Введення
Вреалізації стратегічного завдання підйому економіки найважливіша роль відводитьсясільському господарству. Головне завдання полягає в розвитку сільського господарства набазі інтенсифікації виробництва і його переозброєння, вдосконалення системуправління та господарського механізму. Для цього необхідно забезпечити надійнийвипуск нових і вдосконалення структури сільськогосподарських машин і знарядьвідповідно до передбаченої комплексною системою. В даний часнеобхідно знизити витрату палива і мастил тракторами і комбайнами.Організувати надійні поставки запчастин для всіх моделей тракторів ісільськогосподарських машин використовуються в сільському господарстві. Поліпшити інженернуслужбу в сільськогосподарських підприємствах.
Одниміз шляхів підвищення ефективності використання сільськогосподарських машинє підтримка робочої техніки в постійній готовності, що забезпечуєсвоєчасне проведення технічних обслуговувань і ремонту техніки.
Енергоємністьтехнологічних сільськогосподарських операцій в значній мірівизначається експлуатаційними властивостями машин і режимами роботимашинно-тракторних агрегатів (МТА). Як показує досвід експлуатаціїмашинно-тракторних агрегатів (МТА) в різних регіонах Російської Федераціїзростання енергонасиченості тракторів не дав пропорційного прироступродуктивності МТА і привів до збільшення витрати палива на одиницювиконаної роботи. Підвищення продуктивності МТА, при збільшенні потужностітракторного двигуна, вироблялося через збільшення тягового зусилля трактораі агрегатування широкозахватних сільськогосподарських машин, або череззбільшення робочої швидкості МТА, що супроводжувалося зростанням питомої витратипалива. Авторами зроблений висновок про недоцільність підвищенняпродуктивності МТА шляхом збільшення тягового зусилля трактора і його робочоїшвидкості, які супроводжуються збільшенням маси трактора інедовикористанням потужності двигуна, встановленої заводом виробником.
Збільшення масисільськогосподарських тракторів призвело до підвищення витрати енергії як на їхсамоперемещеніе, так і на додаткове розпушування грунту в зв'язку з їїущільненням. У теж час, зростання робочих швидкостей МТА привів до різкого збільшенняпитомого опору сільськогосподарських машин, зменшенню величинимаксимального значення тягового ККД і до збільшення ступеня нерівномірностімоменту опору на вході в двигун, що в свою чергу викликало падінняпотужності двигуна в експлуатації до 20% від встановленої заводомвиготовлювачем.
На основірозроблених теоретичних положень професора Г.М. Кутькова і його активноїпідтримки, авторами роботи розглянуто альтернативний напрям розвиткутракторо-і сільськогосподарського машинобудування, який обгрунтовує необхідністьзаміни трактора-тягача, при підвищенні його енергоначищенності, на трактортягово-енергетичної концепції та створення на його основі тягово-приводнихмашинно-тракторних агрегатів. У таких агрегатах протиріччя між необхідністюзниження ваги трактора і збереженням тягово-зчіпних властивостей усуваються за рахуноквикористання в якості зчіпного не тільки ваги трактора, але й ваги всьогоагрегату, включаючи його технологічну частину. "Надлишкова" потужністьдвигуна, яка не може бути реалізована через ходову системуенергонасиченого трактора-тягача, в тягово-приводному МТА передається опорнимколесам зчіпки, сільськогосподарської машини, або її робочих органів.
На основі проведеногоавторами аналізу можливих варіантів формування МТА на базі тракторівтягово-енергетичної концепції виділені два напрямки використання"Надлишкової" потужності тракторного двигуна.
Перше - зменшеннятягового опору сільгоспмашин з пасивними робочими органами застосуваннямактивних робочих органів, а також заміною приводу робочих органів від ходовихколіс сільгоспмашини на загальний привід від тракторного двигуна. Це дозволяє притієї ж тягової потужності і робочої швидкості трактора збільшити ширину захватуодно-операційної сільськогосподарської машини, або сформувати комбінованийагрегат, здатний виконувати одночасно не одну, а кілька технологічнихоперацій одночасно, що забезпечує зниження питомої енергоємності робіт.
Друге - використовувати"Надлишкову" потужність для приводу рушіїв сільгоспмашин,проміжних тягово-причіпних модулів або опорних ведучих коліссільськогосподарської машини. У цьому випадку використовується вся маса агрегату длястворення тягового зусилля і за рахунок цього відбувається збільшення продуктивностіз одночасним розосередженням зчіпну маси по рушіїв, що дозволяєзнизити питому енергоємність робіт з одночасним зниженням ущільненнягрунту, особливо в підорного горизонті.
У даній роботінаведено результати досліджень з вишукування шляхів і методів формуванняенергозберігаючих тягово-приводних агрегатів на базі тракторів класу 1,4 ... 2 зномінальною силою тяги 14 ... 20 кН і обгрунтуванню оптимальних конструктивнихпараметрів і навантажувальних режимів МТА при виконанні основних технологічнихоперацій. Клас тракторів 1,4 з номінальним тяговим зусилля 14 кН переважає вНині за кількістю використовуваних в сільськогосподарських колективнихі особливо фермерських підприємствах Російської Федерації і країн СНД.Актуальність дослідження пов'язана також з нарощуванням в Росії парку тракторівкласу 2 і передумовами використання з ними частково незатребуваним паркусільськогосподарських машин, призначених для тракторів класу 3.Формування та застосування тягово-приводних агрегатів на базі енергонасиченихтракторів класів 1,4 ... 2, дозволить використовувати перспективні комбіновані іуніверсальні широкозахватні сільськогосподарські машини та агрегати, в томучислі призначених для тракторів класу 3.
1. Обгрунтування тягово-енергетичноїконцепції трактора
1.1 Дослідження шляхівпідвищення продуктивності сільськогосподарських машинно-тракторних агрегатів
Проведеніавторами дослідження шляхів підвищення продуктивності сільськогосподарськихмашинно-тракторних агрегатів дозволило вивчити причини відставання роступродуктивності агрегатів від зростання потужності тракторних двигунів. Основнеувагу приділено теоретичним вишукуванням для підходу до розробкифундаментальних засад удосконалення МТА. На основі аналізу потенційноїтягової характеристики трактора (залежність тягової потужності трактора від йоготягового зусилля) зроблено висновок про те, що режиму роботи трактора примаксимальної тягової потужності відповідають певні значення тягового зусилляі дійсної швидкості руху, які взаємопов'язані. Тому,по відомій практиці, зростаючу тягову потужність трактора тягача, припідвищенні його енергонасиченості, можна реалізувати збільшенням тягового зусиллятрактора для агрегатування широкозахватних сільськогосподарських машин або дляприскорення руху МТА.
У першому випадку вдаєтьсяпідвищити продуктивність МТА, але з умовою збереження оптимальногокоефіцієнта зчеплення, щосупроводжується збільшенням зчіпного ваги.Однак збільшення маси сільськогосподарського трактора підвищує витрату енергіїна його переміщення, який вже сьогодні складає, по окремих джерелах, до40% номінальної потужності двигуна. При цьому темп приросту продуктивностіМТА за рахунок збільшення ширини захвату агрегату відстає від темпу збільшенняпотужності
Наприклад,при збільшенні потужності двигуна трактора Т-150М в порівнянні з трактором Т-150на 26,5%, продуктивність МТА (при постійної робочої швидкості) зрослатільки на 15 ... 18% (в залежності від технологічної операції). При цьому масатрактора збільшилася на 12%.
Наслідкомзбільшення маси трактора є ущільнення грунту, в тому числі і впідорного шарі, на величину якого впливає не тільки питомийтиск рушіїв, але і загальна маса трактора. Це не лише суттєвопорушує фізико-механічні якості грунту і призводить до зниження врожайностісільськогосподарських культур від 5 до 50%, але і збільшує енерговитрати надодаткове розпушування грунту.
Томуавтори прийшли до думки, що збільшення тягового зусилля трактора, з т...
