Обоснование выбора параметров электромеханической трансмиссии для трактора тягового класса 0,6-0,9 и согласование тяговых характеристик

   Выбор параметров электромеханической трансмиссии для трактора тягового класса 0,6-0,9 проводится на основе анализа тягово-сцепных характеристик полнокомплектной машины. Авторами произведены теоретические расчеты характеристик рабочих процессов трактора-прототипа с двигателем внутреннего сгорания и трактора-макета с электрическим приводом, тяговый расчет трактора-прототипа и трактора-макета, расчет характеристик электропривода и электродвигателей. Для проведения расчетов выбрана 6-ступенчатая механическая коробка переменных передач. Исходные данные для выполнения расчетов получены по результатам тяговых испытаний тракторов в Северо-Кавказской МИС. Выбраны два профильных фона опорного основания: поле под посев (пар) и стерня. В результате исследований установлено, что трактор-макет, созданный на базе самоходного шасси тягового класса 0,6…0,9 мощностью до 50 кВт, на фоне «Поле, подготовленное под посев» реализует наибольший тяговый КПД (0,53) с электродвигателем 15 кВт и максимальное крюковое усилие (5,78 кН) с электродвигателем 18 кВт. На фоне «Стерня» для электродвигателей 15, 18 и 22 кВт тяговый КПД составляет 68 %, но трактор-макет с электродвигателем мощностью 22 кВт может реализовать максимальное крюковое усилие, равное 11,35 кН. Максимальная тяговая мощность 16,7 кН отмечена у трактора-прототипа с двигателем внутреннего сгорания. Следовательно, наиболее подходящей заменой ДВС по тяговому КПД может быть только электродвигатель мощностью 15 кВт.

1. Щиголев С. В. Влияние деформации шин на поперечную статическую устойчивость зерноуборочного комбайна / С. В. Щиголев, С. Г. Ломакин // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В. П. Горячкина». – 2017. – № 5 (81). – С. 22-28. doi: 10.26897/1728-7936-2017-5-22-28 EDN: ZRIZGX

2. Baek S.-Y., Kim Y.-S., Kim W.-S., Baek S.-M., Kim Y.-J. Development and verifi cation of a sim ulation model for 120 kW class electric AWD (All-Wheel-Drive) tractor during driving operation. Energies. 2020; 13 (10): 2422. doi: 10.3390/en13102422

3. Li T., Xie B., Li Z., Li J. Design and optimization of a dual-input coupling powertrain system: A case study for electric tractors. Applied Sciences. 2020; 10 (5): 1608. doi: 10.3390/app10051608

4. Melo R., Antunes F., Daher S., Vogt H., Albiero D., Tofoli F. L. Сonception of an electric propulsion system for a 9 kW electric tractor suitable to family farming. IET Electric Power Applications. 2019; 13 (12): 1993-2004. doi: 10.1049/iet-epa.2019.0353

5. Chen Y., Xie B., Du Y., Mao E. Powertrain parameter matching and optimal design of dual-motor driven electric tractor. Int J Agric & Biol Eng. 2019; 12 (1): 33-41. doi: 10.25165/j.ijabe.20191201.3720

6. Osinenko P. V., Geissler M., Herlitzius T. A method of optimal traction control for farm tractors with feedback of drive torque. Biosystems Engineering. 2015; 29: 20-33. doi: 10.1016/j.biosystemseng.2014.09.009

7. Бураев М. К. Повышение работоспособности тракторов в сельском хозяйстве / М. К. Бураев [и др.] // Вестник ВСГУТУ. –2015. – № 6 (57). – С. 20-25. EDN: VCODXL

8. Савельев И. А. Модернизация движителя трактора Т-25А / И. А. Савельев // Эпоха науки. – 2015. – № 4. – С. 45. EDN: VKMHEZ

9. Сорокин М. С. Концепция развития сельскохозяйственной техники с использованием гибридного привода / М. С. Сорокин, М. Л. Лисиченко, В. В. Ясак // Инженерия природопользования. – 2016. – № 2 (6). – С. 25-28. EDN: XWQUNN

10. Воротников И. Л. Импортозамещение в сельскохозяйственном машиностроении России: состояние и проблемы / И. Л. Воротников, И. В. Муравьева, К. А. Петров // Наука и бизнес: пути развития. – 2018. – № 8 (86). – С. 52-57. EDN : VAIJTC

11. Туманова М. И. Анализ минитракторов российского производства для использования в МФХ / М. И.Туманова, А. М. Туманов, А. Ю. Х. Мохаммед // Аллея Науки. – 2018. – № 8 (24). – С. 593-596. EDN: YLZAWT

12. Богаченко Д. Д. Развитие работ в области энергосберегающего частотно-регулируемого электропривода / Д. Д. Богаченко [и др.] // Научной и учебно-методической школе электропривода МЭИ 80 лет : Доклады научно-методического семинара, 2 февраля 2010 г. – М.: Издательский дом МЭИ, 2010. – С. 12-21.

13. Ильинский Н. Ф. Вентильно-индукторный электропривод – проблемы и перспективы развития / Н. Ф. Ильинский // Вентильно-индукторный электропривод : Доклады научно-практического семинара, 1 февраля 2007 г. – М.: Издательство МЭИ, 2007. – С. 4-13.

14. Савченко А. В. Методология определения КПД и эффективности использования электроэнергии автоматизированных электроприводов и автоматизированных систем управления технологическими процессами / А. В. Савченко, А. Е. Акуленко // Научный альманах. – 2015. – № 11-3 (13). – С. 368-375. doi: 10.17117/na.2015.11.03.368