vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2021-15-2-33-40vimjour-425Research ArticleИННОВАЦИИINNOVATIONSМощность двигателя трактора, оснащенного технологическим модулемEngine Power Required When Using a Tractor with a Technology ModuleСидоровМ. В.SidorovM. V.

Максим Владимирович Сидоров, кандидат технических наук, доцент

г. Калуга

Maksim V. Sidorov, Ph.D.(Eng.), associate professor

Kaluga

ЛавровА. В.LavrovA. V.

Александр Владимирович Лавров, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник 

Москва

Aleksandr V. Lavrov, Ph.D.(Eng.), leading researcher

Moscow

vimlavrov@mail.ruВоронинВ. А.VoroninV. A.

Виктор Александрович Воронин, аспирант

г. Брянск

Virtor A. Voronin, post-graduate student

Bryansk

СидороваА. В.SidorovaA. V.

Анастасия Владимировна Сидорова, аспирант

г. Калуга

Anastasiia V. Sidorova, post-graduate student

Kaluga

Калужский филиал Российского государственного аграрного университета – МСХА имени К.А.ТимирязеваРоссияKaluga Branch of the Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian FederationФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian FederationБрянский государственный аграрный университет,РоссияBryansk State Agrarian UniversityRussian FederationКалужский филиал Московского государственного технического университета имени Н.Э. БауманаРоссияKaluga Branch of Bauman Moscow State Technical UniversityRussian Federation2021220620211523340Copyright © Сидоров М.В., Лавров А.В., Воронин В.А., Сидорова А.В., 20212021Сидоров М.В., Лавров А.В., Воронин В.А., Сидорова А.В.Sidorov M.V., Lavrov A.V., Voronin V.A., Sidorova A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/425

Отметили дефицит тракторов класса 2 и 3 в крестьянских хозяйствах. В качестве решения данной проблемы предложили разработать технологический модуль, позволяющий повысить универсальность тракторов класса 1,4 путем перевода их в более высокий тяговый класс. (Цель исследования) Обосновать номинальную эксплуатационную мощность двигателя для трактора с технологическим модулем. (Материалы и методы) Для расчета необходимой мощности предложили методику, учитывающую конструктивные особенности модульного построения машинно-тракторного агрегата. (Результаты и обсуждение) Показали, что для модульного энергосредства с колесной формулой 6К6 следует учитывать ряд дополнительных факторов, влияющих на точность расчета: во-первых, тягово-сцепные свойства трактора зависят от количества ведущих осей; во-вторых, буксование колес по отдельным осям неодинаково и обусловлено конструктивно заданным кинематическим несоответствием в их приводе; в-третьих, КПД трехосной трансмиссии можно определить только как суммарный показатель трех ветвей трансмиссии, то есть на привод передних и задних колес трактора и отдельно – на привод колес технологического модуля. Сравнили требуемую мощность двигателя при использовании трактора с балластом и с технологическим модулем. (Выводы) Определили, что для достижения предельной по сцеплению силы тяги на крюке при переходе в следующий более высокий класс тяги необходимо, чтобы трактор, к которому подсоединяется технологический модуль, обладал энергонасыщенностью 2,00-2,41 киловатта на килоньютон, что соответствует тракторам тягово-энергетической концепции, у которых мощность двигателя не может быть реализована через тягу. Выявили, что энергонасыщенность трактора с технологическим модулем будет равна 1,59-1,65 киловатта на килоньютон, что соответствует трактору тяговой концепции и позволяет реализовать заложенную мощность двигателя через тягу. 

A shortage of class 2 and class 3 tractors was observed in peasant farms. As a solution to this problem, it was proposed to develop a technological module that would increase the versatility of class 1.4 tractors by transferring them to a higher traction class. (Research purpose) The authors aimed to substantiate the nominal operating power of the engine for a tractor with a technological module. (Materials and methods) To calculate the required power, the authors proposed a method that takes into account the design features of the modular construction of a machine-tractor unit. (Results and discussion) The authors showed that for a modular power unit with a 6K6 wheel arrangement, it is necessary to consider a number of additional factors having an impact on the accuracy of the calculation: firstly, the tractor’s traction and coupling properties depend on the number of driving axles; secondly, the wheel slippage along individual axes is not the same and occurs due to a constructively conditioned kinematic discrepancy in their drive; thirdly, the three-axle transmission efficiency can be determined only as a total indicator of three transmission branches, that is, to drive the tractor front and rear wheels and, separately, to drive the wheels of the technological module. The authors compared the required engine power when using a tractor with ballast and that with a technological module.  (Conclusions) It was determined that in order to achieve the maximum traction force of adhesion on the hook when moving to the next higher traction class, it is necessary that the tractor, that the technological module is joint to, has the energy saturation of 2.00-2.41 kilowatts per kilonewton, which corresponds to traction and energy concept tractors whose engine power cannot be realized through traction. It was found that the power saturation of the tractor with the technological module will be equal to 1.59-1.65 kilowatts per kilonewton, which corresponds to the tractor of the traction concept and allows realizing the built-in engine power through traction.

тягово-энергетическая концепция тракторатрактор с балластомэнергетический модультехнологический модульмодульное энерготехнологическое средствоtraction and energy concept of a tractortractor with ballastenergy moduletechnological modulemodular power-processing meansmodular energy technology facilityReferencesГоджаев З.А., Бейлис В.М., Шевцов В.Г., Лавров А.В. Нормативы и прогнозирование потребности сельскохозяйственного производства в технике // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2020. Т. 67. N4(41). С. 151-158.Godzhaev Z.A., Beylis V.M., Shevtsov V.G., Lavrov A.V. Normativy i prognozirovanie potrebnosti sel’skokhozyaystvennogo proizvodstva v tekhnike [Norms and forecast of the agricultural production need for machinery]. Elektrotekhnologii i elektrooborudovanie v APK. 2020. Vol. 67. N4 (41). 151-158 (In Russian).Sidorov V.N., Voinash S.A., Ivanov A.A., Petrov S.A. Modular-Technological Scheme for Tractors of Traction Classes 1.4. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. Vol. 666. 042048.Sidorov V.N., Voinash S.A., Ivanov A.A., Petrov S.A. Modular-Technological Scheme for Tractors of Traction Classes 1.4. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. Vol. 666. 042048 (In English).Кутьков Г.М. Энергонасыщенность и классификация тракторов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2009. N5. С. 11-14.Kut’kov G.M. Energonasyshchennost’ i klassifikatsiya traktorov [Energy saturation and classification of tractors]. Traktory i sel’skohozyaystvennye mashiny. 2009. N5. 11-14 (In Russian).Кутьков Г.М. Развитие технической концепции трактора // Тракторы и сельхозмашины. 2019. N1. С. 27-35.Kut’kov G.M. Razvitie tekhnicheskoy kontseptsii traktora [The development of the technical concept of the tractor]. Traktory i sel’hozmashiny. 2019. N1. 27-35 (In Russian).Кутьков Г.М. Потенциальная производительность трактора // Тракторы и сельхозмашины. 2017. N5. С. 48-52Kut’kov G.M. Potentsial’naya proizvoditel’nost’ traktora [Potential productivity of the tractor]. Traktory i sel’hozmashi­ny. 2017. N5. 48-52 (In Russian).Шутенко В.В., Перевозчикова Н.В., Хорт Д.О. Сравнение эффективности использования балластных грузов и транспортно-технологических модулей для повышения тягово-сцепных свойств трактора // Инновации в сельском хозяйстве. 2019. N3(32). С. 162-168.Shutenko V.V., Perevozchikova N.V., Khort D.O. Sravnenie effektivnosti ispol’zovaniya ballastnykh gruzov i transportno-tekhnologicheskikh moduley dlya povysheniya tyagovo-­stsepnykh svoystv traktora [Comparison of the efficiency when using ballast weights and transport and technological modules to improve the traction and coupling properties of the tractor]. Innovatsii v sel’skom hozyaystve. 2019. N3(32). 162-168 (In Russian).Кутьков Г.М., Грибов И.В., Перевозчикова Н.В. Балластирование сельскохозяйственных тракторов // Тракторы и сельхозмашины. 2017. N9. С. 52-60.Kut’kov G.M., Gribov I.V., Perevozchikova N.V. Ballastirovanie sel’skohozyaystvennykh traktorov [Agricultural tractor ballasting]. Traktory i sel’khozmashiny. 2017. N9. 52-60 (In Russian).Лавров А.В., Сидоров М.В., Воронин В.А. Технологический модуль для крестьянских фермерских хозяйств // Сельский механизатор. 2021. N3. С. 5-7.Lavrov A.V., Sidorov M.V., Voronin V.A. Tekhnologicheskiy modul’ dlya krest’yanskikh fermerskikh hozyaystv [Technology module for peasant farms]. Sel’skiy mekhanizator. 2021. N3. 5-7 (In Russian).Сидоров М.В., Лавров А.В., Воронин В.А. Модульно-технологическая схема для тракторов тягового класса 1,4 // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2019. N4(37). С. 57-62.Sidorov M.V., Lavrov A.V., Voronin V.A. Modul’no-tekhnologicheskaya skhema dlya traktorov tyagovogo klassa 1,4 [Modular technological scheme for tractors of traction classes 1.4]. Elektrotekhnologii i elektrooborudovanie v APK. 2019. N4(37). 57-62 (In Russian).Лавров А.В., Шевцов В.Г., Зубина В.А., Русанов А.В. Обоснование требований на мобильное энергетическое средство класса 0,6-0,9 // Технический сервис машин. 2020. N3(140). С. 57-66.Lavrov A.V., Shevtsov V.G., Zubina V.A., Rusanov A.V. Obosnovanie trebovaniy na mobil’noe energeticheskoe sredstvo klassa 0,6-0,9 [Substantiation of the requirements for a mobile energy device of class 0.6-0.9]. Tekhnicheskiy servis ma­shin. 2020. N3(140). 57-66 (In Russian).Lavrov A., Smirnov I., Litvinov M. Justification of the construction of a self-propelled selection seeder with an intelligent seeding system. MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 224. 05011.Lavrov A., Smirnov I., Litvinov M. Justification of the construction of a self-propelled selection seeder with an intelligent seeding system. MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 224. 05011 (In English).Lavrov A., Shevtsov V., Sidorov M. Algorithm of adaptation results tractors tractive tests based on systems OECD and ISO. E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 126. 00035.Lavrov A., Shevtsov V., Sidorov M. Algorithm of adaptation results tractors tractive tests based on systems OECD and ISO. E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 126. 00035 (In English).Сидоров В.Н., Локтик О.В., Сидоров М.В. Повышение производительности машинно-тракторного агрегата применением промежуточного энергетического модуля // Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения. 2002. N1(1). С. 112-115.Sidorov V.N., Loktik O.V., Sidorov M.V. Povyshenie proizvoditel’nosti mashinno-traktornogo agregata primeneniem promezhutochnogo energeticheskogo modulya [Increasing the productivity of the machine-tractor unit by using an intermediate energy module]. Konstruirovanie, ispol’zovanie i nadezhnost’ mashin sel’skohozyaystvennogo naznacheniya. 2002. N1(1). 112115 (In Russian).Cидоров В.Н., Сидоров М.В., Кутьков Г.М. Расчет мощности двигателя и веса трактора тягово-энергетической концепции // Электронный журнал: Наука, техника и образование. 2016. N2(6). С. 37-46.Sidorov V.N., Sidorov M.V., Kut’kov G.M. Raschet moshchnosti dvigatelya i vesa traktora tyagovo-energeticheskoy kontseptsii [Calculation of engine power and weight of a towing power concept tractor]. Elektronnyy zhurnal: Nauka, tekhnika i obrazovanie. 2016. N2(6). 37-46 (In Russian).Грибов И.В., Перевозчикова Н.В. Мощность – основной показатель для трактора тягово-энергетической концепции // Техника и технологии АПК. 2017. N5. С. 18-21.Gribov I.V., Perevozchikova N.V. Moshchnost’ – osnovnoy pokazatel’ dlya traktora tyagovo-energeticheskoy kontseptsii [Power as the main indicator for a tractor of tractive force-and-output concept]. Tekhnika i tekhnologii APK. 2017. N5. 18-21 (In Russian).Кутьков Г.М. Исследования модульного энерготехнологического средства // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1989. N12. С. 3-9.Kut’kov G.M. Issledovaniya modul’nogo energotekhnolo­gicheskogo sredstva [Research into modular power-processing means]. Traktory i sel’skohozyaystvennye mashiny. 1989. N12. 3-9. (In Russian)Соловьев Р.Ю., Черанев С.В., Карякин С.Б., Коломейченко А.В., Грибов И.В. Актуальность разработки высокотехнологичных тракторов тяговых классов 0,6-2 // Техника и оборудование для села. 2019. N11(269). С. 14-17.Solov’ev R.Yu., Cheranev S.V., Karyakin S.B., Kolomeychenko A.V., Gribov I.V. Aktual’nost’ razrabotki vysokotekhnologichnykh traktorov tyagovykh klassov 0,6-2 [The relevance of developing of high-tech tractors of traction classes 0.6-2].Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2019. N11(269). 14-17 (In Russian).Кутьков Г.М. Тракторы и автомобили. Теория и технологические свойства. М.: КолосС. 2004. 505 с.Kut’kov G.M. Traktory i avtomobili. Teoriya i tekhnologicheskie svoystva [Tractors and cars. Theory and technological properties]. Moscow: KolosS. 2004. 505 (In Russian).Бережнов Н.Н., Аверичев Л.В. Обоснование энергонасыщенности колесного трактора по данным контрольного динамометрирования агрегата // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. N12. С. 76-81.Berezhnov N.N., Averichev L.V. Obosnovanie energonasy­shchennosti kolesnogo traktora po dannym kontrol’nogo dinamometrirovaniya agregata [Justification of power/ weight ratio of a wheel tractor on the basis of data of control dynamometer test of the aggregate]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2018. Vol. 32. N12. 76-81 (In Russian).Berezhnov N. Traction-speed properties of wheeled mobile power equipment for agricultural purposes. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 12th International Scientific Conference on Agricultural Machinery Industry, INTERAGROMASH. 2019. 012038.Berezhnov N. Traction-speed properties of wheeled mobile power equipment for agricultural purposes. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 12th International Scientific Conference on Agricultural Machinery Industry, INTERAGROMASH. 2019. 012038 (In English).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.