Протягом останніх кількох років в Україні спостерігається пожвавлення ринку сільськогосподарської техніки, а надії аграріїв на майбутнє пов’язані насамперед з удосконаленням засобів виробництва. Новітні технології потребують застосування сучасних енергонасичених тракторів, збільшення робочих швидкостей при виконанні технологічних операцій, проведення багатоопераційних робіт за один прохід агрегата. Тож постає запитання: підвищення потужності тракторів, яке ми спостерігаємо з року в рік, – це данина моді чи виробнича потреба? Який трактор потрібен для реалізації перспективних технологій? Спробуємо розібратися.
Трактори – основа механізації сільського господарства. Значна частина коштів в аграрному виробництві припадає саме на закупівлю тракторів, і ця тенденція тримається протягом не одного десятиріччя. На придбання цього типу машин витрачається коштів у два рази більше, ніж на зернозбиральні комбайни, та у 4–5 разів більше, ніж на окремо взяту посівну, ґрунтообробну чи спеціальну збиральну техніку. За таких умов кожний господарник не один раз подумає та зважить, перш ніж придбати новий трактор.
Конструктивно сучасний трактор істотно відрізняється від тих, які вироблялися пару десятків років тому. Для нього характерні такі риси, як підвищена потужність; комфортні умови праці оператора; наявність додаткового обладнання та засобів автоматичного контролю й управління, що забезпечує його багатофункціональність; висока надійність та паливна економічність підвищили експлуатаційну ефективність і продуктивність машинно-тракторних агрегатів (МТА) у цілому.
За останні роки практично всі провідні фінансово-промислові корпорації – AGCO (Challenger, Valtra, Fendt, Massey Ferguson); CNH (Case IH; New Holland, Steyr); SAME Deutz-Fahr (SAME, Deutz-Fahr, Lamborgini, Hurlimann); ARGO (McCormick, Landini, Laverda, Valpa-dana і Pegoraro); John Deere; Glaas та МТЗ – оновили гаму своїх тракторів, розширивши діапазон потужностей їх двигунів і змістивши межі використання тракторів у бік вищих тягових класів. Різко зросло виробництво найуніверсальніших тракторів потужністю 200–300 к.с. Цей клас найбільше забезпечений сучасними сільськогосподарськими знаряддями, в його конструкції повною мірою використанні останні досягнення науки, конструкторської думки та інформаційних технологій.
Основним типом трактора потужністю 200–300 к.с.залишається колісний трактор традиційноїкомпонувальної схеми. Трактори нетрадиційних компонувальних схем (інтегральні та з шарнірно з’єднуваною рамою) з усіма тяговими колесами однакового розміру зберігають обмежене поширення і виробляються тільки на пострадянському просторі (ХТЗ, ХТА, «Ярило») та фірмою Glaas.
Параметри тракторів потужністю 200–300 к.с., їхня конструкція визначаються перш за все вимогами сільськогосподарського виробництва, які постійно розширяються. Такий трактор для господарства з площею ріллі від 1500 до майже 4000 га здатний забезпечити ефективне та високорентабельне середньотоварне виробництво продукції рослинництва. Заміна застарілого парку тракторів потужністю 150–190 к.с. дозволить не лише суттєво зменшити кількісний склад машинно-тракторного парку такого господарства, а й є основою швидкого впровадження новітніх інтенсивних технологій землеробства.
Розвиток тракторів підвищеної потужності зумовлений також застосуванням широкозахватної та комбінованої техніки, збільшенням робочої швидкості та підвищенням тягового зусилля, зростанням вартості робочої сили, бажанням скоротити терміни та поліпшити якість виконання сільськогосподарських робіт, зменшити матеріальні витрати. У перспективних агротехнологіях все частіше використовуються багатоопераційні агрегати з комбінованими робочими органами. Їх використання базується на виконанні технологічних операцій на швидкостях понад 8 км/год., що забезпечує підвищення продуктивності МТА та зниження на 30–40% питомої енерго- і матеріаломісткості.
У новітніх інтенсивних технологіях землеробства розширюється застосування енергонасичених тракторів, здатних забезпечити вищі робочі швидкості МТА. Так, робочі швидкості сучасних сільськогосподарських агрегатів становлять: на сівбі 9–10 км/год.; на оранці 8–9; на прибиранні сіна 12–15 (окремі – до 20); на внесенні добрив 15 (окремі — до 32 км/год.). Для забезпечення якісного виконання таких технологічних процесів потрібне високе тягове зусилля, що потребує потужності двигуна трактора близько 40–45 к.с. на один метр захвату.
Саме з серії тракторів потужністю 200–300 к.с. розпочинається їх оснащення новітніми системами та механізмами, які в цілому і забезпечують високі техніко-економічні та експлуатаційні показники цих машин. Такі тракторі часто називають «оптимальний універсал», оскільки оснащення їх економічними і достатньо потужними двигунами та відповідним набором мехатронних систем автоматичного керування двигуном, трансмісією та гідросистемою забезпечує їх ефективне використання.
Двигуни для універсалів
Характеристики двигунів таких тракторів відрізняються чітко вираженими постійними діапазонами потужності і крутного моменту. Запас крутного моменту забезпечується системою управління потужністю і надійно перекриває пікові навантаження під час експлуатації. Електронна система регулювання двигунів дозволяє програмувати кількість обертів і стежить за їх підтриманням на постійному рівні. За потреби цю інформацію можна легко записати та відновити з пам’яті. Крім того, за допомогою функції “круїз-контролю” (темпомат) можна програмувати як швидкість руху трактора, так і кількість обертів вала відбору потужності.
Загалом характеристики таких двигунів гарантують низьку витрату пального, великий крутний момент і значний запас потужності. Дизелі допускають заправку біодизелем (В 100).
Потужність та економічність таких дизелів підвищується за рахунок використання чотириклапанної системи газорозподілу на кожний циліндр, оснащення їх системою живлення Common Rail з електронним управлінням подачею пального та підвищеним тиском упорскування, а також пристроєм FSC регулювання швидкості руху в полі (дозволяє змінювати частоту обертання колінчастого вала за допомогою клавішного перемикача). Цей пристрій вигідно і зручно застосовувати при агрегатуванні машин з приводом від ВВП і виконанні розворотів в кінці гону.
Конструкцією двигунів передбачається регульований турбонаддув, проміжне охолодження наддувочного повітря, система рециркуляції відпрацьованих газів, система автоматичного керування по двох швидкісних характеристиках (два рівня потужності, які відповідають вимогам при виконанні польових робіт та при русі по дорогах на високих швидкостях), що в цілому дозволяє збільшити потужність на 30–45% при тих же розмірах і масі двигуна та оптимізувати його техніко-економічні показники залежно від навантаження. Робота таких двигунів також характеризується низьким вмістом шкідливих речовин у відпрацьованих газах.
Автоматизована трансмісія
У конструкціях тракторів з двигунами потужністю 200–300 к.с. використовуються коробки передач з перемиканням під навантаженням та безступеневі трансмісії; ходові системи нерідко оснащуються незалежними підвісками передніх тягових мостів (а на деяких моделях – обох мостів), пристроями амортизації кабіни і сидінь, електронними засобами контролю і управління.
Використовуються на таких тракторах також коробки передач типу Smootshift, що включають пристрої Selectronic, Autoshift Automatic і Autoshuttle. Пристрій Selectronic дозволяє заздалегідь вибирати одну з трьох груп передач і перемикати їх за допомогою електроніки під навантаженням. Пристрій Auloshift Automatic здійснює вибір і перемикання передач без розриву потоку потужності залежно від навантаження на двигун. Має чотири режими роботи: рух по дорозі з причепом, оранка, агрегатування знарядь з приводом від ВВП з частотою обертання 540 або 1000 об./хв. П’ятий режим може бути запрограмований водієм. Робота пристрою реверсивного перемикання Autoshuttle разом з пристроєм Selectronic альтернативна функціонуванню зчеплення при зміні напряму руху. При русі зі швидкістю не більш як 20 км/год. важіль пристрою Selectronic пересувають вгору і натискають клавішу пристрою Autoshuttle, розташовану на важелі рульової колонки. При цьому автоматично вимикається зчеплення, і після зниження швидкості менше 3 км/год. включається передача заднього ходу і зчеплення. Вибір режиму переднього ходу відбувається так само.
Використання трактора з автономними автоматичними системами електроніки і гідравліки (що забезпечують підвищення швидкості реакції для ухвалення рішень, точність керування, сприяють миттєвому вибору оптимального режиму роботи для різних механізмів, забезпечують одночасне управління роботою сільськогосподарських машин або знарядь) гарантує стабільне збільшення робочої швидкості та продуктивності МТА.
Умови праці
З розвитком сучасних технологій тракторобудування підвищується рівень безпечності конструкцій машин. Сучасні трактори обладнуються робочими місцями з підвищеним комфортом, встановлюються уніфіковані системи управління, електронні системи контролю за технологічним процесом, автоматичні системи керування тощо. Перелічені заходи підвищують рівень безпечності конструкції тракторів та покращують умови праці оператора. Наприклад, застосування нових кінематичних схем, амортизаційних пристроїв двигуна і кабіни дозволили знизити рівень вібрації на робочому місці в 2,6 раза, а шуму на 4 дБ.
Вітчизняні здобутки
Машинобудівники України не стоять осторонь процесів, що відбуваються в галузі. Слобожанською агропромисловою компанією на базі уніфікованих агрегатів трактора Т-150К шляхом їх глибокої модернізації створено і серійно випускається трактор «Слобожанець» ХТА-200 з рядним шестициліндровим двигуном Д-260.4 Мінського моторного заводу потужністю 210 к.с. і з удосконаленою трансмісією. Крім того, створена нова модель трактора ХТА, на якій встановлений двигун Д-262-2S2 потужністю 250 к.с. На ВАТ ХТЗ також створено дослідні зразки тракторів ХТЗ потужністю 210 та 230 к.с., а в Миколаєві на ТОВ «Торговий дім «Бєларусь Україна» розпочали локалізоване складальне виробництво трактора МТЗ-3022ДВ «БІЛОРУС» потужністю 275 к.с.
Ефективна потужність
Для демонстрації ефективності використання тракторів потужністю 250–300 к.с. виконаємо експлуатаційно-технологічне та економічне оцінювання МТЗ-3022ДВ (вітчизняне виробництво) та Case MX310 (імпортний зразок) на посіві зернових (табл. 1).
Таблиця 1. Експлуатаційно-технологічні показники роботи сівалки з тракторами Case MX 310 та МТЗ-3022ДВ на сівбі зернових
|
Назва показника |
За даними випробувань |
|
|
Трактор |
МТЗ-3022ДВ |
Case MX 310 |
|
Потужність трактора, к. с. |
275 |
310 |
|
Сільгоспмашина |
RapidА600C |
|
|
Швидкість руху, км/год.: |
||
|
– робоча |
11,0 |
13,0 |
|
– транспортна |
25,0 |
|
|
Ширина захвату, м: |
6,0 |
|
|
Норма висіву насіння, кг/га |
210,0 |
|
|
Норма внесення добрив, кг/га |
110,0 |
|
|
Продуктивність, га/год. за годину часу: |
||
|
– основного |
6,6 |
7,8 |
|
– змінного |
4,6 |
5,3 |
|
– експлуатаційного |
4,6 |
5,3 |
З урахуванням експлуатаційних характеристик сівалки, строків сівби сільгоспкультур визначено пікові періоди її використання та сформовано план річного завантаження. Згідно з таким планом, піковими навантаженнями з виконання сівби є: 600 га – для сівалки в агрегаті з трактором Case MX 310 – 600 га; для сівалки в агрегаті з трактором МТЗ-3022ДВ – 500 га. Такі навантаження можна забезпечити за умови двозмінної роботи та тривалості сівби кожної з культур 10 днів, обсягах сівби зернових у господарстві, що використовує імпортний трактор, – 3000 га, а в господарстві, що використовує вітчизняний трактор, – 2500 га (табл. 2). При цьому експлуатаційні витрати на сівбу сівалкою Rapid RDА600C в агрегаті як з трактором Case MX 310, так і з трактором МТЗ-3022ДВ є дуже близькими і становлять 202–209 грн/га.
Таблиця 2. Вихідні дані та економічні показники роботи сівалки з різними тракторами
|
Назва показника |
Значення показника за даними випробувань |
|
|
Case MX 310 + RapidA600C |
МТЗ-3022 ДВ + RapidА600C |
|
|
Продуктивність за годину змінного часу, га/год. |
5,3 |
4,6 |
|
Питома витрата палива, л/га |
11,8 |
12,0 |
|
Ціна трактора, млн грн |
1,50 |
0,95 |
|
Ціна сівалки, млн грн |
1,35 |
|
|
Коефіцієнт відрахувань на амортизацію трактора |
0,1 |
|
|
Коефіцієнт відрахувань на амортизацію сівалки |
0,143 |
|
|
Коефіцієнт відрахувань на ремонт і ТО трактора |
0,1 |
|
|
Коефіцієнт відрахувань на ремонт і ТО сівалки |
0,04 |
|
|
Річний обсяг виробітку, га |
3000 |
2500 |
|
Витрати праці, люд.-год. |
0,19 |
0,22 |
|
Прямі експлуатаційні витрати, грн |
202 |
209 |
|
в тому числі на: – заробітну плату |
7,0 |
7,0 |
|
– амортизацію |
82,2 |
90,0 |
|
– ремонт і ТО |
35,9 |
34,0 |
|
– пальне |
76,9 |
78,0 |
Сівалка RapidА600C є представником сівалок нового покоління комбінованих машин, оскільки за один прохід може одночасно виконувати чотири технологічні операції: передпосівний обробіток ґрунту, внесення мінеральних добрив, висів та загортання насіння і прикочування та мульчування поверхні ґрунту. Агрегатування такого сучасного сільськогосподарського знаряддя можливе лише з трактором відповідного конструктивного виконання та технічного оснащення. За одноопераційних технологій для реалізації всього обсягу відповідних робіт потрібно одночасно застосовувати щонайменше три комплекси, наприклад: для передпосівного обробітку ґрунту – ХТЗ-17221 + АП-6 (1 комплекс), для сівби з одночасним внесенням добрив – МТЗ-82.1 + СЗ-5,4 (2 комплекси); прикочування – МТЗ-80 + С-11У + 3ККШ-6 (1 комплекс).
Порівняння експлуатаційно-технологічних показників роботи випробуваного та традиційного комплексів машин наведено в таблиці 3.
Таблиця 3. Показники роботи сучасних агрегатів на базі тракторів потужністю 200–300 к.с. та традиційного комплексу машин на сівбі зернових
|
Назва показника |
Значення показника |
|
|
набір машин в агрегаті з трактором 275 к.с. |
традиційний набір машин |
|
|
Склад комплексу машин |
МТЗ-3022 ДВ+ RapidА600C (1 комплекс) |
ХТЗ-17221+АП-6 (1 комплекс) МТЗ-82.1+СЗ-5,4 (2 комплекси) МТЗ-80+С-11У-3ККШ-6 (1 комплекс) |
|
Кількість одиниць техніки, шт.: – тракторів – с.-г. машин |
1 1 |
4 5 |
|
Кількість обслуговуючого персоналу на агрегатах, чол. |
1 |
4 |
|
Затрати праці на одиницю виробітку, люд.-год./га |
0,22 |
1,15 |
|
Прямі експлуатаційні витрати, грн/га |
210,0 |
233,0 |
|
Витрати палива, л/га |
12,0 |
15,4 |
|
Виробіток за світловий день (при двозмінній роботі), га |
60 |
50 |
|
Вартість придбання комплексу машин, млн грн |
2,30 |
1,18 |
Незважаючи на додатково залучені кошти на придбання нового комплексу машин, для її експлуатації буде залучено лише одного працівника проти чотирьох на традиційному комплексі, а прямі експлуатаційні витрати знизяться на 11%.
Висновки:
1. Трактор потужністю 200–300 к.с. завдяки своїй «оптимальній універсальності» агрегатується з найбільшим типажем сучасних сільськогосподарських знарядь, забезпечує своєчасне та якісне виконання всіх технологічних операцій в рослинництві та є базовим трактором для господарств з площею від 1500 до майже 4000 га.
2. Придбання та експлуатація нового трактора з сучасним шлейфом машин дещо підвищує капітальні вкладення порівняно з експлуатацією традиційного комплексу одноопераційних машин в агрегаті з тракторами потужністю 150–180 к. с., але дозволяє значно зменшити витрати паливно-мастильних матеріалів, затрати праці, спростити вирішення організаційних питань та забезпечити стабільне, ефективне і високорентабельне середньотоварне виробництво продукції рослинництва.
3. Українські тракторобудівні заводи та підприємства поступово налагоджують виробництво тракторів 200–300 к. с., але їх випуск ще дуже обмежений.
Віктор Погорілий, заступник директора
УкрНДІ прогнозування і випробування техніки і технологій для сільськогосподарського виробництва ім. Л. Погорілого
Микола Макаренко, доцент
Харківський національний технічний університет сільського господарства ім. П. Василенка
журнал “The Ukrainian Farmer”, січень 2011 року
The Ukrainian Farmer
