Comparison of Footprint and Deflection Values of Tires with Standard Structure and IF Tire Structure Used in Tractor Applications

Yıl 2024, Cilt: 14 Sayı: 2, 111 - 118, 23.07.2024

Onur Karaçay , Süleyman Kılıç

Öz

Tractor tires, thanks to their large surface areas, reduce the pressure applied to the soil, thus minimizing soil compaction and thereby increasing efficiency. Technological advancements, including increased engine power, have led to larger and heavier tractors, further increasing the risk of soil compaction. With these developments, new tires with low inflation pressures have been developed to reduce the surface pressure on the soil. These new tires are referred to as increased flexion (IF) and very high flexion tires. In this study, a comparison was made between a normal structure 600/70 R30 tire and an IF structure IF 600/70 R30 tire under a fixed load with three different rim structures, examining changes in pressure as well as changes in the footprint and deflection. The results show that at the minimum inflation pressure of 12psi, both tires exhibited the maximum ground contact area, whereas the minimum contact area was achieved at the maximum inflation pressure of 35psi with a DW21 rim for both tires. The maximum deflection value was recorded at 12psi with a W18 rim. It has been determined that the choice of rim and inflation pressure affects the contact area of the tire, and to reduce the surface pressure on the soil, it is necessary to reduce the tire inflation pressure to increase the contact area.

Anahtar Kelimeler

Contact area, deflection, inflation pressure, soil compaction, tractor tires

Traktör Uygulamalarında Kullanılan Standart Yapı ve IF Lastik Yapısına Sahip Lastiklerin Taban İzlerinin ve Sehim Değerlerinin Kıyaslanması

Öz

Traktör lastikleri, geniş yüzey alanları sayesinde toprağa uygulanan basıncı azaltarak toprağın daha az sıkışmasını sağlamakta ve bu sayede verimliliği artırmaktadırlar. Teknolojik gelişmelerle birlikte artan motor gücü, traktör boyutlarının ve ağırlıklarının artması toprak üzerinde sıkıştırma riskini daha da artıran etkenlerdir. Bu gelişmelerle birlikte toprak üzerinde oluşan yüzey basıncını azaltmak için düşük şişirme basıncına sahip olan yeni lastikler geliştirilmektedir. Bu yeni lastiklere artırılmış esnek ve çok yüksek esnek lastikler denilmektedir. Bu çalışmada, traktör uygulamalarında kullanılan normal yapıya sahip 600/70 R30 lastiği ile IF (Increased flexion) yapısına sahip olan IF 600/70 R30 lastiklerinin sabit yük altında, üç farklı jant yapısında basınç değişimleriyle taban izi ve sehim değişimleri incelenmiştir. Sonuç olarak, lastik taban izlerinin her iki lastik için de minimum şişirme basıncı olan 12psi’da maksimum taban izi alanına sahip olduğu, minimum taban izi alanı her iki lastikte maksimum şişirme basıncı olan 35psi ve DW21 jant ile elde edildiği görülmüştür. Lastiklerde maksimum sehim değeri 12psi ve W18 jant ile tespit edilmiştir. Lastik kullanımında tercih edilen jant ve şişirme basıncının taban izi alanına etkisi olduğu, toprak üzerinde oluşan yüzey basıncını azaltmak için lastik kullanım basıncının düşürülerek taban izinin arttırılması gerekliliği ortaya konulmuştur.

Anahtar Kelimeler

Sehim, şişirme basıncı, temas alanı, toprak sıkışması, traktör lastikleri

Destekleyen Kurum

Destekleyen kurum ya da fon sağlayıcı yoktur

Kaynakça

• Abeels, P. 1976. Tire deflection and contact studies. Journal of Terramechanics, 13(3): 183-196. Doi: 10.1016/0022-4898(76)90005-7
• Akay, EA., Erdaş O. 2007. Orman traktörü ile sürütme sırasında oluşan tekerlek izi derinliğinin hesaplanması. Süleyman Demirel Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi Seri: A(1): 49-57. Doi:10.18182/tjf.95509
• Arvidsson, J., Westlin, H., Keller T., Gilbertsson M. 2011. Rubber track systems for conventional tractors – Effects on soil compaction and traction. Soil and Tillage Research, 117: 103-109.Doi: 10.1016/j.still.2011.09.004
• Damanauskas, V., Janulevicius A., Pupinis G. 2015. Influence of extra weight and tire pressure on fuel consumption at normal tractor slippage. Journal of Agricultural Science, 7(2): 55-67. Doi:10.5539/jas.v7n2p55
• Grečenko, A. 1995. Tyre footprint area on hard ground computed from catalogue values. Journal of Terramechanics, 32(6): 325-333.Doi: 10.1016/0022-4898(96)00003-1
• Janulevičius, A., Damanauskas V. 2022. Prediction of tractor drive tire slippage under different inflation pressures. Journal of Terramechanics, 101: 23-31.Doi: 10.1016/j.jterra.2022.03.001
• Jjagwe, P., Tekeste, MZ., Alkhalifa N., Way TR. 2023. Modeling tire-soil compression resistance on artificial soil using the scaling law of pressure-soil sinkage relationship. Journal of Terramechanics, 108: 7-19. Doi: 10.1016/j.jterra.2023.02.002
• Köylü, H. 2017. Experimental study on development of smart algorithm based on tire deflection to detect the drops in tire pressure. International Journal of Automotive Engineering and Technologies, 6(2): 104-115. Doi: 10.18245/ijaet.438134
• Misiewicz, PA., Richards, TE., Blackburn K., Godwin RJ. 2016. Comparison of methods for estimating the carcass stiffness of agricultural tyres on hard surfaces. Biosystems Engineering, 147: 183-192. Doi: 10.1016/j.biosystemseng.2016.03.001
• Okursoy, R. 1992. Toprağın kompaksiyon modeli. Tarımsal Mekanizasyon 14. Ulusal Kongresi,14-16 Ekim, s 564-573, Samsun.
• Özgöz, E., Okursoy R. 2002. Lastik Tekerlekli Traktörlerde Lastik Basıncının Toprak Sıkışıklığına Olan Etkilerinin Belirlenmesi. Journal of Agricultural Sciences, 8(01): 92-100.
• Pražan, R., Čedík, J., Gerndtová, I., Neřold J., Pexa M. 2016. Comparison of three sets of drive tractor tyres with respect to traction properties. Proceedings of 6th International Conference on Trends in Agricultural Engineering, Prague, Czech Republic
• Rivero, D., Botta, GF., Antille, DL., Ezquerra-Canalejo, A., Bienvenido F., Ucgul M. 2022. Tyre Configuration and Axle Load of Front-Wheel Assist and Four-Wheel Drive Tractors Effects on Soil Compaction and Rolling Resistance under No-Tillage. Agriculture, 12(11): 1961. Doi 10.3390/agriculture12111961
• Schjønning, P., Lamandé, M., Tøgersen, FA., Arvidsson J., Keller T. 2008. Modelling effects of tyre inflation pressure on the stress distribution near the soil–tyre interface. Biosystems Engineering, 99(1): 119-133. Doi: 10.1016/j.biosystemseng.2007.08.005
• Shaheb, MR., Venkatesh R., Shearer SA. 2021. A review on the effect of soil compaction and its management for sustainable crop production. Journal of Biosystems Engineering, 46: 417–439. Doi: 10.1007/s42853-021-00117-7
• Tekeste, M., Way, T., Birkenholz W., Brodbeck S. 2016. Evaluation of Low Inflation Tire Technologies on Soil Compaction. 2016 ASABE Annual International Meeting, American Society of Agricultural and Biological Engineers, p.1. Doi: 10.13031/AIM.20162461902
• Tekeste, MZ., Way, TR., Birkenholz W., Brodbeck S. 2023. Effect of Increased Deflection Tire Technology on Soil Compaction. Journal of the ASABE, 66(1): 75-84. Doi:10.13031/ja.14794
• ten Damme, L., Stettler, M., Pinet, F., Vervaet, P., Keller, T., Munkholm LJ., Lamandé M. 2019. The contribution of tyre evolution to the reduction of soil compaction risks. Soil and Tillage Research, 194: 104283. Doi: 10.1016/j.still.2019.05.029
• Vanderhasselt, A., Euben, R., D’Hose T., Cornelis W. 2022. Slurry spreading on a silt loam soil: influence of tyre inflation pressure, number of passages, machinery choice and tillage method on physical soil quality and sugar beet growth. Land, 11(6): 913. Doi:10.3390/land11060913.