Об оптимальной загрузке тракторного мотора – советы рыбака
Как-то наткнулся я на любопытную статью Эдварда Р. Хьюитта о том, какой режим работы двигателя трактора оптимален. И вроде бы ничего особенного – но это 1919 год! Ведь ещё вовсю продаются такие забавные для нас трактора, как Moline Universal, Little Bull, Waterloo Boy… Да что там – Fordson только-только появился и займёт ¾ американского рынка лишь в следующем, 1920 году – а человек уже ставит и на доступном ему техническом уровне решает вопросы, которые и сегодня далеко не каждый инженер-сельхозник понимает.
Трактор Moline Universal, выпускался в США с 1916 по 1923 год. Любопытная машина, на примере которой можно увидеть, какого рода трактора были в ходу к 1919 году. Фото сделано в Дании, на соревнованиях по вспашке в 1920 году.
Ниже привожу перевод так удивившего меня отрывка из статьи Эдварда Р. Хьюитта «Принципы работы колесного сельскохозяйственного трактора», опубликованной Американским обществом сельскохозяйственных инженеров:
Топливная экономичность и переключение передач
Двигатель внутреннего сгорания обычного типа имеет один серьезный недостаток: если его перегрузить, он сразу останавливается, если только он не работает на такой скорости [вращения], которая находится за точкой максимального крутящего момента, и замедление позволяет увеличить крутящий момент. В этом случае нормальная нагрузка двигателя может быть немного увеличена за счет снижения скорости. При таких условиях эксплуатации очевидно, что на тракторе двигатель должен работать с нагрузкой ниже полной, иначе особенно сильная тяга на плуге или небольшой подъем приведут к остановке или необходимости переключения передач.
Поэтому обычно на тракторах переключают передачи таким образом, чтобы двигатель работал только при небольшом проценте от полной нагрузки – скажем, при 40% или 50%. Это обеспечивает фактор безопасности для перегрузок, а также для неисправных систем смазки и охлаждения, поскольку [такие] перегрузки [обычно] могут оказаться кратковременными.
Кривые на рис. 3, взятые как среднее значение испытаний, проведенных в течение нескольких лет в моей лаборатории на ряде хороших двигателей, показывают расход топлива при различных процентах полной нагрузки (все испытания проводились при постоянной скорости 1000 об/мин).
Рисунок 3 – Расход топлива при различной нагрузке по средним значениям из нескольких опытов.
[На рис. 3 По вертикальной оси – расход топлива в фунтах на л.с. в час. По горизонтальной оси внизу – процент нагрузки на двигатель при скорости вращения коленвала 1000 об/мин; вверху – разрежение во впускном коллекторе в дюймах ртутного столба. Кривые: 1 – Богатая смесь при холодном воздухе; 2 – Хорошая смесь при холодном воздухе; 3 – Наилучшие условия работы; 4 – Наилучший результат, возможный в цикле Отто.]
Нижняя кривая показывает наилучший расход топлива, который я получил при самом выгодном режиме эксплуатации. Кривую, обозначенную цифрой 1, можно принять за обычную практику [работы] коммерческих тракторов. Поскольку мы не можем постоянно работать при полной нагрузке и наилучшей экономичности, интересно посмотреть, насколько ниже этой точки мы можем опуститься, прежде чем увеличение расхода топлива станет очень заметным. Следует отметить, что на обычном двигателе мы не должны опускаться ниже 60% нагрузки, в то время как на лучших двигателях при хороших условиях можно получить расход топлива 0,66 фунта на л.с. в час при нагрузке 50%.
Тракторные двигатели не должны использоваться ниже этой отметки в течение длительного времени. Еще один момент, который следует отметить, это абсолютная необходимость [в таких системах] смазки и охлаждения двигателя, чтобы он мог работать все время при нагрузке от 50% до полной, если мы хотим получить хорошую экономию топлива. При этом трактор должен работать на определенных скоростях для достижения наилучших результатов при использовании орудий, а тяговое усилие этих орудий на одном и том же поле может отличаться от 100%, не говоря уже об уклонах и изменении сопротивления качению.
Как же тогда добиться хорошей экономии топлива, имея две ступени переключения скоростей? В моей первоначальной машине было три скорости; высокая скорость была зарезервирована для дорожного использования и не могла использоваться в поле, поэтому для реальной работы оставалось только две скорости. Я был вынужден установить [трансмиссию, имеющую] четыре скорости, чтобы иметь три скорости для работы в поле. Это соответственно 1, 2 и 3 мили в час при 1000 оборотах двигателя. Последняя скорость регулируется до 1200 об/мин. Таким образом, машина может постоянно использоваться при соответствующих условиях нагрузки для достижения наилучшей экономичности.
В качестве индикатора нагрузки двигателя я использую манометр всасывания на впускной трубе, который размечен так, чтобы тракторист понимал, что показания разрежения не должны превышать 8 дюймов ртутного столба, что соответствует 50% нагрузки. Эта точка была выбрана в качестве минимальной нагрузки, при которой двигатель [ещё] будет работать экономично. Если разрежение увеличиться больше этой отметки, водитель должен переключиться на более высокую передачу, чтобы сильнее нагрузить двигатель.
Это прямо противоположно практике туристических автомобилей, где мы переключаем передачи, потому что двигатель перегружен и нуждается в разгрузке. На тракторе – чем тяжелее нагрузка, тем лучше расход топлива и тем лучше финансовый результат, при условии, что двигатель способен выдержать эту нагрузку. Если мы хотим обеспечить экономичную работу – мы должны создавать двигатели, способные выдерживать полную мощность, и систему охлаждения, которая будет поддерживать их температуру в разумных пределах при любых условиях.
Ссылка на источник:
SAE Transactions, Vol. 14, Part I, pp. 83-111
Edward R Hewitt. The Principles Of The Wheeled Farm Tractor. 1919
https://doi.org/10.4271/190003
Если кого то заинтересует оригинал – ознакомиться можно вот здесь:
https://www.jstor.org/stable/44720496?seq=1
Конкретно приведенный отрывок – на стр.89-91.
Об авторе:
Автор статьи – Edward Ringwood Hewitt – замечательный человек, о котором стоит сказать пару слов. Инженер, изобретатель, писатель, и… известный рыболов-спортсмен.
Эдвард Р. Хьюитт родился 20 июня 1866 года в богатой семье, владевшей поместьем Рингвуд в штате Нью-Джерси (отсюда и его необычное второе имя). Он закончил Принстонский университет, затем учился в аспирантуре Берлинского университета и путешествовал по Европе. В Великобритании Эдвард Р. Хьюитт работал вместе с Хайремом Максимом (тем самым) над проектом аэроплана с паровым двигателем.
Находясь в Англии, Хьюитт также спроектировал автомобиль с 1-цилиндровым двигателем, который продавался компанией Adams Hewitt Company. В июне 1905 года Эдвард Р. Хьюитт основал компанию Hewitt Motor Company в Нью-Йорке. Одноцилиндровый двигатель вскоре устарел, и он переключил свое внимание на разработку двигателя для грузовика. С 1906 года его фирма строила грузовики под маркой Hewitt, которые неплохо продавались. В 1912 году компания была приобретена фирмой International Motor Corporation, которая производила грузовики под маркой Saurer, а также под маркой Mack, известной и поныне. Так, грузовик Mack AB был разработан под руководством Эдварда Р. Хьюитта. Этот грузовик вышел на рынок в 1914 году и стал первой серийной машиной марки Mack (до то того братья Макк изготавливали штучные автомобили).
Mack AB – первый серийный грузовик марки Mack.
Эдвард Р. Хьюитт продолжил работать в компании Mack Trucks в качестве консультанта до самой своей смерти. Но в его жизни были и другие занятия. Он проявлял большой интерес к химии, интересовался сельским хозяйством, исследовал свойства почву и пытался увеличить содержание витаминов в сене. Он написал брошюру об улучшении почв (Good Land from Poor Soil – издана в 1951 году) и брошюру о влиянии лецитина на здоровье человека (Lecithin and Health – издана в 1957 году, в год смерти автора).
Но с самого детства главным его увлечением была рыбалка. К 26 годам он уже успел порыбачить в Европе, Канаде и на американском Западе. Он одним из первых использовал подводную фотографию, чтобы снимать рыбу, клюющую на различные виды искусственных мушек. В 1918 году Эдвард Р. Хьюитт основал рыболовный лагерь под названием "Клуб Биг-Бенд" на 2700 акрах в горах Катскилл. Он был пионером в реконструкции ручьев для улучшении среды обитания форели и был создателем таких мушек, как Neversink Skater и Bi-Visible. Ему также принадлежит заслуга в создании небольшого одноручного удилища для ловли лосося, которое было большим усовершенствованием по сравнению с огромными двуручными удилищами, использовавшимися ранее. Эдвард Р. Хьюитт даже выпустил небольшой каталог, по которому люди могли приобрести разработанные им самим рыбацкие карты, с обозначением условий ловли, увеличительные стекла, смазки и пропитки для лески, а ткже различные мушки, которые он изготавливал лично.
Эдвард Р. Хьюитт за изготовлением своих мушек.
Он написал больше десяти книг, из них не менее 8 о рыбалке, часть из которых переиздавалась и в наше время:
Secrets of the Salmon (1922) – переиздана в 2016 и 2022 г.г.,
Telling on the Trout (1926),
Better Trout Streams (1931),
Hewitt's Handbook of Fly Fishing (1933) – переиздана в 2021 г.,
Hewitt's Handbook of Stream Improvement (1934),
Hewitt's Nymph Fly Fishing (1934),
Hewitt's Handbook of Trout Raising and Stocking (1935),
A Trout and Salmon Fisherman for 75 Years (1948) – переиздана в 2004 г.
Плюс автобиографические книги:
Those Were the Days: Tales of a Long Life (1943),
Days from Seventy-five to Ninety (1957 – издана в год смерти автора),
а также книга о поместье его семьи:
Ringwood Manor, the Home of the Hewitts (1946) – переиздана в 2023 г.
Как изобретатель Эдвард Р. Хюитт являлся обладателем 24 патентов, среди которых патент на обувь с оригинальной войлочной подошвой и патент на станок для изготовления струн для музыкальных инструментов. Кстати, он был коллекционером редких музыкальных инструментов – после его смерти коллекция была передана Музыкальному отделению Гарвардского университета.
И вот среди всего этого – серьёзная, если не сказать фундаментальная работа, демонстрирующая глубокое знание конструкции и режимов работы сельскохозяйственных тракторов. В 1919 году.
Умер Эдвард Рингвуд Хьюитт 14 февраля 1957 года – в возрасте 91 года.
Такие были времена.
Времена титанов.
Конкурс для мемоделов: с вас мем — с нас приз
Конкурс мемов объявляется открытым!
Выкручивайте остроумие на максимум и придумайте надпись для стикера из шаблонов ниже. Лучшие идеи войдут в стикерпак, а их авторы получат полугодовую подписку на сервис «Пакет».
Кто сделал и отправил мемас на конкурс — молодец! Результаты конкурса мы объявим уже 3 мая, поделимся лучшими шутками по мнению жюри и ссылкой на стикерпак в телеграме. Полные правила конкурса.
А пока предлагаем посмотреть видео, из которых мы сделали шаблоны для мемов. В главной роли Валентин Выгодный и «Пакет» от Х5 — сервис для выгодных покупок в «Пятёрочке» и «Перекрёстке».
Реклама ООО «Корпоративный центр ИКС 5», ИНН: 7728632689
Самый большой трактор
Продолжаем
Впечатляет конечно же
Самым большим трактором в мире признан Big Bud 747 американского производства. Его мощность составляет 760 л.с., которую обеспечивает дизельный 16-цилиндровый двигатель Detroit Diesel объемом 24,1 л.
Главный конструктивным недостаток этого исполина выступает крошечный для таких габаритов бак, вмещающий в себя всего 380 л топлива, которых едва ли хватает на 10 минут работы. Big Bud 747 имеет 8 колес, весит 45,5 т, при длине 8,2 м, высоте – 4,2 м и ширине – 6 м. Любопытно отметить, что гигант выпустили почти 40 лет назад. После 20 лет службы Big Bud 747 был подвергнут доработке.
Его оснастили мотором мощностью в 900 л.с. и заменили бак, установив емкость в 567 л. Великан может тянуть за собой 30-метровый плуг, что позволяет обойти за день около 400 га, вспахав почву на рекордную глубину – 1,2 м. До настоящего времени самый большой трактор в мире активно эксплуатируется фермерами на американских полях.
Самый быстрый трактор или порабощающий монстр
В рамках серии постов за трактора
Новый рекорд скорости на тракторе, который не был побит до сегодняшнего дня, установил в июне 2019 г. британский автогонщик, а ныне автомеханик Гай Мартин. Он разогнался до 166 км/ч на 1000-сильном тракторе JCB Fastrac. А Карл Маркс, наверное, перевернулся в гробу - ведь это средство производства эксплуатировало рабочую силу гонщика для капиталистической выгоды! Испытания проводились на взлетно-посадочной полосе недалеко от Йорка (Великобритания). Предварительно команда опытных инженеров в течение нескольких месяцев усердно трудилась над машиной, пытаясь улучшить ее технические характеристики. Хотя, по мнению Маркса, они лишь отчуждали свой живой труд в пользу овеществленного труда этого капиталистического монстра на колесах! Таким образом, звания «Самый быстрый трактор» в мире удостаивается модель JCB Fastrac - торжество индустриального прогресса или окончательное отчуждение человека? Решать вам!
Какую технику выпускает завод BONUM? Часть 3
В прошлой серии мы остановились на направлении AGRO LINE, где рассказали все о зерновозах, но кроме них у нас еще есть техника для специальных полевых работ.
Зерновозы BONUM помогают перевозить сельхозпродукцию между элеваторами, складами и портами, мы решили пойти дальше и разработали полуприцеп, который помогает эту сельхозпродукцию добывать, называется он — бункер-перегрузчик.
Что это за зверь?
Чтобы рассказать, как именно он помогает, давайте углубимся в сам процесс уборки зерновых культур.
Как проходит классическая двухзвенная уборка комбайн+зерновоз:
Вариант 1. Комбайны при загрузке бункера выезжают из загонки, едут к краю поля, где их ждет на выгрузку зерновоз. После выгрузки комбайн уходит обратно в свою или новую загонку.
Вариант 2. Комбайн работает и, подъезжая к краю поля (как правило с недогруженным бункером), выгружается в зерновоз. Затем комбайн продолжает уборку. Но тут мы имеем намного больше остановок и выгрузок.
Главный минус этих двух пунктов — потеря времени ~10 минут на каждую выгрузку. А 10 минут на выгрузку — это 30-35% времени вообще всей уборки.
Также в первом случае имеем повышенный риск повреждения комбайна, когда он нагруженный едет по полю.
Комбайны при загрузке своего внутреннего накопителя останавливаются и ожидают, пока зерновоз с края поля приедет к комбайну на выгрузку. Выгружает и продолжает уборку.
А главный минус в том, что очень мало зерновозов готовы въехать в поле: страх застрять, повредить стерней колеса и т.д. Особенно если это заказные машины, например, на выгрузке кукурузы в поле они, скорее всего, не поедут.
Тут-то и приходит на помощь бункер-перегрузчик. Он выступает в качестве промежуточного звена между комбайном и зерновозом. Как же это работает?
Бункер-перегрузчик в сцепке с трактором дежурит в поле, и к моменту заполнения комбайна подъезжает к нему, и на ходу производит параллельную выгрузку (комбайн при этом продолжает уборку). После, он отправляется к следующему комбайну и так до полной загрузки. Один 30 м³ бункер способен вместить в себя 3 комбайна. После полной загрузки бункер-перегрузчик отправляется к краю поля на выгрузку в зерновоз. Высокопроизводительный шнек позволяет быстро перегрузить зерно в зерновоз и успеть к новой выгрузке из комбайна, чтобы начать новый цикл.
Какие плюсы:
+ Производительность уборочных работ вырастает на 30-35% , т.к. комбайны все время находятся в работе. А значит, — меньше потерь.
+ Комбайны не подвергаются повышенному износу. А запчасти сейчас архидорого стоят.
+ Сокращая продолжительность уборки, снижается риск попасть в сезон дождей и потерять часть урожая, (а иногда и весь).
+ Нет проблем с зерновозами в полях.
Из минусов:
– Покупка бункера-перегрузчика (это все еще значительно дешевле покупки 1-го комбайна)
– Необходимо обучить комбайнеров и механизатора работать в безостановочном цикле, нужна четкая настроенная логистика и слаженная работа. (Этот вопрос мы берем на себя, о чем расскажем далее)
Из чего состоит бункер-перегрузчик?
Мы выпускаем две версии бункера, это БП 1000 и БП 3000, различаются они объемом кузова 30 м3 и 40 м3, соответственно, и количеством осей. У БП 1000 их две, а у БП 3000 их три, и две из них поворотные, — это необходимо для комфортного маневрирования в поле.
БП 3000 и БП 1000
Главным устройством в бункере является его высокопроизводительная выгрузная система, которая способна выгружать до 10 м3 в минуту, т.е. весь груз за 3 и 4 минуты (для 30 м3 и 40 м3 кузова). На конце выгрузной трубы установлен регулируемый круглый склиз, который создает ровный поток зерна и на который можно установить комплект для загрузки посевных комплексов (это большая т.н. гофра).
Полуприцепы разработаны под эксплуатацию в жестких условиях, например, кузова стоят на мощной раме в сельхоз исполнении — на ней установлены дополнительные траверсы и усилители. Там же тормозные пневмокамеры стоят над осями, чтобы защитить их от препятствий в поле, например, при уборке кукурузы стерня может доставить кучу неприятностей всем низкорасположенным компонентам. Еще у бункера хорошее распределение веса: на сцепное устройство с трактором приходится всего лишь около 10-12% всей массы. Это снижает износ трактора, повреждение его узлов и,конечно, сокращает расход топлива.
Сельскохозяйственные грузы очень нежелательно мочить, поэтому мы постарались максимально предусмотреть все, чтобы влага не попала внутрь кузова. В первую очередь это тентовая система, которая работает по принципу звездочка, с ее помощью можно в течение 10 секунд накрыть кузов и сделать это может даже ребенок — механизм очень легко и податливо идет. Сам кузов сочленен в форме специальной юбки, кроме того, что этот элемент выступает в роли усилителя, он также полностью предотвращает попадание влаги внутрь кузова.
Чтобы с бункером было удобно работать в любых условиях, мы оборудовали его диодной подсветкой внутри кузова и на выгрузной трубе, установили надежную, цепкую лестницу внутри и снаружи кузова, реализовали систему централизованной смазки.
Как внедрять?
Когда клиент приобретает бункер-перегрузчик BONUM и начинает его использовать, мы отправляем своих специалистов по внедрению. Они изучают конкретную ситуацию: какая техника уже работает на полях, какие размеры полей и прочее.
Важно понять, что не существует универсальной формулы. Каждое хозяйство уникально: разная техника, разные поля с разными размерами и урожайностью.
После изучения хозяйства начинается самое интересное:
1. Проводится инструктаж для комбайнеров, механизаторов и водителей зерновозов. Мы рассказываем о порядке действий, местонахождении каждого участника, взаимодействии и сигналах при работе.
2. Проводится практическое обучение. Мы выезжаем на поле вместе с клиентом, сидим в кабине трактора и комбайна, и наши специалисты помогают настроить работу. Мы корректируем действия так, чтобы они соответствовали инструкции.
3. После этого клиент самостоятельно выезжает на поле под удаленным контролем.
4. Если возникают ошибки, мы помогаем их исправить и объясняем, как их избежать в будущем.
В результате обучения уборка полей становится более организованной и эффективной:
- Комбайны работают безостановочно и выгружают зерно на ходу, не прерывая основную работу.
- Трактор с бункером-перегрузчиком BONUM доставляет зерно от комбайна к зерновозу точно в срок, не останавливая работу комбайна.
- Зерновозы быстро загружаются, не выезжая на поля, не утрамбовывая почву и меньше изнашиваются, так как движутся по грунтовой дороге, избегая риска застрять в поле.
- После внедрения бункера-перегрузчика BONUM и обучения работы с ним, эффективность уборки полей увеличивается минимум на 33%.
Брат бункера-перегрузчика — СТПП
В линейке есть еще одна единица особой спецтехники — самосвальный тракторный полуприцеп. Его спектр применения очень широкий, иногда кажется, что проще было его назвать универсальный помощник в хозяйстве.
Он в первую очередь, как и бункер, подходит для трехзвенной уборки в поле, с той лишь разницей, что неподалеку от поля должен находится ток или зернохранилище, где прицеп сможет разгружаться. Второе его применение, это выгрузка кормовых культур — сенаж. Кормозаготовительные комбайны не имеют внутреннего накопителя и поэтому для уборки необходим прицеп, который будет ехать рядом и принимать груз как на видео ниже.
Третье применение, это уборка плодоовощных культур, например, в случае со свеклой он необходимое звено в работе. Почему? Уборка свеклы проходит поздней осенью или даже зимой. А в это время в поле может работать только тракторная техника, которая не завязнет в грязи и сможет принять полноценное участие в уборке.
Четвертое применение, это перевозка навоза, за счет плотного прилегания задней стенки, все содержимое не потеряется по дороге. Также кроме навоза можно перевозить строительные материалы, щебень, песок, вывоз мусора и любых других схожих материалов.
Рабочий камуфляж СТПП
Прицеп получился универсальным, крепким, готовым под любые задачи в хозяйстве. Но это еще не все — братом бункера перегрузчика мы его назвали не просто так!
СТПП и БП-1000 объединяет единая универсальная рама, а это значит, что можно приобрести самосвальный тракторный полуприцеп и к нему кузов бункера-перегрузчика. Сценарий применения может быть следующим: на посевной и уборочной компании вы пользуетесь бункером, а с ее окончанием меняете кузов и следующие полгода используете самосвал, для всех вышеперечисленных видов работ. Для замены кузова потребуется один кран и всего 3-4 часа времени.
В следующей части мы расскажем о самом молодом и самом крупном направлении MAIN Line - магистральной технике.
Ждем ваши вопросы и комментарии!
Подробно изучить сельскохозяйственные полуприцепы вы можете на нашем сайте - https://www.bonum-trailer.ru/kategorii/selskokhozyaystvennye...
А также воспользоваться нашим калькулятором, который учитывая параметры вашего хозяйства покажет выгоду от использования бункера при уборке зерна.