STUDY OF THE OPTIMAL PARAMETERS’ STABILITY OF A TRAILED SPRAYER WHEN CHANGING WORKING CONDITIONS
DOI 10.12737/2073-0462-2024-61-67 УДК 631.372
Keywords:
machine-tractor unit, sprayer, computational experiment, energy consumption, yield loss, optimization of parameters, optimization criterion.Abstract
Research was carried out to identify changes in energy costs and the stability of the optimal parameters of a trailed sprayer when changing the numerical values of factors affecting its operation, to determine the possibility of stable operation in various conditions. The work was carried out using the example of a trailed sprayer for a 4K4a tractor, type MTZ-82, with an engine power of 80 hp. (optimal working width – 32 m, speed – 10 km/h, wheel diameter – 2 m, tank volume – 5000 l, wheel profile width – 0.2 m, sprayer weight distribution coefficient on its support wheels – 0.83) at changing the following operating conditions of the unit: cultivated field area from 1 to 101 hectares, paddock length from 0.1 to 1.1 km, soil density from 1.1 to 1.7 g/cm3, tanker productivity from 100 to 700 l/min, grain yield from 15 to 70 c/ha, seasonal volume of work per unit from 100 to 3600 ha, application rate of preparations from 50 to 330 l/ha, number of weeds per unit field area from 10 to 460 pcs/m2. With an increase in the numerical values of the first four of the listed factors that determine the operating conditions of the sprayer, the total energy costs decreased by 200...2800 MJ/ha, an increase in the values of the indicators of the other four factors of the system led to an increase in the total energy costs by 300...5300 MJ/ha. At the same time, the optimal parameters of the sprayer remained unchanged regardless of the variation in the factors under consideration.
References
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: 10.26897/2687-1149-2022-3-12-18.
2. 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: 10.28983/asj.y2021i12pp112-114.
3. 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: 10.33267/2072-9642-2022-5-22-26.
4. Результаты исследований мощности установленных двигателей и массы самоходных штанговых опрыскивателей / Е. Е. Демин, А. С. Старцев, П. И. Павлов и др. // Аграрный научный журнал. 2022. № 12. С. 73-76. doi: 10.28983/asj.y2022i12pp73-76.
5. Вододохова М. В., Стрельцов И. Н., Беушев А. А. Повышение технических характеристик сельскохозяйственных шин для прицепной техники // Ползуновский вестник. 2022. № 2. С. 153-156. doi: 10.25712/ASTU.2072-8921.2022.02.021.
6. Борисенко И. Б., Мезникова М. В., Улыбина Е. И. Качественные показатели опрыскивания при применении способа полосовой химической обработки подсолнечника // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2021. № 2(62). С. 338-347. doi: 10.32786/2071-9485-2021-02-35.
7. Selection of the main parameters of tractors for direct sowing of grain crops according to various optimization criteria / K. A. Khafizov, R. N. Khafizov, A. A. Nurmiev, et al. // BIO Web of Conferences: International Scientific-Practical Conference «Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources». Kazan: EDP Sciences, 2022. Vol. 52. P. 00045. URL: https://www.bio-conferences.org/articles/bioconf/abs/2022/11/bioconf_fies2022_00045/bioconf_fies2022_00045.html (дата обращения: 11.01.2024). doi: 10.1051/bioconf/20225200045.
8. Method of justification for parameters of tractor-implement unit with regards to their impact on crop productivity / C. Khafizov, A. Nurmiev, R. Khafizov, N. Adigamov // Engineering for Rural Development. 2018. Vol. 17. P. 176-185. doi: 10.22616/ERDev2018.17.N193.
9. О синтезе роботизированного сельскохозяйственного мобильного агрегата / А. Ю. Измайлов, Я. П. Лобачевский, Ю. С. Ценч и др. // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2019. № 4. С. 63-68. doi: 10.30850/vrsn/2019/4/63-68.
10. Полищук Ю. В., Лаптев Н. В., Комаров А. П. Применение систем автоматического и параллельного вождения в сельскохозяйственном производстве Республики Казахстан и эффективность их использования // Аграрный вестник Урала. 2020. № 5(196). С. 11-19. doi: 10.32417/1997-4868-2020-196-5-11-19.
11. Энергетическая математическая модель опрыскивателя / К. А. Хафизов, А. А. Нурмиев, Р. Н. Хафизов и др. // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2023. Т. 18. № 2(70). С. 117-126. doi: 10.12737/2073-0462-2023-117-126.
12. Повышение эффективности использования прицепного опрыскивателя путем снижения потерь урожая / А. А. Нурмиев, К. А. Хафизов, Р. Н. Хафизов и др. // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2023. Т. 18. № 3(71). С. 92-101. doi: 10.12737/2073-0462-2023-92-101.
13. Хафизов Р.Н. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023684888 Российская Федерация. Программа для расчета шестипараметрической оптимизации конструкции прицепного опрыскивателя: № 2023684483: заявл. 15.11.2023 : опубл. 21.11.2023 / Р. Н. Хафизов, К. А. Хафизов, А. А. Нурмиев; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный аграрный университет».
14. Федоренко В. Ф., Аристов Э. Г., Краховецкий Н. Н. Экологические аспекты оптимизации применения средств защиты растений // Агроинженерия. 2022. Т. 24, № 1. С. 4-11. doi: 10.26897/2687-1149-2022-1-4-11.
15. Направления повышения качества внесения пестицидов в ветреную погоду / И. С. Крук, О. В. Гордеенко, Т. П. Кот и др. // Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя аграрных навук. 2022. Т. 60, № 3. С. 320-331. DOI 10.29235/1817-7204-2022-60-3-320-331.
16. Сабитов М. М. Влияние удобрений и средств защиты растений на засоренность, урожайность и качество зерна озимой пшеницы // Агрохимический вестник. 2021. № 4. С. 41-47. doi: 10.24412/1029-2551-2021-4-008.
17. Свиридов А. С., Катаев Ю. В., Загоруйко М. Г. Анализ типов распылителей сельскохозяйственных опрыскивателей // Аграрный научный журнал. 2021. № 6. С. 96-100. DOI 10.28983/asj.y2021i6pp96-100.
18. К вопросу развития и экономической эффективности мелиоративной отрасли Республики Татарстан / М. М. Хисматуллин, А. Р. Валиев, М. М. Хисматуллин [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2023. – Т. 18, № 2(70). – С. 199-205. – DOI 10.12737/2073-0462-2023-199-205.
19. Совершенствование влагоаккумулирующей техники и технологии обработки почвы и посева / Н. К. Мазитов, А. Р. Валиев, Л. З. Шарафиев, И. С. Мухаметшин // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2022. – Т. 17, № 2(66). – С. 74-83. – DOI 10.12737/2073-0462-2022-74-83.
20. Хакимов, Р. А. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы при различных сроках и способах подкормки растений / Р. А. Хакимов // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. – 2023. – № 3(63). – С. 41-50. – DOI 10.18286/1816-4501-2023-3-41-50.
1. Dorokhov AS, Starostin IA, Eshchin AV. [Technical means for chemical plant protection: status and development prospects]. Agroinzheneriya. 2022; Vol.24. 3. 12-18 p. doi: 10.26897/2687-1149-2022-3-12-18.
2. Demin EE, Startsev AS, Protasov AA. [Analytical studies of the technical parameters of self-propelled sprayers]. Agrarnuy nauchnuy zhurnal. 2021; 12. 112-114 p. doi: 10.28983/asj.y2021i12pp112-114.
3. Fedorenko VF. [Optimization of methods and tools for environmental transformation of the use of plant protection products]. Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2022; 5(299). 22-26 p. doi: 10.33267/2072-9642-2022-5-22-26.
4. Demin EE, Startsev AS, Pavlov PI. [Results of studies of the power of installed engines and the mass of selfpropelled boom sprayers]. Agrarnuy nauchnuy zhurnal. 2022; 12. 73-76 p. doi: 10.28983/asj.y2022i12pp73-76.
5. Vododokhova MV, Streltsov IN, Beushev AA. [Improving the technical characteristics of agricultural tires for trailed equipment]. Polzunovskiy vestnik. 2022; 2. 153-156 p. doi: 10.25712/ASTU.2072-8921.2022.02.021
6. Borisenko IB, Meznikova MV, Ulybina EI. [Qualitative indicators of spraying when using the method of strip chemical treatment of sunflower]. Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: Nauka i vysshee professionalnoe obrazovanie. 2021; 2(62). 338-347 p. doi: 10.32786/2071-9485-2021-02-35.
7. Khafizov KA, Khafizov RN, Nurmiev AA. Selection of the main parameters of tractors for direct sowing of grain crops according to various optimization criteria. [Internet]. BIO Web of Conferences: International Scientific-Practical Conference «Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources». Kazan: EDP Sciences. 2022; Vol. 52. 00045 p. [cited 2024, January 11]. Available from: https://www.bio-conferences.org/articles/bioconf/abs/2022/11/bioconf_fies2022_00045/bioconf_fies2022_00045.html. doi: 10.1051/bioconf/20225200045.
8. Khafizov K, Nurmiev A, Khafizov R, Adigamov N. Method of justification for parameters of tractor-implement unit with regards to their impact on crop productivity. Engineering for Rural Development. 2018. Vol. 17. P. 176-185. doi: 10.22616/ERDev2018.17.N193.
9. Izmaylov AYu, Lobachevskiy YaP, Tsench YuS. [On the synthesis of a robotic agricultural mobile unit]. Vestnik rossiiskoy selskokhozyaystvennoy nauki. 2019; 4. 63-68 p. doi: 10.30850/vrsn/2019/4/63-68.
10. Polishchuk YuV, Laptev NV, Komarov AP. [Application of automatic and parallel driving systems in agricultural production of the Republic of Kazakhstan and the effectiveness of their use]. Agrarnuy vestnik Urala. 2020; 5(196). 11-19 p. doi: 10.32417/1997-4868-2020-196-5-11-19.
11. Khafizov KA, Nurmiev AA, Khafizov RN. [Energy mathematical model of a sprayer]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2023; Vol.18. 2(70). 117-126 p. doi: 10.12737/2073-0462-2023-117-126.
12. Nurmiev AA, Khafizov KA, Khafizov RN. [Increasing the efficiency of using a trailed sprayer by reducing crop losses]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2023; Vol.18. 3(71). 92-101 p. doi: 10.12737/2073-0462-2023-92-101.
13. Khafizov RN, Khafizov KA, Nurmiev AA. [Certificate of state registration of a computer program No. 2023684888 Russian Federation. Program for calculating six-parameter optimization of the design of a trailed sprayer: No. 2023684483]. Applied 11.15.2023, published 11.21.2023, applicant Kazan State Agrarian University.
14. Fedorenko VF, Aristov EG, Krakhovetskiy NN. [Ecological aspects of optimizing the use of plant protection products]. Agroinzheneriya. 2022; Vol.24. 1. 4-11 p. doi: 10.26897/2687-1149-2022-1-4-11.
15. Kruk IS, Gordeenko OV, Kot TP. [Directions for improving the quality of pesticide application in windy weather]. Vestsі Natsyyanalnai akademіі navuk Belarusі. Seryya agrarnykh navuk. 2022; Vol.60. 3. 320-331 p. DOI 10.29235/1817-7204-2022-60-3-320-331.
16. Sabitov MM. [Influence of fertilizers and plant protection products on weed infestation, yield and grain quality of winter wheat]. Agrokhimicheskiy vestnik. 2021; 4. 41-47 p. doi: 10.24412/1029-2551-2021-4-008.
17. Sviridov AS, Kataev YuV, Zagoruiko MG. [Analysis of types of sprayers for agricultural sprayers]. Agrarnuy nauchnuy zhurnal. 2021; 6. 96-100 p. DOI 10.28983/asj.y2021i6pp96-100.
18. Khismatullin MM, Valiev AR, Khismatullin MM. [On the issue of development and economic efficiency of the reclamation industry of the Republic of Tatarstan]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2023; Vol.18. 2(70). 199-205 p. – DOI 10.12737/2073-0462-2023-199-205.
19. Mazitov NK, Valiev AR, Sharafiev LZ, Mukhametshin IS. [Improvement of moisture-accumulating equipment and technology for tillage and sowing]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2022; Vol.17. 2 (66). 74-83 p. – DOI 10.12737/2073-0462-2022-74-83.
20. Khakimov RA. [Productivity and grain quality of winter wheat at different times and methods of plant feeding]. Vestnik Ulyanovskoy gosudarstvennoy selskokhozyaystvennoy akademii. 2023; 3(63). 41-50 p. – DOI 10.18286/1816-4501-2023-3-41-50.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
Categories
License
Copyright (c) 2026 Vestnik of Kazan state agrarian university
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Метаданные научных статей, включая название, аннотацию, сведения об авторах, список литературы, идентификаторы и иные элементы библиографического описания для дальнейшего неограниченного использования, передаются в редакцию с правом их неограниченного использования на условиях открытой лицензии Creative Commons Attribution (CC BY).
