Capabilities for increasing the technological level of high-power wheeled tractors

Abstract

BACKGROUND: Solving the problem of efficient use of the Russian-produced energy-saturated 4K4b wheeled tractors of high (235–350 kW) power, which are the basis for the formation of an innovative fleet of mobile energy facilities in the regions of the Siberian Federal District, in zonal tillage technologies with velocity ranges limited by the requirements of agricultural technology and resource saving, is a relevant task.

AIMS: Determination the conditions for the reasonable configuration of the 4K4b wheeled tractors for operational tillage technologies.

METHODS: The basis for solving the problems to achieve the aim is the conditions and methods of a multi-level system of technological adaptation of wheeled tractors.

RESULTS: Based on the results of simulation and experiment, it was determined that the most reasonable method for adapting tractors to tillage technologies in terms of minimum labor costs and the level of capabilities implementation is the formation of the operating mass of the basic configuration at the nominal mode, corresponding to the optimal values of the specific mass at ${\phi }_{\text{кр\hspace{0.17em}н}}^{*}=0.40$ and $V_{Н2}=2.90$ m/s which are $m_{\text{уд\hspace{0.17em}н1}}^{*}=58.0$ kg/kW for single wheels and $m_{\text{уд\hspace{0.17em}н2}}^{*}=62.4$ kg/kW for dual wheels, with adjustable axle distribution. The scientific novelty of the study lies in building the model that helps to establish a reasonable traction range of a tractor of various configurations for operational tillage technologies with an interval of nominal operating velocities of 2.5–3.3 m/s, limited by the conditions of resource saving by the modes of maximum traction efficiency and acceptable slipping.

CONCLUSIONS: The practical value of the study lies in the possibility of using the developed recommendations for the reasonable configuration of tractors in tillage operations.

Keywords

wheeled tractors / tillage technologies / adaptation methods / specific mass

References

[1] Selivanov NI, Kuznetsov AV, Kuzmin NV. Standard sizes of wheeled tractors and the composition of tillage units for the East Siberian agrozone. Vestnik AGAU. 2022;3(209):94–101. (in Russ). doi: 10.53083/1996-4277-2022-209-3-94-101

[2] Селиванов Н.И., Кузнецов А.В., Кузьмин Н.В. Типоразмеры колесных тракторов и состав почвообрабатывающих агрегатов для Восточно-Сибирской агрозоны // Вестник АГАУ. 2022. № 3 (209). C. 94–101. doi: 10.53083/1996-4277-2022-209-3-94-101

[3] Tractors “Kirovets” K-744R, K-744R1, K-744R2, K-744R3. Operating instructions 744R-0000010 IE.2. Tractors “Kirovets” K-744R, K-744R1, K-744R2, K-744R3. Operating Instructions 744Р-0000010. IE. CJSC “Petersburg Tractor Plant” Saint Petersburg. (in Russ). Accessed: 21.03.2023. Available from: https://zinref.ru/000_uchebniki/05300_traktora/004_00_00_Kirovec_k_744_r_rukovodstvo/000.htm

[4] Тракторы «Кировец» К-744Р, К-744Р1, К-744Р2, К-744Р3. Инструкция по эксплуатации 744Р-0000010. ИЭ. ЗАО «Петербургский тракторный завод». Санкт-Петербург. [дата обращения: 21.03.2023] Режим доступа: https://zinref.ru/000_uchebniki/05300_traktora/004_00_00_Kirovec_k_744_r_rukovodstvo/000.htm.

[5] Operating instruction3.s Operating Instructions Versatile 435, 485, 535 -89002113. Buhler Versatile Inc. Winnipeg, Manitoba, Canada, 2009. (in Russ). Accessed: 21.03.2023. Available from: https://hostozavr.com/files/traktora/rukovodstvo-po-jekspluatacii-traktorov-versatile-435-485-535.pdf.

[6] Инструкция по эксплуатации Versatile 435, 485, 535 -89002113. Buhler Versatile Inc. Виннипег, Манитоба, Канада, 2009. [дата обращения: 21.03.2023] Режим доступа: https://hostozavr.com/files/traktora/rukovodstvo-po-jekspluatacii-traktorov-versatile-435-485-535.pdf.

[7] GOST 27021-86 Traktory selskokhozyaystvennye i lesokhozyaystvennye. Tyagovye klassy. Moscow: IPK Izdatelstvo standartov; 1986. (in Russ). Accessed: 21.03.2023. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200009845

[8] ГОСТ 27021-86 Тракторы сельскохозяйственные и лесохозяйственные. Тяговые классы. М: ИПК Издательство стандартов, 1986. [дата обращения: 21.03.2023] Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200009845

[9] Zaprudsky VN, Makeeva YuN. Evaluation of the effectiveness of the use of wheeled tractors of high power on the main tillage. Vestnik KrasGAU. 2016;5:117–122. (in Russ). Accessed: 21.03.2023. Available from: http://www.kgau.ru/vestnik/2016_5/content/18.pdf

[10] Запрудский В.Н., Макеева Ю.Н. Оценка эффективности использования колесных тракторов высокой мощности на основной обработке почвы // Вестник КрасГАУ. 2016. № 5. С. 117–122. [дата обращения: 21.03.2023] Режим доступа: http://www.kgau.ru/vestnik/2016_5/content/18.pdf

[11] Selivanov NI, Zaprudsky VN, Makeeva YuN, et al. Rational traction range for the use of wheeled tractors. In: Proceedings of the international scientific and practical conference dedicated to the 70th anniversary of Krasnoyarsk State Agrarian University. Part 2. Science: experience, problems, development prospects. Krasnoyarsk: KrasGAU; 2022:115–119. (in Russ).

[12] Селиванов Н.И., Запрудский В.Н., Макеева Ю.Н., и др. Рациональный тяговый диапазон использования колесных тракторов // Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ. Часть 2. Наука: опыт, проблемы, перспективы развития. Красноярск: КрасГАУ, 2022. С. 115–119.

[13] Libtsis SE. Potential possibilities of using the power of energy-saturated tractors. Tractors and agricultural machinery. 1986;9:8–16. (in Russ).

[14] Либцис С.Е. Потенциальные возможности использования мощности энергонасыщенных тракторов // Тракторы и сельхозмашины. 1986. № 9. С. 8–16.

[15] Glushkov RV, Krylov AV, Kuznetsova PA. Method for determining the energy consumption of a prototype cultivator. In: Resource-saving technologies in the agro-industrial complex of Russia. Proceedings of the III International Scientific Conference. Krasnoyarsk; 2022:319–323. (in Russ).

[16] Глушков Р.В., Крылов А.В., Кузнецова П.А. Методика определения энергозатрат опытного образца культиватора // Ресурсосберегающие технологии в агропромышленном комплексе России. Материалы III Международной научной конференции. Красноярск, 2022. С. 319–323.

Funding

Исследование выполнены при финансовой поддержке КГАУ «Красноярский краевой фонд поддержки научной и научно-технической деятельности» в ходе выполнения проекта «Разработка рекомендаций по устойчивому развитию технической оснащенности растениеводства в сельском хозяйстве Красноярского края»The research was carried out with the financial support of the Krasnoyarsk Regional Fund for Support of Scientific and Scientific-Technical Activities during the implementation of the project “Development of recommendations for the sustainable development of technical equipment for crop production in agriculture in the Krasnoyarsk Territory”

RIGHTS & PERMISSIONS

Eco-Vector