Effektuttak

Effektuttakstapp med 6 spor, nom. turtal 540 o/min.

Effektuttakstappen på ein Kubota. Merk skjermen over tappen.

Effektuttak er ein metode for å henta ut effekt frå motoren til ein traktor, eller anna maskin, for å driva eksterne reiskapar, som til dømes jordfresarar, forhaustarar, etc. Å overføra effekt frå motoren til ekstern reiskap via ein aksling gjev mindre tap enn å overføra effekta via drivhjula til traktoren. Utstyr som vinsjar og anna utstyr som vert nytta når traktoren står i ro vert òg som oftast drivne via effektuttaket. Dei fleste landbrukstraktorar har bakmontert effektuttak, men kan òg ha eit frontmontert uttak. Tidlegare hadde nokre traktorar midtmontert effektuttak, som vart nytta for å driva midtmonterte slåmaskinar, men dettr er uvanleg på moderne traktorar.

Terminologi

Tradisjonelt har effektuttak vorte kalla kraftuttak på norsk, men etter som det er effekt, og ikkje kraft, som vert overført er dette ei misvisande nemning. På engelsk vert nemninga power takeoff (effektuttak) nytta, noko som stemmer med fysikken. På fransk har nemninga prise de force (kraftuttak) vore vanleg, men ein ser no ein aukande tendens til å nytta prise de puissance (effektuttak).

Histori

Effektuttak på David Brown 885G.

Dei fyrste traktorane hadde effektuttak via ei reimskive, som berre kunne nyttast når traktoren stod i ro. Det var franskmannen Albert Gougis som i starten på 1900-talet bygde den fyrste traktoren med effektuttak via ein aksling. Bakgrunnen var at han var plaga med at hjulet («køyrehjulet») som dreiv sjølvbindarane hadde ein tendens til å slura om marka var fuktig. Eit like stort problem var at knivstonga ofte gjekk for sakte i tjukk åker, slik at maskina køyrde seg fast. Han bygde difor sin eigen traktor og dreiv sjølvbindarar og slåmaskiner direkte frå motoren, via ein kardanaksling. Sjølv om traktoren til Gougis vekte åtgaum vart han ingen kommersiell suksess. I 1919 byrja International Harvester å eksperimentera med effektuttak på ein International 8-16, og i 1921 var effektuttak tilgjengelig som ekstrautstyr på International 15-30.

Overført effekt

Effekta som vert overført via effektuttaket, målt i Watt, kan uttrykkast

$P_{W}=T\omega ,$

der $T$ er dreiemomentet, i N/m, og $\omega$ er turtalet til effektuttakstappen i rad/s. Merk at $T$ er dreiemomentet på effektuttakstappen, ikkje dreiemomentet målt på veivakselen, som ein oftast finn i datablada til traktorprodusentane. Men om ein kjenner motorturtalet $\omega _{mot}$ ved nominelt turtal på effektuttakstappen og dreiemomentet $T_{mot}$ til motoren ved dette turtalet kan ein, om ein ser bort frå transmisjonstap, finna maks dreiemoment på effektuttakstappen som

$T=T_{mot}(\omega _{mot}/\omega ).$

Som oftast kjenner ein turtalet i o/min og ynskjer effekta i kW, som ein finn som

$P_{kW}=T2\pi \Omega /60/1000,$

der $\Omega$ er turtalet, i o/min.

På små traktorar roterer effektuttakstappen med eit nominal turtal på 540 o/min, og er dimensjonert for å ta ut ei effekt opp til 45 kW. Grunnen til at effektuttakstappen på større traktorar roterer med 1000 eller 1300 o/min er at ein då kan overføra større effekt utan at dreiemomentet vert for stort. I praksis bør ein ikkje ta ut maks effekt over lengre tid, på grunn av at motoren då arbeider ved maks belastning. Når traktoren er i rørske går òg ein god del av effekta med til å trekkja traktoren og reiskapen som er tilkopla. Om ein til dømes køyrer med forhaustar og tilhengar går mykje av effekta med til å trekkja tilhengaren, spesielt i oppoverbakke. Mange traktorar har uttak som kan rotera både med 540 og 1000 o/min. På nokre av desse lyt ein bytta uttakstappen når ein endrar turtal, medan andre har to separate uttak. Nokre produsentar har lagt til eit ikkje-standardisert turtal på 750 o/min. Ved å redusera turtalet på motoren kan ein få eit turtal på 540 o/min. Poenget med dette er å spara drivstoff ved lett arbeid.

Standardisering

For at traktorar og reiskap frå ulike produsentar skal høva saman er effektuttaket for landbrukstraktorar standardiserte i form av ISO 500. Tabell 1 gir eit samandrag av dei viktigaste parametrane. Dimensjonane på tappen er tilgjengelege i ISO 500-3.

Tabell 1: Standardiserte typar.

Type	1	2	3	4
Maks effekt	48 kW	92 kW	185 kW	450 kW
Nom. turtal	540 o/min	1000 o/min	1000 o/min	1300 o/min
Rot. retn. (sett attanfrå)	Med klokka	Med klokka	Med klokka	Med klokka
Tappiameter	35 mm	35 mm	45 mm	57,5 mm
Antal spor	6	21	20	22
Profilform	Rette	Evolvente	Evolvente	Evolvente

Ulike typar drift

Effektuttak kan drivast og koplast inn på fleire ulike måter.

Motoravhengig uttak

Med denne typen effektuttak er turtalet proporsjonalt med turtalet til motoren. Ein oppnår nominelt turtal på uttaket (540, 1000 eller 1300 o/min) ved eit motorturtal som ligg noko under maks turtal. Maks effekt vert då noko mindre enn oppgjeven maks effekt til motoren, men ein ynskjer ikkje å køyra motoren på maks turtal over lengre tid.

Koplingsavhengig uttak

Uttaket vert drive frå utgangsakslingen frå koplinga mellom motoren og girkassen, med nedgiring. Når føraren trør ned koplingspedalen stoggar både framdrifta av traktoren og effektuttaket. Dette er den eldste og enklaste typen, men er ikkje lengre i bruk på moderne traktorar.

Totrinns kopling

Koplingspedalen har to trinn. Når føraren trør koplingspedalen halvveges ned stoggar framdrifta, men effektuttaket fungerer framleis. Når føraren trør koplingspedalen heilt ned er både framdrifta og effektuttaket fråkopla. Denne typen kjem til nytte når ein treng å stogga traktoren for at reiskapen skal få tid til å arbeida seg fri, til dømes ved bruk av forhaustari tjukt gras. Men det fører til mykje slitasje på koplingsplata til framdrifta, spesielt om ein har tilhengar tilkopla og det er motbakke.

Uavhengig uttak

Denen typen uttak har separate koplingar for framdrifta og effektuttaket, og uttaket vert ofte kopla inn med i separat spak, eller på nyare traktorar ein elektisk brytar. Dette er den typen som dominerer på moderne traktorar

Vegavhengig uttak

Med denne typen er turtalet på effektittaket proporsjonalt med køyrehastigheita, noko som kan vera nyttig i samband med såmaskinar, gjødselspreiarar, potetsettarar, plantemaskinar, etc., der ein ynskjer å fordela frø, gjødsel, etc. med ei bestemt mengd uavhengig av køyrehastigheita. Ein grunn til at denne typen vart innført var eit ynskje om å driva tømmerhengarar, dumparar, etc. frå effektuttaket. Før vegavhengig effektuttak vart innførte fanst det dumparar med drift frå effektuttaket, men med ein eigen girkasse på dumparen. Når føraren skifta gir på traktoren laut han òg strekkja seg attover og skifta gir på dumparen, noko som korkje var lett eller ergonomisk. Vegavhengig effektuttak løyste dette problemet.

Frontmontert effektuttak

Drift av frontmontert slåmaskin frå frontmontert effektuttak.

Mange produsentar tilbyr frontmontert effektuttak som ekstrautstyr. På små traktorar er turtalet 540 o/min, medan det på større traktorar er på 1000 o/min. Uttaket vert ofte drive frå veivakselen, via ein girkasse, men hydraulisk drift er òg i bruk. Eit av dei vanlegaste bruksområda for frontmonterte effektuttak er drift av frontmonterte slåmaskinar, men dei kan òg nyttast for å driva snøfresarar, vinsjar, osb.

På 1960- og 1970-talet vart det vanleg å montera gravemaskinar på landbrukstraktorar. Hydraulikkpumpene var ofte frontmonterte og vart drivne direkte frå veivakselen. Frontmonterte vinsjar vart òg drive frå veivakselen, via ein tilpassa girkasse. Desse tidlege frontmonterte effektuttaka vart spesialtilpassa.

Vern og sikkerheit

Her ser ein korleis akslingen mellom traktoren og reiskapen er innkapla i eit stilleståande gult besyttelsesrøyr. Skjermane over ut- og inntaket er òg synlege.

Den roterande kardanakslingen mellom traktoren og reiskapen har resultert i mange stygge ulykker, nokre dødelege, ved at klede har vikla seg rundt akslingen. Det er difor krav om at akslingen skal vera kapsla inn i eit stilleståande røyr. På grunn av at avstanden mellom traktoren og reiskapen kan variera noko er er kardanakslingen teleskopisk. Beskyttelsesrøyret er difor laga av to røyr, der det eine glir inne i det andre, slik at akslingen er helt inneslutta uavhengig av lengda på akslingen. På endane er det fleksible plasthylser som dekkjer over effektuttakstappen på traktoren og inngangstappen på reiskapen. Over uttaket på traktoren står det ein liten metallskjerm som saman med dei fleksible hylsene skal hindra at klede eller liknande kjem i kontakt med den roterande akslingen.

Det er viktig at akslingen har rett lengd. Om han er for lang kan opplagringa av uttaket i traktoren og/eller inntaket i reiskapen verta skadd når ein heisar opp reiskapen. Om han er for stutt kan endane av den teleskopiske akslingen kan verta skadd, ellet til og med ramla frå kvarandre i nedsenka stilling.

Effektuttak på lastebil

Ei hydraulikkpumpe kopla til eit effektuttak på girkassen til ein lastebil.

Lastebilar har av og til effektuttak på girkassen, men dette er ekstrautstyr som vert montert på bestilling. Slike uttak vert ofte nytta til å driva hydraulikkpumper, for tipp, kraner, etc. Vasspumper på brannbilar kan òg drivast frå eit effektuttak. Når ein monterer effektuttak på girkassen til ein lastebil lyt ein sjekka at det er rett type, slik at turtal, maks effekt, etc. stemmer. Tidlegare vart effektuttak på lastebilar kopla inn med mekaniske overføringar frå førarhytta, men på moderne bilar er det ofte elektro-pneumatisk innkopling.

Kompakte terrengbilar har av og til same type effektuttak som på landbrukstraktorar, slik at same type reiskap kan nyttast. Bilane kan då verta nytte for kantklypparar, snøfresar, osb. På terrenggåande brannbilar kan ei vasspumpe vera driven frå eit effektuttak.