ИННОВАЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ

Инновации в производстве и использовании
сельскохозяйственной техники в мире
Федоренко В. Ф.,
директор ФГНУ «Росинформагротех», чл.-корр. Россельхозакадемии
С 10 по14 ноября 2009 г. в г. Ганновере (Германия) прошла выставка «Agritechnica-2009»,
являющаяся ведущей в мире в области производства сельскохозяйственной техники, что
подтверждает количество зарегистрировавшихся участников: 2350 экспонентов из 46
стран.
Крупные международные выставки машин и оборудования для АПК являются
одним из основных источников информации, позволяющей определить технический
уровень сельскохозяйственной техники, тенденции ее развития, наметить приоритетные
направления инновационных исследований по созданию техники нового поколения.
На Международной выставке «Agritechnica-2009» были продемонстрированы
последние разработки зарубежных фирм-изготовителей сельскохозяйственной техники,
ориентированные прежде всего на повышение производительности машин и улучшение
условий труда работников за счет широкого использования инноваций.
Выставку посетила представительная делегация из России, которая ознакомилась с
экспозицией, провела переговоры с руководством Немецкого сельскохозяйственного
общества (ВДП) и встречи с представителями ведущих зарубежных фирм- изготовителей
сельскохозяйственной техники («New Holland», «Class», «Fendt», «John Deere»,
«Kverneland» и др.), в ходе которых были намечены пути сотрудничества в области создания перспективной сельскохозяйственной техники, организация совместного
производства машин, предназначенных для эффективной эксплуатации в условиях нашей
страны.
Предложения производителей были дополнены обширной программой конгрессов
и конференций, на которых обсуждались как тенденции развития техники, так и основные
вопросы будущего сельского хозяйства и сельхозмашиностроения. В центре внимания
оказались следующие темы: «Земледелие в засушливых районах», «Ирригационная
техника и управление ирригацией», «Влияние водных ресурсов и изменений климата на
сельское хозяйство и водоохрану», «Какие методы позволяют ведущим фермерам
экономно распоряжаться водой при обработке своих земель». В рамках специальной
экспозиции «World Soil and Water Show» были представлены инновационные технологии
обработки почвы и использования воды в разных регионах мира.
В адрес Немецкого сельскохозяйственного общества (DLG), являющегося
организатором выставки, поступило 300 заявок о новинках в сельскохозяйственной
технике. Это можно считать однозначным сигналом того, что производители намерены
оживить инновациями затронутые финансово-экономическим кризисом рынки. Пять из
заявленных инноваций экспертная комиссия отметила золотыми и 28 серебряными
медалями. Анализ инноваций позволяет говорить о том, что сельскохозяйственная
техника стала высокотехнологичной. В этом году особенно заметна мега-тенденция
внедрения электроники, управляющих и регулирующих систем и менеджмента данных.
Из представленных на выставке тракторов новинки охватывают практически все
классы мощности, в том числе до 500 кВт, предназначенные для высокоразвитых рынков.
Тракторы мощностью более 400 кВт предлагаются с шарнирно-сочлененной рамой или на
резиногусеничном ходу. В Европе сохраняется тенденция повышения мощности тракторов, а в Азии, где реализуется около 60% всех тракторов, «в большом почете» тракторы
обычного исполнения. В тракторостроении продолжается поиск технологических и
технических решений по снижению токсичности выхлопных газов двигателей. Нормы по
выбросам вредных веществ Tier 3А реализуются на тракторах с 2008 г. Следующим
этапом станет выполнение требований норматива Tier ЗВ (с 2011 г.), который на
некоторых тракторах уже реализуется. Требуемые показатели достигаются за счет
использования на двигателях фильтров для микрочастиц или же технологии
избирательной каталитической нейтрализации SCR (Selective Catalytic Reduction).
Технология SCR основана на впрыске строго дозированного количества реагента
«Adblue» (32,5 % раствора мочевины в деминерализованной воде) в трубопровод отвода
выхлопных газов за турбонагнетателем. Реагент вместе с газами поступает в катализатор,
где вступает с ними в химическую реакцию, в результате чего вредные окислы азота
превращаются в азот и воду. Эта инновация уже применяется на тракторах мощностью
177-260 кВт фирм «Massey Ferguson», «Valtra» и компании «Challenger». Фирма «John
Deere» получила на выставке золотую медаль за рулевое управление Steer by Wire (рис. 1),
которое посредством контроллера встроено в цепь автоматического регулирования,
предотвращая неконтролируемые колебания трактора и повышая безопасность и
комфортность вождения. Такие системы до сих пор даже на легковых и грузовых
автомобилях рассматривались только в качестве перспективной цели развития. Момент
сопротивления повороту моделируется в зависимости от ситуации при движении
трактора, что позволяет водителю точнее реагировать на повороты руля. До сих пор быстрые боковые маневры приводили иногда к неконтролируемой тряске (излишней
поворачиваемости) трактора, сейчас это подавляется
одновременным стабилизационным действием, как при
функционировании
ЕSР(система
динамической
стабилизации) на легковых автомобилях. Особенно
эффективно это устройство при движении на высоких
скоростях с тяжелыми многоосными прицепами на жесткой
сцепке. Наряду с этим система облегчает выполнение работ в
поле и с фронтальным погрузчиком.
Рис. 1. Внутренний вид кабины трактора с рулевым
управлением Steer by Wire
Впервые на выставке был показан трактор с бесступенчатой электромеханической
трансмиссией «Беларус 3023» мощностью 220 кВт (рис. 2). Это совместная разработка ПО
«Минский тракторный завод» и концерна «Русэлпром. Втрансмиссии применен
электропривод переменного тока мощностью 22 кВт. Выбор направления движения
(вперед-назад) осуществляется с помощью джойстика «Реверс», а изменение скорости
движения в каждом из двух режимов (рабочий — 0-18 км/ч; транспортный -0-42 км/ч)- с
помощью джойстика «Движение» Трактор оборудован автономной станцией
электроснабжения
мощностью 172 кВт (опция), что позволяет подключать к нему комплекс электрических агрегатов соответствующей мощности.
Кроме того, на тракторе применены регулируемый электрический привод вентилятора системы охлаждения двигателя и
электромеханический передний ВОМ. Конструктивно привод ВОМ выполнен так, что может сниматься с трактора и
устанавливаться
непосредственно
на
потребителе
механической энергии. Трактор «Беларус 3023» отмечен
серебряной медалью выставки.
Рис. 2. Трактор "Беларус 3023» с электромеханической
трансмиссией
Серебряной медалью награждена также фирма «Hagele» за разработку вентилятора
системы охлаждения с поворачивающимися лопастями (рис. 3). В зависимости от
потребности в охлаждении двигателя они могут устанавливаться в любой промежуточной
позиции. Это обеспечивается благодаря цепи автоматического регулирования,
интегрированной в регулирующий механизм. Она перерабатывает сигналы слотов PWM
или CAN-bus устройства контроля двигателя и с помощью позиционного датчика
регулирует точную установку лопастей. В отличие от вентиляторов с вискозной муфтой
здесь не происходит буксования, поглощающего мощность. Кроме того, установленные на
концах лопастей гибкие наконечники имеют небольшие припуски, которые во время
работы притираются в передней части к воздушной решетке. В результате
предотвращается рециркуляция воздуха и повышается эффективность. За
счет поворота лопастей вентилятора и изменения направления потока
воздуха можно также осуществлять чистку радиатора.
Рис. 3. Вентилятор
с поворачивающимися лопастями
фирмы «Hagele»
Фирма «John Deere» решила проблему навески орудий с тяжелой
верхней тягой навесного устройства трактора с помощью
компенсирующей пружины, поддерживающей тягу (серебряная медаль). Это позволяет
безопасно производить защелкивание тяги из кабины трактора. При этом верхняя тяга стабилизируется сбоку посредством другой пружины (рис. 4).
Впервые фирма «Fendt» применила на тракторах серии 900
Vario систему регулирования давления в шинах (с гарантийным обязательством на весь транспортный агрегат) как заводскую комплектацию
(рис. 5). Она управляется с
помощью терминала Vario и через ISOBUS дает возможность
устанавливать давление в шинах прицепа. В результате
повышаются безопасность движения и эффективность
передачи тягового усилия, уменьшаются износ шин и разрушение почвы. Инновация отмечена серебряной медалью.
Рис. 4. Навесное устройство трактора фирмы "John Deere»
Рис. 5. Механизм регулирования давления в шинах
Широкое распространение почвозащитных технологий
возделывания сельскохозяйственных культур, а также
проблемы энергосбережения и экологической безопасности
оказывает принципиальное влияние на состояние и развитие
современной почвообрабатывающей техники. В мировой
практике все чаще разрабатываются новые комплексы
комбинированных машин, совмещающих от 3 до 6 технологических операций за один проход. При этом предлагаются
типажи комбинированных почвообрабатывающих агрегатов, культиваторов, дисковых
борон и других машин со сменными рабочими органами.
Так, фирма «Rabe Agri GmbH» предложила новый культиватор SpeedBird шириной
захвата 7,5 м, рама которого изготовлена из бруса пятиугольного сечения. Рама имеет
более стабильную и легкую конструкцию. Прочность на изгиб такой рамы по сравнению с
обычными (четырехугольного сечения) в 3 раза выше. Следует также отметить, что
созданные для этого культиватора лаповые модули устанавливаются на специальном
параллелограммном механизме. При встрече с препятствием предлагаемые рабочие
органы движутся без изменения угла наклона.
Эта же фирма предлагает широкий спектр навесных и полунавесных оборотных
плугов серии Pavo, которые обеспечивают оптимальную обработку почвы с соблюдением
всех агротехнических требований (рис. 6). Это существенно повышает интенсивность
прорастания семян, появления всходов, проникновения корней в почву. Конструкция
плугов предусматривает четырехступенчатую или бесступенчатую установку ширины
захвата корпусов. При использовании плугов на каменистых почвах зашита корпусов
осуществляется с помошью срезного болта или гидравлической системы защиты
HydroAvant. В конструкции некоторых моделей предусмотрена возможность установки
плуга для пахоты как в борозде, так и вне борозды (On-Land), благодаря чему они могут
применяться со всеми типами тракторов - колесными, гусеничными, со сдвоенными
шинами.
Рис. 6. Оборотный плуг серии Pavo фирмы "Rabe Agri
GmbH»
Высота рамы плугов серии Pavo составляет 80 см,
расстояние между корпусами - 100 см. Регулировки глубины
обработки почвы, ширины захвата корпуса плуга
(изменяется бесступенчато от 35 до 55 см) и другие
производятся из кабины трактора посредством гидравлической системы.
На выставке была представлена разнообразная посевная техника. Фирмыизготовители предлагают не только широкозахватные посевные агрегаты, но и отдельные
сеялки, приспособленные к качественному посеву сельскохозяйственных культур.
Высевающие аппараты оборудуются бесступенчатыми приводами дозировки семян, что
позволяет изменять норму высева во время работы. Оснащение посевной техники
электронным управлением с использованием системы GPS позволяет осуществлять
высокоточный посев как зерновых, так и овощных культур.
Фирма «Amazone» разработала новое устройство Xpress для
контроля высева и заделки семян для сеялок точного высева.
Система, установленная на 12-рядной сеялке EDX 9000-T (рис.
7) шириной захвата 9 м, позволяет увеличить производительность по сравнению с традиционными сеялками до 50% без
ухудшения качества высева семян.
Рис. 7. Сеялка EDX 9000-T
Для улучшения качества посева пропашных культур при работе на повышенных
скоростях фирма «Amazone» предложила устройство smartControl для автоматического
адаптивного регулирования позиции чистика для сеялок точного высева EDX (награждено
серебряной медалью).
Новый комбинированный посевной агрегат рабочей шириной захвата до 12 м и
бункером для семян вместимостью 6 м3 предложила норвежская фирма «Kverneland».
Этот агрегат оснащен электрическим приводом с двухмерным регулированием
высевающих аппаратов. Предлагаемая фирмой система, именуемая GEOseed (награждена
серебряной медалью), совместима с GPS-ISOBUS и делает возможным использование
сеялок точного высева в системе прецизионного земледелия. Терминал IsoMatch Tellus
(рис. 8) имеет новую концепцию управления и представляет собой разделенный на две
части экран с диагональю 31 см, на котором изображены трактор и посевное орудие. Он
содержит Task Controller, одна из функций которого - передача данных. Управляемое с
помощью GPS устройство применяется для частичного изменения ширины захвата
агрегата.
Tellus
Рис. 8. Терминал IsoMatch
При производстве опрыскивателей все больше
учитываются ужесточающиеся требования экологической
безопасности как сельскохозяйственных растений, так и
окружающей среды в целом. В 2010 г. вступят в силу новые
директивы ЕС, затрагивающие основные вопросы технического регулирования, в которых предъявляются
повышенные требования к конструкции опрыскивателей.
В свете новых требований фирма «John Deere»
дополнила свои прицепные опрыскиватели серий 700i и 800i
функциями, направленными на точное наполнение рабочего
бака, лучшее его опорожнение и более тщательную очистку коммуникаций
опрыскивателей (серебряная медаль). Управление этими функциями осуществляется через
центральный терминал Green Star 2600. Новый интегрированный измеритель объема
наполнения бака Tank Fill Calculator рассчитывает количество воды и пестицидов, которое
необходимо для соответствующего наполнения бака. При этом точное количество для
обработки каждого поля вычисляется с помощью системы GPS. В результате остаточное
количество рабочего раствора в баке сводится к минимуму. С помощью электронной
системы Auto Dilute System автоматически производится промывка систем
опрыскивателя. Бортовой компьютер позволяет распечатывать на принтере все
необходимые данные.
Качественному проведению опрыскивания и снижению непроизводительных
потерь способствует максимальная приспособленность штанг опрыскивателей к
обработке сельскохозяйственных культур, размещаемых с различной шириной междурядий. Для этих целей фирма «Lemken» предлагает бесступенчаторегулируемые
сегментные штанги с возможностью их асимметричного выдвижения (серебряная медаль).
Для повышения качества работы опрыскивателей в темное время суток фирмы
«Amazone» и «Dammann» разработали систему подсветки для каждого распылителя
(серебряная медаль), которая позволяет наблюдать за их работой и своевременно реагировать на препятствия, которые становятся хорошо различимы за пределами ширины
захвата опрыскивателей.
Информационный бюллетень №11, 2009
ГУ « Ставропольский сельскохозяйственный информационно-консультационный центр»
Подготовил консультант Пайков Д.Н.