بخشی از مقاله
ماشين‌آلات كشاورزي
اهميت ماشين در كشاورزي
قرن‌ها سپري گشت تا اينكه از قدرت بدني حيوانات در كمك به توان بدني انسان استفاده شد. با بوجود آمدن گاوآهن فلزي، موتور احتراق داخلي، تراكتور مزرعه و ساير ماشين‌هاي كشاورزي، تبديل كشاورزي با دست به كشاورزي ماشيني انجام گرفت.
امروزه ماهواره‌ها از مزارع عمكسبرداري مي‌كنند و متخصصين و دانشمندان را قادر مي‌سازد تا مناطق آفت‌زده را مشخص كرده و رطوبت خاك، حرارت خاك و بسياري از عوامل ديگر را اندازه‌گيري نمايد. اختراع تراكتورهاي كنترل از راه دور كه به طور خودكار و بر اساس برنامه‌هاي كامپيوتري كارهاي زراعي را انجام مي‌دهند (در كشور فنلاند)، فشار سطحي اين تراكتور، 906 كيلوگرم، 4/1 فشار تراكتورهاي متداول با توان يكسان است.
كشاورزي امروزه، با توجه به توسعه روزافزون صنعت، بدون استفاده از توان موتور و ماشين نمي‌تواند جاي خود را ثابت و استوار نگه دارد. مزارعي كه توان موتوري و ماشيني‌هاي كشاورزي هستند، گذشته از كيفيت و كميت انجام كار و صرفه‌جويي در مدت انجام مراحل مختلف عمليات آماده‌سازي بستر بذر، كاشت، وجين و سله‌شكني، سم‌پاشي، كودپاشي، برداشت، بسته‌بندي و ذخيره محصولات كشاورزي، نياز كمتري به توان بدني كارگر جهت انجام اين عمليات دارند.
امروزه با پيشرفت در ساخت و توليد ماشين‌هاي كشاورزي، بخصوص در ساخت كمباين‌هاي جديد، اين نيروي كارگري مورد نياز تا حدود 5/2 كارگر در ساعت براي توليد يك تن گندم كاهش يافته است.
پنبه، هميشه جزو محصولاتي محسوب مي‌شده كه نيروي كارگري زيادي براي توليد آن مورد نياز بوده، اما با مكانيزه كردن توليد اين محصول، شامل اصلاح روش‌هاي خاك‌ورزي و كاشت و همچنين برداشت مكانيكي آن، پيشرفت‌هاي مهمي براي پايين آوردن اين نيروي كارگري مورد نياز بوجود آمده است.
در سال 1970 ميلادي، با استفاده از تراكتورهاي رديفكار، ماشين‌هاي برداشت پنبه و ساير ادوات جديد، نيروي كارگري مورد نياز براي توليد هر عدل 226 كيلوگرمي پنبه به 32 كارگر ساعت كاهش يافت. امروزه به علت پيشرفت در امر صنعتي شدن جهان و استفاده بيشتر ماشين در كشاورزي، از تعداد افرادي كه در مزارع زندگي مي‌كنند، كاسته شده است. در كشور ما نيز استفاده از ماشين در كشاورزي در چند دهه‌ي گذشته، يكي از عوامل مهم كاهش تعداد روستانشينان بوده است. طبق آمارهاي موجود در سال 1300 هجري شمسي، 72% از جمعيت كل كشور ما را روستاييان و چادرنشينان تشكيل مي‌دادند. در سال 1355، حدود 53% از جمعيت كل كشور در روستاها زندگي مي‌كردند و در سال 1375، جمعيت كل روستانشينان كشور، 34/38% رسيد.
فصل 2
مكانيزاسيون كشاورزي در ايران
مكانيزاسيون كشاورزي چيست؟
از سال 1345، يعني سالي كه قرارداد بين ايران و جمهوري روماني به منظور خريد تراكتور و بعضي ادوات كشاورزي منعقد شد و تعداد تراكتور از آن سال در كشور رو به فزوني گذارد، بحث متخصصين فن بوده است.
مكانيزاسيون به معني اعم، اين نيست كه حتماً از موتور احتراق و يا از آخرين مدل‌هاي ماشين‌هاي كشاورزي استفاده شود. ابتدا لازم است دو وسيله ماشين و موتور را تعريف و آنها را از يكديگر تشخيص و جدا نماييم.
ماشين: وسيله‌اي است كه اگر به آن توان دهيم، برايمان كار انجام مي‌دهد، ولي خود به تنهايي قادر به انجام كار نيست.
موتور: وسيله‌اي است كه توليد توان مي‌كند، ولي به تنهايي نمي‌تواند كاري انجام دهد، مگر اينكه اين توان را به ماشين بدهد تا آن ماشين بتواند كار توليد كند.
بطور مثال، يك گاوآهن را ميتوان بوسيله حيوان به حركت درآورد و زمين را شخم زد. گاوآهن؛ ماشين و حيوان كه آن را مي‌كشد تا زمين شخم زده شود، در حكم موتور مي‌باشد. گاوآهن فوق‌الذكر را ميتوان بوسيله تراكتوري كشيد. بنابراين قوه محركه تراكتور در اينجا موتور است و گاوآهن يك ماشين مي‌باشد. يك موتور در يك زمان ممكن است دو ماشين را به حركت درآورد. گاه حركت هر دو ماشين براي انجام كار ضروري است. گاوآهني كه توسط تراكتور كشيده ميشود، در صورتي شخم مي‌زند كه خود تراكتور در حال حركت باشد. بنابراين موتور تراكتور دو ماشين را به حركت درمي‌آورد؛ يكي گاوآهن و ديگري چرخ‌هاي تراكتور.
كلمه مكانيزاسيون در كشاورزي مترادف با كلمه اتوماسيون (در صنعت) است كه خود به معني اتوماتيك كردن مي‌باشد. اتوماتيك كردن، يعني كم كردن كار كارگري است. معني اخص مكانيزاسيون كشاورزي، استفاده از ماشين و موتور كشاورزي در كشاورزي جهت كاهش نياز به نيروي كارگري مي‌باشد. البته اين نياز هنگامي بوجود مي‌آيد كه درآمد حاصل از كار كارگري كمتر از درآمد به دست آمده از جايگزين نمودن ماشين و موتور باشد كه خود به عوامل متعددي از جمله عوامل زير بستگي دارد:
1. دستمزد كارگر بالا باشد.
2. مشكلات كارگري موجب وقفه در كار در زمان معين شود.
3. زيان‌هاي حاصل از طولاني بودن كار كارگري بيش از هزينه‌هاي استفاده از ماشين و موتور شود.
4. كيفيت كار، ماشين آنقدر بالا باشد كه هزينه‌هاي آن را مستهلك نمايد.
معني اعم مكانيزاسيون كشاورزي، اتخاذ هر روشي است كه موجب ازدياد درآمد شود. با اين تعريف، جايگزين كردن كارگر با ماشين و موتور، يكي از روش‌ها و استفاده از بذر
اصلاح شده براي بدست آوردن عملكرد محصول بيشتر است. روشي ديگر كه هر دو بخشي از موضوع مكانيزاسيون هستند.
آشنايي با وضعيت كشاورزي سنتي در ايران
ايران از قديم‌الايام مهد تمدن‌هاي باستاني و يكي از مزارع توليد مواد كشاورزي دنياي باستان بوده است. در زمان فرمانروايي مادها، دامپروري به ويژه پر پرورش اسب، رونق به سزاي
ي داشت. در دوران هخامنشيان، براي پيشرفت كشاورزي و توسعه و آباداني آن، كوشش‌هاي فراواني به عمل آمد. از آنجمله جهت آبياري زمين‌هاي زيركشت از آب رودخانه كارون، حفر قنوات در نواحي كم‌آب و استفاده از گاوآهن جهت شخم زمين بود.
ابزارهاي كشاورزي كه در ايران باستان بكار مي‌رفت، شامل انواع ابزارهاي دستي ساده، مانند بيل‌ها، كج بيل‌ها، داس‌هاي دسته كوتاه، كلنگ و وسايل دامي چوبي از قبيل گاوآهن، هرس‌هاي دندانه‌اي، خرمن‌كوب و غيره بوده‌اند. براي تامين آب زراعتي (بالا كشيدن آب از چاه و رودخانه)، از «گاوچاه» استفاده مي‌شد. منبع توان و ابزارهاي كشاورزي معمول امروزي در نقاط مختلف كشور خصوصاً نقاط دورافتاده به مرور زمان تغيير زيادي كرده و از ابزارهاي قديمي همچنان استفاده ميشود.
شرايط و امكانات توسعه ماشين‌هاي كشاورزي در ايران
در كشور ما، استفاده از تراكتور و ماشين‌هاي كشاورزي خيلي ديرتر از كشورهاي اروپايي و امريكايي شروع شد. عملاً در طول 50 تا 60 سال اخير به تدريج كشاورزي ايراني با انواع ماشين‌هاي كشاورزي آشنا شده است و در مواردي كه اين امر انجام گرفته، به علل بنيادي مواجه با مشكلات عديده‌اي مي‌باشد. پس از جنگ جهاني دوم، كم‌كم سرمايه‌داران و بعضي از شركت‌ها شروع به وارد كردن تراكتور در ايران نمودند. آغاز فعاليت بنگاه توسعه ماشين‌هاي كشاورزي از سال 1331 در حقيقت سرآغاز ماشيني كردن كشاورزي ايران به شمار مي‌رود. در حال حاضر، كارخانجات تراكتورسازي ايران، تراكتورهاي يونيورسال مدل M650 با توان 65 اسب بخار، تراكتورهاي مسي‌فرگوسن مدل 399 با توان 110 اسب بخار، تراكتورهاي مسي‌فرگوسن مدل 285 با توان 75 اسب بخار، مسي‌فرگوسن با توان 7 اسب بخار و تراكتورهاي مدل ITM720 با توان 75 اسب بخار توليد مي‌كند.
نيروي انساني و لزوم استفاده از ماشين در كشاورزي ايران
بر طبق آمار سال 1375، جمعيت كل كشور، 60055488 نفر كه 23036293 نفر آن روستاييان تشكيل مي‌دهند. همچنين برطبق آمار سال 1375، جمعيت فعال (در بررسي‌هاي نيروي كار، مجموع فعاليت شاغل جمعيت بيكار، ولي جوياي كار را در اصطلاح جمعيت فعال مي‌گويند). روستايي كشور 6300000 نفر و جمعيت شاغل روستايي 5710000 نفر مي‌باشد. اين جمعيت شاغل بايد غذاي بيش از 60 ميليون نفر را توليد كنند.
اگر بطور متوسط توان هر دستگاه تراكتور حدود 40 اسب بخار درنظر بگيريم، توان مكانيكي موجود براي 4/14 ميليون هكتار زمين كه ساليانه زير كشت مي‌روند، 6/0 اسب بخار است كه در مقايسه با كشورهاي پيشرفته در حد پاييني قرار دارد (حدود توان مصرفي كشورهاي پيشرفته و صنعت
ي براي هر هكتار، 9/0 تا 2/1 اسب بخار مي‌باشد)، با توجه به ارقام فوق و تقليل جمعيت روستايي، بطور طبيعي نياز به تراكتور و ماشين‌هاي كشاورزي جهت جبران توان انساني بيشتر خواهد شد وسعي در بالا بردن دانش كشاورزي و آموزش آنها در استفاده صحيح از ماشين ميشود. بخصوص تلاش در محدود كردن انواع تراكتورها و ماشين‌هاي وارده به چند نوع متناسب با شرايط خاص مناطق مختلف كشور و سعي در ساختن بعضي از ماشين‌ها و ابزار در داخل كشور كه امكان ساخت آنها وجود دارد. تامين و ساخت لوازم يدكي، تربيت كارگران ماهر و متخصصين براي بكار بردن تراكتور و ماشين‌هاي مورد نياز و ايجاد تعميرگاه‌ها به تعداد كافي در نقاط مختلف كشور، از جمله برنامه‌هايي است كه در آينده بايد بطور متوسط و كامل‌تر انجام گيرد.
منابع توان مزرعه و چگونگي استفاده از آنها
توان براي انجام 2 نوع كار در مزرعه مورد نياز است:
1. كار كششي كه در آن تلاش براي كشيدن وسايل مورد نياز است.
2. كار درجا كه معمولاً به وسيله تسمه، دنده‌ها، محور تواندهي (PTO) يا محرك مستقيم بدست مي‌آيد.
كارهاي كششي شامل:
1. شخم زدن و آماده كردن زمين؛
2. كشت بدون بذر و نشاكاري؛
3. وجين و سله‌شكني محصول؛
4. عمليات برداشت؛
5. حمل و نقل.
كارهاي درجا شامل:
1. تلمبه كردن؛
2. كوبيدن خرمن؛
3. آسياب كردن علوفه؛
4. اره كردن چوب و ساير كارهاي مشابه
برخي كارهاي مزرعه بوسيله ماشين‌هايي انجام ميشود كه براي بكار انداختن آنها از تراكتور به دو طريق استفاده ميشود:
الف) براي كشيدن ماشين؛
ب) براي به كار انداختن مكانيزم آن از طريق محور تقارن.
منابع توان
در حال حاضر براي انجام كارهاي مختلف مزرعه، علاوه بر توان بدني انسان (حدود 1/0 كيلووات، 13/0 اسب بخار)، پنج منبع توان وجود دارد:
1. حيوانات اهلي؛
2. باد؛
3. آب جاري؛
4. برق؛
5. موتورهاي حرارتي.
دو منبع موتورهاي حرارتي و منبع دام به عنوان توان كششي و منابع باد و آب و برق براي انجام كارهاي درجا و ثابت به اثبات رسيده‌اند.
توان دام:
دلايل عمده استفاده از توان دام عبارتند از:
1. اندازه مزرعه؛
2. وجود پستي و بلندي‌ها در زمين؛
3. نوع محصول؛
4. فقدان سوخت مناسب با قيمت ارزان؛
5. بالا بودن قيمت و وسايل اوليه مكانيكي؛
6. --- تامين كارگران بسيار با مزد كم؛
7. عدم دانش و آگاهي در استفاده از توان موتوري (مكانيكي).
توان اسب و قاطر:
مطالعات و آزمايشات انجام شده در كالج ايالتي آيوا نشان مي‌دهد كه:
1. ممكن است اسب‌ها قادر باشند يك دهم تا يك هشتم وزن خود را كشيده و جمعاً مسافتي در حدود 32 كيلوگرم را در يك روز بدون خستگي طي نمايند.
2. ممكن است اسب‌هايي به وزن 862-680 كيلوگرم يا بيشتر، بتوانن بدون توقف، باري برابر يك اسب بخار يا بيشتر را در طول يك روز يا بيشتر به دنبال خود بكشند.
3. يك --- تربيت شده خوب مي‌تواند براي مدتي كوتاه، ---% اضافه بار را تحمل كند.
4. يك اسب مي‌تواند حداكثر معادل 60 تا 100% وزن واقعي خود را براي مدت چند ثانيه يا بيشتر در مسافتي برابر با 914 --- يا بيشتر را بكشند. در چنين شرايطي، ممكن است 1 اسب حدود 10 اسب بخار يا بيشتر را توليد كند كه اين بستگي به جثه و توان كششي آن اسب دارد.
توان باد:
انرژي باد مانند انرژي آب جاري كم و بيش براي استفاده در مزرعه محدود است، زيرا اولاً تحت كنترل درنمي‌آيد و ثانياً به ندرت هنگامي كه مورد نياز است، در دسترس مي‌باشد. در نتيجه استفاده از توان باد در مزرعه عمدتاً براي تلمبه كردن آب استفاده ميشود.
توان ايجاد شده توسط آسياب بادي نيز بستگي به اندازه چرخ و سرعت باد و عوامل ديگري نظير جنس چرخ باد و طرح چرخ باد و طرح آسياب آن و بلندي برج آسياب در بازده كار آسياب بادي موثر است.
توان نظري جبهه هوايي كه از يك ناحيه دايره شكل عمود شده بر مسير حركت هوا عبور مي‌كند، از رابطه زير بدست مي‌آيد:
HP=0.000196 D2W3
D: حداكثر قطر چرخ باد يا دايره با متر
W: سرعت باد به متر بر ثانيه
توان آب:
توان ايجاد شده توسط آب جاري به 2 عامل بستگي دارد:
1. حجم آب جاري از مقطعي مشخص در واحد زمان (دبي جريان)؛
2. ارتفاع ريزش آب تا حمل نصب دستگاه مولد توان.
از آنجايي كه هر مترمكعب آب، 1000 كيلوگرم وزن دارد و هر 75 كيلوگرم در ثانيه برابر با 1 اسب بخار است، توان نظري ايجاد شده از نهر عبارت است از:
اسب بخار = 75 / (بار يا ارتفاع × سرعت آب در ثانيه × متوسط عمق × متوس عرض) = توان
دستگاهي كه براي تبديل توان آب به توان قابل استفاده در مزرعه بكار مي‌روند، عموماً چرخ‌هاي آبي يا توربين مي‌باشند.
توان برق:
برق مستقيماً در توليد محصولات كشاورزي سهيم است. بخصوص در بكار انداختن دستگاه‌هاي مختلف از قبيل تلمبه كردن آب رودخانه‌ها و دستگاه‌هاي ---استفاده آنها در مزرعه نيازمند تواني بيش از 5/7-5 اسب بخار نيستند. موتورهاي برقي كه براي بكار انداختن ماشين‌هاي درجا مورد نياز است، داراي مزاياي مشخصي هستند كه عبارتند از:
1. ساختمان ساده و فشرده دارند.
2. به نسبت تواني كه توليد مي‌كنند، بسيار كوچك هستند.
3. به مواظب و توجه كم و محدودي نياز دارند.
4. به آساني و با سرعت روشن مي‌شوند.
5. بدون سروصداي زياد كار مي‌كنند.
6. تواني يكنواخت ايجاد مي‌كنند.
7. براي بارهاي الكتريكي يكنواخت و با متغير متناسب هستند.
مقدار توان الكتريكي بر حسب كيلووات (برابر با 1000 وات) سنجيده ميشود. از آنجا كه --- اسب بخار برابر با 746 وات است، براي اندازه‌گيري توان الكتريكي ميتوان از رابطه زير استفاده نمود:
HP = (بازده الكتريكي × ولت × آمپر) / 746
موتورهاي حرارتي
در موتورهاي حرارتي، مواد سوختي مانند زغال سنگ، نفت يا گقي براي ايجاد فشار مورد استفاده قرار مي‌گيرد. فشار ايجاد شده زماني كه براي به حركت درآوردن قسمت‌هاي مختلف دستگاه بكار رود، حركت بوجود آمده و در نهايت انرژي و توان ايجاد ميشود.
موتور بخار و موتور بنزيني عمومي، 2 نوع متداول موتورهاي حرارتي هستد.
در موتور بخار، آب درون ظرفي به نام ديگ بخار به بخار آب تبديل ميشود و بوسيله لوله‌اي به سيلندري كه پشت پيستون قرار دارد، رسيده و پيستون را به حركت در مي‌آورد و توان مورد نياز را توليد مي‌كند.
از آنجا كه در اين نوع موتور، سوخت در خارج از سيلندر مشتعل شده و انرژي حرارتي آن غيرمستقيم و از طريق يك وسيله رابط به نام بخار آب به پيستون مي‌رسد، موتور بخار، موتور احتراق خارجي يا برون‌سوز ناميده ميشود.
اما در موتورهاي بنزيني، سوخت درون پيستون وارد شده و قبل از اشتعال تحت فشار قرار مي‌گيرد. اشتعال مخلوط سوخت تحت فشار باعث احتراق بسيار سريع و وارد شدن آني فشار بر روي پيستون شده كه عمدتاً به نام انفجار شناخته ميشود. در نتيجه پيستون به حركت درآمده و توان ايجاد ميشود.
از آنجايي كه سوخت در داخل سيلندر مشتعل شده و مي‌سوزد، به نام موتورهاي احتراق داخلي يا درون‌سوز شناخته شده‌اند.
مقايسه موتور احتراق داخلي و موتور بخار
موتور احتراق داخلي به دلايل زير بطور كامل جايگزين موتورهاي بخار براي هر نوع استفاده از توان در مزرعه گرديده است.
1. بازده آن بيشتر است. بازده موتورهاي احتراق داخلي بين 30-15% متغير بوده، در حالي كه بازده موتور احتراق خارجي غالباً حدو 3% بودن و به ندرت به 10% مي‌رسد.
2. وزن كمتري نسبت به توان توليدي دارد.
3. كوچكتر و فشرده‌تر است..
5. احتياج به صرف وقت، زحمت و كار كمتري جهت بكار انداختن آن مي‌باشد.
6. احتياج به صرف وقت و مواظبت كمتري در طول انجام كار دارد.
7. در اندازه و انواع مختلفي ميتوان ساخته شود و براي مصارف مخصوص قابل استفاده است. بدين ترتيب، وفق‌پذيري آن بيشتر است.
تاريخچه و تكامل موتورهاي احتراق داخلي و تراكتور مزرعه
اولين نظريه مربوط به طرز كار و ساخت موتور احتراق داخلي بر اساس عمل يك تفنگ معمولي و يا توپ جنگي بوجود آمد. يعني لوله مربوطه كار سيلندر را انجام مي‌دهد. و فشنگ يا گلوله توپ، مثل پيستون عمل مي‌كرد، اما مشكل عمده در چگونگي برگشت پيستون به جاي اوليه خود، بوجود آمدن حركت رفت و برگشتي متداوم و توليد يكنواخت بود.
نظريات و اختراعات اوليه
ژان رو اوت فوي، اولين كسي بوده كه موتوري را طراحي كرد كه در آن از حرارت به عنوان يك نيروي جنبشي كه قادر به توليد مقداري معين كار ممتد بود، استفاده كرده است.
كريستيان هوگنز، اولين نفري بود كه اعتبار ساخت موتوري به پيستون و سيلندر را كسب نمود، ولي هيچكدام از تلاش‌هاي اوليه موفق نشد تا اينكه در قرن 18، امكانات استفاده از بخار براي توليد توان تشخيص و توسعه داده شده و پژوهشگران در سال 1800، فكرشان به طرف ساخت موتور احتراق داخلي معطوف گرديد و تلاش قابل توجه در اين زمينه استفاده از تراكم و همچنين اصلاح سيستم شعله‌ور ساختن سوخت توسط بارنت و ساختمان واقعي و
توليد يك موتور انفجار داخلي در مقياس تجاري توسط ژان ژوزف لنوآر مي‌باشد.
بودورو شا، نظريه طرز كار تمام موتورهاي انفجار داخلي را كه امروزه تولي مي‌شوند، به دست آورد و اولين اقدام مهم براي توسعه موتورهاي احتراق داخلي توسط او صورت گرفت. وي ابتدا اظهار داشت 4 حالت ضروري براي كار موتور با بازدهي بالا وجود دارد:
1. بيشترين حجم ممكن سيلندر با كمترين سطح خنك كننده؛
2. بالاترين سرعت ممكن براي پيستون؛
3. بوجود آمدن بيشترين تراكم ممكن در آغاز انبساط؛
4. بالاترين بعد انبساط ممكن.
براي اينكه يك موتور با موفقيت تمام مبادي و اصول ذكر شده را شامل شود، بايد از يك سيلندر و يك پيستون تشكيل گردد كه در آن يك ضربه پيستون براي هر يك از 4 رويداد مجزا كه يك سيكل را تشكيل مي‌دهند، بوجود آيد. اين 4 رويداد عبارتند
از:
1. به داخل كشيدن مخلوط سوخت قابل احتراق در يك حركت خارجي؛
2. متراكم نمودن مخلوط سوخت در يك حركت داخلي؛
3. اشتعال مخلوط سوخت در نقطه حداكثر فشار و توليد يك توان به طرف خارج يا حركت انبساط؛
4. تخليه مواد حاصل از احتراق در چهارمين حركت يا حركت داخلي.
آتو و كلرك. بودو شا، موفق به ساخت يك موتور بر اساس نظرياتش نشد و با توجه به تلاش‌هاي زياد، به غيراز اختراع موتوري كه بر اساس اين اصل، 4 زمان كار مي‌كرد، توسط دكتر آگوست، هيچگونه اقدامي صورت نگرفت كه به سيكل آتو معروف است (4 اصل). به دنبال اختراع موتور 4 زمانه توسط آتو، اختراع اوليتن موتور دوزمانه به وسيله كلرك به ثبت رسيد. در اين موتور، يك زمان توان در هر دور گردش ميل‌لنگ به جاي هر دو ميل‌لنگ به جاي هر دو دور گردش آن وجود دارد.
ديزل. اين مهندس آلماني، ايده استفاده از گرماي حاصل از تراكم زياد جهت اشتعال سوخت درون سيلندر را مورد بررسي قرار داد و در سال 1898 ميلادي، اولين موتور ديزا با موفقيت ساخته شد. در طول 50 سال گذشته، گام‌هاي سريعي در توسعه و استفاده از مبادي و اصول ديزل در موتورهاي احتراق داخلي براي كارهاي درجا و تراكتوري برداشته شده است. پس اختراع داخلي جديد بوده و بسياري از موتورهاي خوب ساخته شده تك سيلندر و چند سيلندر امروزي به سرعت طراحي شده‌اند.
تراكتور:
به ماشين خودور يا خودگرداني اطلاق ميشود كه از توان آن براي كشيدن ادوات و ماشين‌هاي قابل تحرك و بكار انداختن ماشين‌هاي ساكن يا قابل حركت با كمك پولي و تسمه، محور تواندهي و هيدروليك استفاده ميشود. اين تعريف قابليت‌هاي ديگر آن، يعني توليد توان دوراني و هيدروليكي را شامل نمي‌شود. تراكتور مهمترين وسيله كمكي در زراعت مكانيزه است و به عنوان ماشين كار چند جانبه است و اتصالات آن به آساني قابل نصب و تعويض است. انواع تراكتور در گذشته و حال عبارتند از: تراكتور بخار و ديگري تراكتور بنزيني يا ديزل.
تراكتور بخار:
قديمي‌ترين نوع شناخته شده تراكتورها
، آنهايي بودند كه با موتور بخار كار مي‌كردند. مورتوهاي بخار اوليه تنها قادر به تامين موتور كششي خودرو بودند. قدم بعدي، --- توان مزرعه، تبديل موتور بخار به موتور كششي خودرود بود. در مزارع كاليفرنيا، تراكتوري ساخته شد كه داراي دو چرخ محرك چوبي بود به عرض 5/4 متر و طول 7/2 متر. وزن آن 41 تن و 8 نفر وظيفه هدايت آن را برعهده داشتند. از خصوصيات خودرو بودن آنها براي رفتن از سر يك خرمن به سر خرمن ديگر استفاده مي‌شد. جهت بوجود آمدن مزارع بزرگ گندم، براي
آماده كردن زمين، كاشت بذر و برداشت محصول، جايگزين توان دام شدند، ولي براي انجام كار خيلي سنگين بود و به كندي حركت مي‌كرد، سوخت آن پرحجم بود و با اشكال مورد استفاده قرار مي‌گرفت و اشكال تامين آب ديگ بخار و سوخت مورد نياز باعث مي‌شد تا به مواظبت دائمي احتياج داشته باشد.
تراكتورهاي بنزيني اوليه
به دليل نياز به تقاضاي بيشتر، توان مكانيكي مناسب براي كار در مزرعه، ساخت اين نوع از تراكتورها را حتي قبل از پايان قرن 19 آغاز كردند. اولين نوعش، هارت ـ پار مي‌باشد كه جلودار صنعت تراكتورسازي امروزي بوده‌اند. در بهار 1908، سازندگان اولين تراكتورهاي كارآمد تقريباً 300 دستگاه ماشين در حال كار در مزرعه داشتند و با گذشت زمان تعداد زيادي از كارخانجات سازنده تراكتورهاي بنزيني بوجود آمدند. اين تراكتورهاي اوليه، معمولاً شامل يك موتور تك سيلندر بزرگ بنزيني بودند كه روي يك شاسي سنگين سوار مي‌شد و شاسي روي 4گ موتور متصل شده كه باعث خودرو شدن ماشين مي‌شدند. مزاياي اين تراكتورها عبارتند از:
• جابجا كردن سوخت در آنها آسان‌تر بود.
• آب كمتري را حمل مي‌كردند و نياز به توجه و صرف وقت كمتري در هنگام كار داشتند و معمولاً يك نفر به تنهايي قادر به كنترل بزرگترين نوع آنها بود.
تراكتورهاي سبك و تكامل آنها:
در حدود سال 1913 ميلادي، تعداد ي تراكتور در بازار ديده مي‌شد كه نسبتاً سبك وزن بوده، ولي از لحاظ ساختمان و شكل ظاهري تفاوت زيادي با يكديگر داشتند. در بيشتر موارد اين تراكتورها به موتورهاي 2 و يا 4 سيلندر مجهز بودند. تا سال 1915، زارعين با شمار گوناگون از انواع مدل‌ها و اندازه‌هاي حيرت‌انگيز تراكتور مواجه شدند. از تراكتورهاي غول‌پيكر تك سيلندر يا دو سيلندر و 4 چرخ گرفته تا يك اتصال تراكتوري براي اتومبيل‌هاي كوچك، حتي دو ماشين شبيه يكديگر نبودند، بعضي 2.3 و يا 4 چرخ داشتند. بعضي از آنها كم و بيش با موفقيت همراه بودند و بعضي ديگر با عدم موفقيت روبرو شدند. در حقيقت اكثر تراكتورهاي توليد شده، داراي طرح و استحكام مطلوبي بودن و تنها تعداد كمي از آنها به خوبي طراحي نشده و ضعيف ساخته مي‌شدند و خراب شدن آنها عمدتاً به دليل عدم اطلاع از طرز كار و نگهداري آنها بوده است.
اولين آزمايش‌ها مربوط به تراكتور در شهر ويني‌پگ كانادا انجام شد تا مردم بتوانند عمليات مزرعه‌اي تراكتورهاي بخار و بنزيني را از نزديكي مشاهده كرده، آنها را با هم مقايسه نمايند. اولين نمايش تراكتور در امريكا در شهر اماها برگزار شد. تنها براي نشان دادن آنها نه براي مقايسه آنها با يكديگر.
قانون آزمون تراكتور تبراسكا
در اين قانون، هر تراكتوري كه در آن ايالت به فروش مي‌رسيد، بايد مورد آزمايش قرار مي‌گرفت و نتيجه آن براي همه اعلام شود و سازنده تراكتور ملزم بود تا قطعات يدكي كافي را براي تعميرات بسازد. اين آزمون باعث تكامل سريع تراكتورها گرديد و باعث حذف تراكتورهايي شد كه طراحي و اجراي ضعيف داشتند.
در سال 1846، در فرانسه يك نوع لوكوموتيو براي شخم زدن مورد استفاده قرار گرفت. در سال 1858، موتور بخار شخم‌زن توسط جي دبليو فاوكس اختراع شد. در سال 1873، شايد ماشين بخار پروينتز، اولين تلاش آمريكايي‌ها براي ساخت ماشين‌هاي كشنده زنجيري محسوب شود، اما دفتر ثبت اختراعات امريكا، پيدايش و تكامل اين تراكتور را در اوايل دهه‌ي 1850 به ثبت رسانيده است. در سال 1876، حق امتياز يك موتور احتراق داخلي به نام اتو به ثبت رسيد. در سال 1889، حداقل يك شركت، تراكتوري را ساخت كه با يك موتور احتراق داخلي كار مي‌كرد. در سال 1809، اولين آزمون تراكتور (آزمون ويني‌پگ)، در شهر ويني‌پگ كانادا انجام گرفت. طي سال‌هاي 1914-1910
3. تراكتورهاي بدون شاسي عرضه شد.
طي سال‌هاي 1919-1915:
1. محور تواندهي تراكتور عرضه شد.
2. قانون آزمون تراكتور به تصويب رسيد.
در سال‌هاي 1924-1920، تراكتور مزرعه همه‌كاره با موفقيت زياد تكامل يافت. طي سال‌هاي 1929-1925، محور تواندهي به مرور مورد استفاده قرار گرفت و پذيرفته شد. در سال‌هاي 1937-1930:
1. موتور ديزل در تراكتورهاي بزرگتر مورد استفاده قرار گرفت.
2. لاستيك‌هاي بادي و تراكتورهاي با سرعت بيشتر، عرضه شد.
3. لوازم تمام برقي مورد استفاده قرار گرفت.
4. توجه به موتورهاي با تراكم زياد افزايش يافت.
5. تراكتور همه كاره مورد قبول عموم قرار گرفت.
در سال‌هاي 1941-1937:
1. محور تواندهي و محل قرار گرفتن مالبند كه بوسيله ASAE, SAE به صورت استاندارد درآمده بود، مورد قبول واقع شد.
2. سيستم خنك كننده تحت فشار مرسوم گشت.
3. پر كردن لاستيك چرخ با آب براي اضافه كردن سنگيني تراكتور به منظور كشش بهتر، به طور وسيعي مورد استفاده قرار گرفت.
4. اتصال 3 نقطه و ادوات سوار عرضه شد.
5. سيستم كنترل كشش خودكار هيدروليكي براي تنظيم عمق شخم عرضه شد.
طي سال‌هاي 1949-1941:
1. موتور تواندهي زنده عرضه شد.
2. كنترل‌هاي هيدروليكي براي وسايل كششي مورد قبول قرار گرفت.
3. تراكتورهايي كه با گاز مايع كار مي‌كردند، عرضه شدند.
4. تعداد تراكتورهاي باغچه‌اي و چمن‌زن‌ها به سرعت افزايش يافت.
در سال‌هاي 1960-1950:
1. توان تراكتورها به سرعت افزايش يافت.
2. درصد تراكتورهاي ديزلي افزايش يافت.
3. دستگاه‌هاي جديد بطور گسترده در دسترس قرار گرفت.
در سال 1970-1960:
1. توان تراكتور همچنان افزايش يافت.
2. به غير از تراكتورهاي كوچك موجود در امريكا، تقريباً همه تراكتورها به موتور ديزل مجهز شدند.
3. تلاش‌هاي زيادي براي راحتي و ايمني راننده صورت گرفت.
4. جعبه دنده‌هاي تمام اتوماتيك در دسترس قرار گرفت.
5. لاستيك‌هاي راديال چند لايه تراكتوري در دسترس قرار گرفت.
در طي سال‌هاي 1978-1970:
1. توربو چارژر و اينتركولر، به موتورهاي ديزل اضافه شد.
2. اغلب تراكتورها به اتاق راننده مجهز شدند.
3. اندازه‌گيري ميزان صدا به آزمون تراكتور نبراسكا اضافه شد.
4. توجه عموم به تراكتورهاي چهار چرخ محرك افزاي يافت.
5. درصد افزايش تراكتورهاي با توان بيش از 100 اسب بخار ادامه يافت.
6. تشكيلات حفاظت هنگان غلطيدن در امريكا در دسترس قرار گرفت و مقرر شد در سال 1976، كليه تراكتورهاي جديدي كه در آن كشور به فروش مي‌رسيد، منضم به آن باشند.
انواع تراكتورها
طبقه‌بندي انواع تراكتورها
از آنجا كه كاربرد تراكتور در دنياي جديد بسيار گسترده است، تراكتورهايي كه ساخته مي‌شوند، داراي توان، اندازه و طرح‌هاي متفاوتي هستند. تحول تدريجي تراكتور موجب بوجود آمدن طبقه‌بندي‌هاي گوناگون براي آن شده است. تراكتورهاي ساخته شده امرزوي ممكن است به روش زير طبقه‌بندي شوند:
الف) بر اساس تامين خاصيت كششي و خودرو بودن:
1. تراكتورهاي چرخدار (تراكتورهاي سه چرخ، تراكتورهاي چهارچرخ معمولي، تراكتورهاي سنگين كار).
2. تراكتورهاي زنجيري.
ب) بر اساس موارد استفاده:
1. تراكتورهاي عمومي يا خدماتي؛
2. تراكتورهاي همه كاره يا رديفكار؛
3. تراكتورهاي پابلند؛
4. تراكتورهاي باغي؛
5. تراكتورهاي صنعتي؛
6. تراكتورهاي باغچه‌اي و تراكتورهاي چمن‌زني؛
7. تراكتورهاي دو چرخ يا تيلرهاي موتوري.
ج) بر اساس شاسي يا قاب؛
1. تراكتورهاي با شاسي؛
2. تراكتورهاي نيم‌شاسي؛
3. تراكتورهاي بدون شاسي.
تراكتورهاي چرخدار
تراكتورهاي چرخدار، متمايز و پيشرفته‌ترين نوع ماشين بخصوص براي كشاورزي هستند.
تراكتورهاي سه‌چرخ
تا چند سال پس از عرض به طور وسيعي مورد استفاده در عمليات زراعي و توليد محصولات قرار گرفت. اما امروزه تراكتورهاي چهارچرخ جاي آن را گرفته است.
تراكتورهاي چهارچرخ معمولي
داراي دو چرخ بزرگ در عقب و دو چرخ كوچك در جلو هستند. اين تراكتورها انرژي حركتي را از چرخ عقب دريافت مي‌كنند. برخي از اين تراكتورها كه توان بيشتري دارند، دو جفت چرخ بزرگ در عقب دارند.
تراكتورهاي چهارچرخ محرك
بر دو نوعند: يك نوع با دو چرخ بزرگ در عقب و دو چرخ كوچك در جلو و نوع ديگر با چهارچرخ يا چهار جفت چرخ بزرگ هم اندازه.
تراكتورهاي چهارچرخ محرك با چرخ‌هاي كوچك جلو
يك تراكتور عمومي يا رديفكار است كه چرخ‌هاي جلو آن به طريقي به طريق مكانيكي يا هيدروليكي به حركت درمي‌آيند. اين نوع تراكتور از لحاظ ---- و توان كششي بين تراكتور چهارچرخ معمولي و چهارچرخ محرك با چرخ‌هاي هم‌اندازه قرار مي‌گيرند. راننده تراكتور قادر است در مواقعي كه شرايط خاك يا بار تراكتور نياز به توان كششي بيشتري دارد چرخ‌هاي جلو را درگير كند.
تراكتورهاي چهارچرخ محرك با چرخ‌هاي بزرگ و هم‌اندازه
تراكتورهاي هستند كه براي توليد توان مالبندي بيشتر ساخته مي‌شوند. اين تراكتورها در بسياري از كشورها مانند آمريكا، كانادا، استراليا و آلمان با توانايي حدود 130 تا 500 اسب بخار ساخته مي‌شوند. در برخي از كشورهاي اروپايي، توان اين نوع تراكتورها كاهش يفته و تا حدود 20 اسب بخار نيز مي‌رسد. اين تراكتورهاي كوچك بيشتر در تاكستان‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرند. تراكتورهاي چهارچرخ محرك با چرخ‌هاي هم‌اندازه به وسيله‌ي فرمان‌گيري مفصلي با لولايي فرمان‌گيري مي‌شوند و به طرفين هدايت مي‌شوند. به تراكتورهايي كه فرمان‌گيري آنها از نوع مفصلي است، تراكتورهاي كمرشكن مي‌گويند.
تراكتورهاي زنجيري
طي سال‌هاي متمادي از تراكتورهاي زنجيري به منظور كاهش فشار بر روي خاك و بالا رفتن كشش در رس‌هاي ترم كه داراي مقاومت كمي هستند، استفاده شده است. اين تراكتورها در زمين‌هاي مرطوب و باطلاقي يا در مناطقي كه پايداري چرخ‌هاي تراكتور با اشكال روبرو مي‌شوند، مانند مناطق تپه‌اي با شيب‌هاي تند و زمين‌هاي ناهموار مورد استفاده قرار مي‌گيرند. اين تراكتورها مي‌توانند در كشاورزي مورد استفاده قرار گيرند و داراي توان‌هاي مختلفي از حدود 30 تا 250 اس
ب بخار هستند و داراي محور توان‌دهيو دستگاه اتصال سه نقطه نيز هستند، ولي استفاده آن در كشاورزي محدود است. از اين تراكتورها ميتوان در موارد زير استفاده كرد:
1. استفاده در باغات ميوه و پنبه‌زارها؛
2. پاك كردن و احياي زمين؛
3. انجام عمليات حفاظتي خاك، عمليات تراس‌بندي، ايجاد خطوط تراز، تسطيح زمين و ايجاد شيار و شته؛
4. ايجاد استخرهاي ذخيره‌سازي آب در مزرعه؛
5. عمليات خاكبرداري و تسطيح زمين‌هاي زراعي به خصوص مزارع آبي؛
6. ايجاد نهرهاي انتقال آب؛
7. بكار بردن زيرشكن‌ها و وسايل خاك ---- عميق؛
8. تعمير ---.
نند مزايا و اداوت تراكتورهاي رديفكار است.
تراكتورهاي باغي (تراكتورهاي مخصوص باغ‌هاي ميوه)
تراكتورهاي باغي چرخدار داراي چرخ‌هاي باريكي هستند كه فاصله آنها از يكديگر كم است. غربالك فرمان و صندلي راننده آنها پايين‌تر از حد معمول واقع شده و بوسيله پوششي مخصوص كه در جلو راننده قرار گرفته است، محافظت ميشود. اين تراكتورها به ترتيبي ساخته و تجهيز مي‌شوند كه بتوانند به راحتي در اطراف درختان كار كنند. اين تراكتورها با شاسي كوتاهتر ساخته مي‌شوند تا تعادل آنها افزايش يابد.
تراكتورهاي صنعتي
اين تراكتورها در اندازه و انواع مختلف كه براي كارهاي مخصوص صنعتي و حمل وسايل سنگي در كارخانجات، فرودگاه‌ها و غيره ساخته شده‌اند. اين تراكتورها را ميتوان به دستگاه‌هاي بالابر، حفاري، باركن مكانيكي و ضمايم مشابه كه روي آنها سوار مي‌شوند، مجهز نمود. در برخي موارد در كارهاي كشاورزي مثل مكان‌هاي انباي ميوه از باركن مكانيكي و بالابرهاي مكانيكي ميتوان استفاده كرد.
تراكتورهاي يونيورسال
اين تراكتور به واحد توان يا تراكتور مخصوص نيز معروف است. به طريقي طراحي شده كه هم توليد توان نموده و هم انواع مختلفي از ماشين‌هاي برداشت سوار، از قبيل ماشين ذرت‌چيني، ماشين برداشت علوفه ---- كمباين و ماشين دانه‌كن ذرت و بعضي وسايل مخصوص را قبول و حمل كرد.
تراكتورهاي باغچه‌اي و چمن‌زن‌هاي موتوري
تراكتورهاي باغچه‌اي يا باغي كوچك كه به آنها تراكتورهاي شاسي كوتاه نيز گفته ميشود، توان اين تراكتورها حدود 25-8 اسب بخار است. اين تراكتورها براي انجام بسياري از كارهاي باغي كوچك و باغچه‌ها، از قبيل خاكبرداري حفر گودال، برش چوب، جارو كردن، برف‌روبي، چمن‌زن، شخم زدن، ديسك زدن و ... قابل استفاده هستند. چمن‌زن‌هاي موتوري ممكن است از نوع چهارچرخ خودرو و يا از نوع دستي باشند كه نوع چهارچرخ شبيه تراكتورهاي باغچه‌اي بوده و در چمن‌زدن زمين‌هاي گلف و چمن‌زارها كاربرد دارد و نوع دستي آن در قطع چمن‌هاي منازل مسكوني كاربرد دارد.
تراكتورهاي دوچرخ يا تيلرهاي موتوري
تراكتورهاي دوچرخ يا تيلرهاي موتوري كه به تراكتور دستي معروف است، داراي دو چرخ محرك است كه بوسيله دست حمايت ميشود و هدايت ميشود و در مناطق كشت برنج بخصوص جنوب شرق آسيا كاربرد دارد.
تراكتورهاي دوچرخ يا تيلرهاي موتوري
تراكتورهاي دوچرخ يا تيلرهاي موتوري به تراكتورهاي دستي نيز معروف هستند و داراي 2 چرخ محرك است كه بوسيله دست هدايت ميشود.
علت اينكه به اين تراكتورها، تيلر نيز گفته ميشود، اين است كه در مناطق كشت برنج در ژاپن و جنوب شرقي آسيا اين تراكتورها به خاك همزن يا تيلر دوار مجهز مي‌شوند. تيلرهاي جديد مي‌توانند علاوه بر خاك همزن به وسايل ديگري همچو
ن گاوآهن برگردان‌دار، پته‌ساز، شيارساز، تلمبه آب و سمپاش و ... مجهز شوند.
طبقه‌بندي بر اساس نوع شاسي يا قاب
از اين لحاظ تراكتورها را به 3 نوع تقسيم مي‌كنند:
1. با شاسي
اين تراكتورها داراي يك قسمت حمايت كننده به نام شاسي يا قاب هستند. در تراكتورهاي با شاسي، مجموعه موتور روي يك شاسي قرار گرفته و شاسي نيز از اين طريق ---- روي اكسل جلو عقب جاي مي‌گيرد.
