сотрудник
сотрудник
Россия
сотрудник
Россия
сотрудник
Россия
Исследования проводили с целью разработки энергетической математической модели агрегата по защите растений с прицепным опрыскивателем, позволяющей проводить оптимизацию параметров и режимов работы, с учетом их влияния на размеры и потери урожая культуры. Для сравнения с установившимися на практике тенденциями изменения параметров опрыскивателей были выполнены вычислительные эксперименты с использованием разработанной математической модели. Объект исследования – аналог трактора МТЗ-82, основные параметры которого (масса, мощность двигателя, кинематическая длина и др.) могут быть изменены, аналог прицепного опрыскивателя с переменными параметрами (ширина захвата, рабочая скорость, объем бака, длина дышла, расположение центра масс, ширина профиля и диаметр опорного колеса и др.). Критерий оптимизации был составным и включал в себя сумму прямых и косвенных энергетических затрат при работе агрегата, с учетом энергии урожая, потерянного из-за отклонений от оптимальных параметров и режимов работы опрыскивателя. Неверный выбор параметров агрегата приводит к потерям урожайности, складывающимся из ее снижения из-за нарушения срока выполнения технологической операции по защите посевов от сорной растительности, утаптывания части посевов движителями агрегата при обработке, особенно при отсутствии возможности поворота за пределами поля, из-за уплотнения почвы в зоне роста и развития корневых систем растений. Вычислительные эксперименты, проведенные с использованием разработанной энергетической математической модели показали, что увеличение ширины захвата опрыскивателей с 16 до 32 м при скорости агрегата 12 км/ч ведет к снижению суммарных энергетических затрат с 3250 МДж/га до 1692 МДж/га, увеличение скорости агрегата с 7 до 12 км/ч, при ширине захвата 32 м снижает суммарные энергетические затраты с 1971 до 1692 МДж/га. Уменьшение ширины профиля шины колеса опрыскивателя с 0,6 до 0,2 м, сопровождается уменьшением суммарных энергетических затрат с 2793 МДж/га до 1692 МДж/га.
машинно-тракторный агрегат, опрыскиватель, энергозатраты, потери урожайности, оптимизация параметров, критерий оптимизации
Введение. Защита растений – одна из важнейших технологических операций при возделывании зерновых и других сельскохозяйственных культур, поэтому разработке новых технических решений для опрыскивания вегетирующих посевов [1, 2, 3] и совершенствованию теории их применения [4, 5, 6] уделяется значительное влияние. Однако большинство исследователей в своих работах ограничиваются обоснованием одного из параметров опрыскивателя (ширины захвата, скорости агрегата, объема бака и др.) [7, 8, 9], используя такие частные показатели эффективности, как производительность и затраты денежных средств [10, 11, 12]. В последние годы наблюдается тенденция к росту изучения влияния сложных динамических явлений, сопровождающих работу опрыскивателей, на эффективность их работы [5, 13, 14].
В связи с тем, что основная цель защиты растений не повышенная производительность агрегатов и снижение затрат на обработку посевов, было бы интересно выявить такие параметры опрыскивателей, которые обеспечивают не только большую производительность и минимальные эксплуатационные затраты, но и обеспечивают наименьшие потери урожайности, а также самые низкие затраты энергии, в том числе урожая, теряемого из-за неверно выбранных параметров опрыскивателя [15, 16, 17].
Цель исследования – разработка энергетической математической модели агрегата с прицепным опрыскивателем, позволяющей проводить оптимизацию параметров и режимов работы с учетом их влияния на размеры и потери урожая, а также проведение вычислительных экспериментов, с использованием разработанной математической модели для сравнения с установившимися на практике тенденциями изменения параметров опрыскивателей.
Условия, материалы и методы. Для разработки математической модели опрыскивателя использовали наработанный в сфере эксплуатации МТА, теории тракторов и автомобилей прикладной математический аппарат, а также достижения агрономических и инженерных наук. Критерий оптимизации был составным и включал в себя совокупность прямых и косвенных затрат энергии в МДж при опрыскивании 1 га посевов. К косвенным энергетическим относятся удельные затраты энергии на изготовление, ремонт и техническое обслуживание агрегата в МДж/га. К прямым энергетическим затратам относим энергию затраченную оператором на управление агрегатом, энергию использованных двигателем агрегата топлива и смазочных материалов, энергию потерянного урожая, выраженную в МДж/га. Потери урожая возникают из-за увеличения сроков опрыскивания, вытаптывания посевов ходовой частью агрегата, а также уплотнения почвы. Математически это можно записать в виде формулы:
где – удельные суммарные энергетические затраты, МДж/га (является критерием оптимизации параметров МТА);
– энергия, затраченная на изготовление соответственно трактора и опрыскивателя, приходящаяся на
– энергия, затраченная соответственно на капитальный, текущий ремонт и техническое обслуживание трактора и опрыскивателя, МДж/га;
– энергия, затраченная на управление трактором (переключение передач, повороты, остановку и трогание с места, технологическое обслуживание сельскохозяйственной машины), МДж/га;
– энергия топлива, затраченная на выполнение агрегатом технологической операции, МДж/гa;
– энергия урожая, потерянная от нарушения агротехнических сроков выполнения операции, МДж/гa;
– энергия урожая, потерянная из-за утаптывания посевов движителями агрегата, МДж/гa;
– энергия урожая, потерянная из-за уплотнения почвы движителями агрегата, МДж/гa.
Вычислительные эксперименты по оптимизации ширины захвата опрыскивателя и его рабочей скорости проводили для случая, когда поворот агрегата осуществляется за пределами поля, при следующих исходных условиях:
площадь поля Fpolya=30 га;
длина гона lgona=0,8 км;
расстояние переезда lper=3 км;
коэффициент прочности несущей поверхности поля Q1=0,9;
объем работ Q=1000 га;
число тракторов, занятых на операции Ntrakt=1 шт.;
продолжительность рабочего дня Tdnev=14 ч;
планируемая урожайность культуры YP=40 ц/га;
норма внесения ядохимикатов H3=150 л/га;
давление насоса Pnasosa=3 МПа;
давление воздуха в шинах Pw=0,16 МПа;
число колес на одном борту моста Zk=1 шт.;
коэффициент сцепления колес с почвой Kscep=0,5;
коэффициент сопротивления перекатыванию колес fperek=0,1.
В ходе исследований определяли математическую связь между элементами критерия оптимизации, параметрами агрегата, режимом работы опрыскивателя, учитывая совокупность факторов сложной системы трактор–оператор–опрыскиватель–поле–почва–урожай.
Результаты и обсуждение. Удельные энергозатраты на изготовление техники прямо пропорциональны общим (абсолютным) энергозатратам [16, 17, 18] на изготовление составных элементов агрегата в заводских условиях и обратно пропорциональны ширине захвата опрыскивателя, скорости его перемещения, коэффициенту использования времени смены, годовой загрузке трактора и опрыскивателя, а также сроку их службы. Для трактора математически это выражается зависимостью:
(2)
где – удельная энергия, затраченная на изготовление трактора или опрыскивателя, МДж/га;
– энергия, затраченная на изготовление трактора или опрыскивателя, МДж;
– срок службы трактора или опрыскивателя, лет;
– годовая загрузка трактора или опрыскивателя в часах, ч/год;
– рабочая скорость агрегата, км/ч;
– рабочая ширина захвата агрегата, м;
– коэффициент использования времени смены.
Коэффициент использования времени смены можно рассчитать по формуле: (3)
где – длина гона, м;
– скорость поворота агрегата в конце гона, км/ч;
– время подготовки к переезду, ч;
– расстояние переезда, км;
– скорость переезда, км/ч;
– площадь поля, га;
– время загрузки емкости опрыскивателя, мин;
– время подъезда к месту заправки, мин;
– норма внесения жидкости, л/га;
– объем емкости опрыскивателя, л;
– коэффициент использования объема бака опрыскивателя; Bp – рабочая ширина захвата агрегата, м; Vp – рабочая скорость агрегата, км/ч.
Для поддержания техники в работоспособном состоянии проводят ремонт и техническое обслуживание. Методика их расчета приведена в работах [16, 17]. Допустим удельные энергозатраты на капитальный ремонт трактора можно рассчитать по следующей зависимости:
(4)
где – энергия на капитальный ремонт трактора, в расчете на единицу площади, МДж/га;
– коэффициент отчислений на капитальный ремонт трактора;
– коэффициент отчислений на реновацию трактора.
По такой же методике рассчитываются остальные составляющие энергозатрат на поддержание техники в работоспособном состоянии.
Энергозатраты на управление опрыскивателем зависят от совершенства техники и связаны с энергозатратами воздействия на органы управления агрегатом, а также с интенсивностью этих воздействий, что для каждого агрегата требует индивидуальной методики расчета. В связи с этим для упрощенных расчетов предлагается формула (5):
(5)
где kтр – коэффициент перевода затрат труда в МДж, мДж/чел×ч; nмех – число механизаторов, чел; nвсп – число вспомогательных рабочих, чел; – производительность опрыскивателя, га/ч.
Прямые удельные энергетические затраты, связанные с использованием различных видов топлива и масел ( , МДж/га) можно рассчитать по формуле (6):
(6)
где kТСМ – коэффициент перевода массы топлива и смазочных материалов в энергию, МДж/кг; τпер – коэффициент использования времени смены на переезды; τхх – коэффициент использования времени смены на остановках агрегата при холостой работе двигателя; – часовой расход топлива соответственно на рабочем ходу, переездах агрегата и холостом ходу двигателя, кг/ч [19, 20].
Расход топлива двигателем трактора при работе под нагрузкой рассчитывается по формулам (7, 8, 9, 10, 11), исходя из показателей работы двигателя на номинальном режиме и мощности, развиваемой двигателем в зависимости от текущей нагрузки:
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
где nxx, ni, nном – частота вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу, текущая в зависимости от нагрузки на двигатель и номинальная, об/мин; Gном – часовой расход топлива двигателем на номинальном режиме его работы, кг/ч; Мном – крутящий момент на валу двигателя при работе на номинальном режиме, Н·м; Nном – мощность, выдаваемая двигателем при работе на номинальном режиме, кВт; Ni – мощность, выдаваемая двигателем при работе с текущей нагрузкой, кВт; gеном – удельный расход топлива на номинальном режиме работы двигателя, г/кВт·ч; ρжидк – удельный вес жидкого раствора кН/л; λц.т.опр. – коэффициент распределения веса опрыскивателя с жидкостью на колеса опрыскивателя; fопр – коэффициент сопротивления перекатыванию колес опрыскивателя; Gопр – вес опрыскивателя без воды, кН; ξдв – коэффициент загрузки двигателя по мощности; р – давление, создаваемое насосом опрыскивателя при подаче жидкости на распылители опрыскивателя, МПа; ηВОМ – КПД вала отбора мощности (ВОМ) трактора; ηнас – КПД насоса опрыскивателя; ηт – тяговое КПД трактора.
Масса современных прицепных опрыскивателей Mопр зависит от ширины захвата Bp. Исходя из анализа характеристик большого количества прицепных опрыскивателей выявлена регрессионная зависимость между величинами этих показателей:
(12)
Тяговое КПД трактора рассчитаем по формулам:
(13)
где ксхм – удельное сопротивление опрыскивателя, кН/м; Gтр – вес трактора, кН; δ – буксование колес трактора; λопр – коэффициент распределения веса опрыскивателя на колеса опрыскивателя; λтр – коэффициент распределения веса трактора на ведущие колеса; fтр – коэффициент сопротивления перекатыванию колес трактора;
Буксование колес трактора можно рассчитать по формулам:
(14)
(15)
где а, в, с – коэффициенты пропорциональности в эмпирической формуле Б.С.Свирщевского, учитывающие особенности ходовой части трактора; φ – коэффициент сцепления колес трактора с опорной поверхностью.
Технологическая операция по защите растений проводится с целью снижения потерь урожая. На сегодняшний день отсутствуют методика его расчета, связанная с изменениями параметров опрыскивателя.
Энергия потерянного урожая складывается из энергии урожая, который теряется из-за несвоевременного выполнения технологической операции (ЭА) и из-за негативного воздействия движителей трактора на посевы (ЭУ), то есть
Воздействие движителей агрегата на посевы проявляется через вытаптывание их части и ухудшение условий развития растений из-за уплотнения почвы. Поэтому энергия урожая, теряемая из-за негативного воздействия движителей трактора на посевы, будет складываться из энергии, потерянной в связи со снижением урожая из-за уплотнения почвы ( ) и в связи с вытаптыванием колесами трактора и опрыскивателя посевов (
). Математически это можно записать в виде уравнения:
(17)
Для расчета энергии урожая, потерянной из-за несвоевременного выполнения технологической операции по уходу за растениями возможно применение следующей формулы [19, 20, 21]:
(18)
где – коэффициент потерь урожая, МДж/га×день;
число целых дней в общем количестве дней, необходимых для полного завершения работ по защите растений N1; Δi – остаточный неполный день в N1; So – объём работы за сезон, приходящийся на один посевной агрегат, на данной операции, га.
Коэффициент потерь урожая Сп, рассчитываем по формуле:
; (19)
где Yпл – планируемая урожайность, кг/га; потери урожая в % на 1 день нарушения агротехнического срока выполнения технологической операции; Q – энергоемкость
Общее количество дней, необходимых для полного завершения работ по защите растений N1 рассчитаем по формуле:
, (20)
где N1– число дней необходимых для выполнения операции на площади ;
коэффициент сменности;
продолжительность смены, час.
Величину Dу можно установить на основе полевых агрономических опытов или с использованием ранее установленных значений (табл. 1) [22].
Таблица 1 – Уменьшение потерь урожая Dу на 1 день сокращения периода полевых работ, %
|
Число сорняков, шт/м2 |
Озимая пшеница |
Яровая пшеница |
Ячмень |
Гречиха |
Рис |
Лен-долгунец |
Кукуруза на силос |
Картофель |
Сахарная свекла |
Подсолнечник |
Соя |
Однолетние травы |
Многолетние травы |
|
Коэффициенты потерь урожайности, %/ сут (*) |
|||||||||||||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
5 |
0,014 |
0,020 |
0,018 |
0,033 |
0,013 |
0,001 |
0,0242 |
0,0253 |
0,02 |
0,02 |
0,05 |
0,02 |
0,029 |
|
10 |
0,027 |
0,038 |
0,038 |
0,064 |
0,03 |
0,020 |
0,0475 |
0,0495 |
0,03 |
0,05 |
0,09 |
0,04 |
0,053 |
|
15 |
0,040 |
0,057 |
0,057 |
0,094 |
0,037 |
0,320 |
0,0700 |
0,0716 |
0,05 |
0,07 |
0,13 |
0,06 |
0,074 |
|
25 |
0,064 |
0,092 |
0,017 |
0,147 |
0,059 |
0,047 |
0,1133 |
0,1147 |
0,07 |
0,11 |
0,19 |
0,10 |
0,113 |
|
50 |
0,117 |
0,174 |
0,164 |
0,253 |
0,111 |
0,092 |
0,2100 |
0,2042 |
0,14 |
0,2 |
0,28 |
0,18 |
0,178 |
|
75 |
0,163 |
0,244 |
0,228 |
0,328 |
0,158 |
0,131 |
0,2908 |
0,2747 |
0,19 |
0,27 |
0,33 |
0,26 |
0,215 |
|
100 |
0,201 |
0,307 |
0,281 |
0,382 |
0,198 |
0,173 |
0,3592 |
0,3284 |
0,23 |
0,32 |
0,36 |
0,33 |
0,236 |
|
200 |
0,304 |
0,488 |
0,423 |
0,481 |
0,321 |
0,310 |
0,5442 |
0,4526 |
0,35 |
0,45 |
0,39 |
0,53 |
0,262 |
|
500 |
0,396 |
0,694 |
0,550 |
0,516 |
0,469 |
0,571 |
0,7100 |
0,5168 |
0,45 |
0,54 |
0,39 |
0,77 |
0,275 |
Энергию потерянную в связи со снижением урожая из-за уплотнения почвы возможно рассчитать по формуле (21):
(21)
где – коэффициент пропорциональности, %×м/кН;
– показатель, характеризующий уплотняющее воздействие движителей трактора на почву, кН/м;
– допустимый уровень уплотняющего воздействия движителей трактора, ниже которого не происходит снижение урожайности культур (
=75 кН/м).
Для расчета UT в работе [23] предлагается зависимость
(22)
где B1 – ширина зоны влияния уплотняющего воздействия трактора на урожайность сельскохозяйственных культур на поле, м (в ориентировочных расчетах B1 =
Уплотняющее воздействие движителей в j-м следе находим по уравнению:
(23)
где w – коэффициент, зависящий от размеров и формы опорной поверхности движителей (для колесного движителя w =1,25 [23]); в – ширина движителя, м; qmax – максимальное давление каждого движителя трактора и опрыскивателя на почву, кПа.
Максимальное давление каждого движителя трактора и опрыскивателя на почву параметр qmax зависит от параметров трактора [24-26], его движителя и свойств почвы. Для выявления формулы его расчета были проведены исследования, основанные на теории подобия и планирования многофакторных экспериментов. После анализа их данных было получено уравнение [27, 28, 29], адекватно отражающее результаты этих исследований:
(24)
где qmax – максимальное давление колеса на почву, Н/м2; D – диаметр колеса, м; М – масса, приходящаяся на одно колесо, кг; B – ширина профиля колеса, м; Нп – твёрдость почвы, Па; ρп – плотность почвы, кг/м3; ρw – давление воздуха в шинах, Н/м2.
По формуле (24) можно рассчитать максимальное давление на почву управляемых колес трактора, его ведущих колес и колес опрыскивателя. Для этого предварительно определяется масса агрегата, которая приходится на соответствующие колеса.
Расчет массы, приходящейся на переднее управляемое колесо трактора:
. (25)
где Lкр – кинематическая длина трактора, м; L – длина базы трактора, м.
Расчет массы, приходящейся на заднее колесо трактора:
(26)
Расчет массы, приходящейся на колесо опрыскивателя:
(27)
Расчет максимального уплотняющего воздействия управляемых колес трактора (qmax.пер.), задних колес трактор (qmax.задн), колес опрыскивателя (qmax.опр) проводится по формуле (24) путем подстановки соответствующих параметров.
Расчет суммарного уплотняющего воздействия Uj 3-ех колес агрегата, движущихся след в след [23]:
(28)
(29)
(30)
где ḅпер.тр,ḅзадн.тр, ḅопр – ширина профиля шины соответственно передних колес трактора, задних колес трактора и колес опрыскивателя, м; ki_задн, ki_опр – коэффициенты, учитывающие увеличение уплотнения почвы в следах передних колес трактора при качении по ним ведущих задних колес трактора и колес опрыскивателя.
Энергия урожая, потерянная из-за вытаптывания части посевов колесами трактора и агрегата, рассчитывается с использованием следующего алгоритма. Площадь прямоугольного поля Fп определяется как произведение ширины Вп на длину Lп:
Fп = Вп × Lп. (31)
Если повороты опрыскивателя осуществляются за пределами поля, то площадь утаптываемых посевов Fутап можно определить из уравнения:
(32)
где bш. макс – ширина самой широкой шины в движителях агрегата, м.
Тогда энергия урожая, теряемого из-за утаптывания посевов движителями агрегата рассчитывается по формуле:
(33)
где Q – энергосодержание 1 кг зерна, МДж/кг; Y – урожайность культуры, ц/га.
Если повороты опрыскивателя осуществляются в пределах поля, то площадь утаптываемых посевов Fутап определяется по формуле:
(34)
где Fу.поле – площадь утаптываемых посевов на гоне, м2; Fу.пов – площадь утаптываемых посевов на поворотных полосах, м2.
Площадь утаптываемых посевов на гоне можно рассчитать по формуле:
(35)
Площадь утаптываемых посевов на поворотных полосах определить из выражений:
(36)
где Fсл. упр. – площадь следов управляемых колес трактора, м2; Fсл. вед. – площадь следов ведущих колес трактора, м2; Fсл.опрыск. – площадь следов колес опрыскивателя, м2. Исходя из теоретических выкладок в работе [15]:
,
или
(37)
где ḅупр, ḅвед, ḅопр – ширина профиля шины соответственно управляемых и ведущих колес трактора, колес опрыскивателя; L – база трактора, м; ρ – радиус поворота трактора с передними управляемыми колесами, м; Вк.т. – колея трактора, м;
Радиус поворота трактор определяется по зависимости [30]:
(38)
где LД – длина дышла опрыскивателя, м; Lкр – вылет точки прицепа (кинематическая длина трактора), м.
Энергия урожая, потерянного из-за утаптывания посевов колесами агрегата на поворотной полосе:
, МДж.
, МДж/га. (40)
Из-за большого размера математической модели и учета большого количества факторов, трудно проследить влияние каждого из них, а также отдельных параметров агрегата на величину суммарных энергетических затрат, поэтому возникает необходимость получения наглядных графиков, раскрывающих это влияние, по результатам вычислительных экспериментов.
В результате расчетов с использованием разработанной математической модели агрегата по защите растений с прицепным опрыскивателем были получены следующие оптимальные параметры:
ширина захвата опрыскивателя Bopt = 32 м;
скорость агрегата Vopt = 12 км/ч;
объем бака опрыскивателя Vemkopt = 5000 л;
диаметр колеса опрыскивателя Dk =1,778 м;
ширина шины колеса опрыскивателя Bdvigit = 0,2 м;
коэффициент распределения веса опрыскивателя на его колеса λц.т._opt= 0,83.
Минимальные суммарные энергетические затраты при оптимальных параметрах опрыскивателя Emin = 1692,2 МДж/га.
Анализ графических зависимостей указывает на то, что ширина захвата опрыскивателя оказывает большее влияние на величину суммарных энергетических затрат, чем его скорость (рис. 1). На скорости 12 км/ч при изменении ширины захвата с 16 до 32 м суммарные энергетические затраты снижаются с 3250 МДж/га до 1692 МДж/га, или на 1558 МДж/га, а при увеличении скорости агрегата с 7 до 12 км/ч при ширине захвата 32 м – с 1971 до 1692 МДж/га, или на 279 МДж/га. При уменьшении ширины профиля колеса опрыскивателя в заданных пределах от 0,6 до 0,2 м суммарные энергетические затраты снижаются с 2793 МДж/га до 1692 МДж/га, или на 1101 МДж/га. В пределах заданных границ варьирования коэффициента распределения веса опрыскивателя на его опорные колеса от 0,83 до 1 при ширине профиля шины равной 0,2 м суммарные энергетические затраты возрастают с 1692 МДж/га до 2102 МДж/га.
Полученные результаты верифицируются с существующими тенденциями в изменении параметров прицепных опрыскивателей. В мировой практике наблюдается увеличение ширины захвата опрыскивателей (до 50 м), объема бака опрыскивателя (до 6000 л и более) и скорости выполнения технологической операции (до 20 км/ч и более), а также переход на использование узкопрофильных шин (в пределах 0,2 м). Разработанная энергетическая математическая модель агрегатов по уходу за растениями позволяет получить большее количество дополнительной информации, связанной с оптимизацией его параметров, без проведения дорогостоящих натурных экспериментов.
Рис. 1 – Влияние ширины захвата и скорости опрыскивателя на суммарные энергетические затраты.
Рис. 2 – Влияние коэффициента распределения веса опрыскивателя на его колеса и ширины профиля колес на суммарные энергетические затраты.
Выводы. В результате теоретических изысканий составлена математическая модель работы прицепного опрыскивателя с трактором 4к4а по критерию суммарные энергетические затраты с учетом энергии теряемого урожая. Результаты предварительных вычислительных экспериментов, проведенных с ее использованием совпадают с тенденциями изменения параметров опрыскивателей в мировой практике (увеличение ширины захвата и рабочей скорости, снижение ширины профиля шин колеса), что ведет к снижению суммарных энергетических затрат и потерь урожая.
Рост ширины захвата опрыскивателя и его рабочей скорости ведут к снижению суммарных энергетических затрат, причем влияние ширины захвата на критерий оптимизации проявляется сильнее, чем влияние скорости. Так, на скорости 12 км/ч при изменении ширины захвата с 16 до 32 м суммарные энергетические затраты уменьшаются на 1558 МДж/га, а увеличение скорости агрегата с 7 до 12 км/ч при ширине захвата 32 м снижает их на 279 МДж/га.
Минимальные суммарные энергетические затраты достигаются при ширине профиля колеса опрыскивателя равном 0,2 м и наименьшем коэффициенте распределения веса опрыскивателя на его опорные колеса равном 0,83. При снижении ширины профиля колеса опрыскивателя в пределах от 0,6 до 0,2 м суммарные энергетические затраты уменьшаются на 1101 МДж/га, а увеличение коэффициента распределения веса опрыскивателя на его опорные колеса с 0,83 до 1 приводит к их росту при ширине профиля шины 0,2 м на 402 МДж/га.
Разработанная энергетическая математическая модель работы прицепного опрыскивателя в агрегате с трактором 4к4а позволят проводить вычислительные эксперименты по исследованию влияния различных параметров опрыскивателя и факторов рассматриваемой системы на размеры энергетических затрат и потери урожайности и находить оптимальные варианты их конструирования и эксплуатации.
1. Технические средства для химической защиты растений: состояние и перспективы развития / А. С. Дорохов, И. А. Старостин, А. В. Ещин и др. // Агроинженерия. 2022. Т.24. № 3. С. 12-18. doi:https://doi.org/10.26897/2687-1149-2022-3-12-18.
2. Бирюков А. В., Пономарев В. А. Патент на полезную модель № 120852 U1 Российская Федерация, МПК A01M 7/00. Штанговый опрыскиватель для обработки полевых культур: № 2012126036/13: заявл. 25.06.2012: опубл. 10.10.2012.
3. Мезникова М. В. Влияние технологических параметров вертикального опрыскивания на обеспечение экологической безопасности при возделывании пропашных культур // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2022. № 4(68). С. 502-514. doi:https://doi.org/10.32786/2071-9485-2022-04-59.
4. Аналитические исследования технических параметров самодвижущихся опрыскивателей / Е. Е. Демин, А. С. Старцев, А. А. Протасов и др. // Аграрный научный журнал. 2021. № 12. С. 112-114. doi:https://doi.org/10.28983/asj.y2021i12pp112-114.
5. Федоренко В. Ф. Оптимизация методов и инструментов экологической трансформации применения средств защиты растений // Техника и оборудование для села. 2022. № 5(299). С. 22-26. doi:https://doi.org/10.33267/2072-9642-2022-5-22-26.
6. Зырянов А.П., Гуляев Д.В. Теоретическое исследование баланса времени смены работы опрыскивателя // Вестник ЧГАА. 2013. Т. 65. С. 20-23.
7. Захаренко В.А. Экономическая эффективность пестицидов в агроэкосистемах стратегически важных культур при использовании техники с элементами информационных технологий и точного земледелия // Достижения науки и техники АПК. 2022. Т. 36. № 2. С. 4-7.
8. Дьячков А.П. К вопросу определения грузоподъемности основного бака полуприцепного опрыскивателя // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2016. № 1 (48). С. 56-63.
9. Константинов М.М., Петренко Е.С. Технико-экономическое обоснование ширины захвата штангового опрыскивателя // Известия ОГАУ, 2018. № 1(68). С.122-125.
10. Перспективные мобильные средства на шинах сверхнизкого давления для сельскохозяйственного производства / З. А. Годжаев, В. И. Прядкин, П. А. Колядин и др. // Тракторы и сельхозмашины. 2022. Т. 89. № 4. С. 277-286. doi:https://doi.org/10.17816/0321-4443-115016.
11. Назаров Н. Н., Яковлев Н. С. Методические подходы к обоснованию технологической схемы опрыскивателя для защиты зерновых культур // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2017. Т. 47. № 4(257). С. 66-72.
12. Обзор основных конструкций опрыскивателей при разработке объёмного и ленточного внесения рабочих растворов в системе экологического земледелия / Э. В. Заяц, А. И. Филиппов, Н. Д. Лепешкин и др. // Межведомственный тематический сборник «Механизация и электрификация сельского хозяйства». Минск: РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства», 2020. Вып. 53. С. 27-33.
13. Разработка гидравлической схемы к опрыскивателю с телескопическими секциями для ленточного или объемного внесения рабочих растворов / А. И. Филиппов, А. А. Аутко, С. И. Козлов и др. // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2022. № 3. С. 150-155.
14. Кузнецов, В. В. Учёт нелинейных параметров опрыскивателя при постановке вычислительных экспериментов на Simulink-модели // Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения. 2018. № 1(17). С. 69-76.
15. Фёдоров Р.Н., Хафизов К.А. Определение потерь урожая и направления их снижения от уплотнения ходовыми системами машинно-тракторных агрегатов по уходу за растениями // Вестник Казанского ГАУ. 2009. № 4 (14). С 152-155.
16. Хафизов К. А. Оптимизация параметров и режимов работы МТА на основе энергетического анализа // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2006. № 7. С. 32-34.
17. Хафизов К. А. Методика расчета МТА по критерию "совокупные энергозатраты" // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2006. № 3. С. 46-51.
18. Севернев М.М. Временная методика энергетического анализа в сельском хозяйстве. Минск, 1991. 126 с.
19. Галеев, Г. Г., Нурмиев А. А., Шириязданов Р. Р. К расчету транспортного обеспечения уборочных агрегатов в АПК // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2011. Т. 6. № 3(21). С. 75-77.
20. Галеев, Г. Г., Нурмиев А. А., Шириязданов Р. Р. К обоснованию потребности крестьянских и малых фермерских хозяйств в тракторах // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2010. Т. 5. № 4(18). С. 106-107.
21. Хафизов К. А., Халиуллин Ф. Х. Пути повышения эффективности использования машинно-тракторных агрегатов // Техника и оборудование для села. 2015. № 10. С. 20-22.
22. Туликов А.М. Вредоносность сорных растений в посевах полевых культур // Известия ТСХА. 2002. вып.1. С. 82-107.
23. Ксеневич И.П., Скотников В.А., Ляско М.И. Ходовая система - почва - урожай. М.: Агропромиздат, 1985. 304 с.
24. Rationale for Measurements to be Selected for Tractors to Perform Agricultural Activities Differing in Energy Intensity / K. A. Khafizov, R. N. Khafizov, A. A. Nurmiev, et al. //BIO Web of Conferences. EDP Sciences, 2021. Т. 37. С. 00138. URL: https://www.bio-conferences.org/articles/bioconf/abs/2021/09/bioconf_fies2021_00138/bioconf_fies2021_00138.html (дата обращения:20.05.2023).
25. Energy Justification of the Number of Tractors for Agricultural Operations / K. A. Khafizov, R. N. Khafizov, A. A. Nurmiev, et al. //BIO Web of Conferences. EDP Sciences, 2021. Т. 37. С. 00136. URL: https://www.bio-conferences.org/articles/bioconf/abs/2021/09/bioconf_fies2021_00136/bioconf_fies2021_00136.html (дата обращения:20.05.2023).
26. Хафизов Р.Н. Методика многофакторного эксперимента поопределению зависимости давления движителей трактора на почву от параметров трактора, движителя и физико-механических свойств почвы // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2015. № 3 (37). С. 86 - 92.
27. Хафизов К. А., Хафизов Р. Н. Результаты многофакторного эксперимента по определению зависимости максимального давления колес трактора на почву от параметров трактора и физико-механических свойств почвы. Анализ уравнений // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2016. Т. 11. № 4(42). С. 99-103. DOIhttps://doi.org/10.12737/article_592fc87648e2b5.26544976.
28. Хафизов К. А., Хафизов Р. Н. Результаты многофакторного эксперимента по определению зависимости максимального давления колес трактора на почву от параметров трактора и физико-механических свойств почвы. Статистический анализ // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2016. Т. 11. № 4(42). С. 94-98. DOIhttps://doi.org/10.12737/article_592fc87eb749c3.30587578.
29. Анилович В.Я., Водолажченко Ю.Т. Конструкция и расчет сельскохозяйственных тракторов: справочное пособие / Изд. 2-ое, переработ. и доп. М.: «Машиностроение», 1976. 456 с.
30. Advancements of Spraying Technology in Agriculture / F. Ahmad, A. Khaliq, B. Qiu, et al. // Technology in Agriculture / ed. F. Ahmad, M. Sultan. IntechOpen, 2021. URL: https://www.intechopen.com/chapters/77112 (дата обращения: 20.05.2023).
