solo seco, há necessidade de conformar drenos, que cortam transversalmente as taipas, na área de cultivo. Para o estabelecimento da lâmina de água definitiva, essas taipas abertas para drenagem devem ser fechadas e, para essa finalidade, não existe um equipamento específico que execute tal atividade com devida agilidade e qualidade, sendo necessário o desenvolvimento de um implemento com este fim. Ainda, para o processo de desenvolvimento de máquinas agrícolas, faz-se necessário o levantamento de uma série de informações. Na fase de projetação, essas informações são necessárias para o estabelecimento das necessidades dos clientes/usuários e dos requisitos dos clientes, para posteriormente serem transformadas em requisitos de projeto e estabelecidas as especificações de projeto. Desse modo, este trabalho objetivou determinar os requisitos dos clientes, a partir das suas necessidades, para o projeto de um implemento com a função de fechamento de taipas abertas para drenagem no arroz irrigado. As informações foram levantadas a partir de pesquisas bibliográficas e aplicação de questionários a futuros clientes/usuários. Como resultados, foram identificadas as necessidades dos clientes, assim como 25 requisitos de clientes.

The irrigated rice is grown on most part of RS with planning surface on sunken soil and minimum tillage system. With the dry soil sowing there is a need to conform drains, which cut across the levees in the growing area. For the establishment of a definitive water slide, these open for drainage levees must be closed and for this goal there is no specific equipment that execute such activity with agility and quality, being necessary the development of an implement. Still, for the agricultural machinery development process, the raising of a lot of information is required. At the design specification phase, this information is required for the constitution of the customer/users needs and requirements, in order to be transformed in design requirements and later establish the design specifications. Thereby, this study had the objective of determining the customer requirements, starting from customer needs, to design an implement for closure of open levees for drainage of irrigated rice. All the information was obtained from bibliographic research and questionnaire application to future customers/users. The customer needs, as well as, 25 customer requisites were identified as results.

Nível de capacitação e informação dos operadores de máquinas para a aplicação de agrotóxicos / Training and information level of operators machinery for pesticide application

O Brasil é o maior consumidor mundial de agrotóxicos. Os prejuízos causados pelo uso inadequado dos agrotóxicos ultrapassam o campo econômico, ganhando dimensão social e exigindo elevadas verbas públicas e privadas para atendimento médico hospitalar das pessoas que entram em contato, direto ou indireto, com esses produtos. O nível de conhecimento do operador das máquinas destinadas a esse fim é fundamental para diminuir esses riscos, garantindo qualidade da pulverização. Esse trabalho objetivou verificar o nível de instrução dos operadores com relação ao manejo dos agrotóxicos e máquinas destinadas a pulverização desses insumos, na região central do Rio Grande do Sul. Observou-se que os operadores que realizaram cursos com duração maior que 20 horas, apresentaram um nível de instrução 50% maior, se comparado aos operadores que receberam cursos com menos de 20 horas de duração. Já os operadores que realizaram cursos com duração menor que 20 horas apresentaram uma diferença de apenas quatro pontos percentuais, em relação aos operadores que não realizaram nenhum tipo de treinamento. O nível de instrução dos operadores de máquinas destinadas à pulverização de agrotóxicos na Região Central do Rio Grande do Sul pode ser considerado insuficiente para o manejo correto dos processos de pulverização.

Brazil is the world's largest consumer of pesticides. The damage caused by improper use of pesticides beyond the economic field are gaining social dimension, because they require large public funds and private hospital for medical care of people who come into direct or indirect contact with these products. The level of knowledge of the operator of the machines for this purpose is essential to minimize these risks by ensuring the quality of spray. This study aimed to determine the level of training of operators in relation to management of pesticides and spraying machines for these inputs in the central region of Rio Grande do Sul. It was observed that the operators have done courses lasting longer than 20 hours, had an education level 50% higher when compared to operators who received courses of less than 20 hours. Operators who participated in courses lasting less than 20 hours, showed a difference of only four percent in respect of operators who have never done any training. The level of training of machine operators for the spraying of pesticides in the Central Region of Rio Grande do Sul, may be considered low in relation to the proper handling of spraying processes.

Acelerações eficazes na interface assento-operador de um trator / Effective accelerations in the seat-interface operator of an tractor

Este trabalho teve por objetivo analisar as magnitudes das acelerações eficazes na interface assento-operador, utilizando três posições de regulagem do assento, duas profundidades de escarificação, duas velocidades de deslocamento e três configurações de lastros. O experimento foi realizado na Universidade Federal de Santa Maria com delineamento experimental de parcelas subdivididas, com quatro repetições, totalizando 144 unidades experimentais. Utilizou-se um trator agrícola, com potência no motor de 63kW (85cv), tendo um escarificador acoplado. Os dados foram registrados através de um acelerômetro triaxial posicionado na interface assento-operador. Concluiu-se que as magnitudes das acelerações eficazes obtidas, na interface assento-operador, em todos os 36 tratamentos, ficaram acima do limite de conforto na frequência de 1 a 80Hz, estabelecidas pela norma (International Organization for Standardization 2631-1: 1997) para exposição de oito horas diárias do operador.

This research has the main objective to analyze the magnitude of efficient accelerations on the seat-operator interface, using three adjustment knob positions, two scarification depths, two displacement speeds and three different ballast settings. The experiment was held at the Federal University of Santa Maria through a subdivided portion experimental design, with four repetitions and 144 experimental units. A agricultural tractor was used with 63kW of power on the engine (63kW) attached to the chisel plow. The information was recorded by the accelerometers that were installed on the seat-operator interface. It was concluded that the magnitude of efficient accelerations obtained on the seat-operator interface in all the 36 individual tests stayed above the comfort limit on the frequency of 1 to 80Hz, established by the standard (International Organization for Standardization 2631-1: 1997) for daily eight hour exposure.

Exposição humana à vibrações de corpo inteiro em um trator agrícola com pneus radiais / Human exposure to whole body vibrations on a farm tractor with radial-ply tires

O objetivo deste trabalho foi avaliar as vibrações de corpo inteiro incidentes em um operador de trator agrícola utilizando pneus radiais, com três diferentes pressões de insuflagem em operação de semeadura. O trabalho foi divido em três tratamentos, com quatro repetições cada. Utilizou-se um trator Massey Ferguson 5450 Dyna 4, 4x2 TDA, 75kW, acoplado a uma semeadora da mesma marca, modelo MF 509. Os pneus radiais utilizados foram Michelin VF 480/60 R28 para o eixo dianteiro e VF 600/60 R38 para o traseiro, nas pressões de 41, 69 e 96kPa. O equipamento para aquisição dos dados foi o Type 4447 da Brüel & Kjær, mesma marca do software para análise, o 4447 Vibration Explorer. Todos os tratamentos apresentaram resultados que ficaram na faixa de extremamente desconfortável, segundo os limites considerados pela Norma ISO 2631. A análise estatística não identificou diferença significativa quando a pressão de insuflagem do pneu foi alterada. O eixo X, horizontal frontal, apresentou os maiores valores de vibração incidentes no operador. Concluiu-se que, para uma jornada de 8 horas de trabalho, o operador está exposto acima do nível limite de conforto estabelecido pela norma utilizada.

The aim of this study was to evaluate the whole body vibrations incidents in a tractor operator using radial ply tires, with three different inflation pressures in operation of seeding. The study was divided into three treatments with four replicates each. Was used a tractor Massey Ferguson 5450, TDA 4x2, 75kW, connected to a planter of the same brand, model 509. Radial ply tires were used VF Michelin 480/60 R28 for the front axle and VF 600/60 R38 for the rear, at pressures of 41, 69 and 96kPa. The equipment for data acquisition was the 4447 Type of Brüel & Kjær, same brand of software for analysis, the 4447 Vibration Explorer. All treatments showed results that were in the range extremely uncomfortable, according to the limits considered by International standard 2631. Statistical analysis identified no significant difference when the inflation pressure of the tire was changed. The X, horizontal forward axis was the one with the highest incidents of vibration to the operator. It was concluded that for an 8-hour workday work, the operator is exposed above the level of comfort limit established by the 2631 International Standard.

Eficiência operacional na colheita mecanizada em lavouras de arroz irrigado / Operational efficiency in mechanized harvesting in irrigated rice fields

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de campo e de tempo na operação de colheita mecanizada em lavouras de arroz irrigado, localizadas na região da Depressão Central do Rio Grande do Sul. Na safra 2008/2009, foram avaliadas propriedades que utilizaram lavouras sistematizadas com nivelamento da superfície do solo em nível e com nivelamento da superfície do solo em desnível. Durante as operações, foram coletados os dados para o cálculo das eficiências de campo e de tempo, através de caderneta de campo, cronômetro, e com auxílio de um aparelho receptor de sinal de GPS (Global Positioning System). Não houve diferença significativa, em nível de 5% de probabilidade de erro, entre as duas modalidades de sistematização para as eficiências estudadas. Para eficiência de campo, encontrou-se um valor médio de 65,2% e, para a eficiência de tempo, 75,7%. O tempo de descarga foi o fator que teve maior correlação negativa com a eficiência de tempo, e os fatores tempo de deslocamento e deslocamento médio foram os que tiveram maior correlação negativa com a eficiência de campo. Realizar as descargas com a colhedora em operação e evitar efetuar manobras nos vértices das lavouras, quando possível, mesmo que se perca em eficiência da barra de corte, podem otimizar a eficiência de campo.

The objective of this research was to evaluate the time efficiency and the field efficiency of the harvesting operation in rice fields, located in the region of Depressão Central of Rio Grande do Sul, Brazil. In the summer of 2008/2009, 19 operations were evaluated, being fifteen fields of them with land level and four without land level. The operation data were collected through the use of stopwatch, a clip board to record observations and with a signal receiver of GPS (Global Positioning System). There was no significant difference in the 5% level of probability of error between operations with land level and operations without land level. The field efficiency was calculated through the methodology used by GRISSO et al. (2002), and have been found the average of 65.2%, the time efficiency was determinate based on the concept of Hunt (2001), which have determined an average of 75.7%. Unload making combining with operation increase the field efficiency.

Desempenho de um motor de trator agrícola em bancada dinamométrica com biodiesel de óleo de frango e misturas binárias com óleo diesel / Performance of an agricultural tractor engine in dynamometer with chicken oil biodiesel and binary mixtures with diesel oil

O Brasil, terceiro maior produtor de biodiesel do mundo e terceiro maior produtor mundial de frango, pode incrementar, na sua matriz energética, o uso de óleo oriundo de aves como alternativa aos combustíveis fósseis e à redução da dependência do óleo de soja para esse fim. O país dispõe de mais de 350 milhões de litros de óleo de frango por ano. Considerando a aplicação dos combustíveis alternativos para os motores a diesel, em máquinas agrícolas, o trabalho teve por objetivo avaliar o desempenho do motor de um trator agrícola de 53kW acoplado pela TDP em bancada dinamométrica, operando com biodiesel metílico de óleo de frango e misturas com óleo diesel, sendo: B5 (testemunha), B20, B40, B60, B80 e B100. Avaliaram-se a potência, o torque, a reserva de torque, o consumo de combustível, o consumo de energia e a eficiência térmica do motor. O ensaio foi instalado com delineamento inteiramente casualizado (DIC) em esquema fatorial com seis tratamentos. Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias ajustadas por equações de regressão. Foram observadas perdas na geração de potência e torque, aumento no consumo de combustível, redução do consumo energético e melhoria na eficiência térmica do motor, de acordo com o aumento da proporção de biodiesel na mistura.

Brazil, the world third largest producer of biodiesel, and also the third largest producer of chicken, may increase the energy matrix, using oil derived from chicken, as an alternative to fossil fuels and reduce dependence on soybean oil for this purpose. The country can produce over 350 million liters of chicken oil per year. Considering the application of alternative fuels on diesel engines in agricultural machinery. The study aimed to evaluate the performance of a engine agricultural tractor with 53kW coupled by PTO in dynamometer bench operating with methyl biodiesel oil chicken and mix with diesel oil. Fuels B5 (reference), B20, B40, B60, B80 and B100 mixtures were used. The power, torque, torque reserve, fuel consumption, energy consumption and thermal efficiency of the engine were evaluated. The trial was conducted with a completely random design (CRD) in a factorial design with six treatment, which was held after the analysis of variance and adjusted means for the regression equations. Losses were observed in the generation of power and torque, increase in fuel consumption, reduction of energy consumption and improvement in engine thermal efficiency, according to the increasing proportion of biodiesel in the blend.

Sistema computacional de gerenciamento para acompanhamento de desempenho de máquinas agrícolas instrumentadas com sensores / Computer system management for monitoring performance of agricultural machinery instrumented with sensors

O G-SADA é um sistema computacional de gerenciamento que auxilia o gerente da propriedade rural e o operador da máquina agrícola nas tomadas de decisão, informando sobre valores de operações fora dos padrões. O sistema tem como características permitir a) o acompanhamento do desempenho da máquina enquanto ela está em operação no campo, com funcionalidades em tempo real, b) a mobilidade do usuário por poder ser acessado a partir de qualquer tipo de computador, incluindo dispositivos móveis, como smartphones, e c) possuir funcionalidades de acesso à base de dados estática. Um dos resultados deste trabalho é a modelagem de dados e de funções de uma aplicação que utiliza dados armazenados dinamicamente com a máquina em operação no campo, fornecidos por sensores implantados na máquina agrícola, disponibilizando informações em tempo real.

The G-SADA is a computer system that assists the management of the farm manager and the operator of agricultural machinery in decision making, reporting values of non- standard operations. The system is characterized by allowing a) monitoring the performance of the machine while it is operating in the field, with features in real time, b) mobility of the user because it can be accessed from any computer, including mobile devices such as smartphones, c) and features with access to the database static. One of the results of this research is the modeling data and functions of an application that uses data stored dynamically with the machine in operation in the field, provided by sensors deployed in agricultural machinery, showing real time information.

Desempenho de motor de injeção direta sob misturas de biodiesel metílico de soja / Performance of a direct injection engine using soybeans methyl biodiesel blends

O objetivo do trabalho foi avaliar o uso de misturas de biodiesel metílico de soja e diesel em motor de ignição por compressão e injeção direta de combustível. Os ensaios foram realizados em bancada dinamométrica, utilizando as misturas B10, B20 e B100 em comparação ao diesel comercial (B5). O desempenho do motor foi analisado por meio da tomada de potência (TDP) do trator para cada combustível. Os melhores resultados obtidos para potência e consumo específico de combustível, respectivamente, foram: B5 (44,62kW; 234,87g kW-1 h-1); B10 (44,73kW; 233,78g kW-1 h-1); B20 (44,40kW; 236,20g kW-1 h-1) e B100 (43,40kW; 263,63g kW-1 h-1). Concluiu-se que os melhores resultados ocorreram sob o uso do combustível B10 (potência superior em apenas 0,2 por cento em relação ao combustível B5 e consumo específico inferior em apenas 0,5 por cento em relação ao B5). O combustível B100 apresentou diferenças significativas em relação aos demais combustíveis (potência 2,8 por cento inferior em relação ao B5 e consumo específico 10,9 por cento maior em relação ao B5).

The aim of this study was to evaluate the use of soybeans methyl biodiesel blends and diesel in an ignition compression engine with fuel direct injection. The tests were performed in a dynamometer bench, using the blends B10, B20 and B100 compared to the commercial diesel (B5). The engine performance was analyzed by tractor power take off (PTO) for each fuel. The best results obtained for the power and the specific fuel consumption, respectively, were: B5 (44.62kW; 234.87g kW-1 h-1); B10 (44.73kW; 233.78g kW-1 h-1); B20 (44.40kW; 236.20g kW-1 h-1) and B100 (43.40kW; 263.63g kW-1 h-1). It was concluded that the best results happened on the use of B10 fuel (more power in only 0.2 percent than fuel B5 and lower specific consumption in only 0.5 percent than B5). The B100 fuel showed significant differences compared to the other fuels (power lower 2.8 percent than B5 and more specific consumption in 10.9 percent than B5).

Validação de teorias de simulação para operações com escarificadores em solo argiloso no planalto do Estado do Rio Grande do Sul, Brasil / Validation of prediction theories to chisel plow in soils of Rio Grande do Sul State, Brazil

O objetivo deste trabalho foi estudar teorias, utilizadas especialmente para simular situações reais de campo, contrastada por dados empíricos obtidos em condições reais de trabalho agrícola mecanizado em solo de textura argilosa com os resultados obtidos em trabalhos semelhantes realizados em outros países. Avaliou-se as demandas de tração de diferentes combinações entre velocidade e profundidade de trabalho de um escarificador. Buscou-se a representação gráfica da demanda requerida de força de tração e patinagem através da utilização do software Predição versão 1.0, contrastadas com resultados obtidos pela aplicação das teorias de predição Cn, Bn e Mn. As teorias preditivas Cn, Bn e Mn apresentam correlação boa com os valores experimentais, no entanto, existe uma superestimativa por parte das teorias comparadas aos valores medidos experimentalmente, para força de tração e patinagem, causando um dimensionamento do trator inadequado.

The objective of this research was studied theories used specially to simulate real field situations contrasted by empiric data obtained in real real working conditions in mechanized agricultural clay soil with the results obtained in similar studies conducted in other countries. We tried to the graphical representation of the demand required traction force and slippage through the use of Prediction software version 1.0, contrasted with results obtained by applying the theories of prediction Cn, Bn and Mn. Predictive theories Cn, Bn and Mn have good correlation with experimental values, however, there is an overestimation by the theory compared to the values measured experimentally, for traction force and slippage, causing a tractor design inadequate.

Transmissões presentes em tratores agrícolas no Brasil / Transmissions present in agricultural tractors in Brazil

O sistema de transmissão de um trator agrícola tem por principal finalidade transmitir a potência gerada no motor ao sistema hidráulico, à tomada de potência e às rodas motrizes. A caixa de câmbio é formada por uma série de engrenagens que permitem a correta seleção da velocidade e do torque mais adequados a uma determinada operação. Assim, as transmissões podem ser classificadas, basicamente, em três categorias: mecânicas, hidrostáticas e hidrodinâmicas, sendo as transmissões mecânicas subdivididas em engrenagens deslizantes e sincronizadas. Este trabalho objetivou analisar os diferentes tipos de transmissões disponibilizados em 169 modelos de tratores fabricados no Brasil, com a finalidade de avaliar a real distribuição nas diferentes faixas de potência e estabelecer possíveis relações entre esses parâmetros. Como resultado, evidencia-se uma forte tendência de tratores agrícolas com potência menor que 111,8kW possuírem transmissão do tipo mecânica, e tratores acima de 111,8kW, do tipo hidrostática.

The transmission system of an agricultural tractor has a main purpose to transmit the power generated in the hydraulic motor, the power take off and the drive wheels. The gearshift consists of a series of gears that allows the correct selection of speed and torque more appropriate to a particular operation. Then, the transmissions can be classified, basically, in three categories: mechanical, hydrostatic and hydrodynamic, being the mechanical transmissions subdivided in sliding gear and synchronized. Then, the objective of this research was to analyze the different types of transmissions available in 169 models of tractors made in Brazil in order to evaluate the real distribution of them in different power ranges and establish possible correlations. As a result, it was shown a strong tendency for agricultural tractors with power less than 111.8kW possessing mechanical transmission and tractors above 111.8kW possessing the hydrostatic type.