«Назначение настоящей книги не в том, чтобы силком тянуть к знанию, а привлечь внимание к данной области, показать, что здесь действительно интересно, только читатель об этом не догадывается»
Академик П.Л. Капица
Выпуск №3 (83) 2020 г.
Известия Оренбургского Государственного Аграрного Университета 2020 № 3 (83)
Технические науки
УДК 631.145/147:631.58:633(470.62/.67)
Технологические аспекты обработки почвы в пропашном звене севооборота в зоне Центрального Предкавказья
Ю.А. Кузыченко, д-р с.-х. наук
ФГБНУ Северо-Кавказский ФНАЦ
Одним из важнейших технологических параметров работы агрегатов при основной обработке почвы является удельный расход топлива, который функционально связан со скоростью движения агрегата, а также с типом и состоянием стерневого фона после предшествующей культуры [1, 2]. Повышение рабочей скорости почвообрабатывающего агрегата предполагает усиление воздействия рабочих органов орудий на пласт почвы, а поскольку это процесс ударный, то необходимо учитывать скорость распространения волн напряжений и деформации в почве [3, 4]. Для современных машин скорости движения пахотного агрегата находятся в следующих допустимых по агротребованиям диапазонах: на вспашке обычными плугами Vраб.= 4 – 8 км/ч, со скоростными корпусами – 7 – 12 км/ч [5]. Увеличение скорости движения агрегата при одной и той же глубине обработки почвы даёт прирост сопротивления (от начального сопротивления скорости 5 км/ч) на каждый километр: плугов при обработке лёгких почв – на 1 – 2 %, средних почв – на 3 – 5 %, тяжёлых почв – 6 – 8 % [6].
Известно, что различное состояние стерневого фона провоцирует буксование колёсных движителей трактора при обработке почвы, что приводит к снижению скорости движения, топливной экономичности и производительности МТА [7]. Исследования показывают, что коэффициент сцепления колёсных движителей с почвой μ на определённом стерневом фоне колосовых культур составляет для нелущёного фона μ = 0,85; для лущёного фона μ = 0,75, т.е. отмечается снижение коэффициента сцепления. Однако необходимо учитывать фактор разрушения верхнего 7 – 10-сантиметрового слоя почвы в процессе предварительного одно- или двукратного лущения, что значительно снижает тяговое сопротивление орудия, а следовательно, уменьшаются топливно-энергетические затраты [8].
Цель исследования – определить динамику изменения удельного расхода топлива при основной обработке почвы отвальными и безотвальными орудиями по колосовому предшественнику при различных технологических условиях работы агрегата – скорости движения и состоянии стерневого фона.
Материал и методы исследования. Изучение динамики изменения удельных топливных затрат при работе различных почвообрабатывающих агрегатов проводилось на стационаром опыте ФГБНУ «Ставропольский НИИСХ» в пропашном звене севооборота (занятый пар – озимая пшеница – озимая пшеница – кукуруза на зерно – озимый ячмень) на чернозёме обыкновенном тяжелосуглинистом с содержанием гумуса в обрабатываемом слое почвы 2,9 %, подвижного фосфора – 19,5 мг/кг, обменного калия – 198 мг/кг. Тяговые испытания по оценке удельных топливных затрат при обработке почвы орудиями отвального и безотвального типов с различной конструкцией рабочих органов проводили в агрегате с трактором Т-150К, используя для получения исходных материалов испытаний электронную установку ЭМА-ПМ.
Изучались варианты основной обработки почвы с использованием следующих орудий: отвальных плугов с культурными и винтовыми отвалами; плоскореза ПГ-3 – 100; плугов с чизельными рабочими органами типа ПЧ-4,5 со стойками СибИМЭ и стойками типа «Параплау». Глубина обработки составляла 20 – 22 см. Исследование проводили при различных скоростных режимах и скоростях движения агрегата (1/3; 1/4; 2/1; 2/2) и на различных стерневых фонах: нелущёная стерня (контроль), однократное и двукратное лущение тяжёлой дисковой бороной БД-6.
Результаты исследования. Расчётными методами установлено, что не существует значимых различий по удельным топливным затратам при увеличении скорости движения агрегата в данном диапазоне режимов и скоростей (1/3 – 2/1), расход топлива составляет 17,8 – 18,8 кг/га (табл. 1, рис. 1).
Рис. 1 – Удельный расход топлива в зависимости от скорости движения агрегата, кг/га (режим/передач: 1 – 1/3; 2 – 1/4; 3 – 2/1; 4 – 2/2)
1. Удельный расход топлива в зависимости от скорости движения агрегата, кг/га
Однако наблюдается тенденция снижения удельного расхода топлива на режиме передачи 2/1 при обработке практически всеми орудиями. Это связано прежде всего с установившейся динамикой движения агрегата и малым диапазоном различия скоростей на разных режимах и передачах (5 – 8 км/час). При этом отмечается существенное увеличение удельного расхода топлива при обработке плугом с винтовыми отвалами (+5,2 кг/га) и снижением его при обработке стойками типа «Параплау» (–3,6 кг / га) и плоскорезом (–7,5 кг/га) в сравнении со вспашкой (контроль).
В процессе тяговых испытаний орудий на различных стерневых фонах и расчётов (табл. 2, рис. 2) установлено значимое снижение удельного расхода топлива по однократно лущёной стерне на 1,8 кг/га, при двукратном лущении – на 2,5 кг / га в сравнении с нелущённым фоном. При этом отмечается существенное увеличение средних значений удельного расхода топлива при обработке плугом с винтовыми отвалами (+5,9 кг / га) и снижением его при обработке чизельным плугом (–3,9 кг/га), стойками типа «Параплау» (–4,1 кг/га) и плоскорезом (–8,3 кг / га) в сравнении с контролем.
Рис. 2 – Удельный расход топлива при различных стерневых фонах:
1. Установлена тенденция меньшего удельного расхода топлива при обработке почвы орудиями в агрегате с трактором Т-150К на режиме передачи 2/1. Отмечается значимое увеличение среднего удельного расхода топлива при обработке плугом с винтовыми отвалами (+5,2 кг/га) и его снижение при обработке стойками типа «Параплау» (–3,6 кг/га) и плоскорезом (–7,5 кг / га) в сравнении со вспашкой (контроль).
2. Значимое снижение среднего удельного расхода топлива при обработке почвы различными орудиями получено на фоне однократного и двукратного лущения стерни на 1,8 и 2,5 кг / га в сравнении с нелущёным фоном. При этом отмечается существенное увеличение средних значений удельного расхода топлива при обработке плугом с винтовыми отвалами (+5,9 кг / га) и снижением его при обработке чизельным плугом (–3,9 кг / га), стойками типа «Параплау» (–4,1 кг / га) и плоскорезом (–8,3 кг/га) в сравнении с контролем.
Литература
1. Скорляков В.И. Обоснование повышения рабочей скорости почвообрабатывающих и посевных агрегатов // Техника и оборудование для села. 2019. № 4 (262). С. 24 – 28.
2. Селиванов Н.И. Совершенствование классификации и использование энергонасыщенных тракторов // Вестник КрасГАУ. 2016. № 4. С. 113 – 118.
3. Характеристика внешних воздействий на работу машинно- тракторных агрегатов / С.И. Камбулов, В.Б. Рыков, М.В. Божко [и др.] // Тракторы и сельхозмашины. 2017. № 9. С. 45 – 51.
4. Джабборов Н.И., Добринов А.В., Ахмадов Б.Р. Разработка энергоэффективных сельскохозяйственных агрегатов с учётом их динамических характеристик // Кишоварз. 2014. № 2. С. 38 – 40.
5. Исходные требования на базовые машинные технологические операции в растениеводстве. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2005. 271 с.
6. Бурченко П.Н. Механико-технологические основы почвообрабатывающих машин нового поколения. М.: ВИМ, 2002. 212 с.
№ 3 (83)
