ADDITIONAL POWER LEVEL OF WHEELED TRACTORS FOR WINTER OPERATION
Authors: Селиванов Н.И. , Кузнецов А.В. 
Published: July 2024

Цель работы – обоснование дополнительного уровня мощности двигателей колесных 4к4 тракторов для зимних работ в агропромышленном комплексе Восточно-Сибирской агрозоны. В качестве основного фактора воздействия природно-производственных условий в зимний период использована совокупность физико-механических свойств (толщина и плотность) снежного покрова, формирующих обобщенные характеристики тягово-сцепных свойств трактора – максимально допустимое буксование и соответствующий ему коэффициент сцепления , а также диапазоны рабочих скоростей транспортных, мелиоративных и других агрегатов. Разработана структура и сформированы модели адаптации колесных тракторов к природно-производственным факторам зимней эксплуатации при установленных ограничениях рациональных скоростного 2,2 … 3,3 м/с и тягового 0,32 … 0,42 диапазонов использования на снежном покрове. По результатам моделирования для обобщенных зимних условий агрегатирования определен рациональный тяговый диапазон, ограниченный режимом допустимого буксования движителей 0,30 при максимальном значении коэффициента сцепления 0,39. Ухудшение тягово-сцепных свойств на снежном покрове с учетом равенства номинальных скоростей на энергоемких операциях почвообработки первой группы и зимних работах увеличило с 67…68 кг/кВт до 74...75 кг/кВт удельную массу трактора при снижении на 9…11 % потребной мощности без учета воздействия низких температур окружающего воздуха. Обоснованы основные принципы адаптации тракторов к зимним условиям агрозоны за счет формирования характеристики постоянной мощности двигателя на уровне 80…90 % от основного, в зависимости от величины коэффициента приспособляемости по крутящему моменту, при неизменной эксплуатационной массе. По результатам производственных испытаний тракторов «Кировец» серии К-744Р с уровнем мощности 85 % от основного на транспортных операциях и снегозадержании, при средней толщине снежного покрова 0,20 … 0,30 м и плотности 240 … 290 кг/м3 установлено повышение производительности и топливной экономичности до 6 и 13 % соответственно. Обоснованные параметры адаптации могут быть использованы при создании двухуровневых модификаций колесных тракторов общего назначения для регионов с устойчивым снежным покровом в зимний период.

The paper aims to provide rationale for additional power level of 4k4 wheeled tractor engines used in winter operation in the agro-industrial complex of the East Siberian agrozone. The authors consider a set of physical and mechanical properties (thickness and density) of snow cover to be the major factor of the impact of natural and industrial conditions in winter, making up the generalized characteristics of pulling and coupling properties of a tractor, i.e. the maximum permissible frictional sliding and appropriate coefficient of coupling , as well as ranges of operating speeds of transport, ameliorative and other power units. The authors have developed the structure and designed the models of adaptation of wheeled tractors to natural and industrial factors of winter operation in the snow under the established restrictions of rational speed ranges between 2.2 … 3.3 m/s and pulling ranges between 0.32 … 0.42. Based on simulation results the authors have determined the rational traction range for the generalized winter conditions of aggregation, limited by the mode of the maximum permissible frictional sliding of propulsion devices 0.30 with the maximum coefficient coupling 0.39. The deterioration of pulling and coupling properties on the snow cover, taking into account the equality of nominal speeds on energy-intensive tillage operations of the first group and winter work, increased from 67…68 kg/kW to 74…75 kg/kW the specific weight of the tractor reducing by 9…11 % power without exposure to low temperatures of the air. The basic principles of tractor adaptation to the winter conditions of the agrozone are rationalized due to formation of engine power characteristics at the level of 80…90 %, depending on the magnitude of the adaptability factor for torque, with a constant operating mass. According to the results of production testing of tractors “Kirovets” K-744R series with a power level of 85 % during transport operations and snow retention, with an average thickness of snow cover 0.20 … 0.30 m and density 240…290 , an increase of productivity and fuel efficiency amounting to 6 and 13 % respectively was established. Reasonable adaptation parameters can be used to create two-level modifications of wheeled tractors for regions with stable snow cover in the winter period.