Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Особенности ведения земледелия в Алтайском крае 10
1.2. Роль обработки почвы при возделывании зерновых культур 14
1.3. Анализ эффективности систем основной обработки почвы 18
1.4. Предпосевная обработка почвы и посев зерновых культур 29
1,5,Особенности эксплуатации машинно-тракторных агрегатов и методы оценки их показателей 37
1.4. Выводы и задачи исследований 48
2 ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ МТА
2.1. Задачи теоретических исследований 50
2.2. Взаимосвязь элементов системы «почва- орудие- трактор» в эксплуатации 51
2.3. Определение математических ожиданий выходных показателей двигателя и трактора по отдельным передачам 58
2.4. Оценка обобщенных эксплуатационных показателей двигателя и трактора на совокупности рабочих передач 64
2.5. Моделирование показателей работы почвообрабатывающих агрегатов в эксплуатации 68
2.6 Обоснование критерия эффективности использования МТА 76
2.7. Выводы по главе 81
З РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ МТА ПРИ ОБРАБОТКЕ ПОЧВЫ
3.1. Определение рациональных и допускаемых нагрузочных режимов...
работы трактора по передачам в составе МТА 83
3.2. Влияние характеристик внешних воздействий на выходные показатели трактора 88
3.3. Зависимость эксплуатационных показателей трактора от количества рабочих передач и их структуры 93
3.4. Оценка влияния уровня эксплуатационной мощности двигателя и массы трактора на эффективность использования почвообрабатывающих агрегатов 95
3.5. Обоснование рациональных параметров моторно-трансмиссионной установки трактора 101
3.6. Обоснование параметров, составов и режимов работы почвобрабатывающих и посевных агрегатов 104
3.7. Выводы по главе ПО
4. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКИ ОПЫТНЫХ ДАННЫХ
4.1. Цель и задачи экспериментальных исследований 112
4.2. Методы регистрации и измерения показателей исследуемых процессов 114
4.3. Оценка вероятностно-статистических характеристик и взаимосвязей эксплуатационных показателей трактора 121
4.4. Сравнительная оценка результатов теоретических исследований и экспериментальных данных 124
4.4.1.Проверка адекватности математической модели расчета теоретической эксплуатационной тяговой характеристики трактора на отдельной рабочей передаче 124
4.4.2.Проверка адекватности математической модели расчета обобщенной вероятностно - статистической тяговой характеристики трактора на совокупности рабочих передач 127
4.5. Методика экспериментов по оценке изменчивости обрабатываемой среды, агротехнических и энергетических показателей МТА при воздействии на почву 129
4.6. Энергетическая и агротехническая оценка эффективности применения перспективных тракторов ОАО «Алттрак» при различных приемах основной обработки почвы 132
4.7. Влияние приемов основной обработки почвы на структуру урожая пшеницы 135
4.8.Комплексная оценка эффективности почвообработки при различных скоростных и нагрузочных режимах работы МТА 136
4.9.Сравнительный анализ использования тракторов общего назначения в составе МТА на основной плоскорезной обработке почвы 138
4.10.Оценка влияния вида рабочих органов плоскорезов - глубокорыхлителей и режимов обработки почвы на энергетические, агротехнические показатели и урожай 140
4.11.Исследование составляющих урожая пшеницы при различных параметрах и режимах работы почвообрабатывающих и посевных агрегатов 142
4.12. Анализ энергоемкости процесса обработки почвы и составляющих урожая пшеницы при уплотнении почвы движителями тракторов 143
4.13. Методика проведения экспериментальных исследований почвообрабатывающего посевного комплекса ППК-12,4 145
4.13.1. Энергетическая и агротехническая оценка агрегата К-701+ППК-12,4 при различных режимах эксплуатации 146
4.13.2. Закладка полевого опыта по оценке влияния вариантов комплектования ППК-12,4 и способов посева на структуру урожая пшеницы 147
4.14.Выводы по главе 149
5 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Влияние скоростных и нагрузочных режимов работы трактора на характер и структуру статистических взаимосвязей эксплуатационных показателей 150
5.2. Анализ результатов тормозных и тяговых испытаний трактора в сравнении с расчетными по модели 162
5.2.1.Оценка выходных показателей трактора на отдельной рабочей передаче 162
5.2.2.Определение эксплуатационных показателей трактора на совокупности рабочих передач 167
5.3. Влияние основных эксплуатационных факторов на энергозатраты при обработке почвы МТА 168
5.3.1.Взаимосвязь твердости, плотности и влажности почвы при различных режимах обработки 168
5.3.2.3ависимость удельного тягового сопротивления пахотного агрегата от почвенного агрофона и режимов работы 171
5.3.3.Оценка топливной экономичности плоскорезных агрегатов при различных режимах работы 173
5.3.4.Влияние скоростных и нагрузочных режимов работы МТА на структуру энергозатрат при обработке почвы 176
5.4.Результахы сравнительных испытаний тракторов ОАО «Алттрак» на основной обработке почвы 179
5.4.1.Отвальная вспашка 179
5.4.2.Основная плоскорезная обработка почвы 184
5.4.3.Мелкая плоскорезная обработка 187
5.5.Влияние приемов обработки на агрофизические свойства почвы и урожай 190
5.6.Формирование урожая пшеницы при различных приемах основной обработки почвы 194
5.6.1.Плоскорезная обработка почвы и культивация 194
5.6.2.Отвальная вспашка со щелеванием и без 201
5.6.3.Плоскорезная обработка почвы рабочими органами различной конструкции 204
5.7.Влияние рабочей скорости движения и глубины основной плоскорезной обработки почвы на энергетические, агротехнические показатели и урожай 206
5.7.1.Изменение твердости и влажности почвы при различных режимах обработки почвы 206
5.7.2. Формирование урожая пшеницы при воздействии МТАна почву 211
5.8.Оценка влияния параметров и режимов работы плоскорезных МТА на агрофизические свойства почвы и урожай 216
5.8.1.Энергетическая и агротехническая оценка МТА 216
5.8.2.Взаимосвязь агротехнических показателей почвообработки и урожайности пшеницы 220
5.9.Сравнительный анализ эффективности применения различных органов плоскорезов глубокорыхлителей в составе МТА 223
5.9.1.Корреляционный анализ показателей обработки почвы 223
5.9.2.Энергетическая оценка различных типов рабочих органов плоскорезов - глубокорыхлителей 225
5.9.3.Анализ показателей качества обработки почвы 227
5.9.4.Оценка агрофизических свойств почвы и урожайности 231
5.10.Зависимость составляющих урожая пшеницы от параметров и режимов работы почвообрабатывающих и посевных агрегатов 238
5.11.Влияние уплотнения почвы движителями тракторов на тяговое сопротивление МТА , агрофизические свойства почвы и урожай 242
5.12.Влияние скоростных и нагрузочных режимов работы агрегата К-701+ППК-12,4 на выходные показатели 244
5.12.1. Статистики глубины обработки почвы и гребнистости поверхности почвы после обработки 244
5.12.2. Производительность и топливную экономичность 248
5.13. Влияние уплотняющего воздействия движителей агрегата на почву, вариантов комплектования ПГЖ-12,4 и способов посева на структуру урожая пшеницы 251
5.13.1. Изменение плотности, твердости и влажности почвы при воздействии движителей агрегатов 251
5.13.2. Зависимость агрегатного состава почвы от уплотняющего воздействия МТА 256
5.13.3. Формирование урожая пшеницы по следу движителей агрегатов и вне 259
5.13.4. Оценка агротехнических показателей обработки почвы и структуры урожая пшеницы при различной комплектации МТА и способах посева 261
5.14. Выводы по главе 265
6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ 267
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 274
ЛИТЕРАТУРА 278
ПРИЛОЖЕНИЯ 295
Введение к работе
Важнейшим условием развития земледелия является совершенствование средств механизации и повышение эффективности их использования на основе системного анализа совокупности эксплуатационных факторов.
В последние годы значительно снизился уровень механизации работ в растениеводстве, что приводит к несоблюдению сроков проведения сельскохозяйственных операций и требует изыскивать новые пути и резервы повышения производительности машинно-тракторных агрегатов (МТА) и снижения погектарного расхода топлива.
В технологиях возделывания сельскохозяйственных культур наиболее значимое место принадлежит основной обработке почвы. Данные операции являются наиболее энерго- и трудоемкими. Причем интенсификация режимов работы почвообрабатывающих машин и агрегатов требует более глубокого изучения закономерностей технологических и энергетических процессов.
Между тем при решении технических задач по оптимизации параметров тракторов, машин-орудий и режимов их эксплуатации в большинстве случаев используют статические методы не позволяющие дать достоверную оценку эффективности применения МТА в эксплуатации. Следует наиболее полно учитывать реальные условия функционирования почвообрабатывающих машин и афегатор. На основании этого выполнять детальное математическое описание процессов работы МТА с учетом взаимосвязей совокупности эксплуатационных факторов. Только при таком подходе, возможно, достичь наилучших решений.
В предлагаемой работе автором предприняты попытки довести до логического завершения системный метод обоснования параметров тракторов и почвообрабатывающих машин-орудий в составе МТА при выполнении основных технологических операций обработки почвы, с учетом взаимосвязей «почва-орудие-трактор-урожай».
На основе всестороннего анализа проблемы сформулированы научные принципы обоснования составов и режимов работы агрегатов применительно к системам земледелия региона, зоны и конкретного хозяйства.
Разработаны практические рекомендации по повышению эффективности использования существующих и перспективных моделей тракторов на основных технологических операциях обработки почвы. Предложены методики их агротехнической, энергетической и технико-экономической оценки.
Представленные материалы могут быть использованы главным управлением сельского хозяйства и продовольствия, предприятиями тракторного и сельхозмашиностроения, проектными организациями сельскохозяйственными подразделениями растениеводства, крестьянскими и фермерскими хозяйствами. Применение их позволит значительно повысить отдачу гектара пашни и снизить затраты на производство продукции растениеводства.
Автор благодарен за ценные советы и поддержку в работе д.т.н., профессору B.C. Красовских, к.б.н. Ю.П. Красовских, к.т.н. В.В. Соколову, за помощь в организации и проведении полевых экспериментов к.т.н. Г.В. Павлюченко, к.т.н. В.В. Щербинину, В.А. Шарову и другим сотрудникам кафедры «Тракторы и автомобили» АГАУ.
