Dawne ciągniki miały stalowe koła, ponieważ na początku XX wieku nie istniały jeszcze trwałe opony pneumatyczne, które mogłyby bezpiecznie przenosić ciężar ciężkiej maszyny podczas pracy w polu. Stal była odporna na przeciążenia, a specjalne ostrogi wbijały się w glebę i zapewniały przyczepność. Nie był to więc wybór stylistyczny, lecz rozwiązanie wynikające z ówczesnych możliwości technicznych.
Dlaczego stal zastępowała opony?
Wczesne ciągniki rolnicze były ciężkie, poruszały się powoli i pracowały na nierównym, często grząskim podłożu. Materiał, z którego wykonano koło, musiał wytrzymać duże obciążenia, kontakt z kamieniami oraz siły powstające podczas ciągnięcia pługa. Stal spełniała te wymagania znacznie lepiej niż dostępne wówczas rozwiązania gumowe.
Opony pneumatyczne wymagały odpowiednio trwałej gumy, konstrukcji karkasu i technologii wulkanizacji. W początkach XX wieku ogumienie nie zapewniało jeszcze trwałości potrzebnej w ciężkich pracach polowych. Guma mogła ulegać uszkodzeniom, odkształcać się pod dużym obciążeniem i nie przenosić skutecznie siły napędowej na miękką glebę.
Stalowe koło było sztywne i odporne na zużycie. W połączeniu z dużą masą ciągnika pozwalało przekazywać siłę silnika bez ryzyka przebicia lub rozdarcia opony. W tamtym okresie liczyła się przede wszystkim możliwość wykonania pracy, a nie komfort jazdy operatora.
Jak ostrogi zwiększały przyczepność?
Gładka stalowa obręcz szybko ślizgałaby się na wilgotnym polu. Dlatego na kołach napędowych montowano poprzeczne występy nazywane ostrogami. W terminologii technicznej spotyka się także angielskie określenie lugs. Podczas obrotu koła ostrogi zagłębiały się w ziemię, ograniczały poślizg i pozwalały wykorzystać siłę silnika do ciągnięcia narzędzi.
Ich działanie przypominało bieżnik współczesnej opony rolniczej, ale odbywało się w bardziej bezpośredni sposób. Zamiast zwiększać tarcie elastyczną gumą, stalowe elementy mechanicznie zazębiały się z podłożem. Było to szczególnie przydatne na miękkiej glebie, gdzie zwykła, gładka powierzchnia koła nie zapewniałaby wystarczającej trakcji.
Takie rozwiązanie miało również ograniczenia. Ostrogi mogły niszczyć utwardzoną nawierzchnię i powodować silne uderzenia podczas jazdy po drodze. Przednie koła często wyposażano w dodatkowe obręcze prowadzące. Ułatwiały one utrzymanie kierunku oraz skręcanie, ponieważ sama wąska stalowa obręcz nie zawsze dawała wystarczającą stabilność.
Przykładem takiej konstrukcji jest McCormick-Deering 10-20, produkowany przez International Harvester w latach 1923–1939. Ciągnik trafiał także do przedwojennej Polski. Jego tylne koła z ostrogami służyły do pracy w polu, a dodatkowe elementy przednich kół pomagały w kierowaniu maszyną.
Stalowe koła a opony pneumatyczne
Oba rozwiązania miały inne zalety, ponieważ projektowano je z myślą o odmiennych warunkach pracy. Stal lepiej sprawdzała się podczas powolnego ciągnięcia ciężkich narzędzi po miękkiej glebie. Opony zyskiwały przewagę na drogach i wszędzie tam, gdzie znaczenie miały płynność jazdy, prędkość oraz ochrona nawierzchni.
| Cecha | Stalowe koła | Opony pneumatyczne |
|---|---|---|
| Trakcja na miękkim polu | Wysoka dzięki ostrogom wbijającym się w glebę | Zapewniana przez bieżnik i nacisk elastycznego ogumienia |
| Komfort jazdy | Niski, ponieważ stal przenosi większość wstrząsów na konstrukcję | Wyższy dzięki amortyzacji powietrzem |
| Prędkość transportowa | Ograniczona przez drgania i konstrukcję kół | Wyższa, co ułatwiało przejazdy między gospodarstwem a polem |
| Trwałość | Odporność na przebicia i duże obciążenia | Lepsza przy jeździe po drogach, ale podatność na przebicia i zużycie |
| Wpływ na drogę | Ostrogi mogły niszczyć nawierzchnie utwardzone | Mniejsze uszkodzenia dróg |
Stalowe koła nie były więc zawsze lepsze ani zawsze gorsze. Ich przewaga ujawniała się przede wszystkim w warunkach, dla których budowano pierwsze ciągniki – podczas powolnej pracy na polu. Gdy maszyny zaczęły częściej jeździć po drogach i wykonywać transport, ich wady stały się bardziej uciążliwe.
Dlaczego stalowe koła zastąpiło ogumienie?
Rozwój przemysłu gumowego umożliwił produkcję trwalszych opon pneumatycznych. W latach 30. zaczęły one stopniowo wypierać stalowe koła, choć przez pewien czas oba warianty pozostawały dostępne. W przypadku McCormick-Deering 10-20 ogumienie pneumatyczne było oferowane opcjonalnie od 1933 roku.
Zmiana wynikała nie tylko z postępu materiałowego. Ciągniki stawały się bardziej uniwersalne, a rolnicy oczekiwali od nich także szybkiego transportu, sprawniejszej jazdy po drogach i mniejszego zmęczenia operatora. Najbardziej odczuwalne ograniczenia stalowych kół obejmowały:
- silne wibracje przenoszone na ciągnik i stanowisko operatora,
- brak amortyzacji podczas jazdy po nierównym podłożu,
- niską prędkość bezpiecznego transportu drogowego,
- uszkadzanie utwardzonych dróg przez ostrogi.
Opony pneumatyczne poprawiły komfort, ograniczyły drgania i ułatwiły przemieszczanie się między polami. Pozwoliły też projektować ciągniki z myślą nie tylko o maksymalnej przyczepności w grząskiej glebie, lecz także o pracy w zróżnicowanych warunkach.
Stalowe koła były zatem logiczną odpowiedzią na problemy swojej epoki. Zapewniały trwałość i uciąg wtedy, gdy technologia ogumienia nie potrafiła jeszcze sprostać masie oraz obciążeniom ciągników. Dopiero połączenie rozwoju gumy, większych prędkości transportowych i potrzeby ochrony dróg sprawiło, że opony stały się rozwiązaniem bardziej uniwersalnym.
