Снижение величины прямых энергозатрат при обработке почвы Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

с

МЕХАНИЗАЦИЯ

i

УДК 631.1

снижение величины прямых энергозатрат

при обработке почвы

А. Б. СПИРИДАНЧУК, соискатель Н.В. СПИРИДАНЧУК, кандидат технических наук, доцент

С.В. ЩИТОВ, доктор технических наук, профессор Дальневосточный ГАУ E-mail spiridanchuk.n@mail.ru

Резюме. Исследования проводили с целью повышения тягово-сцепных свойств колесных тракторов класса 1,4 с колесной формулой 4x2. Увеличение сцепного веса достигается посредством его перераспределения с передней оси трактора на ведущий мост с использованием фронтальной навески. При работе трактора класса 1,4 с универсальным фронтальным гидронавесным устройством с рабочими органами возникает дополнительная нагрузка, изменение которой обусловлено микрорельефом и физико-механическими свойствами почвы. Для ее преодоления предлагается устанавливать позиционный регулятор (патент на изобретение №2497336 от 10.11.2013 г.) угла заглубления рабочего органа сельскохозяйственного орудия, агрегатируемого универсальным фронтальным гидронавесным устройством, который позволит регулировать сцепной вес. Выявлены зависимости буксования и удельного расхода топлива машинно-тракторного агрегата с фронтальной навеской от перераспределения сцепного веса трактора. Использование машинного-тракторного агрегата с фронтальной навеской позволило снизить буксование до 17,75% и уменьшить расход топлива до 7,11 л/га, при этом прямые энергозатраты снизились с 533,35до 322,52 МДж/га. Ключевые слова: фронтальная навеска, сцепной вес, буксование, удельный расход топлива.

На сегодняшний день для повышения производительности и качества выполнения работ, снижения трудовых и энергетических затрат в системе обработки почвы все чаще применяют комбинированные машины и агрегаты, которые позволяют совместить нескольких операций за один проход в едином технологическом процессе [1, 2]. По мнению ряда авторов [3.. .5], целесообразность их использования при соблюдении агротехнологических требований должно подтверждаться рядом показателей. Например, производительность комбинированного агрегата должна быть не ниже, а энергетические затраты и стоимостные показатели - не выше, чем у комплекса машин, выполняющих те же самые технологические операции. Таким образом, выбор того или иного агрегата, необходимо осуществлять с учетом климатических и почвенных условий. Одно из направлений реализации этих требований в условиях Амурской области - комбинированные агрегаты на базе колесных тракторов класса 1,4, оборудованных фронтальным и задним навесными устройствами.

В сельскохозяйственном производстве региона занято около 3900 тракторов, в том числе 38% тракторов класса 1,4, использующих в основном классическую (задненавесную или прицепную) схему навески комбинированных и одноперационных машин, которая не позволяет эффективно эксплуатировать мощность двигателя и сцепной вес трактора. Мы разработали универсальное гидронавесное устройство для фронтального агрегатирования сельскохозяйственных орудий, которое в отличие от классической фронтальной навески осуществляет эффективную догрузку ведущих колес благодаря перераспределению сцепного веса с передней оси трактора на ведущую ось (рис. 1). Проведенные ранее теоретические исследования показали, что силовое воздействие на ведущие колеса трактора

Рис 1. Комбинированный МТА с фронтальной навеской.

зависит от высоты точки крепления фронтально навешенной сельскохозяйственной машины.

Цель наших исследований - повышение тягово-сцепных свойств колесных тракторов класса 1,4 с колесной формулой 4x2.

Условия, материалы и методы. Для обеспечения автоматического регулирования сцепного веса в зависимости от тягового сопротивления, повышения производительности и снижения энергозатрат предлагается установить позиционный регулятор угла заглубления рабочего органа сельскохозяйственного орудия, агрегатируемого универсальным фронтальным гидронавесным устройством, для колесного трактора класса 1,4 (патент на изобретение №2497336 от 10.11.2013 г.).

При проведении экспериментальных исследований в реальных условиях эксплуатации варьирование нагрузки, приходящейся на заднюю ось трактора, осуществляли путем изменения точки крепления шарнирного соединения навески. Шарнир навески имеет 5 точек крепления на высоте 1п равной 1,20.1,60 м. В условиях эксперимента изменение точки навески позволило изменять сцепной вес и буксование МТА.

Влияние использования изучаемого типа фронтальной навески на сокращение прямых энергозатрат на проведе-

6,%

20

is V 7S SO &

V

г" 1 Î

Рис. 2. Зависимость буксования и расхода топлива МТА с фронтальной навеской от изменения положения точки шарнирного соединения навески (сцепного веса).

МЕХАНИЗАЦИЯ

нии сельскохозяйственных операций определяли методом энергетической оценки [6, 7]. В общем случае прямые энергозатраты при выполнении сельскохозяйственной операции рассчитывали по следующей формуле:

EnD = Н . (a + f ), (1)

ПР m 1 m m' v '

где ЕПР - прямые затраты энергии МТА, МДж/га; Нт -расход топлива, кг/га; am - теплосодержание топлива, МДж/кг; fm- коэффициент учитывающий дополнительные затраты энергии на производство топлива.

Результаты и обсуждение. В ходе исследований мы установили, что изменение положения точки шарнирного соединения передней машины с трактором от 1,2 до 1,6 м приводит к увеличению вертикальной реакции на ведущие колёса трактора, что, как следствие, уменьшает буксование МТА. Так, при положении навески в точке крепления h=1,20 м, буксование МТА составило 53%, удельный расход топлива - 12,2 л/га. Увеличение высоты крепления точки шарнирного соединения до 1,60 м позволило снизить буксование до 17,75%, что, в свою очередь, уменьшило расход топлива до 7,11 л/га (рис. 2).

Расчеты показали, что изменение точки крепления предлагаемого гидронавесного устройства на фронталь-

Литература.

1. Витриховский П. И. Некоторые итоги и проблемы минимализации обработки почвы // Сельское хозяйство за рубежом. 1984. №7. С.15-21.

2. Надыкто В.Т. Перспективное направление создания комбинированных и широкозахватных МТА // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2008. №3. С. 26-30.

3. Щитов С.В., Захарова Е.Б., Немыкин А.А. Влияние уплотняющего действия движителей тракторов на формирование урожая ячменя при разных способах основной обработки почвы //Достижения науки и техники АПК. 2012. №5. С.50-52.

4. Щитов С.В., Тихончук П.В., Спириданчук Н.В. Энергозатраты как критерий выбора трактора // Достижения науки и техники. 2012. №9. С.75-76.

5. Повышение опорной проходимости неполноприводного трактора класса 1,4/С.В. Щитов, Е.И. Решетник, О.В. Щегорец, В.И. Худовец // Техника и оборудование для села. 2012. №10. С.6-8.

6. Щитов С.В., Кривуца З.Ф., Кузин В.Ф. Пути улучшения тягово-сцепных свойств транспортно-энергетических средств// Вестник БСГСХА. 2012. №4 (29). С.55-61.

7. Щитов С.В., Жирнов А.Б., Кидяева Н.П. Оптимизация выбора комбайна по расходу топлива при уборке сельскохозяйственных культур // Техника и оборудование для села. 2013. №1. С.18-22.

decrease iN SiZE oF DiREOT ENERGY coNSuMpTioN WHEN pRocESSiNG SoiL

A.B. Spiridanchuk S.V. Shitov, N.V. Spiridanchuk far East State Agrarian university

Summary. The purpose of the given researches is to increase the coupling properties of wheeled tractors of class 1,4 with axle arrangement 4x2. The increasing of the coupling weight is achieved by the redistribution the of weight from the front axle to the drive one due to the setting of the forward mounting. When the tractor of class 1,4 with universal frontal hydraulically operated equipment works, the added changing load develops , caused by the micro relief and changed physical and mechanical properties of the soil. To avoid the given load it is suggested to install the adjuster of the angle of penetration of the working unit of agricultural implements modularized by universal frontal hydraulically operated equipment which helps to control the coupling weight automatically. On this adjuster the patent for the invention №2497336 in 10.11.2013 was received. It was identified the dependency between slipping and specific fuel consumption of the machine-tractor unit with front linkage from the redistribution the coupling weight of the tractor. Using the machine-tractor unit with front linkage has reduced the slipping value to 17,75% and reduced fuel consumption to 7,11 liters per hectare, while the direct consumption has reduced from 533,35 megajaules per hectare. Keywords: frontal hydraulically operated equipment, coupling weight, adjuster, specific fuel consumption.

Рис. 3. Прямые энергозатраты при использовании гидронавесного устройства на фронтальной навеске.

ной навеске позволяет снизить прямые энергозатраты с 533,35 до 322,52 МДж/га, или на 41,7% (рис. 3).

выводы. Изменение точки крепления шарнирного соединения гидронавесного устройства на фронтальной навеске позволяет увеличить сцепной вес трактора, снизить величину буксования до 17,5%, расход топлива - до 7,11 л/га, прямые энергозатраты - на 41,7%.

вниманию соискателей ученых степеней и других заинтересованных лиц!

Редакция журнала «Достижения науки и техники АПК» издает монографии и другую книжную продукцию с редактированием и всеми выходными данными.

Цены договорные. Заявки отправлять по адресу: 101000, г. Москва, Моспочтамт, а/я 166. Тел.: (495) 557-13-01, (916) 241-63-43. E-mail: agroapk@mail.ru