CC BY
4
УДК 330.34: 631.11
Б01: 10.15587/2312-8372.2018.129074
РЕЗУЛЬТАТ ВПРОВАДЖЕННЯ СИСТЕМИ РЕСУРСОЗБЕРЕЖЕННЯ В АПК Герасимчук Ю. А., Попик П. С., Герасимчук Н. А., Штулер I. Ю., Лкун Я. В.
Об'ектом досл1дження е результат впровадження ресурсозбереження в агропромисловому комплекс (АПК), зокрема в першш його сфер1 -машинобудгвництвг для сыъсъкого господарства. Одним з найбтъш проблемних мгсць е системность впровадження ресурсозбереження в АПК. Для подолання даног проблеми авторами запропонована схема вибору ресурсозбер1гаючого проекту сфери техничного обслуговування агропромислового комплексу, для того щоб оцтити ефектившстъ технологий ресурсозбереження.
Авторами ставилося за мету проанал1зувати ефектившстъ впровадження ресурсозбер1гаючих заход1в у комплекса першог сфери АПК. Для детал1зацп мети було поставлене завдання апробацИ схеми вибору ресурсозбер1гаючого проекту сфери техничного обслуговування АПК для анализу ресурсоефективност1 на тдприемствах, та визначення ефективност1 ресурсозбер1гаючих заход1в. В резулътат1 була оцтена моделъ багатокритер1алъного обгрунтування тдвищення ресурсозбереження тдприемств АПК як така, що е адекватною для оцтки ефективност1 виробництва I р1вня ресурсозбереження.
Проанал1зована та обгрунтована технология оптим1зацп паливо-повтряног сумгшг, що на оптималъно зб\днетй паливно-повтрянш сумгшг з коефщентом надлишку пов^я а>1,1-1,15 забезпечуе роботу бензинового двигуна з мшмалъним вм1стом шк1дливих складових у вихлопних газах. Зокрема концентрация NOx суттево нижча, шж при згорянш сумш близъког до стехюметричног.
Розрахована економ1чна ефектившстъ ресурсозбер1гаючог технологи виЫвного апарата з резервним дозатором. Середшй р1чний прирост прибутку в1д впровадження модершзованого виЫвного апарата точного виЫву для основних просапних кулътур (кукурудза, соняшник, соя, буряк) складае 1216,45 у. о. на поЫв1 одного гектару. Загалъний р1чний прибуток на Ывалку за р1к - 956 тис. у. о. На приклада поЫву одшег з кулътур найбыъший економ1чний ефект дае кукурудза -1,6 млн. у. о. на р\к, найменший - соняшник (266 тис. у. о.). Водночас найкращим чином досл1дний зразок показав себе при Ывб1 сог, зменшивши втрати у варт1сному вираз1 на 99 %.
Ключов1 слова: ресурсозбер1гаючий тип агропромислового комплексу, двигун з регулюванням потужност1 шляхом в\дключення окремих робочих цикл1в.
1. Вступ
Нова парадигма еволюцшно! економiки, згвдно з якою траекторiя розвитку визначаеться взаeмодieю технолопчних укладiв, найбшьш вiрогiдно описуе сучасш процеси нацюнального господарства. Органiзацiйно-економiчний розвиток агропромислового комплексу (АПК) представляе собою процес безперервного вдосконалення оргатзацшно-технолопчно! структури i економiчних параметрiв функцюнування виробничих систем. Таким чином, концепщя формування системи ресурсозбернаючого функцюнування агроекономжи продовжуе i розвивае сформоват науковi положення в област ефективного використання ресур^в 1
виршуе найважлившу для держави соцiально-економiчну проблему емержентно! взаемодп галузей АПК.
Вщповщно до ще! концепци було обгрунтовано постановку ново! науково! проблеми формування ресурсозберiгаючого типу АПК як результату системно!' ди складових активно!' ресурсозбери^аючо! полiтики. Ця задача була виконана шляхом створення соцiально-економiчних, органiзацiйних i правових умов для ефективного вщтворення, розвитку й використання потенцiалу ресурсозбереження агропромислового виробництва. Основними напрямами тдвищення ефективност ресурсовикористання е:
- формування i реалiзацiя державних, галузевих, регюнальних та мiсцевих програм ресурсозбереження;
- створення нормативно-правово! бази та економiчних механiзмiв для пiдтримки i стимулювання пристосування iнновацiйноi ресурсозбери^аючо! дiяльностi;
- готовтсть укра!нського АПК використовувати передовий досввд застосування ефективного ресурсозбереження та ресурсовикористання.
Ефективним методом виявлення нових джерел заощадження ресурсiв при розробщ технiчних засобiв для сфер АПК, а також проекпв виготовлення або вiдновлення окремих деталей сшьськогосподарських i переробних машин е математичне моделювання. В основу модельних побудов покладено математичш системи, представленi в робот [1]. При виготовленнi або ввдновлент деталей сiльськогосподарських i переробних машин необхвдно не тальки закладати параметри оптимально! надiйностi, але i прагнути до досягнення мiнiмальних витрат ресурсiв при дотриманнi умов !х вiдтворення i екологiчноi стiйкостi.
Ефективтсть ресурсозбереження в аграрнопереробному виробнищга нерозривно пов'язана iз застосуванням iнновацiйних методiв, технологiй, засобiв працi. Необхiднiсть виршення теоретичних i практичних завдань, спрямованих на виявлення i використання резервiв зростання ефективностi тдприемств АПК за рахунок зниження ресурсомiсткостi виробництва визначила актуальтсть дослiджуваноi проблеми.
2. Об'ект досл1дження та його технолог1чний аудит
Об'ектом досл\дження е впровадження систем ресурсозбереження в агропромисловому комплексi, зокрема в першш його сферi - машинобудiвництвi для сiльського господарства. Як найбшьш характернi для досягнення мети дослвдження було обрано технологiю оптимiзацii паливо-повiтряноi сумiшi для двигуна внутршнього згоряння та технологiю висiвного апарата з резервним дозатором. Вибiр цих об'ектiв зумовив той факт, що, по даним структури витрат сшьськогосподарського виробництва у 2017 роцi, витрати на пальне становили вiд 11,6 до 28,7 %, витрати на пошвний матерiал - вiд 11,1 до 21,2 % в залежност ввд культури.
Одним з найбшьш проблемних мiсць е системнiсть впровадження ресурсозбереження в АПК. Для подолання дано! проблеми авторами запропонований алгоритм вибору ресурсозбери^аючого проекту сфери техтчного обслуговування, для того щоб ощнити ефективнiсть технологiй ресурсозбереження.
3. Мета та задач1 досл1дження
Метою даного дослвдження е аналiз ефективност впровадження ресурсозбери^аючих заходiв у комплексi першо! сфери АПК. Для деталiзацii мети
було поставлене завдання створення алгоритму визначення резервiв ресурсоефективност! на пiдприемствах, необхщних для досягнення конкурентних переваг. Це дозволить розробити гнучш сценари структурування стратегiчних рiшень, оцiнити економiчну i екологiчну ефективнiсть впровадження ресурсозберiгаючих технологш.
Для досягнення поставлено! мети необхщно вирiшити наступнi задачi:
1. Ощнити адекватнiсть запропоновано! моделi багатокритерiального обгрунтування напрямшв пiдвищення ресурсозбереження пiдприемств АПК для ощнки ефективностi виробництва i рiвня ресурсозбереження та обгрунтування прюритетних напрямшв ресурсозбереження.
2. Обгрунтувати вибiр ресурсозберiгаючоi технологи оптимiзацii паливо-пов^яно! сумiшi, щоб забезпечити роботу бензинового двигуна з мiнiмальним вмiстом шквдливих складових у вихлопних газах, зокрема оксидiв азоту, з врахуванням паливно! економiчностi двигуна.
3. Розрахувати економiчну ефективнiсть ресурсозберiгаючоi технологи висiвного апарата з резервним дозатором.
4. Дослщження кнуючих р1шень проблеми
Рiзнi аспекти стратеги ресурсозбереження до^джувалися вченими у працях [24]. Основоположником ресурсозбереження можна вважати нитшнього президента Казахстану, який не словом, а дшом поклав початок даного напрямку економiки [5]. Украшськ вченi грунтовно дослщували питания ресурсозбереження, хоча з меншим розмахом. Кожен з авторiв мав свое бачення i вектор прикладення зусиль. Так, автор роботи [6] розглядав ресурсозбереження в контекст! повторного використання промислових вiдходiв. Суто сшьськогосподарське ресурсозбереження аналiзував автор [7], але в подальшому цей напрямок не розвивався. Окремi аспекти ресурсозбереження в контекст! шновацшного розвитку дослiджували автори [8]. Бшьшшть дослiджень, в яких тема ресурсозбереження була розглянута, стосувалася глобального аспекту [9-13]. Зокрема автор пращ [9] аналiзував ресурсозбереження подiбно до автора роботи [5], в рамках структурно! трансформаци нащонально! економжи. Автор працi [10] зробив грунтовний аналiз ресурсозбереження у розрiзi регюнального аспекту. Автори праць [11-13] аналiзували ресурсозбереження в аспект! його впливу на економiчний розвиток Укра!ни.
Разом з тим, для бшьш повного розкриття мети даного дослiдження, зокрема, для цшей аналiзу першо! сфери агропромислового комплексу, були розглянутi, ^м прямих дослiджень ресурсозбереження, дотичнi теорп i сфери наук, зокрема техтчт. Для вибору ресурсозберiгаючоi технологii оптимiзацii паливо-повiтряноi сумiшi, щоб забезпечити роботу бензинового двигуна з мшмальним вмштом шк1дливих складових у вихлопних газах, зокрема оксидiв азоту, з врахуванням паливно! економiчностi двигуна були проаналiзованi роботи [14].
Для вирiшення задачi розрахунку економiчноi ефективност! ресурсозберiгаючоl технологи вишвного апарата з резервним дозатором була використана розробка вчених [1], як така, що з ушх альтернативних варiантiв найбiльшою мiрою може бути застосована в укра!нських реалiях.
Уявлення про сучаснi проблеми зниження вмiсту токсичних компонент!в, в тому чи^ в сферi АПК, формують дослiдження [15]. Вiдмiчено, що токсична дiя КОх, на органiзм людини в десятки разiв небезпечнiша при порiвняннi з СО, а також складтсть процесу нейтралiзацii оксидiв азоту. Подальший розвиток двигуиiв
внутршнього згоряння (ДВЗ) неможливий без зниження !х шквдливого впливу на довкшля, що стимулюеться посиленням свiтових норм токсичности
Разом з тим, багато питань ефективно! оргатзаци матерiально-технiчного забезпечення сiльськогосподарського виробництва, створення ефективно! системи ресурсозбереження як прюритетного напрямку реалiзацil потенцiалу аграрно! сфери на шновацшнш основi вимагають подальшого вивчення та обгрунтування.
5. Методи досл1дження
Схему моделi вибору ресурсозберiгаючого проекту стосовно першо! сфери АПК вiдображена на рис. 1.
В якост економiчних показнишв були використанi трудомiсткiсть, металомштшсть, енергомiсткiсть, капiталомiсткiсть та iншi питомi витрати по /-iй технологи виготовлення або вiдновлення. В якостi техтчних показникiв - ресурс (напрацювання ввд початку експлуатаци машини до досягнення нею граничного стану), напрацювання до вщмови, яшсть одержувано! продукци (виконувано! машиною операци) i продуктивнiсть робочого процесу.
Техшчний ресурс, Т1
Напрацювання до вщмови, т2
Якють операци, тз
Експлуатацшш характеристики машини /--
Структурш
Еколопчна безпека проекту, Ту
Проектоваш властивост робочого органу
И
Проект виготовлення ^льськогосподарськох машини
Ж
Продуктившсть операци, т4
Вщтворення ресурсного потенщалу, Щ
Трудов^ ^ трудомютюсть Тг
Ресурси на виготовлення
1иш1 витрати В1 ^ . V
Фшансов1: катталомюткють К
Матер1альш: матер1алом1сткють Мг
Енергетичш: енергомюткють Зг
Рис. 1. Схема вибору ресурсозбериаючого проекту сфери технiчного обслуговування
агропромислового комплексу [16]
Сшьськогосподарськ та переробт машини повиннi мати оптимальний техшчний ресурс i напрацювання до вщмови, водночас забезпечувати необхiдну яшсть одержувано1 продукци i продуктивнiсть робочого процесу. Для вимiру
досягнення задана xаpактеpистик пpопонyeться комплексний коефiцieнт gi який визначаeться зi стввщношення:
g, . (l)
Тн1 Тн 2 Тн 3 Тн 4
Для вибоpy pесypсозбеpiгаючого пpоектy виготовлення (вщновлення) деталей сiльськогосподаpськиx i пеpеpобниx машин загальна математична модель оптимiзацiï сiльськогосподаpського виpобництва, описана в [3], тpансфоpмyeться з ypаxyванням введення настyпниx паpаметpичниx позначень:
i - вид теxнологiï виготовлення (вiдновлення) машини сiльськогосподаpського або пеpеpобного пpизначення;
Xi - штенсивтсть застосування /-о!" теxнологiï виготовлення (вщновлення), змш;
Ti - тpyдомiсткiсть /-о" теxнологiï з одиничною iнтенсивнiстю, люд.-год;
Mi - металоeмнiсть /-о" теxнологiï з одиничною iнтенсивнiстю, кг;
Ej - енеpгоeмнiсть /-о!' теxнологiï з одиничною штенсивтстю, кВт-год;
К - катталомштшсть /-о" теxнологiï з одиничною штенсивтстю, у. о.;
Di - iншi питомi витpати по i-й теxнологiï з одиничною iнтенсивнiстю, у. о.;
at - пpодyктивнiсть /-о" теxнологiï з одиничною iнтенсивнiстю, шт.;
Ti1, тн1 - теxнiчний pесypс машини, виготовлено" за i-ою теxнологieю i за ноpмативом;
Ti2, Тн2 - на^ап^ван^ до вiдмови ново" машини по i-й теxнологiï i за ноpмативом;
Ti3, тн3 - показник якост пpодyкцiï (опеpацiï), що отpимyeться на новiй машинi i по ноpмативy;
Ti24, тн4 - пpодyктивнiсть ново" машини i за ноpмативом;
V - пpогpама виготовлення (вщновлення) машин, шт.
6. Pезyльтати дослщжень
б.1. Мотоpнi дослiдження двигуна внyтpiшнього згоpяння з вiдключенням pобочих цикл1в (ДРЦ) та системи автоматичного газовiдбоpy
Пpоблеми забpyднення навколишнього сеpедовища та енеpгозбеpеження набули значно" важливост за останнi pоки. Автомобiльний тpанспоpт посiдаe домiнyючy pоль у виникнент i pозв'язаннi циx пpоблем. Забpyднення атмосфеpи токсичними викидами спонyкаe науковщв та фаxiвцiв галyзi двигунобудування до ^оведення pобiт по ствоpенню малотоксичник енеpгетичниx установок для тpанспоpтниx засобiв.
Вiдомо, що вiд yсix поpшневиx двигyнiв внyтpiшнього згоpяння, якi експлуатуються на тpанспоpтниx засобаx в Укpаïнi, 70 % складають бензиновi. До ïx сyттeвиx недолiкiв вiдноситься погipшення екологiчниx показнишв i низька паливна економiчнiсть пpи ïx pоботi в поpiвняннi з двигунами iншиx титв, напpиклад дизелiв
[14].
Тому ближчим часом сyттeве зменшення забpyднення пов^я i зниження витpати палива e пеpшочеpговою задачею, яку можна в^шити, пpоектyючи менш токсичнi бензиновi двигуни.
Основнi напpямки по зниженню токсичност бензиновиx ДВЗ, як e пеpспективними на даний час e:
- удосконалення робочого процесу згоряння в цилiндрi ДВЗ за рахунок змши конструкци його систем та впровадження нових методiв регулювання потужност!;
- застосування пристро1в очищення i нейтралiзацil вихлопних газiв (ВГ);
- використання альтернативних видiв палив;
- регулювання та наладка систем управлшня ДВЗ;
- законодавче обмеження токсичност ВГ.
Серед цих багатьох наукових напрямшв, як присвяченi вирiшенню проблеми забруднення атмосфери токсинами слiд видiлити принципово новий метод регулювання потужност ввдключенням окремих робочих циклiв (ДРЦ) [15]. Дана модифшащя дае можливiсть знизити токсичтсть вихлопних газiв та покращити паливну економiчнiсть двигуна внутрiшнього згоряння.
Суттсть методу регулювання потужност ввдключенням окремих робочих ци^в полягае в тому, що змша потужностi здшснюеться завдяки зменшенню (або збiльшенню) кшькосп робочих циклiв шляхом припинення подачi палива в камеру згоряння, забезпечуючи цим самим отримання необхвдно1 потужносп. ДРЦ не вимагае значних змш в конструкци серiйного бензинового двигуна, а застосування електромагттних форсунок з електронним управлiнням дозволяе здiйснити регулювання вказаним способом досить просто та надшно.
В порiвняннi з сершними бензиновими ДВЗ в ДРЦ ввдсутня дросельна заслiнка, так i сам процес дроселювання iз його властивими недолшами, особливо на часткових навантаженнях. Дроселювання на впуску виключае можлившть здiйснити iнтенсивну турбулентнiсть робочо1 сушш^ що необхiдно для покращення по^дуючого процесу згоряння в цилiндрi двигуна. Ввдключений (продувочний) цикл очищуе цилшдр вiд залишкових газiв i сприяе кращому протiканню робочого процесу в робочому цикл1 наступному за ввдключеним.
Пiдвищення паливно1 економiчностi ДРЦ забезпечуеться при постiйному коефiцiентi наповнення незалежно ввд навантаження. Вищi значення шдикаторного ККД досягаються завдяки вищому використанню теплоти i невеликш теплоемкост продуктов згоряння збвднено1 сумiшi в порiвняннi зi стандартним способом регулюванням потужносп.
Як показали дослiдження [15], застосування ДРЦ на бензинових ДВЗ, ^м зменшення в експлуатацiйних умовах витрати палива на 20-30 %, а в режимi ХХ - до 40 %, дае змогу зменшити концентраци токсичних продуктов при згорянт палива в 1,5-3 рази.
При робот! ДРЦ на збвдненш паливо-пов^янш сумiшi i постiйному коефiцiентi надлишку пов^я (а» 1,0-1,2), концентрацil СО i СтНп у ВГ будуть на досить низькому рiвнi, тодi як концентраци ЫОх мають максимальнi значення саме при а»1,05-1,15. Тому перспективними е бшьш детальне вивчення утворення оксидiв азоту в цилiндрi двигуна, в даному випадку ДРЦ, та пошук оптимальних регулювальних параметрiв системи живлення ДРЦ. Також до цього часу залишаеться не дослвдженим по параметру «токсичтсть» робочий цикл ДРЦ, наступний за ввдключеним (продувочним) циклом. На перспективтсть цього дослiдження також вплинула велика складнiсть нейтралiзацil оксидiв азоту.
Ряд авторiв пропонують сво! варiанти знаходження коефiцiента рiвноваги, значення яких мають деякi вiдмiнностi, що впливатиме на результати розрахунку атомарного кисню i вiдповiдно оксиду азоту в цшому. При точних розрахунках концентрацil атомарного кисню i N0 необхвдно внести найбiльш прийнятне рiвняння
коефщента рiвноваги, який в свою чергу виражаеться через об'емну концентрацiю в моль/см3. Тому в данш робот проведено вiдповiднi розрахунки для визначення уточнено! формули коефiцiента рiвноваги атомарного кисню К0 в рiвняннi.
Вщома велика кшьшсть схем газовiдбiрних клапатв для отримання проби газу з цилшдра двигуна: механiчнi, з гщроприводом, пневмо-електричнi, пiротехнiчнi, на основi рухомих дисшв та iншi. Через ряд недолтв вищевказаних схем, зокрема при застосувант !х у високообертових двигунах, !х неможливо застосувати у двигунах з вiдключенням окремих робочих цикл1в. Газовiдбiрнi клапани з механiчним 1 гiдравлiчним приводом, враховуючи в1дпов1дно систему важел!в, тяг та тру6опровод1в високого тиску досить гром!здк1, конструктивно складт, що е перепоною при встановлент !х на двигун.
При випробувант газовiдбiрного клапана i вше! системи газовiдбору було враховано ряд вимог стосовно !х роботи:
Забезпечити вщб!р такого об'ему проби газу з цилшдра двигуна, який необхiдно для отримання достов1рно! iнформацii про наявтсть оксид1в азоту у ВГ.
- Забезпечити регулювання i контроль тривалост фаз в1д6ору проб газу при спрацювант клапана на працюючому двигут на такт! згоряння.
- ч1тко витримувати в1дпов1дн1сть моментiв в1дкриття ! закриття клапана до заданих умов роботи при р!зних частотах обертання колiнчастого валу (КВ) двигуна.
- Забезпечити надштсть роботи клапана в камер! згоряння при температур! 1900-2700 К, враховуючи також, що тиск в цилшдр1 на таки розширення змшюеться в межах 0,1-7 МПа.
- Забезпечити повну герметичнiсть системи газовщбору i виключити проникиення газiв та пов1тря 1з атмосфери.
На основ1 цих критерпв була розроблена система газовщбору з електромагттним газовiдбiрним клапаном (ЕМГК), яка задовольняе названi вимоги.
Основною складовою електрично! схеми електронного блоку управлiння (ЕБУ) е програмований мiкроконтролер PIC16F84A (США). Цей пристрш програмно настроювався для в1д6ору проби газу з цилшдра робочих цикл1в на таки розширення тсля зашнчення процесу згоряння до моменту вщкриття випускного клапана. Тривалiсть процесу згоряння в бензинових двигунах знаходиться в межах 40-100° кута повороту колшчастого валу (п. к. в.) тсля верхньо! мертво! точки (ВМТ) на такп стиску. Тому за момент вщкриття ЕМГК приймаемо п. к. в. р1вний 400-460°, а тривалшть його у вщкритому стат становитиме 50-100°, що при пк.в. = 1000-2000 хв-1 становитиме 5-20 мс.
ви61р режиму роботи ДРЦ проводився виходячи 1з наступних умов:
1. Концентращя оксид1в азоту у ВГ повинна бути достатньою, щоб вiдносна похибка не позначилась на результатах до^дження.
2. Кшьшсть паливо-повiтряноi сум1ш1 в цилшдр1 двигуна повинна бути достатньо великою, щоб забезпечити при одноразовому вщ6ор1 необхщний об'ем газу.
3. Частота обертання КВ залишатись пост1йною i узгодженою з швидкодiею газовiдбiрного клапана. Тривалшть в1д6ору повинна знаходитись у встановлених межах: початок в1д6ору вщповщае к1нцю процесу згоряння, а закриття клапана вщповщно на початку процесу випуску.
пост1йний коефiцiент надлишку повиря а= 1,0-1,15; постiйнa циклова подача палива qц=const^;
частота обертання КВ пкв= 1500±50 хв-1;
кут випередження запалювання вз - 15° п. к. в. до ВМТ;
- дросельна заслшка повтстю ввдкрита. Тепловий режим двигуна, тиск i температура оливи та ввдпрацьованих газiв постiйнi.
Щоб визначити концентращю оксидiв азоту в робочих циклах ДРЦ хiмiчним способом були розглянут чотири методи визначення N0%, як рекомендовано в хiмiчнiй промисловост для контролю якост атмосферного повiтря.
Це колориметричт методи з реактивом Грисса-Илосваля, йодистим калiем 1 салiциловою кислотою, а також спектрального анал!зу в газовому середовишд, з яких був вибираний колориметричний метод з салщиловою кислотою для визначення оксид1в азоту у проб! газу. Цей метод по точност не поступаеться методу спектрального аналiзу.
Вiдносна похибка визначення вмшту N0% в про61 колориметричним методом 1з застосуванням салщилово1 кислоти знаходиться в межах 13,5 % при визначення вм1сту N0% в про61 для дiапазону зм1ни вмшту оксид1в азоту при 100-3000 млн-1.
Концентраци оксиду вуглецю СО на вс1х навантажувальних режимах ДРЦ буде значно нижче в пор1внянн1 з сершним двигуном 8Ч 9,2/8.
Концентраци незгорших вуглеводнiв СтНп мають нижч1 значення. Виключення мае тшьки режим роботи ДРЦ 1з вiдключенням робочих цикл1в i дещо збагаченим робочим циклом, наступним за вiдключеним.
Концентраци оксид1в азоту NОх при ро6от1 ДРЦ значно менш^ н1ж при серiйнiй системi, окр1м максимального навантажувального режиму.
6.2. Ресурсозбер1гаюч1 технологи вис1вного апарата з резервним дозатором
Будь-який вис1вний апарат пор1вняно з iдеальним пос1вом вносить сво! недолiки у вигляд1 пропусшв i двшнишв. Кращим серед апаратiв слвд вважати той, який виконуе пошв ближче до iдеального, а економiчний ефект в1д його роботи е р1зниця в економiчних показниках пор1вняно з базовим (серiйним).
Таким чином, при однаковому вплив1 вс1х шших факторiв основою економи стае р1зниця в ефективностi роботи досл1дного i серiйного вис1вних апарат!в. При цьому необхвдно розглянути два аспекти, що визначають кшцевий результат: перший -безпосередне виконання технологiчного процесу пошву i другий - отримання урожайност культур при !х збираннi. При такш постановцi завдання загальнi збитки в1д роботи вис1вного апарата пор1вняно з iдеальним пос1вом по вс1м культурам, що вирощуються, можна представити сумою:
З, ^, (2)
¿=1
де Зг - збитки в1д роботи апарата, що отримують при вирощуваннi /-то1 культури; к -кшьшсть культур.
Економ1я для кожно1 1з культур при робот! удосконаленого дослвдного апарата у пор1внянш з штатним серiйним складае:
Е=Зд-Зс, (3)
де Зд - збитки в1д досл1дного апарата для /-то1 культури; Зс - збитки в1д серiйного апарата для /-то1 культури.
В загальному збитки складаються як з витратно!, так i з доходно! частини, тобто можна записати:
З=Д-В, (4)
де Д - доходна частина; В - витратна частина.
Недолшами в робой вис1вних aпaрaтiв е можлив1 пропуски, коли насшина не вишваеться, а також поява двшнишв, коли одночасно вишваеться дв1 i бшьше насшини в одне гн1здо.
З точки зору прямо! економи пропуски зменшують витрати пос1вного мaтерiaлу Qпр. Об'ем пос1вного мaтерiaлу зекономленого на пропусках, може бути тдрахованим згщно формули:
Qпр Спр Q, (5)
де Q - запланований об'ем вишву тiеi чи шшо! культури; Спр - ймов1рн1сть пропусшв. Запланований об'ем вис1ву визначаеться здобутком:
Q=S■q, (6)
де S - площа вiдведенa п1д пос1в культури; q - встановлена норма вишву.
Таким чином, економiя пос1вного мaтерiaлу внaслiдок утворення пропусшв складае:
Qпр=Zпр■S■q, (7)
а економiя, виражена в грошових одиницях, дорiвнюе:
Дпр Qпр Цпм, (8)
де Цпм - щна пос1вного мaтерiaлу.
Пiдстaвляючи склaдовi з (8), маемо:
Дпр=Спр^^'Цпм- (9)
Двшники при с1в61 дають прям1 збитки у додатковш витрат пос1вного мaтерiaлу. По аналогИ ц1 збитки можуть бути тдраховат наступним чином:
Qдe=CдeQ. (10)
Пiдстaвляючи склaдовi з вирaзiв (7) i (9) маемо:
Qдв=Zдв'S■q, (11)
або
Вдв Сдв^^'Цпм>
(12)
де Сдв - ймов1ршсть двшнишв; Вдв - прям1 збитки у додатковш витрaтi пос1вного мaтерiaлу.
Наступним етапом тсля пос1ву е розвиток i дозрiвaння рослин, як в кшцевому результaтi i формують мaйбутнiй врожай.
Пропуски внаслщок в1дсутност1 насшини приводить до прямих втрат можливого врожаю, як визначаються наступним чином:
Qпр=Zпр■S■У, (13)
де У - врожайтсть культури.
В грошових одиницях щ втрати складають:
Впр=Спр^УЦвр. (14)
Таким чином, при пос1в1 пропуски дають економш пос1вного мaтерiaлу, що може бути тдрахована по формул! (9), а двшники - додaтковi витрати, як визначаються зг1дно виразу (12).
Особливштю пропуск1в е те, що внаслщок вщсутносп насшин на потр16ному !х м1сц1 площа живлення для сусщв зростае i !х врожайтсть тдвищуеться на величину ДУ. Так як кожному пропуску вщповщають дв1 сус1дн1х насшини, то:
АУ=2-СпрКпвУ (15)
де Кпв - коефщент приросту врожайност сус1д1в пропуску, Кпв=0,15. В грошових одиницях прибуток складае:
Дпру=ду^Цвр. (16)
П1сля пiдстaновки складових маемо:
Дпру=2'СпрКпвУ^Цвр. (17)
Поява двшнишв знижуе рiвень можливо! врожaйностi [1]. Це означае, що внаслщок появи двшнишв врожайтсть втрачаеться:
ДУдв=Сдв-Кдв в-У, (18)
де Кдв в - коефщент пiдвищення врожaйностi у сус1дн1х рослин, м1ж якими утворився пропуск, Кдв в=0,3.
Або в грошових одиницях:
Вдву=ДУдв Цвр 'S. Звщшля
Вдву=Сдв'Кдв вУЦвр
(19)
Таким чином, такий недолш в робот! вишвного апарата як поява двшнишв приносить подв1йн1 економiчнi збитки: додатковi витрати пос1вного матерiалу, а також ждо61р врожаю.
Виходячи з викладеного i повертаючись до р1вняння (4), збитки вишвного апарата при вирощувант 'пе: чи шшо1 культури з використанням сершно1 чи дослвдно1 швалок можна представити сумою доходних i витратних частин:
З=Дпр-Впр+Дпру-Вдв-Вдву (20)
де Дпр - економiя пос1вного матерiалу внаслiдок утворення пропуск1в; Впр - прям1 втрати можливого врожаю внаслвдок пропуску; Дпру - дох1д внаслвдок збшьшення урожайностi сус1дн1х рослин пропуску; Вдв - прям1 збитки у додатковш витрат пос1вного матерiалу; Вдву - витрати внаслiдок недобору врожаю.
Кожен з апарат!в не е повтстю досконалою конструкщею, що виконуе пос1в без недолiкiв. Недолiки, як ввдомо, складають пропуски i двшники. Той апарат, у якого ждол1ки будуть меншими, дасть кращi результати у вирощувант врожаю. При цьому економiчна ефективтсть формуеться як р1зниця м1ж збитками в1д роботи апарат!в. Тому на пiдставi (3) пвдраховуеться економiчна ефективнiсть в1д впровадження дослвдного апарата для кожно1 з /-тих культур.
Загальна економiчна ефективнiсть використання вис1вного апарата з резервним дозатором для вс1х просапних культур розраховуеться як сума:
Е, = ^В1 . (21)
¿=1
Прикладом розрахунку може бути визначення економiчноl ефективностi ввд провадження досл1дного апарата. Розрахунок приводиться на 1 га пос1вно! площ1 (8=1), данi для розрахунку наведет в табл. 1.
Таблиця1
Дат для проведення розрахунку економiчноl ефективносп впровадження результат!в
дослiджень
Показник Величина
Виробнича потужшсть СТВТ-12/8М
Рiчне завантаження авалки, год. 160
Продуктивн1сть Свалки, га/год. 3-5
Площа пос1ву 8, тис. га 800
Витрати поавного матерiалу q, шт./га (кг/га)
|Соя 500000(130)
Кукурудза 80000 (25)
Соняшник (при м1жрядд1 70 см) 150000 (8)
Цукровий буряк 100000 (3,5)
Цша иоавного мaтерiaлу Цпм, у. о./га (у. о./кг)
Соя 1950 (15) ^
Кукурудза 500 (20)
Соняшник 280 (35)
Цукровий буряк 1400 (400)
Урожайшсть У, т/га
Соя 2,16
Кукурудза 6,16
Соняшник 1,94
Цукровий буряк /47,65
Цiиa за тону врожаю ЦВР, у. о./т
Соя Д 1*4650,9
Кукурудза 1744,7
Соняшник 3842,7
Цукровий буряк 494,2
Результати розрахуншв зведет в табл. 2.
Таблиця 2
Результати розрахунку економiчноi ефективностi впровадження досл1дного вис1вного _апарата з резервним дозатором на 1 га_
Культура Економiчнa ефектившсть, у. о.
1. Соя 1198,11
2. Кукурудза 2087,58
3. Соняшник 346,79
4. Буряк 1232,11
Середне значення 1216,15
Сумуючи отримат дат економiчноi ефективност по культурах (табл. 2), визначаеться загальна економiчнa ефективтсть в1д впровадження результaтiв дослщжень. Середне значення економiчноi ефективност на 1 гектар при використант дослщного апарата становить 1216,45 у. о.
Для визначення економiчноi ефективностi однiеi швалки в р1к необхiдно:
М=Е^С, (23)
де Ei - економiчнa ефективнiсть певноi культури; Sc - загальна площа пошву одте!" швалки в р1к, яка визначаеться за формулою:
Sc=P■T, (24)
де Р - продуктивн1сть швалки, що складае 4,8 га/год; Т - р1чж завантаження одте!" швалки, що складае 160 год.
Тод^ виходячи з (24), маемо:
Sc=PT=4,8 160=786 га. (25)
Виходячи з попереднiх розрахуншв, можна записати eKOHOMi4Hy ефективтсть одте1 сiвалки (N) для аналiзованих культур:
Ncoz=1198,11-786=920145,89 у. о. Мук=2087,585-786=1603259,94 у. о.
Ncoh=346,79-786=266334,6 у. о.
Мур=1232,11-786=946259,15 у. о.
Ncep=1216,45-786=955891,95 у. о.
Як показують наведенi розрахунки, найбiльша економiчна ефективтсть використання дослвдно1 сiвалки при ciB6i кукурудзи, що дае змогу отримати 1,6 млн. у. о. прибутку на рiк з одте1 свалки.
7. SWOT-аналiз результат1в досл1джень
Strengths. Оскшьки найбiльший вiдсоток у собiвартостi сiльськогосподарськоl продукци становить витрати на паливно-мастильт матерiали та посiвний матерiал, автори проаналiзували наявнi ресурсозберiгаючi технологи.
Зокрема, проаналiзувавши результати теоретичних розрахуншв i експериментальних дослiджень ДРЦ, визначено, що при робот двигуна на оптимально збвдненш паливно-повiтрянiй сумiшi з a>1,1-1,15 концентрацiя NOx суттево нижча, нiж при згоряннi сумiшi близько! до стехюметрично1.
Технiчна ефективнiсть роботи швалки з дублюючим дозатором насшня обумовлена, насамперед, суттевим зниженням пропусшв вiд 1,2 до 3,3 разiв.
Weaknesses. Оскшьки новi технологи потребують початкового фiнансування, бiльшiсть iнноваторiв зупиняються на впровадженнi окремих технологiй ресурсозбереження. Це в цiлому дае незначний вплив на всю виробничу систему спричиняе перевитрату ресурсiв i компрометуе всю вдею ресурсозбереження, в цшому.
Opportunities. Запропонований механiзм пiдтримки процешв ресурсозбереження в АПК на базi технологiчного ланцюжка ресурсних витрат дозволяе здшснювати пошук найбiльш доцiльних напрямюв ресурсозбереження. Дiя запропоновано1 модел1 спрямована на тдвищення ефективностi роботи тдприемств АПК, формування горизонтальних виробничих зв'язшв, що включають основнi i допомiжнi пiдроздiли з метою зниження собiвартостi за рахунок ресурсних витрат.
Threats. Основним негативним фактором, що супроводжуе ресурсозберпаюч1 технологи, е недостатнiй аналiз синергетичного впливу ресурсозберiгаючих технологiй в системi !х використання. Так, у до^джуваних прикладах використання двигуна внутршнього згоряння з вiдключенням окремих циклiв давало паливну економiчнiсть, але з меншою потужнiстю двигуна.
8. Висновки
1. В процес даного до^дження було створено систему оцiнювання ефективност виробництва i рiвня ресурсозбереження аграрной сфери. Для деталiзацil данот системи розроблена схема алгоритму визначення резервiв ресурсоефективноста
на тдприемствах, що дозволяе оцiнити eKOHOMÏHHy ефективнiсть впровадження ресурсозберiгаючих технологiй.
В результата була ощнена модель багатокритерiального обгрунтування пiдвищення ресурсозбереження пiдприемств АПК як така, що е адекватною для ощнки ефективност виробництва i рiвня ресурсозбереження.
Практичне впровадження системи ресурсозбереження в АПК завдяки синергетичному поеднанню iнтерактивних iндикаторiв ресурсоефективностi дозволяе ефективно використовувати механiзм збалансованого шновацшно-ресурсозберiгаючого розвитку. Вiдповiдаючи при цьому рiзним етапам виробничо-переробних ци^в тдприемств АПК у виглядi керованого перетшання (дифузiï) рiзних видiв ресуршв в сектор з найбiльш ефективним розвитком. Впровадження що системи дозволить створювати оптимальнi умови для ефективност виробництва i рiвня ресурсозбереження.
2. Проаналiзована та обгрунтована технологiя оптимiзацiï паливо-повiтряноï сумiшi. На оптимально збщненш паливно-повiтрянiй сумiшi з коефщентом надлишку повiтря o>1,1-1,15 забезпечуеться робота бензинового двигуна з мiнiмальним вмiстом шквдливих складових у вихлопних газах. Зокрема концентращя NOx суттево нижча, тж при згоряннi сумiшi близькоï до стехюметрично1\
3. Розрахована економiчна ефективтсть ресурсозберiгаючоï технологiï висiвного апарата з резервним дозатором. Середнш рiчний приршт прибутку вiд впровадження модернiзованого вишвного апарата точного висiву для основних просапних культур (кукурудза, соняшник, соя, буряк) складае 1216,45 у. о. на посiвi одного гектару. Загальний рiчний прибуток на швалку за рш - 956 тис. у. о. На прикладi посiву однiеï з культур найбiльший економiчний ефект дае кукурудза - 1,6 млн. у. о. на рш, найменший - соняшник (266 тис. у. о.). Водночас найкращим чином дослщний зразок показав себе при сiвбi со!', зменшивши втрати у вартшному виразi на 99 %.
References
1. Boiko A. I., Popyk P. S., Bannyi O. O. Vplyv shvydkosti peremishchennia dozuiuchoho elementa z kerovanym vektorom prysmoktuvannia na poiavy propuskiv ta dviinykiv pry vysivi nasinnia // Silskohospodarski mashyny. 2015. Vol. 33. P. 3-7.
2. The FAPRI Global Modeling System and Outlook Process / Meyers W. H. et al. // Journal of International Agricultural Trade and Development. 2010. Vol. 6, No. 1. P. 1-19.
3. Zaburanna L., Gerasymchuk N. Optimization of agriculture production on the basis of resource saving strategy // Modern Management Review. 2014. Vol. 2. P. 233-247.
4. Zhao Q., Huang J. Roadmap of Resource Saving Agricultural Science and Technology Development // Agricultural Science & Technology in China: A Roadmap to 2050. 2011. P. 80-99. doi:10.1007/978-3-642-19128-2 6
5. Nazarbaev N. A. Strategiya resursosberezheniya i perekhod k rynku: monograph. Moscow: Mashinostroenie, 1992. 352 p.
6. Vovk I. P. Osoblyvosti vprovadzhennia zakhodiv resursozberezhennia ta metodyka vyznachennia yikh efektyvnosti na mashynobudivnykh pidpryiemstvakh v konteksti resursonomiky // Visnyk Sumskoho derzhavnoho universytetu. Seriia: Ekonomika. 2012. Vol. 4. P. 107-117.
7. Starytska O. P. Resursozberezhennia v systemi ekonomichnoho mekhanizmu pidvyshchennia efektyvnosti silskohospodarskoho vyrobnytstva // Naukovi zapysky TDPU im. V. Hnatiuka. Seriia: Ekonomika. 2005. Vol. 18. P. 199-205.
8. Yermoshenko M. M., Hanushchak-Iefimenko L. M. Mekhanizm rozvytku innovatsiinoho potentsialu klasteroobiednanykh pidpryiemstv: monograph. Kyiv: Natsionalna Akademiia Upravlinnia, 2010. 234 p.
9. Yerokhin S. A. Strukturna transformatsiia natsionalnoi ekonomiky (teoretyko-metodolohichnyi aspekt): monograph. Kyiv: Svit Znan, 2002. 528 p.
10. Kondratenko N. O. Stratehiia resursozberezhennia rehionalnykh ekonomichnykh system: monograph. Kharkiv: NTM, 2010. 362 p.
11. Liashenko I. O. Specifics and perspectives of resource saving in Ukraine // Efektyvna ekonomika. 2012. No. 11. URL: http://www.economy.nayka.com.ua /?op=1&z=1537
12. Resursonomika: teoretychni ta prykladni aspekty: monograph / Andrushkiv B. M. et al. Ternopil: TzOV «Terno-hraf», 2012. 456 p.
13. Sotnyk I. M. Resursozberezhennia ta ekonomichnyi rozvytok Ukrainy. Formuvannia mekhanizmiv perekhodu sub'iektiv hospodariuvannia Ukrainy do ekonomichnoho rozvytku na bazi resursozberihaiuchykh tekhnolohii: monograph. Sumy: Universytetska knyha, 2006. 551 p.
14. Gerasymchuk Y. The method of calculation of economic efficiency of repair of details // Ukraina-Bolgariya-Evropeyskiy Soyuz: sovremennoe sostoyanie i perspektivy. Varna: Nauka i ikonomika, 2015. P. 16-20.
15. Dynamics of a diesel engine with the power controlled by switching-off separate working cycles / Filippov A. et al. // MOTROL: Motoryzacja i Energetyka Rolnictwa. 2005. Vol. 7. P. 83-91.
16. Gerasymchuk N. A. Pidpryiemnytskyi mekhanizm resursozberihaiuchoho rozvytku APK: monograph. Kyiv: TsP «Komprint», 2015. 464 p.
