vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2022-16-1-19-26vimjour-454Research ArticleТЕХНИКА ДЛЯ РАСТЕНИЕВОДСТВАMACHINERY FOR PLANT GROWINGИсследование сепарирующей системы с использованием теплоты отработавших газов двигателя свеклоуборочного комбайнаStudy of an Exhaust Gas Heat Separation System for the Beet HarvesterДороховА. С.DorokhovA. S.

Алексей Семенович Дорохов, доктор технических наук, член-корреспондент Российской академии наук, главный научный сотрудник

Москва

Alexey S. Dorokhov, Dr.Sc.(Eng), corresponding member of Russian Academy of Sciences, chief researcher

Moscow

АксеновА. Г.AksenovА. G.

Александр Геннадьевич Аксенов, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник

Москва

Alexander G. Aksenov, Ph.D.(Eng.), leading researcher

Moscow

СибиревА. В.SibirevA. V.

Алексей Викторович Сибирев, доктор технических наук, старший научный сотрудник

Москва

Alexey V. Sibirev, Dr.Sc.(Eng), senior researcher

Moscow

МосяковМ. А.MosyakovM. A.

Максим Александрович Мосяков, кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Москва

Maksim A. Mosyakov, Ph.D.(Eng.), senior researcher

Moscow

СазоновН. В.SazonovN. V.

Николай Викторович Сазонов, младший научный сотрудник

Москва

Nikolay V. Sazonov, junior researcher

Moscow

Sazonov_Nikolay@mail.ruФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian Federation2022180320221611926Copyright © Дорохов А.С., Аксенов А.Г., Сибирев А.В., Мосяков М.А., Сазонов Н.В., 20222022Дорохов А.С., Аксенов А.Г., Сибирев А.В., Мосяков М.А., Сазонов Н.В.Dorokhov A.S., Aksenov А.G., Sibirev A.V., Mosyakov M.A., Sazonov N.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/454

Отметили, что повышенная влажность почвы ухудшает качество уборки корнеплодов из-за снижения полноты сепарации. Чтобы повысить сепарирующую способность щелевых устройств для очистки корнеплодов, предложили усовершенствовать обогрев сепарирующей поверхности горячим выхлопным газом. (Цель исследований) Оптимизировать конструктивно-технологические параметры сепарирующего устройства с использованием теплоты отработавших газов силовой установки машины для уборки сахарной свеклы. (Материалы и методы) В Федеральном научном агроинженерном центре ВИМ разработали сепарирующую систему машины для уборки корнеплодов и картофеля в условиях повышенной влажности с использованием теплоты отработавших газов силовой установки. Качество очистки сепарирующей системы самоходного комбайна для уборки сахарной свеклы определяли при последовательном нагружении двигателя от 0 до 100 процентов номинальной мощности. Измеряли температуру отработавших газов с учетом изменения нагрузки двигателя и его эффективной мощности. (Результаты и обсуждение) Выявили повышение полноты сепарации вороха корнеплодов с 96,0 до 98,8 процентов при 26-32-процентной влажности почвы благодаря сепарирующей системе в виде очистительной звезды, где используется теплота отработавших газов двигателя. Установили оптимальные значения рассматриваемых факторов: частота вращения сепарирующей звезды 21,8 оборота в минуту, расстояние между сепарирующей звездой и дефлектором – 128,4 миллиметра. (Выводы) Определили, что качественное выполнение технологического процесса уборки корнеплодов в условиях повышенной влажности почвы с полнотой сепарации 97 процентов возможно при оптимизации конструктивно-технологических параметров сепарирующего устройства: при частоте вращения сепарирующей звезды 20-22 оборотов в минуту и расстоянии между сепарирующей звездой и дефлектором 120-140 миллиметров. Отметили перспективность разработки данной системы и необходимость теоретических и экспериментальных исследований по совершенствованию конструкции и технологического процесса работы сепарирующей системы уборочных машин.

It was noted that increased soil moisture worsens the quality of harvesting root crops due to a decrease in the completeness of separation. To increase the separating capacity of a slotted cleaner for root crops, it was proposed to improve the heating of the separating surface with hot exhaust gas. (Research purpose) To optimize the design and technological parameters of an exhaust gas heat separation system of the sugar beet harvester power plant. (Materials and methods) Federal Scientific Agroengineering Center VIM developed an exhaust gas heat separation system for harvesting root crops and potatoes in high moisture conditions using the heat of the harvester power plant exhaust gases. The cleaning quality of the separating system of a self-propelled sugar beet harvester was determined under the gradual engine load from 0 to 100 percent of the nominal rated power. The temperature of the exhaust gases was measured with the assumption of changes in the engine load and its effective power. (Results and discussion) The experiment revealed an increase in the completeness of the separation of a root crops heap from 96.0 to 98.8 percent at 26-32 percent soil moisture due to the separation system in the form of a cleaning star, which uses the heat of the engine exhaust gases. The established optimal values of the factors under consideration are as follows: the separating star rotation rate is 21.8 revolutions per minute, the distance between the separating star and the deflector is 128.4 millimeters. (Conclusions) It was determined that the high quality of the technological process of root crops harvesting in high soil moisture conditions ensuring a 97-percent separation efficiency is possible if optimize the separating device design and technological parameters and maintain the separating star rotation rate at 20-22 revolutions per minute and the distance between the separating star and the deflector within 120-140 millimeters. The authors noted the prospects of developing this system and the need for theoretical and experimental studies to improve the design and technological process of the harvester separating system.

уборка корнеплодовсвеклоуборочный комбайнсепарирующая системасепарирующая звездаотработавшие газыroot crops harvestingbeet harvesterseparating systemseparating starexhaust gasesРабота выполнена в рамках стипендии Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых СП-1004.2021.1.ReferencesПротасов А.А. Функциональный подход к созданию лукоуборочной машины // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина. 2011. N2 (47). С. 37-43.. Protasov A.A. Funktsional'nyy podkhod k sozdaniyu luko­uborochnoy mashiny [Functional approach to onion harvester designing]. Vestnik Federal'nogo gosudarstvennogo obrazovatel'nogo uchrezhdeniya vysshego professional'nogo obrazovaniya Moskovskiy gosudarstvennyy agroinzhenernyy universitet im. V.P. Goryachkina. 2011. N2 (47). 37-43 (In Russian).Колпаков, В. Е., Шкорлаков Р. В. Исследования зависимости температуры выпускных газов от мощностных режимов автотракторных дизелей // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2014. N35. С. 289-294.Kolpakov V.E., Shkorlakov R.V. Issledovaniya zavisimosti temperatury vypusknykh gazov ot moshchnostnykh rezhimov avtotraktornykh dizeley [Studies of the exhaust gases temperature dependence on the power modes of autotractor diesel engines]. Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2014. N35. 289-294 (In Russian).Dorokhov A.S., Sibirev A.V., Aksenov A.G. Dynamic systems modeling using artificial neural networks for agricultural machines. INMATEH – Agricultural Engineering. 2019. 2(58). 63-75.Dorokhov A.S., Sibirev A.V., Aksenov A.G. Dynamic systems modeling using artificial neural networks for agricultural machines. INMATEH – Agricultural Engineering. 2019. 2(58). 63-75 (In English).Сорокин А.А. Теория и расчет картофелеуборочных машин: Монография. М.: ВИМ. 2006. 159 с.Sorokin A.A. Teoriya i raschet kartofeleuborochnykh ma­shin. Monografiya. [Theory and calculation of potato harvesters: Monograph]. Moscow; VIM. 2006. 159 (In Russian).Измайлов А.Ю., Лобачевский Я.П., Дорохов А.С., Сибирев А.В., Крючков В.А., Сазонов Н.В. Современные технологии и техника для сельского хозяйства – тенденции выставки Аgritechnika 2019 // Тракторы и сельхозмашины. 2020. N6. С. 28-40.Izmaylov A.Yu., Lobachevskiy Ya.P., Dorokhov A.S., Sibirev A.V., Kryuchkov V.A., Sazonov N.V. Sovremennye tekhnologii i tekhnika dlya sel'skogo hozyaystva – tendentsii vystavki Agritechnika 2019 [Modern agriculture technologies and equipment – trends of an agritechnika 2019 exhibition]. Traktory i sel'khozmashiny. 2020. N6. 28-40 (In Russian).Костенко М.Ю., Костенко Н.А. Вероятностная оценка сепарирующей способности элеватора картофелеуборочной машины // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2009. N2. С. 4.Kostenko M.Yu., Kostenko N.A. Veroyatnostnaya otsenka separiruyushchey sposobnosti elevatora kartofeleuborochnoy mashiny [Probabilistic assessment of the potato harvester elevator’s separating capacity]. Mekhanizatsiya i elektrifikatsiya sel'skogo hozyaystva. 2009. N2. 4 (In Russian).Краснощеков Н.В. Агроинженерная стратегия: от механизации сельского хозяйства к его интеллектуализации // Тракторы и сельхозмашины. 2010. N8. С. 5–7.Krasnoshchekov N.V. Agroinzhenernaya strategiya: ot mekhanizatsii sel'skogo hozyaystva k ego intellektualizatsii [Agroengineering strategy: from mechanization of agriculture to its intellectualization]. Traktory i sel'khozmashiny. 2010. N8. 5-7 (In Russian).Камалетдинов Р.Р. Объектно-ориентированное имитационное моделирование в среде теории информации (информационное моделирование) // Известия Международной академии аграрного образования. 2012. Т. 1. N14. С. 186-194.Kamaletdinov R.R. Obektno-orientirovannoe imitatsionnoe modelirovanie v srede teorii informatsii (informatsionnoe modelirovanie) [Object-oriented imitating modeling in the environment of the information theory (information modeling)]. Izvestiya Mezhdunarodnoy akademii agrarnogo obrazovaniya. 2012. Vol. 1. N14. 186-194 (In Russian).Рейнгарт Э.С., Сорокин А.А., Пономарев А.Г. Унифицированные картофелеуборочные машины нового поколения // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2006. N10. С. 3-5.Reyngart E.S., Sorokin A.A., Ponomarev A.G. Unifitsirovannye kartofeleuborochnye mashiny novogo pokoleniya [New generation unified potato harvesters]. Traktory i sel'sko­khozyaystvennye mashiny. 2006. N10. 3-5 (In Russian).Hevko R.B., Tkachenko I.G., Synii S.V. Development of design and investigation of operation processes of small-scale root crop and potato harvesters. INMATEH – Agricultural engineering. 2016. 49. 2. 53-60.Hevko R.B., Tkachenko I.G., Synii S.V. Development of design and investigation of operation processes of small-scale root crop and potato harvesters. INMATEH – Agricultural engineering. 2016. 49. 2. 53-60 (In English).Дорохов А.С. Аксенов А.Г., Сибирев А.В., Мосяков М.А, Сазонов Н.В. Теоретические предпосылки повышения сепарирующей системы машины для уборки корнеплодов тепловой энергией системы отработавших газов // Вестник Казанского ГАУ. 2021. N1(61). С. 71-77.Dorokhov A.S., Aksenov A.G., Sibirev A.V., Mosyakov M.A., Sazonov N.V. Teoreticheskie predposylki povysheniya separiruyushchey sistemy mashiny dlya uborki korne­plo­dov teplovoy energiey sistemy otrabotavshikh gazov [Theoretical background of increasing the separating system of a root harvesting machine with thermal energy of the exhaust gas system]. Vestnik Kazanskogo GAU. 2021. N1(61). 71-77 (In Russian).Уханов А.П., Уханов Д.А., Адгамов И.Ф. Теоретический анализ энергозатрат машинно-тракторного агрегата при работе на дизельном смесевом топливе // Нива Поволжья. 2015. N1(34). С. 66-71.Ukhanov A.P., Ukhanov D.A., Adgamov I.F. Teoreticheskiy analiz energozatrat mashinno-traktornogo agregata pri rabote na dizel'nom smesevom toplive [Theoretical analysis of energy consumption of machine-tractor unit when running on diesel-mixed fuel]. Niva Povolzh'ya. 2015. N1(34). 66-71 (In Russian).Бейлис В.М., Ценч Ю.С., Коротченя В.М. и др. Тенденции развития прогрессивных машинных технологий и техники в сельскохозяйственном производстве // Вестник ВИЭСХ. 2018. N4(33). С. 150-156.Beylis V.M., Tsench Yu.S., Korotchenya V.M., et al. Tendentsii razvitiya progressivnykh mashinnykh tekhnologiy i tekhniki v sel'skokhozyaystvennom proizvodstve [Trends in the development of advanced machine technologies and techniques in agricultural production].Vestnik VIESH. 2018. N4(33). 150-156 (In Russian).Калинин А.Б. Теплинский И.З., Кудрявцев П.П. Оценки параметров почвенного состояния при выполнении технологических процессов возделывания картофеля по интенсивной технологии // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2015. N38. С. 288-293.Kalinin A.B. Teplinskiy I.Z., Kudryavtsev P.P. Otsenki parametrov pochvennogo sostoyaniya pri vypolnenii tekhnolo­gicheskikh protsessov vozdelyvaniya kartofelya po intensivnoy tekhnologii [Parameter estimation of soil state in the implementation of technological processes in the cultivation of potatoes on intensive technology]. Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2015. N38. 288-293 (In Russian) .Пахомов В.И., Каун В.Д., Красюков К.В. Теоретические основы сушки сельскохозяйственных материалов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2011. N8. С. 2-4.Pakhomov V.I., Kaun V.D., Krasyukov K.V. Teoreticheskie osnovy sushki sel'skokhozyaystvennykh materialov [Theoretical foundations of drying agricultural materials]. Mekhanizatsiya i elektrifikatsiya sel'skogo hozyaystva. 2011. N8. 2-4 (In Russian).Зыкин Е.С., Курдюмов В.И., Субаева А.К. Перспективы развития парка сельскохозяйственной техники в современных условиях // Современные проблемы науки и образования. 2015. N1-1. С. 772.Zykin E.S., Kurdyumov V.I., Subaeva A.K. Perspektivy razvitiya parka sel'skokhozyaystvennoy tekhniki v sovremennykh usloviyakh [Prospects of development of agricultural equipment in modern conditions]. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2015. N1-1. 772 (In Russian).Евтехов Д.В., Безносюк Р.В., Кодиров С.Т. и др. Исследование эксплуатационных показателей картофелеуборочных машин с модернизированными рабочими органами // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. 2021. N1(49). С. 112-119.Evtekhov D.V., Beznosyuk R.V., Kodirov S.T., et al. Issledovanie ekspluatatsionnykh pokazateley kartofeleuborochnykh mashin s modernizirovannymi rabochimi organami [Study of performance indicators of potato harvesting machines with modernized working bodies]. Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta im. P.A. Kostycheva. 2021. N1(49). 112-119 (In Russian).Овчинников Е.В., Федоткин Р.С., Уютов С.Ю., Крючков В.А. Комбинированная силовая установка с улучшенными экологическими показателями // Экология промышленного производства. 2021. N2(114). С. 44-47.Ovchinnikov E.V., Fedotkin R.S., Uyutov S.Yu., Kryuchkov V.A. Kombinirovannaya silovaya ustanovka s uluchshennymi ekologicheskimi pokazatelyami [Combined power plant with improved environmental performance]. Ekologiya promyshlennogo proizvodstva. 2021. N2(114). 44-47 (In Russian).

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