Наукове обґрунтування підвищення ефективності колісних рушіїв сільськогосподарських тракторів на енергоємних технологічних операціях обробітку ґрунту

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.22.02 – автомобілі та трактори (13 – Механічна інженерія, 27 – Транспорт). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, Харків, 2021. Дисертація присвячена розв'язанню науково-прикладної проблеми підвищення ефективності та екологічності рушіїв колісних тракторів при виконанні комплексу сільськогосподарських операцій за рахунок науковообґрунтованого вибору типорозмірів шин та раціональних режимів їх функціонування. Проаналізовані фактори та чинники, що впливають на ефективність взаємодії трактора з ґрунтовим середовищем, а також шляхи та засоби підвищення ефективності сільськогосподарських колісних тракторів. Розглянуті сучасні інноваційні конструкції шин, системи, пристрої й конструктивні заходи, спрямовані на підвищення ефективності колісних тракторів. Наведені принципи ідентифікації математичної моделі тракторних шин, поданий аналіз здвоєння шин та способів баластування трактора, у тому числі й наповнення шин рідиною. Окреслена методологія нового підходу до визначення основних конструктивних параметрів колісних тракторів. Наведена методика визначення потенційних тягових характеристик та технікоекономічних показників тракторів з урахуванням режимів роботи ДВЗ і параметрів пневматичних шин. Показана перспективність тягово-динамічної моделі функціонування колісних тракторів на типових сільськогосподарських операціях за польовими циклами PowerMix, що є загальновизнаними випробувальними циклами процедури тягово-динамічних випробувань. Запропоновані в дисертації основні наукові положення, розробки та рекомендації впроваджені на інжинірингових та виробничих підприємствах.The thesis for the degree of doctor of technical sciences, specialty 05.22.02 – Automobiles and tractors (13 – Mechanical Engineering, 27 – Transport). – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2021. The dissertation is devoted to the decision of a scientific and applied problem of increase of efficiency and ecological friendliness of wheeled tractor propulsors at performance of a complex of agricultural operations at the expense of a scientifically proved choice of standard sizes of tires and rational modes of their functioning. The factors influencing the efficiency of interaction of the tractor with the soil environment, as well as possibilities of increasing the efficiency of wheeled tractors are analyzed. Modern innovative tire designs, systems, devices and design measures aimed at increasing the efficiency of wheeled tractors are considered. The principles of identification of the mathematical model of tractor tires are given, the analysis of tire doubling and methods of ballasting the tractor, including filling the tires with liquid, is presented. The methodology of a new approach to determining the main design parameters of wheeled tractors has been formed. A method is given for determining the potential traction characteristics and technical and economic indicators of tractors, taking into account the operating modes of the internal combustion engine, the parameters of pneumatic tires and their interaction with the soil. The prospects of a traction-dynamic model of the functioning of wheeled tractors on typical agricultural operations using PowerMix field cycles, which are generally recognized cycles of the traction-dynamic test procedure, are shown. The main scientific provisions, developments and recommendations offered in the dissertation are implemented in engineering and industrial enterprises.