ВПЛИВ РОЗПОДІЛУ ВАГИ НА ВІСІ МІНІТРАКТОРА НА ЙОГО ТЯГОВІ ПОКАЗНИКИ ЗА ІМІТАЦІЙНИМИ ЦИКЛАМИ POWERMIX

В’ячеслав Юрійович Ткачов; Андрій Павлович Кожушко

doi:10.32782/msnau.2023.4.9

В’ячеслав Юрійович Ткачов https://orcid.org/0000-0003-4619-5758
Андрій Павлович Кожушко https://orcid.org/0000-0002-4725-5911

DOI: https://doi.org/10.32782/msnau.2023.4.9

Ключові слова: трактор, тягово-енергетичні показники, польова операція, розподіл ваги, випробувальні цикли, PowerMix, імітаційне моделювання.

Анотація

В умовах погіршення навколишнього середовища викидами та зменшенням запасів викопного палива в різних промислових галузях перспективним шляхом є переведення засобів на альтернативну чисту енергію. Такий розвиток спонукає до модернізації не тільки автомобільної, а й іншої спеціалізованої техніки, зокрема, колісних тракторів. В сільському господарстві використовуються трактори різних тягових класів для виконання тягових і транспортних робіт. Актуальним на сьогоднішній день є впровадження електроприводу на трактори малих тягових класів, які призначені для міжрядної обробки просапних культур, оранки легких ґрунтів в садах і теплицях, для роботи з косаркою, а також для дрібних транспортних робіт. Таке впровадження реалізується заміною двигуна внутрішнього згоряння на електричний привід, у зв’язку з цим виникає задача дотримання тягових властивостей трактора. Тому матеріал даної статі має за мету чисельний аналіз впливу розподілу ваги мінітрактора на його тягово-енергетичні показники. Реалізація окресленої мети відбувається за рахунок імітаційного чисельного експерименту тягових випробувальних циклів. При вирішенні поставленої мети використовується методика динамічних випробувань Німецького сільськогосподарського товариства DLG-PowerMix, яка налічує 12 етапів випробувань сільськогосподарського трактора на польових операціях при варійованому зовнішньому навантаженні. Результатом є обґрунтований підбір умовного розподілу загальної ваги мінітрактора з дотриманням максимальних середніх значень швидкості руху і ККД трактора, а також мінімального середнього значення буксування, як тих що доцільно впроваджувати в електротрактор. Практична значимість роботи полягає у наданні конкретних значень розподілу ваги на вісі мінітрактора при агрегатування плугом, культиватором, роторною фрезою та сінокосаркою, а також з урахуванням роботи машини для розкидання гною та машини для тюкування сіна. Науковою новизною роботи є встановлення взаємозв’язку між конструктивними параметрами мінітрактора та зміною тягово-енергетичних показників в ході виконання технологічний робіт, а саме між розподілом ваги трактора та швидкістю, ККД трактора та буксуванням коліс.

Посилання

1. Danylenko, V., Tkachov, V., Кozhushko, А. & Horbov, O. (2023). Obgruntuvannia konstruktsiinoho vyboru sylovoi ustanovky elektrotraktora [Justification of the design choice the electric tractor power plant]. Visnyk NTU ”KhPI”. Ser. : Avtomobile- ta traktorobuduvannia, № 2, pp. 43–51. (in Ukrainian). doi:10.20998/2078-6840.2023.2.05.
2. DLG Test Report database (2023). DLG Agriculture. Retrieved from: https://www.dlg.org/en/agriculture/tests/query-fortest-reports/.
3. Gade, C.R. & Wahab, R.S. (2023). Conceptual framework for modelling of an electric tractor and its performance analysis using a permanent magnet synchronous motor. Sustainability, Vol. 15 (19), 14391. doi:10.3390/su151914391.
4. Kalchenko, B., Rebrov, O., Mamontov, A., Kozhushko, A. & Yakunin, M. (2021). Dynamika rukhu kolisnykh traktoriv : monohrafiia [Dynamics of movement of wheeled tractors: monograph]. Kharkiv : Miroshnychenko O.A., 320 p. (in Ukrainian)
5. KhTZ-2511 and KhTZ-3510 tractors. Operating instructions (2005). Kharkiv Tractor Plant. Retrieved from: http://xtz.ua/files/pdf/2511.pdf.
6. Kozhushko, А., Danylenko, V. & Selevich, S. (2022). Analiz rozvytku transmisiinykh ustanovok suchasnykh kolisnykh traktoriv [Analysis in development of transmissions for modern wheeled tractors]. Visnyk NTU ”KhPI”. Ser. : Avtomobile- ta traktorobuduvannia, № 2, pp. 118–131. (in Ukrainian). doi:10.20998/2078-6840.2022.2.13.
7. Lebedev, A., Shevchenko, Y. & Kot, A. (2004). Balans potuzhnosti ta KKD traktornoho ahrehatu z pryvodom vid VVP aktyvnykh robochykh orhaniv silhospmashyn [Balance of power and efficiency of a tractor unit driven by the PTO of active working bodies of agricultural machines]. Visnyk KhNTUSH im. P. Vasylenka. Seriia: Tekhnichni nauky, № 107, т. 2. С. 154–161. (in Ukrainian)
8. Liu, M., Xu, L. & Zhou, Zh. (2016). Design of a Load Torque Based Control Strategy for Improving Electric Tractor Motor Energy Conversion Efficiency. Mathematical Problems in Engineering, Vol. 2016. doi:10.1155/2016/2548967.
9. Moreda, G.P., Muñoz-García, M.A. & Barreiro, P. (2016). High voltage electrification of tractor and agricultural machinery – A review. Energy Conversion and Management, vol. 115, pp. 117–131. doi:10.1016/j.enconman.2016.02.018.
10. Panov, I. M. & Vetokhyn, V.I. (2008). Fizychni osnovy mekhaniky gruntiv [Physical foundations of soil mechanics]. Kyiv : Fenyks, 266 p.
11. Rebrov, O. (2015). Identyfikatsiia silskohospodarskykh traktornykh shyn chyselnym metodom [Identification of agricultural tractor tires by numerical method]. Visnyk NTU ”KhPI”. Ser. : Matematychne modeliuvannia v tekhnitsi ta tekhnolohiiakh, № 6 (1115), pp. 114–121 (in Ukrainian).
12. Rebrov, O. (2021). Vybir parametriv shyn silskohospodarskykh traktoriv: monohrafiia [Selection of agricultural tractor tire parameters: monograph]. Kharkiv: Miroshnychenko O.A., 304 p. (in Ukrainian).
13. Rebrov, O., Kozhushko, A., Kalchenko, B., Mamontov, A., Zakovorotniy, A., Kalinin, E. & Holovina, E. (2020). Mathematical model of diesel engine characteristics for determining the performance of traction dynamics of wheel-type tractor. EUREKA: Physics and Engineering, № 4, P. 90 – 100. doi:10.21303/2461-4262.2020.001352.