Анализ расхода топлива зерноуборочными комбайнами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Analysis of fuel consumption by combine harvesters

A.I. Ryadnov

О.А. Fedorova

O.I. Poddubny

Abstract

Introduction. The cost of harvesting crops is largely determined by the cost of fuel and lubricants. Reducing fuel consumption when harvesting cereals and leguminous crops, as well as sunflower is the most important task for technical workers of agricultural enterprises. It is possible to reduce the total fuel consumption of self-propelled agricultural machinery in a particular farm by choosing a combine harvester that ensures the harvesting of a given agricultural crop under given conditions with a minimum fuel consumption per ton of milled grain. The purpose of this work is to select a brand of a combine harvester from those used in an agricultural enterprise based on an analysis of fuel consumption per ton of milled grain by them when harvesting cereals and legumes, as well as sunflower. Materials and methods. The objects of the study were: high-performance grain harvesters of the 7th class TO- RUM-750 manufactured by the Limited Liability Company - Combine Plant «Rostselmash» and 6th class KZS-1218-29 «Polesie» manufactured by the Open Joint-Stock Company «Gomselmash». The combines were equipped with Agrotronic and Agronomic Services electronic systems, which allow, in particular, to remotely evaluate a number of parameters of combines and harvested crops. To study the fuel consumption of combine harvesters TORUM-750 and KZS-1218-29 «Polesie», participating in the harvesting of winter and spring wheat, peas and chickpeas, as well as sunflower in 2018 - 2020 in the farms of the north-west of the Volgograd region, statistical data were used , received according to indications of electronic systems. Results and conclusions. Based on the analysis of statistical information on fuel consumption by combine harvesters TORUM-750 and KZS-1218-29 «Polesie» for harvesting cereals and leguminous crops, the specific fuel consumption gt is calculated - fuel consumption per ton of grain milled by a combine harvester. It has been established that the average fuel consumption per ton of milled grain for the TORUM-750 combine was 3.96 l/t, and for the KZS-1218- 29 «Polesie» - 3.99 l/t. At sunflower harvesting with a yield of 2.64 t/ha, the average specific fuel consumption by TORUM-750 and KZS-1218-29 combines was 4.48 l/t and 4.73 l/t, respectively. Statistical data made it possible to obtain mathematical dependences of the specific fuel consumption of TO- RUM-750 grain harvesters on the average yield - 0.642U2 - 3.407U + 12.665. The solution of these mathematical dependencies made it possible to establish the yield of harvested crops, at which the specific fuel consumption for combine harvesters is minimal. For combine harvesters TORUM-750 and KZS-1218-29, this yield is Y1 = 3.4 t/ha and Y2 = 3.15 t/ha, respectively. The average fuel consumption per ton of threshed grain of winter and spring wheat, as well as peas and chickpeas for the TORUM-750 combine was 3.96 l/t, and for KZS-1218-29 «Polesie» - 3.99 l/t, and at sunflower harvesting with TORUM-750 and KZS-1218-29 combines amounted to 4.48 l/t and 4.73 l/t, respectively. It was revealed that with a decrease in the yield of the harvested crop, the specific fuel consumption increases. Mathematical dependences of the specific fuel consumption of TORUM-750 and KZS- 1218-29 «Polesie» combines on the yield of cereals and legumes have been established, on the basis of which it has been established that the minimum specific fuel consumption for the TORUM-750 combine harvester gtmin = 3.34 l/ t at a yield of Y1 = 3.4 t/ha, and for KZS-1218-29 - gtmin = 3.41 l/t at Y2 = 3.15 t/ha. Thus, the TORUM-750 combine harvester is more efficient in terms of the considered indicator for the research conditions than the KZS-1218-29 «Polesie».

Key words: fuel consumption, combine harvester, harvesting of grain crops and leguminous crops and sunflower.

Анализ расхода топлива зерноуборочными комбайнами

А.И. Ряднов, О.А. Федорова, О.И. Поддубный

Аннотация

расход топливо уборка сельскохозяйственный

Актуальность. Себестоимость уборки сельскохозяйственных культур во многом определяется затратами на топливо-смазочные материалы. Снижение расхода топлива при уборке зерновых колосовых и зернобобовых культур, а также подсолнечника - важнейшая задача для технических работников сельскохозяйственных предприятий. Снизить суммарный расход топлива самоходной сельскохозяйственной техникой в конкретном хозяйстве возможно за счет выбора зерноуборочного комбайна, обеспечивающего уборку заданной сельскохозяйственной культуры в данных условиях с минимальным расходом топлива на одну тонну намолоченного зерна. Цель настоящей работы - выбор марки зерноуборочного комбайна из используемых в сельскохозяйственном предприятии на основе анализа расхода топлива на одну тонну намолоченного зерна ими при уборке зерновых колосовых и зернобобовых культур, а также подсолнечника. Материалы и методы. Объектами исследования являлись: высокопроизводительные зерноуборочные комбайны 7 класса TORUM-750 производства ООО «Комбайновый завод «Ростсельмаш» и 6 класса КЗС-1218-29 «Полесье» производства ПО «Гомсельмаш». Комбайны были оборудованы электронными системами «Агротроник и агрономические сервисы», которые позволяют, в частности, удаленно оценивать ряд параметров комбайнов и убираемых культур. Для изучения расхода топлива зерноуборочными комбайнами TORUM-750 и КЗС-1218-29 «Полесье», участвующими на уборке озимой и яровой пшеницы, гороха и нута, а также подсолнечника в 2018 - 2020 годы в хозяйствах северо-запада Волгоградской области, использовались статистические данные, полученные по показаниям электронных систем. Результаты. На основе анализа статистической информации по расходу топлива зерноуборочными комбайнами TORUM-750 и КЗС-1218-29 «Полесье» на уборке зерновых колосовых и зернобобовых культур рассчитан удельный расход топлива gx - расход топлива на одну тонну зерна, намолоченного зерноуборочным комбайном. Установлено, что средний расход топлива на одну тонну намолоченного зерна для комбайна TORUM-750 составил 3,96 л/т, а КЗС-1218-29 «Полесье» - 3,99 л/т. На уборке подсолнечника с урожайностью 2,64 т/га средний удельный расход топлива комбайнами TORUM-750 и КЗС-1218-29 составил соответственно 4,48 л/т и 4,73 л/т. Статистические данные позволили получить математические зависимости удельного расхода топлива зерноуборочными комбайнами TORUM-750 от средней урожайности У убираемых зерновых колосовых и зернобобовых культур: gx = 0,406У3 - 2,514У2 + 3,027У + 6,157 и КЗС-1218-29: gx = 0,251У3 - 0,642У2 - 3,407У + 12,665. Решение указанных математических зависимостей позволило установить урожайность убираемых культур, при которой удельный расход топлива для зерноуборочных комбайнов минимальный. Для зерноуборочных комбайнов TORUM-750 и КЗС-1218-29 эта урожайность соответственно равна Уі = 3,4 т/га и У2 = 3,15 т/га. Выводы. Средний расход топлива на одну тонну намолоченного зерна озимой и яровой пшеницы, а также гороха и нута для комбайна TORUM-750 составил 3,96 л/т, а КЗС-1218-29 «Полесье» - 3,99 л/т, а при уборке подсолнечника комбайнами TORUM-750 и КЗС-1218-29 составил соответственно 4,48 л/т и 4,73 л/т. Выявлено, что при снижении урожайности убираемой культуры удельный расход топлива растет. Установлены математические зависимости удельного расхода топлива комбайнами TORUM-750 и КЗС-1218-29 «Полесье» от урожайности зерновых колосовых и зернобобовых культур, на основе которых установлено, что минимальный удельный расход топлива для зерноуборочного комбайна TORUM-750 аттіп = 3,34 л/т при урожайности У1 = 3,4 т/га, а для КЗС-1218-29 - gimm = 3,41 л/т при У2 = 3,15 т/га. Таким образом, зерноуборочный комбайн TORUM-750 эффективнее по рассматриваемому показателю для условий исследования, чем КЗС-1218-29 «Полесье».

Ключевые слова: расход топлива, зерноуборочные комбайны, уборка зерновых культур, уборка подсолнечника.

Введение

В современных условиях развития сельскохозяйственного производства необходимо использовать технику, в том числе и зерноуборочные комбайны, не попадающие под экономические санкции стран, недружественных для Российской Федерации. При этом зерноуборочные комбайны должны быть высокоэффективны при их использовании [1, 4, 13, 14]. Одним из важнейших показателем эффективности при выборе зерноуборочных комбайнов из ряда возможных является расход топлива [7, 9, 10]. Данный показатель применяется также при рейтинговой оценке зерноуборочных комбайнов [16] и анализе их использования [2, 3, 5, 8, 11, 15, 17], оптимизации энергозатрат при уборке урожая [12] и при решении ряда других задач [6, 18, 19]. От расхода топлива существенно зависят эксплуатационные затраты при использовании зерноуборочных комбайнов, а следовательно, себестоимость уборки и в конечном счете - цена зерна. В связи с этим важнейшими задачами для технических работников сельскохозяйственного производства являются поддержание оптимального уровня расхода топлива самоходной сельскохозяйственной техникой, а также поиск путей снижения расхода топлива на одной из самых энергоемких операций при возделывании сельскохозяйственных культур - уборке урожая. Снизить суммарный расход топлива самоходной сельскохозяйственной техникой в конкретном хозяйстве возможно за счет выбора зерноуборочного комбайна, обеспечивающего уборку заданной сельскохозяйственной культуры в данных условиях с минимальным расходом топлива на одну тонну намолоченного зерна. Цель настоящей работы - выбор марки зерноуборочного комбайна из используемых в сельскохозяйственном предприятии на основе анализа расхода топлива на одну тонну намолоченного зерна ими при уборке зерновых колосовых и зернобобовых культур, а также подсолнечника.

Материалы и методы

Объектами исследования являлись: высокопроизводительные зерноуборочные комбайны 7 класса TORUM-750 производства ООО «Комбайновый завод «Ростсельмаш» и 6 класса КЗС-1218-29 «Полесье» производства ПО «Гомсельмаш». Комбайны были оборудованы электронными системами «Агротроник и агрономические сервисы», которые позволяют, в частности, удаленно оценивать ряд параметров комбайнов и убираемых культур.

Для изучения расхода топлива зерноуборочными комбайнами TORUM-750 и КЗС-1218-29 «Полесье», участвующими на уборке озимой и яровой пшеницы, гороха и нута, а также подсолнечника в 2018 - 2020 годы в хозяйствах северо-запада Волгоградской области, использовались статистические данные, полученные по показаниям электронных систем.

Количество исследуемых комбайнов на уборке указанных сельскохозяйственных культур представлено в таблице 1.

Таблица 1. Количество исследуемых зерноуборочных комбайнов

Урожайность сельскохозяйственных культур, убираемых исследуемыми зерноуборочными комбайнами, представлена в таблице 2.

Таблица 2. Средняя урожайность убираемых культур, т/га

Представленные в таблице 2 данные могут быть основой для оценки расхода топлива исследуемыми зерноуборочными комбайнами в зависимости от урожайности убираемой сельскохозяйственной культуры.

Результаты и обсуждение

С целью анализа расхода топлива двумя марками комбайнов на уборке зерновых колосовых и зернобобовых культур проведена обработка статистической информации и рассчитан удельный расход топлива g-r - расход топлива на одну тонну зерна, намолоченного зерноуборочным комбайном

где Q - намолот зерна, т, G - расход топлива, л.

Результаты расчета gт представлены в таблице 3.

Таблица 3. Статистические данные по намолоту и расходу топлива зерноуборочными комбайнами при уборке зерновых колосовых и зернобобовых культур

Таблица 4. Статистические данные по намолоту и расходу топлива зерноуборочными комбайнами при уборке подсолнечника

Представленные в таблицах 3 и 4 результаты показывают:

суммарный намолот зерна озимой и яровой пшеницы, а также гороха и нута в течение трех уборочных сезонов всеми зерноуборочными комбайнами составил 135988 т при расходе топлива 539832 л;

средний удельный расход топлива рассматриваемыми марками зерноуборочных комбайнов составил 3,97 л/т;

средний удельный расход топлива TORUM-750 при уборке зерновых колосовых и зернобобовых культур в условиях северо-запада Волгоградской области составил 3,96 л/т, а КЗС-1218-29 - 3,99 л/т, что существенно ниже, чем, например, в Гродненском районе Республики Беларусь [11];

при снижении урожайности зерновых колосовых и зернобобовых культур удельный расход топлива зерноуборочных комбайнов растет;

средний удельный расход топлива комбайнами TORUM-750 и КЗС-1218-29 при уборке подсолнечника со средней урожайности 2,64 т/га составил соответственно 4,48 л/т и 4,73 л/т.

Статистические данные позволили построить зависимости удельного расхода топлива зерноуборочными комбайнами TORUM-750 и КЗС-1218-29 от средней урожайности убираемых зерновых колосовых и зернобобовых культур (рисунки 1 и 2).

Рисунок 1. Удельный расход топлива зерноуборочными комбайнами TORUM-750 в зависимости от средней урожайности убираемых культур

Экспериментальные данные, представленные на рисунке 1, описываются следующим уравнением:

gт = 0,406У3 - 2,514У2 + 3,027У + 6,157 (2)

при достоверности аппроксимации R2 = 0,991.

Экспериментальные данные, представленные на рисунке 2, описываются следующим уравнением:

gт = 0,251У3 - 0,642У2 - 3,407У + 12,665, (3)

при достоверности аппроксимации R2 = 0,993.

Для того чтобы найти урожайность зерновых колосовых и зернобобовых культур, при которой удельный расход топлива зерноуборочными комбайнами TORUM-750 и КЗС-1218-29 будет минимальным, используем известный метод. Для этого возьмем первую производную соответственно от зависимостей (2) и (3), затем полученные выражения приравняем к нулю, решим их и в результате получим, что минимальный удельный расход топлива зерноуборочным комбайном TORUM-750 будет при урожайности убираемой культуры У1 = 3,40 т/га, а КЗС-1218-29 - при У2 = 3,15 т/га.

По зависимостям (2) и (3) определены значения минимального удельного расхода топлива зерноуборочным комбайном при рассчитанных урожайностях зерновых колосовых и зернобобовых культур. Так, для зерноуборочного комбайна TORUM-750 gimin = 3,34 л/т, а для КЗС-1218-29 - g^in = 3,41 л/т.

Рисунок 2. Удельный расход топлива зерноуборочными комбайнами КЗС-1218-29 в зависимости от средней урожайности убираемых культур

Выводы

Средний расход топлива на одну тонну намолоченного зерна озимой и яровой пшеницы, а также гороха и нута для комбайна TORUM-750 составил 3,96 л/т, а КЗС-1218-29 «Полесье» - 3,99 л/т, а при уборке подсолнечника комбайнами TORUM- 750 и КЗС-1218-29 составил соответственно 4,48 л/т и 4,73 л/т. Выявлено, что при снижении урожайности убираемой культуры удельный расход топлива растет. Установлены математические зависимости удельного расхода топлива комбайнами TORUM-750 и КЗС-1218-29 «Полесье» от урожайности зерновых колосовых и зернобобовых культур, на основе которых установлено, что минимальный удельный расход топлива для зерноуборочного комбайна TORUM-750 g7min = 3,34 л/т при урожайности У1 = 3,4 т/га, а для КЗС-1218-29 - g-nnin = 3,41 л/т при У2 = 3,15 т/га. Таким образом, зерноуборочный комбайн TORUM-750 эффективнее по рассматриваемому показателю для условий исследования, чем КЗС-1218-29 «Полесье».

Библиографический список

1. Бышов Н.В., Ряднов А.И., Федорова О.А. Машина для уборки зерновых культур // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2018. № 1 (49). С. 249-254.

2. Воронов Е.В., Калашов А.А. Основные результаты работы новых зерноуборочных комбайнов // Азимут научных исследований: экономика и управление. 2015. № 4 (13). С. 24-26.

3. Ерохин Г.Н. Об уровне использования производительности зерноуборочных комбайнов // Международный научно-исследовательский журнал. 2014. № 12-1 (31). С. 92-94.

4. Жалнин Э.В. Какой комбайн выбрать // Сельский механизатор. 2015. № 4. С. 4-6.

5. Иванченко П.Г., Табулденов А.Н. Результаты сравнительных испытаний зерноуборочных комбайнов «ESSIL-730» И «NOVA-340» на уборке пшеницы // Вестник Курганской ГСХА. 2021. № 1. С. 69-73.

6. Канделя М.В. Пути снижения энергозатрат при уборке зерновых и сои в условиях Дальнего Востока // Вестник ФГБОУ ВО "Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина". 2013. № 3 (59). С. 32-35.

7. Кидяева Н.П., Щитов С.В., Жирнов А.Б. Оптимизация выбора комбайна по расходу топлива при уборке сельскохозяйственных культур // Техника и оборудование для села. 2013. № 1. С. 18-20.

8. Клочков А.В., Шундалов Б.М. Анализ использования зерноуборочных комбайнов различных моделей в уборочной кампании 2016 года // Вестник БГСХА. 2017. № 1. С. 9-12.

9. Клочков А.В., Шундалов Б.М., Ковалевский В.Ф. Тенденции формирования и использования парка зерноуборочных комбайнов в АПК Беларуси // Белорусское сельское хозяйство. 2015. № 6 (158). С. 104-107.

10. Клочков А.В., Шундалов Б.М. Универсальный показатель работы зерноуборочных комбайнов: структурный коэффициент опережения // Вестник БГСХА. 2014. № 3. С. 23-27.

11. Оценка использования зерноуборочных комбайнов в Гродненском районе / А.В. Клочков, Б.М. Шундалов, В.Ф. Ковалевский, А.Н. Рыхлицкий // Вестник БГСХА. 2015. № 2. С. 5-11.

12. Пути оптимизации энергозатрат в технологии возделывания сельскохозяйственных культур / С.В. Щитов, П.В. Тихончук, О.П. Митрохина, Н.П. Кидяева // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 6. С. 72-74.

13. Ряднов А.И., Федорова О.А., Поддубный О.И. Совершенствование методики выбора зерноуборочных комбайнов // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2020. № 2 (38). С. 163-178.

14. Федорова О.А. Комплексный критерий оценки эффективности эксплуатации зерноуборочных комбайнов // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2017. № 4 (28). С. 181-190.

15. Шепелев С.Д., Черкасов Ю.Б. Обоснование границ использования зерноуборочных комбайнов с различным сроком службы // АПК России. 2013. Т. 64. С. 93-96.

16. Шундалов Б.М., Клочков А.В. Рейтинговая оценка работы зерноуборочных комбайнов в условиях Республики Беларусь // Вестник БГСХА. 2011. № 1. С. 15-20.

17. Щитов С.В., Кидяева Н.П., Митрохина О.П. Оценка эффективности использования зерноуборочной техники с применением методов численного решения // Дальневосточный аграрный вестник. 2016. № 3 (39). С. 94-99.

18. Моdeling the technological process for harvesting of agricultural produce / S.D. Shepelev, M.V. Cheskidov, V.D. Shepelev, Z.V. Almetova, N.P. Shepeleva // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science Current Problems and Solutions. 2018. P. 012053.

19. Shitov S.V., Tihonchuk P.V., Hudovetz V.I. Expansion of the sphere of the use the traktor of the class 1.4 in technology of crop growing // Sciene, Technology and Higher Education: materials of the international research and practice conference, Westwood, 2013. Vol. II. Р. 313-317.

Размещено на Allbest.ru