Печать

PDF Скачать статью в pdf.

DOI: 10.15507/2658-4123.035.202503.370-392

EDN: https://elibrary.ru/nqoxup

УДК 631.372

 

Тягово-энергетические показатели движителей колесных мобильных энергетических средств сельскохозяйственного назначения

 

Кравченко Владимир Алексеевич
доктор технических наук, профессор, профессор кафедры техники и технологии пищевых производств Донского государственного технического университета (344003, Российская Федерация, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9152-5851, Scopus ID: 57204159481, SPIN-код: 9983-4293, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Кравченко Людмила Владимировна
доктор технических наук, доцент, заведующая кафедрой проектирования и технического сервиса наземных транспортно-технологических средств Донского государственного технического университета (344003, Российская Федерация, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9228-3313, Researcher ID: ABD-9790-2021, Scopus ID: 57204646125, SPIN-код: 9684-8955, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Журба Виктор Викторович
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры проектирования и технического сервиса наземных транспортно-технологических средств Донского государственного технического университета (344003, Российская Федерация, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1), ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6796-1824, Scopus ID: 57212377815, SPIN-код: 1453-5517, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Аннотация
Введение. Ключевой задачей, стоящей перед работниками сельского хозяйства в Российской Федерации, является обеспечение продовольственной безопасности страны на основе эффективного конкурентноспособного агропромышленного производства и успешное интегрирование в мировой рынок сельскохозяйственной продукции. В решении этой задачи особое место занимает техническое перевооружение агропромышленного комплекса путем оснащения его новой и модернизированной колесной мобильной сельскохозяйственной техникой с установленными движителями на пневматических шинах, что дает возможность получения большей мобильности и производительности.
Цель исследования. Установить зависимости энергетических показателей шины в общем случае качения колеса мобильного сельскохозяйственного средства.
Материалы и методы. При исследовании энергетических показателей ведущих пневматических колес мобильной техники нами использован теоретико-экспериментальный метод. В качестве объектов испытаний в полевых условиях на «шинном тестере» использовались серийно выпускаемые шины моделей Ф-81, ФД-12 и Ф-85, применяемые для комплектования ходовых систем тракторов пятого класса тяги.
Результаты исследования. В результате теоретических и экспериментальных исследований определили зависимости тягового коэффициента ведущих колес на пневматических шинах при работе в общем случае движения.
Обсуждение и заключение. В ходе аналитических и экспериментальных исследований, при общем виде движения ведущих пневматических колес мобильных энергетических средств пятого класса тяги, было установлено следующее: снижение тяговых свойств пневматических колес при их движении с уводом – даже при незначительных углах увода шины (1,5…2,5°) буксование увеличивается до 25 %; сопротивление самопередвижению ведущего пневматического колеса с увеличением угла бокового увода при качении с номинальной загрузкой больше как по величине, так и по темпу его роста, чем ведомого; потери мощности на буксование при качении колеса с шиной 30,5R-32 в ведущем режиме составляют 37…46 %, а на сопротивление самопередвижению – 54…63 % от всех затрат энергии. Результаты исследований необходимо учитывать при совершенствовании шин ходовых систем мобильных сельскохозяйственных агрегатов.

Ключевые слова: тягово-энергетические показатели, пневматическое колесо, режимы нагружения колеса, коэффициент полезного действия колеса, увод колеса, буксование колеса, сопротивление качению колеса

Благодарности: авторы выражают признательность анонимным рецензентам, объективные замечания которых способствовали повышению качества статьи.

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Для цитирования: Кравченко В.А., Кравченко Л.В., Журба В.В. Тягово-энергетические показатели движителей колесных мобильных энергетических средств сельскохозяйственного назначения. Инженерные технологии и системы. 2025;35(3):370–392. https://doi.org/10.15507/2658-4123.035.202503.370-392

Вклад авторов:
В. А. Кравченко – контроль, лидерство и наставничество в процессе планирования и проведения исследования; формулирование идеи исследования, целей и задач; разработка и проектирование методологии исследования; осуществление научно-исследовательского процесса, включая выполнение экспериментов и сбор данных.
Л. В. Кравченко – осуществление научно-исследовательского процесса, включая выполнение экспериментов и сбор данных; создание и подготовка рукописи: визуализация результатов исследования и полученных данных.
В. В. Журба – осуществление научно-исследовательского процесса, включая выполнение экспериментов и сбор данных; создание и подготовка рукописи: визуализация результатов исследования и полученных данных.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Поступила в редакцию 21.10.2024;
поступила после рецензирования 19.11.2024;
принята к публикации 27.11.2024

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

  1. Терновых К.С., Четверова К.С. Состояние и тенденции развития технической базы сельскохозяйственных предприятий. Intenational Agricultural Journal. 2022;65(6):25. https://doi.org/10.55186/25876740_2022_6_6_25
  2. Немцев А.Е., Вахрушев В.В., Деменок И.В. Обновление машинно-тракторного парка АПК Сибирского федерального округа. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2022;(55):220–222. URL: https://mechel.belal.by/jour/article/view/726 (дата обращения: 20.03.2025).
  3. Годжаев Т.З., Зубина В.А., Малахов И.С. Обоснование функциональных характеристик сельскохозяйственных мобильных энергетических средств в многокритериальной постановке. Тракторы и сельхозмашины. 2022;89(6):411–420. https://doi.org/10.17816/0321-4443-121325
  4. Драгуленко В.В. Харитонов В.В. Динамика качения колеса с пневматической шиной при переменной вертикальной нагрузке. Научный журнал КубГАУ. 2024;198(4):1–10. URL: https://ej.kubagro.ru/2024/04/pdf/08.pdf (дата обращения: 20.03.2025).
  5. Хафизов К.А., Хафизов Р.Н., Тюрин И.Ю., Левченко Г.В., Гамаюнов Д.В., Лушников А.А. Оптимальные параметры трактора и пахотного агрегата по различным критериям оптимизации. Аграрный научный журнал. 2023;(1):155–160. https://doi.org/10.28983/asj.y2023i1pp155-160
  6. Ovchinnikov A.S., Kuznetsov N.G., Nekhoroshev D.D., Gapich G.S., Nekhoroshev D.A., Fomin S.D., et al. Some Ways to Reduce the Dynamic Loads of Agricultural Machine-Tractor Aggregates. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2018;13(22):8776–8779. URL: https://www.arpnjournals.org/jeas/research_papers/rp_2018/jeas_1118_7388.pdf (дата обращения: 20.03.2025).
  7. Маршанин Е.В., Кузнецов Е.Е., Щитов С.В., Митрохина О.П., Кидяева Н.П., Ковалевский В.Н. Направления исследований для снижения силы сопротивления движению колесного энергетического средства. Аграрный научный журнал. 2023;(7):147–152. https://doi.org/10.28983/asj.y2023i7pp147-152
  8. Анисимов Н.Л. Методика рационального выбора комплекта пневматических шин для сельскохозяйственного трактора. Тракторы и сельхозмашины. 2022;89(6):421–429. https://doi.org/10.17816/0321-4443-109895
  9. Новиков В.В., Поздеев А.В., Еронтаев В.В., Чумаков Д.А., Колесов Н.М., Тимошин Н.В., и др. Экспериментальное определение боковой жесткости пневматического колеса трактора МТЗ-82 «БЕЛАРУС». Тракторы и сельхозмашины. 2023;90(2):123–132. https://doi.org/10.17816/0321-4443-280225
  10. Belyaev A.N., Shatsky V.P., Kozlov V.G., Trishina T.V., Vysotskaya I.A. Determination of Theoretical Path of Vehicle Motion upon Cornering. Journal of Applied Science and Engineering. 2022;25(5):893–899. https://doi.org/10.6180/jase.202210_25(5).0004
  11. Беляев А.Н., Шацкий В.П., Гулевский В.А., Тришина Т.В. Оценка бокового отклонения колесной машины от заданной траектории движения. Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2022;52(4):120–128. https://doi.org/10.26898/0370-8799-2022-4-13
  12. Беляев А.Н., Оробинский В.И., Гулевский В.А., Тришина Т.В., Высоцкая И.А. Боковые силы на колесах трактора при входе в поворот. Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2021;(2):29–38. https://doi.org/10.17238/issn2071-2243_2021_2_29
  13. Кравченко В.А., Меликов И.М. Оценка сопротивляемости уводу крупногабаритных шин движителей трактора тягового класса 5. Научный журнал КубГАУ. 2021;(169):191–204. https://elibrary.ru/gyfxgd
  14. Keller T., Sandin M., Colombi T., Horn R., Or D. Historical Increase in Agricultural Machinery Weights Enhanced Soil Stress Levels and Adversely Affected Soil Functioning. Soil and Tillage Research. 2019;194:104293. https://doi.org/10.1016/j.still.2019.104293
  15. Moinfar A., Shahgholi G., Gilandeh Yo.A., Kaveh M., Szymanek M. Investigating the Effect of the Tractor Driving System Type on Soil Compaction Using Different Methods of ANN, ANFIS and Step Wise Regression. Soil and Tillage Research. 2022;222:105444. https://doi.org/10.1016/j.still.2022.105444
  16. Mileusnić Z.I., Satjnikov E., Radojević R.L., Petrović D.V. Soil Compaction Due to Agricultural Machinery Impact. Journal of Terramechanics. 2022;100:51–60. https://doi.org/10.1016/j.jterra.2021.12.002
  17. Moinfar A., Shahgholi G., Abbaspour-Gilandeh Yo., Herrera-Miranda I., Hernández-Hernández J.L., Herrera-Miranda M.A. Investigating the Effect of the Tractor Drive System Type on Soil Behavior Under Tractor Tires. Agronomy. 2021;11(4):696. https://doi.org/10.3390/agronomy11040696
  18. Kravchenko V., Kravchenko L., Zhurba V., Senkevich S., Duryagina V. Reducing the Dynamic Loading of the Links of the Machine-Tractor Unit Aggregated by the Mobile Power Vehicle of the 1.4 Drawbar Category. In: Networked Control Systems for Connected and Automated Vehicles (16 November 2022). p. 2043–2052. https://doi.org/10.1007/978-3-031-11051-1_210
  19. Кравченко В.А. Результаты испытаний машинно-тракторного агрегата на базе трактора класса 1,4 с переменной вращающейся массой двигателя. Научный журнал КубГАУ. 2014;(99). URL: https://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/15.pdf (дата обращения: 20.03.2025).
  20. Nekhoroshev D.D., Nekhoroshev D.A., Konovalov P.V., Popov A.Yu. Research on Experimental Machine-Tractor Aggregates Equipped with Pneumatic Hydraulic Planetary Clutch at Roag Works. In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Mathematical Modeling of Technical and Economic Systems in Agriculture III-2020 (10–11 December 2020). https://doi.org/10.1088/1755-1315/786/1/012016
  21. Senkevich S., Bolshev V., Ilchenko E., Chakrabarti P., Jasiński M., Leonowicz Z., et al. Elastic Damping Mechanism Optimization by Indefinite Lagrange Multipliers. IEEE Access. 2021;9:71784–71804. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3078609
  22. Senkevich S., Kravchenko V., Lavrukhin P., Ivanov P., Senkevich A. Theoretical Study of the Effect of an Elastic-Damping Mechanism in the Tractor Transmission on a Machine-Tractor Unit Performance While Sowing. In: Handbook of Research on Smart Computing for Renewable Energy and Agro-Engineering. IGI Global Scientific Publishing, 2020. p. 423–463. https://doi.org/10.4018/978-1-7998-1216-6.ch017
  23. Kravchenko V., Kravchenko L. In the Transmission of the 1,4 Drawbar Category Mobile Power Vehicle on the Performance Indicators of Machine and Tractor Units. In: XV International Scientific Conference on Precision Agriculture and Agricultural Machinery Industry “State and Prospects for the Development of Agribusiness – INTERAGROMASH 2022”. 2022;363:03022. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202236303022
  24. Kuznetsov N.G., Shatokhin A.A., Nekhoroshev D.D., Fomin S.D., Nekhoroshev D.A. Mathematical Model Studying the Operation of a Machine-Tractor Unit with a Tractor “DT-175S” Wit an Elastic Element in the Linkage System. In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Conference on Engineering Studies and Cooperation in Global Agricultural Production (27–28 August 2020). 2021;659:012076. https://doi.org/10.1088/1755-1315/659/1/012076
  25. Беляев А.Н., Афоничев Д.Н., Тришина Т.В., Новиков А.Е., Шередекин П.В., Высоцкая И.А. Влияние жесткости навесной системы на устойчивость криволинейного движения машинно-тракторного агрегата. Наука в Центральной России. 2023;(2):115–126. https://doi.org/10.35887/2305-2538-2023-2-115-126
  26. Иовлев Г.А., Голдина И.И. Зависимость тяговых свойств трактора от типа соединения с сельскохозяйственной машиной. Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023;17(4):75–81. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2023-17-4-75-81
  27. Ленский А.В., Жешко А.А. Разработка алгоритма рационального комплектования машинно-тракторных агрегатов для основной обработки почвы. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2023;(1):56–62. https://mechel.belal.by/jour/article/viewFile/754/759
  28. Лавров А.В., Воронин В.А., Сидоров М.В., Пехальский И.А. Тяговый расчет модульного энерготехнологического средства с учетом кинематического несоответствия привода ведущих осей. Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022;16(2):30–36. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2022-16-2-30-36
  29. Moinfar A.M., Shahgholi G., Gilandeh Y.A., Gundoshmian T.M. The Effect of the Tractor Driving System on its Performance and Fuel Consumption. Energy. 2020;202:117803. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.117803
  30. Kim W.-S., Kim Yo.-J., Park S.-U., Kim Ye.-S. Influence of Soil Moisture Content on the Traction Performance of a 78-kW Agricultural Tractor During Plow Tillage. Soil and Tillage Research. 2021;207:104851. https://doi.org/10.1016/j.still.2020.104851
  31. Кравченко В.А., Меликов И.М., Кондра Б.А. Влияние габаритных размеров шин на тягово-сцепные и агротехнические показатели трактора тягового класса 5. Научный журнал КубГАУ. 2021;(166):53–67. https://dx.doi.org/10.21515/1990-4665-166-007
  32. Kravchenko V., Kravchenko L., Zhurba V. The Dependence of the Functional Parameters of a Tractor of Traction Class 1,4 as Part of a Cultivator Unit on the Type of Tire Model of Size 18,4r-38 on Propellers. In: XVI International Scientific and Practical Conference “State and Prospects for the Development of Agribusiness – INTERAGROMASH 2023”. 2023;413:02044. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202341302044
  33. Кравченко В.А., Кравченко Л.В. Аналитическое обоснование параметров внутреннего строения шин движителей мобильных энергетических средств тягового класса 1,4. Вестник аграрной науки Дона. 2023;16(1):17–28. https://elibrary.ru/qizbht
  34. Кравченко В.А., Кравченко Л.В., Меликов И.М. Эффективность сдваивания колес тракторов тягового класса 5. Вестник аграрной науки Дона. 2021;(1):4–12. https://elibrary.ru/vplbuu
  35. Ниткин А.А., Коцарь Ю.А., Кочегарова О.С. Повышение эффективности эксплуатации сельскохозяйственных тракторов на сдвоенных шинах. Аграрный научный журнал. 2021;(3):78–81. https://doi.org/10.28983/asj.y2021i3pp78-81
  36. Melikov I., Kravchenko V., Senkevich S., Hasanova E., Kravchenko L. Traction and Energy Efficiency Tests of Oligomeric Tires for Category 3 Tractors. In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. XII International Scientific Conference on Agricultural Machinery Industry (10–13 September 2019). 2019;403:012126. https://doi.org/10.1088/1755-1315/403/1/012126
  37. Магомедов Ф.М., Меликов И.М., Яровой В.Г., Кравченко В.А. Пневматическая шина для мобильного энергетического средства. Патент 2677817 Российская Федерация. 21 января 2019. URL: https://i.moscow/patents/ru2677817c1_20190121 (дата обращения: 20.03.2025).
  38. Кравченко В.А., Меликов И.М. Влияние бокового увода шин на тягово-энергетические показатели движителя трактора тягового класса 5. Научный журнал КубГАУ. 2021:170(6):211–222. URL: https://ej.kubagro.ru/2021/06/pdf/12.pdf (дата обращения: 20.03.2025).
  39. Кравченко В.А., Яровой В.Г., Пархоменко С.Г., Меликов И.М. Яровой А.В. Шинный тестер. Патент 2107275 Российская Федерация. 20 марта 1998. URL: https://clck.ru/3NbaeJ (дата обращения: 20.03.2025).

 

Лицензия Creative Commons
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

Подробности
Просмотров: 13