Визначення раціональних умов руху транспортно-технологічних агрегатів при використанні технологічних машин з ведучими колесами

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2025.329741

Ключові слова:

транспортно-технологічний агрегат, ведучі колеса, змінна маса, динаміка, коливання, завантаження двигуна

Анотація

Об'єктом дослідження є процес роботи транспортно-технологічного агрегату з ведучими колесами технологічної машини.

Одним з найбільш проблемних місць ефективної роботи енергонасиченого трактора в складі транспортно-технологічного агрегату є неповне використання потенційних можливостей двигуна трактора. Це обумовлене тим, що на початку та в кінці технологічної операції маса вантажу технологічної машини буде різною. Можливим вирішення цієї проблеми є використання додаткових ведучих осей технологічної машини, що дозволяє збільшити відносну частку зчіпної ваги в агрегаті. Це дозволяє частину потужності двигуна реалізувати через ходову систему трактора, а частину передати технологічній машині.

В ході дослідження виявлено, що при передачі частини потужності до технологічної машини можливі три режими руху РkT > Pxm; РkT = Pxm; РkT < Pxm. Для їх аналізу з урахуванням динамічних складових руху використовувалась еквівалентна динамічна модель транспортно-технологічного агрегату. Отримано характерні кожному режиму руху коливання поздовжніх сил, що діють на агрегат. Виявлено, що рух агрегату з передачею частини потужності на ведучі колеса технологічної машини необхідно реалізовувати при умові руху РkT > Pxm, тобто за часткового недовантаження. Це пов'язано з тим, що запропонований режим руху дозволяє стабілізувати коливання поздовжніх сил та підвищити частину потужності двигуна, яку можна реалізувати в тяговому режимі. Зокрема, для цієї умови руху потенційна тягова сила Рka збільшується до 45,92 kN при зменшенні середнього квадратичного відхилення σka = 1,74 kN. Також цьому режиму руху властива відсутність набігання технологічної машини на трактор, як наслідок, наявні найменші динамічні коливання та стабілізуючий ефект для поздовжніх сил.

Завдяки цьому забезпечується можливість активізації коліс технологічної машини з компенсацією негативних чинників, які властиві руху транспортних засобів з повним приводом. У порівнянні з аналогічними відомими способами використання повної потужності двигуна для транспортно-технологічних агрегатів зі змінною масою, забезпечення визначеної умови руху підвищить ефективність їх роботи.

Біографії авторів

Михайло Леонідович Шуляк, Сумський національний аграрний університет

Доктор технічних наук, професор

Кафедра агроінжинірингу

Андрій Володимирович Чепіжний, Сумський національний аграрний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра енергетики та електротехнічних систем

Тетяна В’ячеславівна Хворост, Сумський національний аграрний університет

Кандидат економічних наук, доцент

Кафедра охорони праці та фізики

Сергій Петрович Соколік, Сумський національний аграрний університет

Старший викладач

Кафедра агроінжинірингу

Максим Миколайович Мурчич, Сумський національний аграрний університет

Аспірант

Кафедра агроінжинірингу

Посилання

  1. Darshana, U., Gunathilaka, W., Amadoru, I., Chamara, N. (2018). Performance Evaluation of a Four Wheel Tractor with Different Trailer Loads and Tillage Implements. Proceedings of 17th Agricultural Research Symposium, 232–236. Available at: https://www.researchgate.net/publication/329963372.
  2. Kalchenko, B. I. (2022). Dynamika rukhu kolisnykh traktoriv. Kharkiv: NTU “KhPI”, 320.
  3. Shuliak, M. L., Lebedev, A. T., Raputa, V. V., Murchych, M. M. (2025). Energy saving of transport-technological units of variable mass when performing technological operations in crop production. Bulletin of Sumy National Agrarian University. The Series: Mechanization and Automation of Production Processes, 4 (58), 81–88. https://doi.org/10.32782/msnau.2024.4.12
  4. Rackham, D. H., Blight, D. P. (1985). Four-wheel drive tractors – A review. Journal of Agricultural Engineering Research, 31 (3), 185–201. https://doi.org/10.1016/0021-8634(85)90087-3
  5. Besselink, B. C. (2003). Tractive efficiency of four-wheel-drive vehicles: An analysis for non-uniform traction conditions. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 217 (5), 363–374. https://doi.org/10.1243/095440703321645070
  6. Senatore, C., Sandu, C. (2011). Torque distribution influence on tractive efficiency and mobility of off-road wheeled vehicles. Journal of Terramechanics, 48 (5), 372–383. https://doi.org/10.1016/j.jterra.2011.06.008
  7. Padureanu, V., Lupu, M. I., Canja, C. M. (2013). Theoretical research to improve traction performance of wheeled tractors by using a suplementary driven axle. Computational Mechanics and Virtual Engineering, 410–415.
  8. Stoilov, S., Kostadinov, G. D. (2009). Effect of weight distribution on the slip efficiency of a four-wheel-drive skidder. Biosystems Engineering, 104 (4), 486–492. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2009.08.011
  9. Shafaei, S. M., Loghavi, M., Kamgar, S. (2020). Ascertainment of driving lead of tractor front wheels as loaded by draft force. Measurement, 165, 108134. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2020.108134
  10. Shafaei, S. M., Loghavi, M., Kamgar, S. (2018). An extensive validation of computer simulation frameworks for neural prognostication of tractor tractive efficiency. Computers and Electronics in Agriculture, 155, 283–297. https://doi.org/10.1016/j.compag.2018.10.027
  11. Bulgakov, V., Ivanovs, S., Adamchuk, V., Antoshchenkov, R. (2019). Investigations of the Dynamics of a Four-Element Machine-and-Tractor Aggregate. Acta Technologica Agriculturae, 22 (4), 146–151. https://doi.org/10.2478/ata-2019-0026
  12. Antoshchenkov, R., Halych, I., Nykyforov, А., Cherevatenko, H., Chyzhykov, I., Sushko, S. et al. (2022). Determining the influence of geometric parameters of the traction-transportation vehicle’s frame on its tractive capacity and energy indicators. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (7 (116)), 60–67. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.254688
  13. Kozhushko, A., Pelypenko, Y., Kravchenko, S., Danylenko, V. (2023). Improving the procedure for modeling low-frequency oscillations of the free surface liquid in a tractor tank. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (7 (122)), 61–68. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.277254
  14. Kozhushko, A.; Cioboată, D. D. (Eds.) (2023). Hydrodynamics Analysis on Partially Filled Agricultural Tanks by Driving Cycle of Transportation. International Conference on Reliable Systems Engineering (ICoRSE), ICoRSE 2023. Lecture Notes in Networks and Systems, 762. Cham: Springer, 253–262. https://doi.org/10.1007/978-3-031-40628-7_21
  15. Preda, I. (2005). Aspects Regarding the Wheel Loads of Tractor-Semitrailer Road Train. CAR 2005 International Automotive Congress At: Pitesti, Romania, 1114. Available at: https://www.researchgate.net/publication/263238490
  16. Alipour, K., Robat, A. B., Tarvirdizadeh, B. (2019). Dynamics modeling and sliding mode control of tractor-trailer wheeled mobile robots subject to wheels slip. Mechanism and Machine Theory, 138, 16–37. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2019.03.038
  17. Ha, D. V., Tan, V. V., Niem, V. T., Sename, O. (2022). Evaluation of Dynamic Load Reduction for a Tractor Semi-Trailer Using the Air Suspension System at all Axles of the Semi-Trailer. Actuators, 11 (1), 12. https://doi.org/10.3390/act11010012
  18. Chaplinskyi, A., Nadykto, V. (2024). Research of the plowing quality with a unit based on a modular traction-transportation vehicle. E3S Web of Conferences, 508, 08002. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202450808002
  19. Churakova, E. Y. (2023). Rational Design of Wheel Systems of Multi-Axle Heavy Trucks Taking into Account the Stressed State of Pavement. Transportation Research Procedia, 68, 739–749. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2023.02.102
  20. Antoshchenkov, R., Cherevatenko, G., Zadorozhny, V., Svitlichny, O., Kuskov, M. (2023). Research of the dynamics of the all-wheel-drive tractor-transport machine. Ukrainian Journal of Applied Economics and Technology, 8 (3), 336–341. https://doi.org/10.36887/2415-8453-2023-3-51
  21. Karelina, M., Rakov, V., Ershov, V., Klimenko, V. (2021). A hybrid drive system for off-roaders with a powered trailer to be used in the Arctic Region. Transportation Research Procedia, 57, 285–290. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2021.09.053
  22. Rebrov, O., Kozhushko, A., Kalchenko, B., Mamontov, A., Zakovorotniy, A., Kalinin, E., Holovina, E. (2020). Mathematical model of diesel engine characteristics for determining the performance of traction dynamics of wheel-type tractor. EUREKA: Physics and Engineering, 4, 90–100. https://doi.org/10.21303/2461-4262.2020.001352
  23. Lebedev, A., Shuliak, M., Lebedev, S., Khalin, S., Haidai, T., Kholodov, A. et al. (2024). Determining conditions for providing maximum traction efficiency of tractor as part of a soil tillage unit. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (1 (127)), 6–14. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.297902
  24. Podryhalo, M. A., Artomov, M. P. (2025). Metod partsialnykh pryskoren ta yoho zastosuvannia v dynamitsi mobilnykh mashyn. Kharkiv: Vyd-vo “Estet Print”, 232.
Determination of rational conditions for the movement of transport and technological units when using technological machines with driving wheels

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-05-19

Як цитувати

Шуляк, М. Л., Чепіжний, А. В., Хворост, Т. В., Соколік, С. П., & Мурчич, М. М. (2025). Визначення раціональних умов руху транспортно-технологічних агрегатів при використанні технологічних машин з ведучими колесами. Technology Audit and Production Reserves, 3(1(83), 20–27. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2025.329741

Номер

Том 3 № 1(83) (2025): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Технології машинобудування

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Mykhailo Shuliak, Andrii Chepizhnyi, Tetiana Khvorost, Serhii Sokolik, Maksym Murchych

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.