Vývoj inovativních technologií v lesnickém sektoru

Rozvoj mechanizace pociťují snad všechny obory lidské činnosti a nejinak je tomu i v lesnictví. Konstruktéři se snaží reagovat na potřeby zákazníků a i ve vývoji lesních strojů lze zaznamenat snahu nahrazení lidské pracovní síly, zvýšení kvality práce stroje a snížení negativních vlivů techniky na životní prostředí. Vývoj je tak rychlý, že v článku prezentované inovativní technologie nelze nazvat novinkami na poli plně mechanizovaných technologií, ale spíše současností, a lze očekávat další rozvoj technologií zpracování a odvozu dříví.

The Beast – bezoperátorový harvester

The Beast je těžebně dopravní systém tří strojů (jeden harvester a dva vyvážecí stroje –forwardery) ovládaných pouze dvěma operátory, kdy harvester je dálkově ovládán z kabiny forwarderu. Dosah dálkového ovládání je až 300 m, ale z praktického hlediska je využívána maximální vzdálenost ca 50 m. Jednotlivé výřezy jsou kráceny přímo na ložnou plochu forwarderu. Ložná plocha forwarderu umožňuje horizontální otočení o 360° a vertikální naklonění ± 10° z důvodu zajištění optimální pozice ložné plochy vůči rameni harvesteru. Rameno harvesteru je vybaveno kácecí hlavicí se dvěmi řezacími ústrojími (horní lišta a spodní lišta) tak, aby bylo možné efektivně zpracovávat dřevní hmotu i z polomů. Tento typ bezoperátorového harvesteru byl testován po větrných kalamitách, kde tak bylo naprosto minimalizováno riziko ohrožení operátora.

Z hlediska výkonnosti lze předpokládat mírně vyšší produktivitu z důvodu eliminace fáze nakládání forwarderu, avšak v reálných podmínkách je situace komplikována řadou výrobních faktorů. Prvním je měnící se přibližovací vzdálenost a počet vyvážecích strojů (prostoje forwarderů nebo harvesterů) a druhým je vyšší četnost různých sortimentů, které jsou společně kladeny na ložnou plochu forwarderu. Bezoperátorový harvester však umožňuje redukci nákladů a logistiky těžby a přibližování. Další výhodou je neexistence kabiny a tím zvýšení poloměru otáčení hydraulického ramene. Systém je navržen pouze pro těžbu v holosečích.

Hybrid – pohon harvesteru generátorem el. energie

Uvedený stroj nese obchodní značku „El-Forest forwarder“ a byl navržen Lennartem Lundströmem. Jedná se o prototyp vyvážecího stroje, jehož nosnost je 12 t a vlastní hmotnost 8 t (běžný forwarder se stejnou nosností má vlastní hmotnost ca 14 t). Jeho dieselový motor (výrazně menšího výkonu než u běžných forwarderů – 40 kW oproti původním 120 kW) pohání tři generátory, které nabíjí 6 samostatných baterií, které jsou potom zdrojem elektrické energie 6 nezávislých elektromotorů pohonu kol. Při jízdě z kopce, kdy bývá motor používán na brzdění stroje, elektromotory slouží jako další generátory a též nabíjí baterie (princip rekuperace energie). Každé kolo je poháněno samostatně, což umožňuje přesně regulovat otáčky jednotlivých kol a kola jsou ideálně naváděna do jedné stopy, aniž by docházelo k výraznému opotřebení pneumatik při zatáčení. To umožňuje použití větších kol a v kombinaci s méně robustním šasi (každé kolo je poháněno samostatně a přenos el. energie nevyžaduje tak mohutnou konstrukci jako přenos mechanický) vyvíjí stroj podstatně nižší tlak na půdu. Větší kola zvyšují světlost stroje a teleskopické osy umožňují změnu rozchodu kol až o 80 cm (přední osa je plně odpružena). Tímto novým způsobem pohonu lze docílit snížení spotřeby paliva o 35-50 %. Do vývoje stroje a hybridního pohonu v současnosti investuje společnost Volvo a první stroje tohoto typu by měly být nasazeny již v tomto roce.

Harboundler – kombinovaný harvester s balíkovačem

Pro účely efektivnějšího zpracování celých stromů z prořezávkových a probírkových porostů pro energetické účely byl vyvinut kombinovaný harvester a balíkovač. Stroj je vybaven víceúchopovou harvesterovou hlavicí (multi-tree handling head), která umožňuje těžbu více stromů na jedno vysunutí ramene. Stromy jsou poté uloženy na ložnou plochu, kde je instalován balíkovač. Ten, po kompresi a převázání, pomocí řetězové pily odděluje balíky tak, že zbývající části stromů zůstávají v balíkovači a jsou doplňovány dalším materiálem. Pozice balíků u vývozní linky je upravena hydraulickým jeřábem. Na tento stroj technologicky navazuje forwarder, který vyváží balíky z porostu. Následně mohou být balíky ponechány k proschnutí na odvozním místě, popřípadě přímo štěpkovány.

„Angled“ crane – hydraulický jeřáb umožňující (mimo vertikálního) horizontální zlomení ± 30°

Společnost Cranab vyvinula novou konstrukci hydraulického jeřábu. Ve zlamovací části mezi hlavním sloupem a zlamovacím ramenem umožňuje horizontální zlomení ramene ± 30° při zachování vertikálního zlamování. To umožňuje harvesteru větší dosažitelnost stromů v probírkových porostech ze zvolené pracovní pozice. Minimalizací pojezdu pro účely postavení stroje před kácecí operací snižuje míru poškození půdního povrchu pojezdem a podíl času spotřebovaného pojezdem stroje. Nová osa vychýlení hydraulického jeřábu též umožňuje operátorovi minimalizovat poškození stromů a zvyšuje manévrovatelnost při druhování. Pilotní studie prokázaly zvýšení dosažitelnosti stromů o 30 % a zvýšení produktivity v probírkových porostech řádově o 8 %.

Tire pressure control – systém umožňující regulaci tlaku v pneumatikách

Maximální celková hmotnost odvozní soupravy se liší stát od státu a je jedním z limitujících faktorů odvozu dříví. Jedním z důvodů stanovení maximální hmotnosti soupravy je poškozování cestní sítě. Tlak nápravy lze však ovlivnit změnou tlaku huštění pneumatik. Snížením tlaku v pneumatice se zvětší její styčná plocha s povrchem komunikace, a tím se i sníží měrný tlak na povrch komunikace. U některých typů odvozních souprav existuje možnost instalace zařízení regulujícího tlak vzduchu v pneumatikách. Tlak je regulován manuálně nebo automaticky a je udržován na optimální úrovni tak, aby nebyl příliš nízký (z důvodu poškozování pneumatiky), ale ani příliš vysoký (vysoký měrný tlak na povrch komunikace). Například v Kanadě legislativa umožňuje v případě instalace takového zařízení na odvozní soupravu zvýšení maximální celkové hmotnosti prostředku o 6 t a tím i snížení jednotkových nákladů na odvoz dříví. Podle dostupných výzkumných zpráv se životnost pneumatik nemění a v případě potřeby lze snížením tlaku hnacích náprav zvýšit terénní dostupnost prostředku. Pozn.: V ČR byl princip regulace huštění pneumatik úspěšně vyřešen u standardních univerzálních traktorů.

Pozn.: Práce byla podpořena projektem VZ MSM 4501251 a projektem NAZV QH 71159

Použitá literatura je k dispozici u autorů.

Článek byl publikován v časopise Lesnická práce 3/2008.

Tweet

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu