Повышение производительности пахотного трактора

Внедрение: 2020 г.

Мы продолжаем серию статей [2], [3], [4] о применении оборудования ООО «Л Кард» в научных исследованиях, направленных на повышение производительности сельскохозяйственной техники.  

В данной статье [1] представлен анализ результатов натурных испытаний плужных агрегатов на базе модульного тягового устройства (МТУ). Это устройство называется МДД‑100 и состоит из энергетического и технологического модулей.

Рисунок 1. Модульный тягач МДД‑100 (слева) и схема (справа) сил (Т₁, Т₀, Т₂), действующих на плуг, при различных вариантах расположения его центра сопротивления (точки D₁, D₀, D₂).

Физическим объектом авторских исследований был пахотный агрегат, состоящий из МДД‑100 (рисунок 1, слева) и навесного пятидонного плуга ПЛН‑5‑35 (справа). Этот пахотный агрегат сравнивали с другим, состоящим из трактора МТЗ‑892 и аналогичного навесного трехдонного плуга (ПЛН‑3‑35). Уровень энергонасыщения этого трактора был равен уровню энергонасыщения энергомодуля МДД‑100.

В работе рассмотрены две закономерности движения исследуемых пахотных агрегатов в полевых условиях: 1) правые колеса МДД‑100 находились в борозде; 2) правые колеса МДД‑100 находились вне борозды. Пахотный агрегат на базе МТЗ‑892 двигался по второй схеме.

В процессе исследования авторы измерили 8 параметров: 1) влажность почвы; 2) плотность почвы; 3) тяговое сопротивление плуга; 4) обороты колеса технологического модуля под тяговым усилием и без него; 5) ширина пахотного агрегата; 6) глубина вспашки; 7) расход топлива; 8) время прохода агрегата тестового участка.

Электрические сигналы от тензометрического элемента и герконового датчика оборотов колес модуля передавались на модуль E14‑140‑M, а затем на компьютер. Звено тензодатчика комплектуется фольговыми тензодатчиками KFG‑20‑120‑C1 (KYOWA), входящими в состав полного моста для измерения тягового сопротивления до 50 кН. Коэффициент тензодатчика тензорезисторов равен 2. Нормально-разомкнутые герконы серии МКА‑27101‑В имеют сопротивление 0,15 Ом и рассчитаны на ток до 0,5 А. Тензометрический элемент плуга формировал аналоговый сигнал, а герконовый датчик оборотов – импульс.

Проведённые эксперименты позволяют утверждать, что колебания глубины вспашки агрегата на базе обычного двухосного трактора выше, чем у пахотного агрегата на базе трехосного МТУ. Для объяснения этого результата авторы проанализировали конструктивные схемы пахотных агрегатов в продольной вертикальной плоскости (рисунок 2).

Рисунок 2. Конструктивные схемы пахотных агрегатов (А) на базе МДД‑100 и (В) на базе МТЗ‑892: 1 – энергомодуль и трёхточечная навеска трактора; 2 – трёхточечная навеска технологического модуля.

Проведенный авторами анализ показывает, что размещение центра сопротивления плуга на плоскости, пересекающей продольную ось симметрии трактора, не является оптимальным решением. Оптимальным вариантом использования МТУ МДД‑100 с плугом является его перемещение односторонними колесами по борозде. По сравнению с вариантом МДД‑100 с перемещением вне борозды, тяговое сопротивление плуга снижено на 12,0 %. Проскальзывание МТУ на 12,8 % меньше, а его удельный (на гектар) расход топлива меньше на 13,1 %. Перемещение плужного агрегата на базе МДД‑100 правыми колесами по борозде вызывает меньший разброс и меньшую частоту колебаний рабочей ширины плуга. По сравнению с трактором 4WD, использование МТУ 6WD в агрегате с плугом обеспечивает меньшие колебания глубины вспашки как по амплитуде, так и по частоте.

Разработчики:
В. Булгаков – Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины, г. Киев, Украина;
В. Надыкто – Таврический Государственный Агротехнологический университет, г. Мелитополь, Украина;
С. Иванов, И. Дукулис – Латвийский университет естественных наук и технологий, г. Елгава, Латвия.

Источники:

1. Bulgakov, Volodymyr & Nadykto, Volodymyr & Ivanovs, Semjons & Dukulis, Ilmars. (2021). Improving the performance of a ploughing tractor by means of an auxiliary carriage with motorized axle. Journal of Agricultural Engineering. 52. 10.4081/jae.2021.1109.
2. Исследование кинематического несоответствия ведущих колёс модульного тяглового устройства: [Электронный ресурс] // ООО «Л Кард». М,. 2021. URL: https://www.lcard.ru/portfolio/tractor (дата обращения: 23.11.2021).
3. Исследование предельного пути движения слоя почвы по отвалу плуга: [Электронный ресурс] // ООО «Л Кард». М,. 2021. URL: https://www.lcard.ru/portfolio/mouldboard (дата обращения: 23.11.2021).
4. Оценка производительности навесной свеклоуборочной машины для уборки биомассы: [Электронный ресурс] // ООО «Л Кард». М,. 2021. URL: https://www.lcard.ru/portfolio/sugar_beet (дата обращения: 23.11.2021).

Разработчик: Исследователи из университетов Украины и Латвии