ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЭС ТЯГОВОГО КЛАССА 0,6 С АВТОНОМНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
DOI 10.12737/2073-0462-2025-20-4-85-92 УДК 62.838
Ключевые слова:
экспериментальные исследования, автономный электропривод, электродвигатель, мобильное энергетическое средство, трактор.Аннотация
В данной статье описано проведение экспериментальных исследований мобильного
энергосредства (МЭС) с автономным электроприводом тягового класса 0,6 в полевых условиях
для оценки его функциональных свойств. Объектом исследования является МЭС тягового класса
0,6 на базе самоходных шасси Т-16 с электроприводом. Замена механической силовой передачи с
ДВС на автоматизированный электропривод с ЭД позволила изменить некоторые характеристики МЭС. Цель исследования – оценка функциональных свойств МЭС тягового класса 0,6 с применением автономного ЭП в качестве силовой установки путем проведения экспериментальных
исследований в полевых условиях. Площадка для полевых измерений представляла собой клетку
поля учебно-опытного хозяйства территории полевой опытной станции РГАУ-МСХА им. К.А.
Тимирязева. Экспериментальные исследования режимов движения мобильного энергосредства
(разгон и установившийся режимы), приведенные в рамках настоящей статьи, проводились на
фоне стерня колосовых. Высота стерни составляла 0,12-0,15 м, влажность почвы 12-13%. Время
испытаний – летний (послеуборочный) период года. Повторность измерений принята троекратной, скорость движения МЭС - 1,5 м/с. Результатом проведённых исследований показали снижение эксплуатационной массы в среднем на 300 кг, улучшились тягово-сцепные и динамические
показатели. Получены относительные изменения тягового КПД для варианта МЭС с ДВС –
0,652, для -варианта МЭС с электроприводом - 0,680. Максимальное значение коэффициента
интенсивности колебаний центра масс МЭС, составляет не более 3,03 при максимально допустимом значении в 4,0. Для совершенствования функциональных характеристик МЭС по энергообеспечению и по энергоэффективности при дальнейшем освоении серийного производства
МЭС, необходимо сохранить принципиальную схему электромеханической трансмиссии. Однако, необходим выбор более оптимальной схемы соединений с минимальным омическим сопротивлением и подбором новых литий-ионных АКБ с увеличенной емкостью.
Литература
1. Халилов М. Б., Абдулнатипов М. Б. Исследование пахотного агрегата // Известия Дагестанского ГАУ. 2022. No 4(16). С. 308-312. doi:10.52671/26867591_2022_4_308.
2. Experiments and CFD simulation of an air-conditioned tractor cabin for thermal comfort of tractor operators in Pakistan / M. Riaz, M. H. Mahmood, M. N. Ashraf, et al. // Heliyon. 2023. Vol. 9 (12). doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e23038.
3. Исследования технологических параметров колёсного трактора в составе экспериментального прикатывающего агрегата / А. С. Шубин, Е. А. Яшков, Е. С. Поликутина и др.// Евразийское Научное Объединение. 2020. No 4-2(62). С. 139-142.
4. Development and validation of sloped ground pressure prediction model for a tracked tractor in hilly and mountainous environments / F. Yang, Q. Liu, H. Chu, et al. // Soil and Tillage Research. 2024. Vol. 241. P. 106135. doi: 10.1016/j.still.2024.106135.
5. Experimental study of the implement-and-tractor aggregate used for laying tracks of permanent traffic lanes inside controlled traffic farming systems / V. Bulgakov, S. Pascuzzi, V. Nadykto, et al. // Soil & Tillage Research. 2021. Vol. 208. P. 104895. doi: 10.1016/j.still.2020.104895.
6. Optimizing ploughing performance: The role of traction-control cylinder pressure on tractor wheel load / J Čupera, P Porteš, F Bauer, et al. // Journal of Agriculture and Food Research. 2024. Vol. 18. P. 101515. doi: 10.1016/j.jafr.2024.101515.
7. Машков С. В., Ишкин П. А., Авдеев Д. А. Результаты лабораторно-полевых исследований культиватора модульного прицепного КМП-14 с ротационной бороной // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2024. No 3. С. 51-59. doi: 10.55170/1997-3225-2024-9-2-51-59.
8. Экспериментальные исследования динамики поворота интегрального универсально-пропашного трактора / А. И. Завражнов, В. И. Оробинский, А. Н. Беляев и др. // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2019. Т. 12. No 2(61). С. 48-59. doi: 10.17238/issn2071-2243.2019.2.48.
9. Старцев А. В., Романов С. В., Романова Г. М. Результаты экспериментальных исследований по определению коэффициента сопротивления самопередвижению машинно-тракторного агрегата // Международный технико-экономический журнал. 2021. No 1. С. 79-85. doi: 10.34286/1995-4646-2021-76-1-79-85.
10. Algorithm and scale experiment of gyro-based tractor rollover control towards hilly farmland application / L. Wang, J. Zhu, F. Liu et al. // Computers and Electronics in Agriculture. 2024. Vol. 220. P. 108925. doi: 10.1016/j.compag.2024.108925.
11. Kücüksariyildiz H., Canli E., Carman K. Experimentally detected aerodynamic drag coefficient of the agricultural tractor form considering effects of windshield angle and hood front shape // Energy. 2024. Vol. 296. P. 131167. doi: 10.1016/j.energy.2024.131167.
12. Adaptive disturbance observer-based fixed time nonsingular terminal sliding mode control for path-tracking of unmanned agricultural tractors / J Sun, Z Wang, S Ding, et al. // Biosystems Engineering. 2024. Vol. 246. P. 96-109. doi: 10.1016/j.biosystemseng.2024.06.013.
13. Подрубалов М. В., Клубничкин Е. Е., Бухтояров Л. Д. Экспериментальные исследования нагруженности трактора на уходе за лесными культурами с разными способами агрегатирования // Лесотехнический журнал. 2021. Т. 11. No 4(44). С. 170-180. doi: 10.34220/issn.2222-7962/2021.4/15.
14. Определение средней крюковой нагруженности трактора в составе машинно-тракторного агрегата на вспашке / Д. Д. Нехорошев, Д. А. Нехорошев, А. Ю. Попов и др. // Вестник Курганской ГСХА. 2023. No 3(47). С. 75-81.
15. Mass estimation of tractor-semitrailer systems: An approach of dynamics and data fusion-driven in real environments / Y. Jin, Y. Li, B. He, et al. // Measurement. 2024. Vol. 238. P. 115367. doi: 10.1016/j.measurement.2024.115367.
16. Kalwar A., Singh A. P., Agarwal A. K. Experimental Study of Fuel Injection Timing and Exhaust Gas Recirculation for Combustion Control in Diethyl Ether-Diesel Blend Fuelled Tractor Engine // Fuel. 2024. Vol. 371. P. 131930. doi: 10.1016/j.fuel.2024.131930.
17. Use of diesel-biodiesel-bioethanol blends in farm tractors: first results obtained with a mixed experimental-numerical approach / M Bietresato, C Caligiuri, M Renzi, et al. // Energy Procedia. 2019. Vol. 158. P. 965-971. doi:10.1016/j.egypro.2019.01.237.
18. Experimental validation of a predictive energy management strategy for agricultural fuel cell electric tractors / C Varlese, A Ferrara, C Hametner, et al. // International Journal of Hydrogen Energy. 2024. Vol. 77. P. 1-14. doi: 10.1016/j.ijhydene.2024.06.097.
19. Parameters collaborative optimization design and innovation verification approach for fuel cell distributed drive electric tractor / X. Li, M. Liu, C. Hu, et al. // Energy. 2024. Vol. 292. P. 130485. doi: 10.1016/j.energy.2024.130485.
20. Experimental characterisation of front axle suspension systems for narrow-track tractors / M. Mattetti, S. Davoli, M. Maraldi, et al. // Biosystems Engineering. 2019. Vol. 185. P. 45-55. doi: 10.1016/j.biosystemseng.2019.01.013.
21. К методике экспериментальной оценки маневренности автомобиля / А. В. Артемов, А. В. Школьных, С. М. Иванников и др. // Проблемы и перспективы конструктивного совершенствования отечественного автомобилестроения: материалы Всероссийской научно-технической конференции, Воронеж, 12 апреля 2023 года. – Воронеж: Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова, 2023. С. 106-113. doi: 10.58168/AutIndustry2023_106-113.
22. Математическое моделирование динамических процессов сельскохозяйственного мобильного энергетического средства на электроприводе / З. А. Годжаев, С. Е. Сенькевич, И. С. Алексеев и др. // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2024. Т. 25. No 1. С. 112-122. doi: 10.30766/2072-9081.2024.25.1.112-122.
23. Обоснование выбора параметров электромеханической трансмиссии для трактора тягового класса 0,6-0,9 и согласование тяговых характеристик / З. А. Годжаев, С. Е. Сенькевич, И. С. Алексеев и др. // Агроинженерия. 2023. Т. 25. No 1. С. 63-70. doi:10.26897/2687-1149-2023-1-63-70
1. Khalilov MB, Abdulnatipov MB. [Study of a plowing unit]. Izvestiya Dagestanskogo GAU. 2022; 4(16). 308-312 p. doi:10.52671/26867591_2022_4_308.
2. Riaz M, Mahmood MH, Ashraf MN. Experiments and CFD simulation of an air-conditioned tractor cabin for thermal comfort of tractor operators in Pakistan. Heliyon. 2023; Vol.9 (12). doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e23038.
3. Shubin AS, Yashkov EA, Polikutina ES. [Research of technological parameters of a wheeled tractor as part of an experimental rolling unit]. Evraziyskoe nauchnoe obedinenie. 2020; 4-2(62). 139-142 p.
4. Yang F, Liu Q, Chu H. Development and validation of sloped ground pressure prediction model for a tracked tractor in hilly and mountainous environments. Soil and tillage research. 2024; Vol.241. 106135 p. doi: 10.1016/j.still.2024.106135.
5. Bulgakov V, Pascuzzi S, Nadykto V. Experimental study of the implement-and-tractor aggregate used for laying tracks of permanent traffic lanes inside controlled traffic farming systems. Soil and tillage research. 2021; Vol.208. 104895 p. doi: 10.1016/j.still.2020.104895.
6. Cupera J, Portes P, Bauer F. Optimizing ploughing performance: the role of traction-control cylinder pressure on tractor wheel load. Journal of Agriculture and Food Research. 2024; Vol.18. 101515 p. doi: 10.1016/j.jafr.2024.101515.
7. Mashkov SV, Ishkin PA, Avdeev DA. [Results of laboratory and field studies of KMP-14 modular trailed cultivator with a rotary harrow]. Izvestiya Samarskoy gosudarstvennoy selskokhozyaystvennoy akademii. 2024; 3. 51-59 p. doi: 10.55170/1997-3225-2024-9-2-51-59.
8. Zavrazhnov AI, Orobinskiy VI, Belyaev AN. [Experimental studies of the turning dynamics of an integral universal row-crop tractor]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2019; Vol.12. 2(61). 48-59 p. doi: 10.17238/issn2071-2243.2019.2.48.
9. Startsev AV, Romanov SV, Romanova GM. [Results of experimental studies to determine the coefficient of resistance to self-movement of a machine-tractor unit]. Mezhdunarodnyy tekhniko-ekonomicheskiy zhurnal. 2021; 1. 79-85 p. doi: 10.34286/1995-4646-2021-76-1-79-85.
10. Wang L, Zhu J, Liu F. Algorithm and scale experiment of gyro-based tractor rollover control towards hilly farmland application. Computers and Electronics in Agriculture. 2024; Vol.220. 108925 p. doi: 10.1016/j.compag.2024.108925.
11. Kucuksariyildiz H, Canli E, Carman K. Experimentally detected aerodynamic drag coefficient of the agricultural tractor form considering effects of windshield angle and hood front shape. Energy. 2024; Vol.296. 131167 p. doi: 10.1016/j.energy.2024.131167.
12. Sun J, Wang Z, Ding S. Adaptive disturbance observer-based fixed time nonsingular terminal sliding mode control for path-tracking of unmanned agricultural tractors. Biosystems Engineering. 2024; Vol.246. 96-109 p. doi: 10.1016/j.biosystemseng.2024.06.013.
13. Podrubalov MV, Klubnichkin EE, Bukhtoyarov LD. [Experimental studies of tractor load during forest crop maintenance with different aggregation methods]. Lesotekhnicheskiy zhurnal. 2021; Vol.11. 4(44). 170-180 p. doi: 10.34220/issn.2222-7962/2021.4/15.
14. Nekhoroshev DD, Nekhoroshev DA, Popov AYu. [Determination of the average hook load of a tractor as part of a machine-tractor unit during plowing]. Vestnik Kurganskoy GSKhA. 2023; 3(47). 75-81 p.
15. Jin Y, Li Y, He B. Mass estimation of tractor-semitrailer systems: an approach of dynamics and data fusion-driven in real environments et al. Measurement. 2024; Vol.238. 115367 p. doi: 10.1016/j.measurement.2024.115367.
16. Kalwar A, Singh AP, Agarwal AK. Experimental study of fuel injection timing and exhaust gas recirculation for combustion control in diethyl ether-diesel blend fuelled tractor engine. Fuel. 2024; Vol.371. 131930 p. doi: 10.1016/j.fuel.2024.131930.
17. Bietresato M, Caligiuri C, Renzi M. Use of diesel-biodiesel-bioethanol blends in farm tractors: first results obtained with a mixed experimental-numerical approach. Energy Procedia. 2019; Vol.158. 965-971 p. doi:10.1016/j.egypro.2019.01.237.
18. Varlese C, Ferrara A, Hametner C. Experimental validation of a predictive energy management strategy for agricultural fuel cell electric tractors. International Journal of Hydrogen Energy. 2024; Vol.77. 1-14 p. doi: 10.1016/j.ijhydene.2024.06.097.
19. Li X, Liu M, Hu C. Parameters collaborative optimization design and innovation verification approach for fuel cell distributed drive electric tractor. Energy. 2024; Vol.292. 130485 p. doi: 10.1016/j.energy.2024.130485.
20. Mattetti M, Davoli S, Maraldi M. Experimental characterization of front axle suspension systems for narrow-track tractors. Biosystems Engineering. 2019; Vol.185. 45-55 p. doi: 10.1016/j.biosystemseng.2019.01.013.
21. Artemov AV, Shkolnykh AV, Ivannikov SM. Towards a methodology for experimental assessment of vehicle maneuverability. Problems and prospects of design improvement of the domestic automobile industry]. Materialy Vserossiyskoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii, Voronezh, 12 aprelya 2023 goda. Voronezh: Voronezhskiy gosudarstvennyy lesotekhnicheskiy universitet im. G.F.Morozova. 2023; 106-113 p. doi: 10.58168/AutIndustry2023_106-113.
22. Godzhaev ZA, Senkevich SE, Alekseev IS. [Mathematical modeling of dynamic processes of an agricultural mobile power vehicle with an electric drive]. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. 2024; Vol.25. 1. 112-122 p. doi: 10.30766/2072-9081.2024.25.1.112-122.
23. Godzhaev ZA, Senkevich SE, Alekseev IS. [Justification for the selection of electromechanical transmission parameters for 0.6-0.9 traction class tractor and coordination of traction characteristics]. Agroinzheneriya. 2023; Vol.25. 1. 63-70 p. doi:10.26897/2687-1149-2023-1-63-70
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Категории
Лицензия
Copyright (c) 2026 ВЕСТНИК Казанского государственного аграрного университета
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
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).
