4. Оценка технологического уровня мобильного энергетического средства

4.1. Показатель технологического уровня

В общем виде показатель технологического уровня энергетического средства можно представить в виде функциональной зависимости:

где - показатели соответственно технологической универсальности, про­изводительности, агротехнических свойств и стоимости выполнения технологического процесса.

Показатель отличается тем, что определяющие его обобщенные показатели не связаны между собой или обобщенным ( ) показателем никакой аналитической или эмпирической зависимостью.

4.2 Расчет показателя технологической универсальности

Под технологической универсальностью следует понимать способность энергетического средства эффективно выполнять в составе МТА наибольший набор с.-х. операций из общего количества.

Можно выделить пять видов или групп различных работ, выполняемых агрегатами на основе мобильных энергетических средств. Каждый из этих работ содержит большой и разнообразный перечень технологических операций, родственных между собой по назначению и близких по технологическим требованиям к параметрам МТА, предназначенным для их выполнения. Функциональная зависимость, отражающая эффективность использования энергетического средства на отдельных видах работ, имеет вид:

где - показатели эффективности использования мобильного энер­гетического средства соответственно в составе комбинированных агрегатов» на почвооб­рабатывающих операциях, при междурядной обработке пропашных культур, на транс­портных работах и уборочных работах, включая кормоуборочные операции.

Показатель возможности эффективного использования мобильного энергетического средства в составе навесных комбинированных агрегатов.

Показатель зависит от следующих параметров энергетического средства:

• наличие передней навесной системы;

• количество технологических пространств для подсоединения орудия;

• количество технологических пространств для размещения емкостей с технологическим материалом;

• грузоподъемность передней навесной системы;

• грузоподъемность задней навесной системы;

• показатель наличия ВОМ.

Если принять значимость каждого из перечисленных параметров одинаковой, то показатель возможности эффективного использования мобильного энергетического средства в составе навесных комбинированных агрегатов может быть выражен как среднеарифметическое значение от относительных значений параметров:

где - количество технологических пространств для подсоединения орудий на оцениваемом тракторе,

- максимальное количество технологических пространств для соединения орудий, осуществленное на современных энергетических средствах;

- количество технологических пространств на оцениваемом тракторе для размещения емкостей с технологическим материалом, ;

- максимальное количество емкостей с технологическим материалом, осуществленное на современных энергетических средствах;

- грузоподъемность передней навесной системы оцениваемого трактора, ;

- грузоподъемность задней навесной системы оцениваемого трактора, ;

- эксплуатационная масса трактора с балластами, ;

- показатель наличия переднего ВОМ трактора, если трактор оснащен передним ВОМ - , если на тракторе отсутствует передний ВОМ - (принимаем ).

Показатель возможности эффективного использования модульного энергетического средства (МЭС) в составе навесных комбинированных агрегатов будет равен:

Показатель - показатель возможности эффективного использования мобильного энергетического средства на почвообрабатывающих операциях.

При расчете показателя необходимо учитывать следующие параметры:

• - номинальное тяговое усилие трактора, ;

• - количество энергонасыщенность трактора, ;

• - эксплуатационная масса трактора без балласта, ;

• - полная масса ТТМ, ;

• величина «е» - несимметричное приложение силы тягового сопротивления к трактору вместе с силой тяги трактора .

Так как наилучший вариант агрегатирования, когда эксцентриситет е=0, то соответственно:

где - ширина трактора по внешним кромкам движителей, .

В связи с этим значение «е» будем оценивать по отношению .

Исходя из равнозначности параметров, значение можно рассчитать через относительные величины этих параметров:

Относительные значения единичных показателей технологических свойств определяем следующим образом. Номинальное тяговое усилие относительно установленного ГОСТ 27021-86 для МЭС с максимальное тяговое усилие ; энергонасыщенность относительно эталонной энергонасыщенности ( для колесных тракторов).

Показатель возможности эффективного использования МЭС на почвообрабатывающих операциях будет равен:

Показатель - показатель возможности эффективного использования мобильного энергетического средства на междурядной обработке пропашных культур зависит от возможности регулирования ширины колеи - . Другие параметры, влияющие на показатель , учитываются обобщенным показателем агротехнических свойств.

где - диапазон регулирования ширины колеи, ;

- максимальная величина регулирования ширины колеи из числа тракторов, имеющихся на рынке.

Показатель возможности эффективного использования МЭС на междурядной обработке пропашных культур будет равен:

Показатель - показатель возможности эффективного использования мобильного энергетического средства на уборочных работах.

Уборочные операции отличаются от других полевых операций тем, что требуют большую мощность на привод рабочих органов кормоуборочной машины через ВОМ при малой величине тягового сопротивления агрегата. Поэтому энергетические средства, предназначенные для работы с высокопроизводительными кормоуборочными машинами, должны быть оснащены двигателем высокой мощности 150…250 кВт. Предельная мощность современных кормоуборочных энергетических средств составляет 445 кВт – Jaguar-900, BIG X V8. Это значение принимаем в качестве базового.

Таким образом, к числу параметров, по которым следует рассчитывать показатель , относятся следующие:

• - эффективная мощность двигателя, ;

• - тип трансмиссии на привод передних колес, если на тракторе используется бесступенчатая автоматически регулируемая трансмиссия, то ; если на тракторе используется механическая ступенчатая трансмиссия, то . (Принимаем )

Показатель возможности эффективного использования МЭС на уборочных работах будет равен:

Показатель определяется номинальной часовой производительностью на транспортных работах:

где - грузоподъемность тракторного прицепа, ;

- коэффициент использования грузоподъемности тракторного прицепа ( );

- транспортная скорость трактора, ;

- коэффициент использования времени смены при движении с грузом (принимаем ).

Номинальная часовая производительность МЭС на транспортных работах будет равна:

Часовую производительность на транспортных работах трактора сравним с максимально возможной часовой производительностью на транспортных работах :

где - максимально возможная грузоподъемность тракторного прицепа (принимаем 10 т – для универсально-пропашных тракторов);

- максимальная скорость трактора, которая является предельной для современных тракторов.

Тогда показатель МЭС на транспортных работах будет равен:

Принимаем, что зависимость всех пяти видов работ одинакова. Это означает, что коэффициенты весомости показателей на всех видах работ равны между собой. Тогда технологическая универсальность может быть выражена как среднеарифметическое значение на всех пяти видах работ:

Значение показателей и технологической универсальности МЭС (Т-142+ТТМ), трактора-прототипа (Т-142), трактора-аналога (Fendt 311 Vario) представим в виде таблицы:

Таблица 4.2

Результаты расчета технологической универсальности

	Марка
Разрабатываемый трактор	Т-142 +ТТМ	0,9	1	1	0,4	0,7	0,8
Трактор-аналог	Fendt 311 V	0,6	0,9	0,5	0,6	0,6	0,6

4.3 Расчет показателя агротехнических свойств

Структура показателя зависит от назначения энергетического средства и цели решаемой задачи. В качестве единичных примем следующие показатели агротехнических свойств: давление движителей на почву , агротехнический просвет , обзорность с рабочего места тракториста , вписываемость движителей в междурядья , маневренность , площадь вытаптывания поля движителями . Тогда в общем виде обобщенный показатель агротехнических свойств можно выразить следующим образом:

Показатель , как и показатель универсальности, отличается тем, что определяющие его единичные показатели не связаны между собой или с обобщенным показателем никакой аналитической или эмпирической зависимостью. Методом ранжирования единичных показателей по результатам опроса экспертов были определены значения коэффициентов весомостей:

При расчете показателя не учитывается показатель обзорности. Это объясняется тем, что в отличие от остальных единичных показателей, он не приводится в документации на трактор и его сложно рассчитать или получить другим путем.

Натуральные единичные показатели имеют разную размерность и значение. Поэтому их нельзя вставить в общую формулу расчета обобщенного показателя агротехнических свойств, а следует привести к относительной форме:

или

где - нормированное или базовое значение единичного показателя;

- натуральное значение оцениваемого единичного показателя.

Натуральный единичный показатель вписываемости движителей в междурядья определяется соотношением ширины пространства в междурядье с учетом защитной зоны и шириной шины колеса МЭС:

где - ширина шины колеса, ;

- пространство в междурядье с учетом защитной зоны, размеры которого в свою очередь зависят от ширины междурядья и защитной зоны:

где - ширина междурядья, (наименьшая ширина междурядья);

- защитная зона, (нормативное значение).

Показатель давления движителей на почву определяется как соотношение давления по ГОСТ 26955-86, равное 80 кПа, и давление на почву движителей оцениваемого трактора :

где - давление на почву движителей МЭС, (см. п. 3.5).

Агротехнический просвет для универсально-пропашных тракторов должен составлять 600…700 мм. Возьмем в качестве основного агротехнический просвет равный 700 мм. Тогда единичный относительный показатель агротехнического просвета будет составлять:

где - агротехнический просвет МЭС, ;

- базовый агротехнический просвет.

Единичный показатель площади вытаптывания поля движителями будем оценивать по минимальной ширине шины колеса из сравниваемых тракторов:

где - ширина колеса МЭС, ,

- минимальная ширина среди оцениваемых тракторов (ширина колеса трактора-аналога (Fendt 311Vario) составляет 440 мм, следовательно принимаем ).

Единичный показатель маневренности - минимальный радиус поворота . В качестве базового примем наименьший минимальный радиус поворота из оцениваемых тракторов:

где - минимальный радиус поворота МЭС,

- базовое значение минимального радиуса поворота (минимальный радиус поворота трактора-аналога (Fendt 311Vario) составляет 4 м, следовательно принимаем ).

Значение показателей и технологической универсальности разрабатываемого трактора (МЭС (Т-142+ТТМ)) и трактора-аналога (Fendt 311 Vario) представим в виде таблицы:

Таблица 4.3