Agricultural machinery and technologies (E-Journal) / Сельскохозяйственные машины и технологии
Not a member yet
446 research outputs found
Sort by
Вклад лауреатов золотой медали имени В.П. Горячкина в развитие агроинженерной науки (к 300-летию Российской академии наук)
Get PDFIn the practice of the Russian Academy of Sciences, it is established in the main scientific areas to periodically award gold medals named after outstanding domestic scientists of agrarian science on a competitive basis. According to the profile of agroengineering science, such a medal is dedicated to the founder of the doctrine of agricultural machines, Academician Vasily Prokhorovich Goryachkin. (Research purpose). To carry out a survey of the agricultural engineering science from the historical perspective, summarize its scientific achievements and recreate a holistic picture of the scientific heritage left by the followers of V.P. Goryachkin, who are known in the agricultural engineering science as laureates of the Gold Medal of the Russian Academy of Sciences named after V.P. Goryachkin. (Materials and methods). The article traces the development of scientific ideas of V.P. Goryachkin in the works of renowned domestic scientists in the agricultural engineering sciences. (Results and discussion). The article presents a holistic picture of the scientific achievements from 1971 to 2022 made by the followers of V.P. Goryachkin, those who were awarded the Gold Medal named after him. For more than 50 years, fifteen outstanding scientists have been awarded the Gold Medal of the Russian Academy of Sciences named after V.P. Goryachkin, in particular: V.A. Zheligovsky (1971), I.I. Artobolevsky (1974), P.I. Vasilenko (1977), I.A. Budzko (1986), G.E. Listopad (1989), N.I. Klenin (1992), N.V. Krasnoshchekov (1995), V.I. Chernoivanov (1998), I.P. Ksenevich (2001), L.P. Kormanovsky (2004), V.M. Kryazhkov (2008), V.I. Syrovatke (2011), E.V. Zhalnin (2014), A.I. Zavrazhnov (2018), M.N. Erokhin (2022). (Conclusions) Outstanding Russian scientists, laureates of the Academician V.P. Goryachkin gold medal made a huge contribution to the further development of agroengineering science and education, the formation of fundamental scientific schools, the development of theoretical and practical foundations for the creation of innovative technologies, systems and machine complexes.В практике работы Российской академии наук установлено по основным научным направлениям периодически на конкурсной основе присуждать золотые медали имени выдающихся отечественных ученых аграрной науки. По профилю агроинженерной науки такая медаль посвящена основоположнику учения о сельскохозяйственных машинах академику Василию Прохоровичу Горячкину. (Цель исследования). Обобщить историко-научный материал для воссоздания целостной картины научного наследия последователей В.П. Горячкина, которые вошли в историю агроинженерной науки как лауреаты золотой медали его имени. (Материалы и методы). В статье приведено краткое изложение развития научных идей В.П. Горячкина в трудах крупных отечественных ученых в области агроинженерной науки (Результаты и обсуждение). Воссоздана целостная картина научных достижений учеников В.П. Горячкина с 1971 по 2022 год, удостоенных медалями его имени. За более чем 50-летний период медали имени В.П. Горячкина вручены пятнадцати выдающимся ученым: В.А. Желиговскому (1971 г.), И.И. Артоболевскому (1974 г.), П.И. Василенко (1977 г.), И.А. Будзко (1986 г.), Г.Е. Листопаду (1989 г.), Н.И. Кленину (1992 г.), Н.В. Краснощекову (1995 г.), В.И. Черноиванову (1998 г.), И.П. Ксеневичу (2001 г.), Л.П. Кормановскому (2004 г.), В.М. Кряжкову (2008 г.), В.И. Сыроватке (2011 г.), Э.В. Жалнину (2014 г.), А.И. Завражнову (2018 г.), М.Н. Ерохину (2022 г.). (Выводы) Выдающиеся российские ученые, лауреаты золотой медали имени академика В.П. Горячкина внесли огромный вклад в дальнейшее развитие агроинженерной науки и образования, формирование фундаментальных научных школ, разработку теоретических и практических основ создания инновационных технологий, систем и комплексов машин
Параметрическая характеристика двигателя трактора по удельному расходу топлива
Get PDFThe paper highlights that equipping agricultural mobile machines with sensors and electronic controls enables the remote acquisition of real-time information regarding the technical condition of engine systems while operation. (Research purpose) The objective of this research is to formulate a methodology for determining the multi-parameter characteristics of specific effective fuel consumption. This is illustrated through an examination of the Deutz BF 6M 2012 C engine, installed in the of the Terrion ATM 4200 tractor. (Materials and methods) The electronic control system was examined through data analysis. Utilizing Logic Analyzer 8, a connected logic analyzer, facilitated the extraction of a multi-parameter characteristic related to the specific fuel consumption of the engine. This data was obtained from the CAN bus while the machine was in operation. A statistical data processing method was developed using the Statistica 10 program. Regression equations were formulated to illustrate the correlation between fuel consumption, crankshaft speed and engine torque. The statistical significance of the relationship between fuel consumption across the entire range of operating modes and the selected parameters was corroborated by the values of the coefficient of determination and Fisher’s criterion. (Results and discussion) The data from the multi-parameter characteristic, illustrating the correlation between fuel consumption, engine speed, and torque, aligns with the information provided by the manufacturing plant. This alignment further validates the accuracy of the derived regression equations. (Conclusions) The suggested sequence of steps for obtain a multi-parameter characteristic can be applied to other engine performance indicators. Monitoring operational performance to analyze information on the technical condition of machine components and assemblies is necessary for diagnostics and ensuring timely maintenance and repair.Отметили, что оснащение сельскохозяйственных мобильных машин датчиками и электронным управлением позволяет удаленно получать в режиме реального времени информацию о техническом состоянии систем двигателя в процессе эксплуатации машины. (Цель исследования) Разработать методику определения многопараметровой характеристики удельного эффективного расхода топлива на примере двигателя Deutz BF 6M 2012 C трактора Terrion ATM 4200. (Материалы и методы) Проведен анализ данных системы электронного управления. С применением подключенного логического анализатора Logic Analyzer 8 получена многопараметровая характеристика двигателя по удельному расходу топлива с CAN-шины в процессе эксплуатации машины. Разработана методика статистической обработки данных с помощью программы Statistica 10. Составлены уравнения регрессии зависимости расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала и крутящего момента двигателя. Значения коэффициента детерминации и критерия Фишера подтвердили статистическую значимость связи расхода топлива во всей области рабочих режимов с выбранными параметрами. (Результаты и обсуждение) Данные многопараметровой характеристики, отражающей зависимость расхода топлива от частоты и момента вращения двигателя, совпадают с данными завода-производителя, что дополнительно подтверждает истинность полученных регрессионных уравнений. (Выводы) Предлагаемая последовательность действий для получения многопараметровой характеристики может быть реализована в отношении иных показателей работы двигателя. Контроль за показателями эксплуатации с целью анализа информация о техническом состоянии узлов и агрегатов машины необходимы для диагностики и своевременного технического обслуживания и ремонта
Технология и агрегат для восстановления экологического состояния горных лугов и пастбищ
Get PDFThe paper shows that the constant use of mountain meadows and pastures leads to soil degradation and herbage depletion. It is noted that grass overseeding on the sparse mountain grass meadows and pastures helps to increase their yield and nutritional value. It is revealed that there is a lack of small-sized maneuverable machines capable of grass overseeding in the sparse mountain areas. (Research purpose) To develop and manufacture a laboratory model of a block module aggregated with the Feng Shou 180 mini-tractor for surface grass overseeding, to ensure an accelerated increase in the perennial grass yield and soil resistance to water and wind erosion. (Materials and methods) The restoring technology was substantiated and a laboratory block module was developed for sowing legumes and cereals. The seeding unit and technology were tested in the mountainous zone of the Republic of North Ossetia-Alania at a 1540-meter altitude above sea level. Grasses were overseeded on a sparse section of a 13-16-degree steep northern slope in the area of Sugsadtanrag. The technical examination of the unit was carried out in accordance with the agrotechnical requirements and terms of reference. The surface application of grass seeds was performed according to the norms. (Results and discussion) A laboratory block module aggregated with the Feng Shou 180 mini-tractor for surface grass overseeding was produced. It is established that the laboratory model of the unit complies with the agrotechnical requirements and terms of reference. (Conclusions) It is found that within the second year of using the unit, there was a 90-170 percent increase in the herbage yield and a certain improvement in the botanical composition, which positively affected the feed quality. The use of the developed block-module is proved to be reasonable and helpful in mountain meadows and pastures having 16-degree steep slopes.Показали, что постоянное использование горных лугов и пастбищ приводит к деградации почвы и истощению травостоя. Отметили, что подсев семян трав на изреженный травостой в горах повышает урожайность и питательную ценность лугов и пастбищ. Выявили отсутствие малогабаритных маневренных агрегатов, способных подсевать семена трав на изреженный травостой в горах. (Цель исследования) Разработать и изготовить лабораторный образец блок-модуля на базе мини-трактора Feng Shou 180 для поверхностного подсева семян трав, обеспечивающего ускоренное повышение урожайности многолетних трав и устойчивость почв к водной и ветровой эрозии (Материалы и методы) Обосновали технологию и создали лабораторный образец блок-модуля для высева семян бобовых и злаковых трав. Испытания данного агрегата и технологии проводили в горной зоне Республики Северная Осетия – Алания на высоте 1540 метров над уровнем моря. Травы подсевали на изреженном участке северного склона крутизной 13-16 градусов в местности «Сугсадтанраг». Провели техническую экспертизу агрегата согласно агротехническим требованиям и техническому заданию. Поверхностное внесение семян трав осуществляли согласно нормам. (Результаты и обсуждение) Изготовили лабораторный образец блок-модуля на базе мини-трактора Feng Shou 180 для поверхностного подсева семян трав. Установили, что лабораторный образец агрегата соответствует агротехническим требованиям и техническому заданию. (Выводы) Выявили, что уже на второй год после применения агрегата урожай травостоя увеличился на 90-170 процентов, изменился ботанический состав, что повлияло на качество корма. Обосновали целесообразность применения разработанного блок-модуля на горных лугах и пастбищах с уклоном до 16 градусов
Повышение эффективности сушки семян в реверсивной зерносушилке
Get PDFReverse drying is acknowledged to be widely used in the woodworking industry, and in corn cob drying, but it is hardly used for drying grass and cereal seeds. It can be explained by insufficient research into the matter. It is noted that the reversible dryer operation is characterized by the duration of one-direction blowing and the permissible temperature of the drying agent. It has been found that a temperature increase in the drying agent is crucial for dryers designed for processing small-seed crops, since they operate at lower temperatures compared to those designed for cereals. (Research purpose) To determine the effectiveness of a reversible grain dryer that lies in reduced unit costs and increased productivity, as well as the duration of blowing in one direction and the drying agent allowable temperature. (Materials and methods) The main parameters characterizing the operation of a reverse grain dryer have been determined as follows: the duration and permissible temperature of grain heating, the indicators of the one-direction blowing mode and the permissible temperature of the drying agent. It has been found that the intensification of the reverse drying process can be achieved by an increase in the drying agent temperature compared to drying in the one-direction blowing mode, possible due to a higher permissible temperature of seed heating. (Results and discussion) The economic testing of a reversible dryer proved its efficiency in terms of an increase in productivity, a decrease in the specific heat consumption as well as the seed drying non-uniformity below the norm. It is emphasized that an increase in the maximum permissible grain temperature by about 2 degrees Celsius corresponds to a 4-6-degree rise in the drying agent temperature and a 10-12 percent increase in the dryer productivity. (Conclusions) A reverse dryer is proved to be more efficient compared to a traditional one that lies in a 13-percent increase in productivity and a 10-percent decrease in the specific heat consumption, as well as the seed drying non-uniformity below the norm. It has been found that the duration of one-direction blowing mode in a reversible grain dryer was 0.3 hours. It has been determined that compared to the traditional drying, the maximum temperature of the drying agent in the reverse-mode drying is calculated based on the seed permissible temperature, that is to be 2-3 degrees higher than the maximum permissible one. According to the findings, it is 57 degrees Celsius for ryegrass seeds.Проанализировали, что реверсивная сушка широко используется в деревообрабатывающей промышленности, при сушке початков кукурузы, но для сушки семян трав и зерновых почти не применяется, что можно объяснить малоизученностью этого принципа. Отметили, что работу реверсивной сушилки характеризуют длительность односторонней продувки и допустимая температура агента сушки. Выявили, что повышение температуры агента сушки актуально для сушилок, предназначенных для обработки мелкосеменных культур, так как они работают на пониженных значениях температуры по сравнению с оборудованием для зерновых. (Цель исследования) Определить эффективность реверсивной зерносушилки, заключающуюся в снижении удельных затрат и повышении производительности, а также длительности односторонней продувки и допустимой температуры агента сушки. (Материалы и методы) Определили основные параметры, характеризующие работу реверсивной зерносушилки: длительность и допустимую температуру нагрева зерна при реверсивной сушке, а также показатели режима односторонней продувки и допустимую температуру агента сушки. Выявили, что интенсификация процесса реверсивной сушки достигается повышенной температурой агента сушки по сравнению с сушкой при односторонней продувке вследствие более высокой допустимой температуры нагрева семян. (Результаты и обсуждение) В ходе хозяйственной проверки установили увеличение производительности и снижение удельных затрат теплоты при неравномерности сушки семян ниже нормативной. Подчеркнули, что повышение предельно допустимой температуры зерна примерно на 2 градуса Цельсия соответствует росту температуры агента сушки на 4-6 градусов и производительности сушилки на 10-12 процентов. (Выводы) Доказали эффективность реверсивной сушилки в сравнении с традиционной, заключающуюся в повышении производительности на 13 процентов и снижении удельных затрат теплоты на 10 процентов, при неравномерности сушки семян ниже нормативной. Установили, что длительность односторонней продувки в реверсивной зерносушилке составила 0,3 часа. Определили, что предельная температура агента сушки при реверсе рассчитывается исходя из допустимой температуры семян, которая должна быть на 2-3 градуса выше предельно допустимой по сравнению с традиционной сушкой. По результатам исследования она составила 57 градусов Цельсия для семян райграса
Определение упитанности молочных коров для оперативного мониторинга их физиологического состояния
Get PDFThe paper points out the problem with automated diagnostics of body condition in dairy cattle, including ketosis. The conducted research is aimed at determining the possibility for non-contact automated diagnostics of the cattle physiological state on a daily basis. (Research purpose) To develop an algorithm for complex operational diagnostics of the physiological state of dairy cows by their live weight and body condition. (Materials and methods) Field data were collected in 2021-2022 on the FSUE Grigoryevskoye (Yaroslavl Region), Istra Cheese Factory and Lenin Dairy State Farm (Moscow Region). A commercial 3D ToF (Time-of-Flight) camera O3D303 was used. The 3D camera is capable of calculating and displaying the Point Cloud space as a multidimensional array. The program received 144 images, 136 images passed the filtering stage, 6 images did not detect the areas of interest, because of the high level of image noise, and the sacrum was not detected. 62 cows were subject to research. (Results and discussion) The sample and the dependence are proved to be representative as the Pearson correlation coefficient equals R=0.849, which shows a strong linear relationship between the body condition score and live weight. It was determined that in 24 percent of cases the body condition score is less than the least normal one. An algorithm was developed to help veterinarians to detect the animals that need additional examination. (Conclusions) It was found that the developed algorithm helps to quickly detect ketosis in dairy cows and automatically diagnose physiological diseases at an early stage, without additional labor and monetary costs.Отметили наличие проблемы в животноводстве с автоматизированной диагностикой физиологического состояния молочных коров, в том числе заболевания кетозом. Решили выявить возможность ежедневной диагностики физиологического состояния животных автоматическим бесконтактным способом. (Цель исследования) Разработать алгоритм комплексной оперативной диагностики физиологического состояния молочных коров по их живой массе и упитанности. (Материалы и методы) Натурные данные собирали в 2021-2022 годах на фермах хозяйств «Григорьевское» (Ярославская область), «Истринская сыроварня» и «Совхоз имени Ленина» (Московская область). Использовали коммерческую 3D ToF-камеру (Time-of-flight) O3D303, способную рассчитывать и выводить пространство точек (Point Cloud) в виде многомерного массива. В программе использовали 144 снимка, 136 из них прошли этап фильтрации, в 6 снимках не обнаружены области интересов, так как изображения имели высокую шумовую нагрузку, не был виден крестец. Исследовали 62 коровы. (Результаты и обсуждение) Доказали репрезентативность выборки и результатов: коэффициент корреляции Пирсона равен 0,849, что показывает сильную линейную зависимость между упитанностью и живой массой. Определили, что у 24 процентов коров балл упитанности был меньше нижней границы нормы. Составили алгоритм, помогающий ветеринарам в определение животных, которым нужен дополнительный осмотр. (Выводы) Выявили, что разработанный алгоритм помогает оперативно определять нарушения физиологического состояния молочных коров и в автоматическом режиме диагностировать заболевания на ранней стадии, без дополнительных трудозатрат и расходов на проведение анализов.
Комбинированный агрегат для обработки почвы импульсным воздействием ударной волны
Get PDFThe paper shows that incorporating a multifunctional combined unit with pulsed shock wave action into soil tillage presents a pertinent and promising advancement in the soil cultivation system. (Research purpose) The research aims to develop a multifunctional combined unit for soil tillage integrating pulsed shock wave action. The objectives include enhancing productivity, refining tillage quality and promoting ecological considerations. (Materials and methods) The unit consists of a main frame, two side-folding sections, and a central section, which is made featuring a carriage, support and transport wheels. Additionally, it incorporates a frame in the shape of a hollow shaft, connected to a compressed air cylinder. The front frames of each section are equipped with rigidly fixed working bodies taking the form of cultivator paws with embedded pneumatic tubes. These tubes have outlet holes positioned at the ends of the wings of the paws, with a compressed air effective radius of 5-10 centimeters. (Results and discussion) The established ratio between the depth of surface tillage using a cultivator paw and the depth of subsoil tillage through pulsed blows of compressed air is 1:2. The tillage devices are supplemented by disc cutters with a diameter ranging from 25 to 30 centimeters, along with harrows designed for processing to a depth of 5-7 centimeters. (Conclusions) Enhanced by this modification, the design of the multifunctional combined unit enables the simultaneous execution of multiple operations, including cultivation with weed destruction, soil loosening using high-pressure air flow, and surface milling and grinding.Показали, что обработка почвы многофункциональным комбинированным агрегатом с импульсным воздействием ударной волны является актуальным и перспективным направлением в общей системе почвообработки. (Цель исследования) Разработка многофункционального комбинированного агрегата для обработки почвы импульсным воздействием ударной волны, повышающего производительность, улучшающего качество обработки почвы и экологию окружающей среды. (Материалы и методы) Агрегат состоит из основной рамы, двух боковых, складывающихся секций и центральной, которая выполнена со сницей, опорными и транспортными колесами, а также рамы в виде полого вала, соединенного с баллоном сжатого воздуха. Передние рамы каждой секции снабжены жестко закрепленными рабочими органами в виде культиваторных лап со встроенными внутри пневмотрубками с выходными отверстиями на концах крыльев лап с радиусом действия сжатого воздуха 5-10 сантиметров. (Результаты и обсуждение) Установили соотношение глубины поверхностной обработки почвы культиваторной лапой к глубине внутрипочвенной обработки импульсными ударами сжатого воздуха, равное 1:2. Состав почвообрабатывающих устройств замыкают дисковые фрезы диаметром 25-30 сантиметров и бороны на глубину обработки 5-7 сантиметров. (Выводы) Усовершенствованная таким образом конструкция многофункционального комбинированного агрегата позволяет проводить одновременно несколько операций: культивацию с уничтожением сорной растительности, рыхление почвы воздушным потоком высокого давления, фрезерование и измельчение поверхности
Исследование технологий уборки льна льноуборочными машинами
Get PDFThe technology of flax harvesting depends on input impacts, including: flax harvester qualitative characteristics; working body parameters; indicators of working conditions; intervening variables reflecting the dynamic properties of the working bodies and the dynamics of the flax flow input. (Research purpose) To establish patterns and the degree of correlation between the qualitative operation indicators (pulling and deseeding quality, flax line stretching); design parameters; machine dynamic properties and harvesting conditions (height and density of flax stem, field surface, thickness and unevenness of flax straw, etc.). (Materials and methods) Based on system analysis, mathematical models of the technological process of flax harvesting were developed. Information models were introduced for examining the main flax harvesters. (Results and discussion) The paper shows that the most typical indicators of the flax harvester working conditions are the flax stem height l(t), centimeters; the seed pod area a(t), centimeters; and field surface roughness z(t), centimeters. It is found that the quality of operation is determined by the deseeding quality, percentages; the flax straw stretching, times; the location of its apical and root parts, centimeters. The estimated indicators are as follows: the pulling height h(t), centimeters, the vibrations of the combine in the longitudinal-vertical plane Q(t), degrees, the location of the apical part of the flax flaw in front of the stripper. (Conclusions) A hydraulic device was developed to adjust the pulling height from 10 to 40 centimeters, depending on the flax stem. An important reserve for increasing the deseeding quality is the change in the width of the deseeding zone of the Vk harvester, centimeters. For this purpose, a mechanism was created for moving the deseeder against the clamping conveyor, depending on the flax stem height l(t), centimeters.Технология уборки льна льноуборочными машинами зависит от входных воздействий, включающих: качественные показатели льноуборочных машин; конструктивные размеры рабочих органов; показатели условий работы; промежуточные переменные, отражающие динамические свойства рабочих органов и динамику потока льна. (Цель исследования) Установить закономерности и степень связи между качественными показателями работы (чистота теребления, очеса, растянутость ленты); конструктивными параметрами; динамическими свойствами машин и условиями уборки (высота и густота стеблестоя льна, рельеф поля, толщина и неравномерное расположение ленты льнотресты и так далее). (Материалы и методы) Разработали на основании системного анализа математические модели технологического процесса уборки льна. Представили информационные модели исследований основных льноуборочных машин. (Результаты и обсуждение) Показали, что наиболее характерными показателями условий работы льноуборочных машин служат высота стеблестоя льна l(t), сантиметры; зона расположения семенных коробочек a(t), сантиметры; и неровность поверхности поля z(t), сантиметры. Выявили, что качество работы определяется чистотой очеса n(t), проценты, растянутостью ленты льносоломы λ(t), раз, расположением ее верхушечной yв(t) и корневой частей yк(t), сантиметры. Приняли в качестве оценочных показателей высоту теребления h(t), сантиметры, колебания комбайна в продольно-вертикальной плоскости Q(t), градусы, расположение верхушечной части лент льна перед очесывающим аппаратом. (Выводы) Разработали гидроустройство для регулировки высоты теребления h(t) от 10 до 40 сантиметров в зависимости от стеблестоя льна. Констатировали, что важным резервом повышения чистоты очеса служит изменение ширины зоны очеса комбайна Вк, сантиметры. Создали для этого механизм перемещения очесывающего аппарата относительно зажимного транспортера в зависимости от высоты стеблестоя льна l(t), сантиметры
Математическое моделирование как инструмент проектирования сельскохозяйственных машин и агрегатов (применительно к истории развития научной школы Южного Урала)
Get PDFThis research paper examines the findings presented in the doctoral and PhD theses from the Southern Urals scientific school specifically focusing on the design process of tillage machines and units through the application of mathematical modeling. (Research purpose) The objective of the study is to identify the patterns in designing tillage machines and units and, based on these patterns forecast their potential enhancements using mathematical modeling. (Materials and methods) The paper analyses the creation of mathematical models based on field tests of tillage machine under diverse soil and climatic conditions emphasizing the authors’ optimal design and upgrade decisions (Results and discussion) The research reveals that the design process of soil-cultivating machines progressed through such stages as: empirical design, computational experimentation and the use of computer-aided design. The evolutionary development of research tools demonstrates a gradual convergence between the mathematical models and the actual working conditions of tillage machines and units. Consequently, this enables the improvement and substantiation of tillage machine parameters to meet specific quality criteria for the tillage process, as well as the development of adaptable crop cultivation technologies applicable to various regions’ soil and climatic conditions. (Conclusions) The study concludes that to enhance the performance of tillage machines and units and achieve the desired quality parameters, further research should focus on machine computer-aided design, including the design of vibratory working bodies, utilization of compressed air and electromagnetic fields, creation of highly automated soil-cultivating machines capable of adjusting to specified working conditions, and development of remote control systems for managing tillage and sowing machine operations.Представлены результаты анализа диссертационных исследований научной школы Южного Урала, посвященных процессу проектирования почвообрабатывающих машин и агрегатов с применением методов математического моделирования. (Цель исследования) Установить закономерности проектирования почвообрабатывающих машин и агрегатов и на этой основе спрогнозировать перспективы их совершенствования с использованием методов математического моделирования. (Материалы и методы) Проанализировали вопросы, связанные с построением математических моделей по результатам полевых испытаний почвообрабатывающих машин в различных почвенно-климатических условиях, акцентировали внимание на принимаемых авторами оптимальных решений по конструированию, модернизации почвообрабатывающих машин и агрегатов. (Результаты и обсуждение) Показали, что процесс конструирования почвообрабатывающих машин проходил следующие этапы: эмпирическое конструирование, вычислительный эксперимент и применение системы автоматизированного проектирования. Отметили, что результатом развития инструментов научных исследований стало постепенное приближение получаемых математических моделей к реальным условиям работы почвообрабатывающих машин и агрегатов. Это позволило обеспечить заданный уровень показателей качества выполнения технологического процесса обработки почвы путем совершенствования и обоснования параметров почвообрабатывающих машин и разработать адаптивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур применительно к почвенно-климатическим условиям различных регионов. (Выводы) Подтвердили, что дальнейшие исследования в области применения Системы автоматизированного проектирования машин для решения инженерных задач, касающихся повышения качества обработки почвы с заданными параметрами, почвообрабатывающими машинами и агрегатами направлены на создание конструкций вибрационных рабочих органов; использование силы сжатого воздуха и электромагнитных полей; создание почвообрабатывающих машин с высокой степенью автоматизации настройки на заданные условия работы; разработку систем дистанционного контроля за процессом работы рабочих органов почвообрабатывающих и посевных машин.Ключевые слова: почвообрабатывающие машины, отвальная система земледелия, математическое моделирование, система автоматизированного проектирования машин.
Температурные показатели охлаждающих жидкостей для аккумуляторов электротракторов и электромобилей
Get PDFThe paper accentuates a noticeable shift toward more economical and environmentally friendly electric vehicles within global agriculture, prompted by the growing prices of fuels and lubricants. The widespread adoption of electric vehicles for agricultural tasks encounters limitations, including such factors as performance, cost, service life and safety of traction batteries. The battery thermal management system assumes a key role in regulating battery life. (Research purpose) The study aims to analyze contemporary cooling systems for electric batteries, to identify the type of coolant capable of sustaining the optimal temperature of the traction battery under diverse climatic conditions. (Materials and methods) The paper examines the cooling systems and methods employed for battery temperature control. It provides a theoretical analysis of the effectiveness of thermal regulation for traction batteries, specifically exploring the potential to enhance battery performance through the maintenance of temperature at the required level. To facilitate comparison, several brands of electric vehicles from global automakers were selected. (Results and discussion) The paramount criterion for an effective cooling system is its capacity to rapidly dissipate heat during periods of elevated battery temperature while operating at a gradual pace during startup, thereby ensuring minimal impact on the efficiency of the electric vehicle. Based on this criterion, the paper provides statistical data regarding the modes and operating conditions of traction batteries, including their optimal operating temperature range. Calculations were conducted for three coolant types: ammonia, ethylene glycol and freon R134a. (Conclusions) Despite having an outlet temperature of 22.2 degrees Celsius, ethylene glycol registers 3.3 degrees higher than ammonia and 0.5 degrees higher than tetrafluoroethane, this refrigerant is suitable for application in copper piping.Отметили тенденцию перехода в мировом сельском хозяйстве на более экономичные и экологичные электромобильные средства в связи с ростом цен на топлива и горюче-смазочные материалы. Широкое применение электромобильных средств для выполнения сельскохозяйственных работ ограничивается такими факторами, как производительность, стоимость, срок службы и безопасность тяговых батарей. Система управления температурным режимом батареи играет ключевую роль в контроле продолжительности ресурса батареи. (Цель исследования) Проанализировать современные системы охлаждения электрических аккумуляторов , определить тип охлаждающей жидкости, способной поддерживать оптимальную температуру тяговой батареи в любых климатических условиях. (Материалы и методы) Рассмотрены системы и методы охлаждения, используемые в управления температурным режимом батареи. Представлен теоретический анализ эффективности терморегулирования тяговых батарей, т.е. возможности повышения производительности аккумулятора за счет поддержания температуры батареи на требуемом уровне. Для сравнения выбраны несколько брендов электромобилей мировых автопроизводителей. (Результаты и обсуждение) Наиболее важным требованием к эффективной системе охлаждения является быстрый отвод тепла, когда батарея нагрета и при запуске система охлаждения должна работать медленно, чтобы не снижать эффективность электромобиля. На основании этого критерия представлены статистические данные режимов и условий работы тяговых батарей и их оптимальный диапазон рабочих температур. Выполнены расчеты для трех типов охлаждающих жидкостей: аммиака, этиленгликоля и фреона R134a. (Выводы) Хотя выходная температура этиленгликоля составляет 22,2 градуса Цельсия, выше на 3,3 градуса, чем у аммиака, и на 0,5 градуса выше, чем у тетрафторэтана, этот хладагент подходит для использования в медных трубках
Распределение высокозагрязненного соевого материала в глубоком воздушном канале
Get PDFThe paper highlights a lack of machines and equipment capable of cleaning highly impure soybean material efficiently and productively. Most of the existing grain cleaning machines are designed for the materials conforming to GOST 17109-88 that specifies weed and oilseed impurity contents of 2 and 6 percent, respectively. In reality, a typical soybean post-harvest waste often contains 20 to 60 percent of material unsuitable for extracting raw protein, that makes this type of material completely non–separable for this type of machine. (Research purpose) The research aims to determine the optimal efficiency of separating heterogeneous bulk mixtures in a vertically ascending air channel. (Materials and methods) To accomplish this, the authors employed a rotary batch classifier RBK 30 and a prototype sample of a precision air classifier PAC with column air flow accelerators. The paper defines impurity separation completeness and soybean waste separation efficiency in a novel pneumatic classifier, considering the accelerator thickness and the height above the processed material. (Results and discussion) The findings reveal that traditional pneumatic channels achieve no more than 20 percent of separation efficiency for highly impure soybean material, while the precision air classifier demonstrates approximately a 45 percent separation. (Conclusions) Typical air flow machines struggle with high impurity of material. The separation efficiency of highly impure material can be enhanced by equalizing the air flow velocity inside and above the layer of the separated material and installing a core air flow accelerator. The study indicates that the material being processed can be separated by air flow, provided a specialized pneumatic separation channel is used. Due to the ratio of the core accelerator height and the height above the material, the air flow velocity inside and above the separated layer is equalized.Отмечено отсутствие машин и оборудования, способных качественно и с высокой производительностью очищать высокозагрязненный материал сои. Большинство применяемых зерноочистительных машин создавались для переработки материала, отвечающего нормам ГОСТ 17109-88 по содержанию сорной и масличной примеси соответственно 2 и 6 процентов. Фактически типовой состав отходов послеуборочной обработки сои может содержать от 20 до 60 процентов отходов, непригодных для извлечения сырого протеина, что делает данный материал полностью неразделимым. (Цель исследования) Определение оптимальной эффективности сепарирования гетерогенных сыпучих смесей в вертикально восходящем воздушном канале. (Материалы и методы) Использовались ротационный порционный классификатор РПК 30 и макетный образец прецизионного воздушного классификатора ПВК с колонковыми акселераторами воздушного потока. Определены зависимость полноты выделения примеси и эффективность процесса сепарации соевого отхода в пневмоклассификаторе нового типа от толщины акселераторов и высоты над обрабатываемым материалом. (Результаты и обсуждение) Установлено, что эффективность процесса сепарации высокозасоренного соевого материала в стандартном пневмоканале не превышала 20 процентов, а на прецизионном воздушном классификаторе степень разделения составила около 45 процентов. (Выводы) Типовые машины, в которых используется воздушный поток, не справляются с сильно засоренным материалом. Выравнивание скорости воздушного потока внутри слоя обрабатываемого материала и над ним при установке колонковых акселераторов воздушного потока способствует лучшей сепарации высокозагрязненного материала. Исследование указывает на то, что обрабатываемый материал может быть разделен воздушным потоком, но при условии использования специализированного пневмосепарирующего канала. За счет соотношения высоты колонковых акселераторов и высоты над материалом скорость воздушного потока внутри разделяемого слоя и над ним выравнивается