Новости рынка сельхозтехники
- Общие
- Все категории
Опрыскиватель прицепной. Тенденции развития штанговых агрегатов для интенсивной защиты растений
Ресурс расширения посевных площадей исчерпан, но мировой рынок зерна все еще далек от насыщения. Ориентируясь на потребности крупных растениеводческих хозяйств, производители аграрной техники повышают мощность всех типов разрабатываемых машин. Агрегаты для мобильного полива и интенсивной защиты растений не являются исключением.
Общая логика развития
Опрыскиватель прицепной – более производительная машина, чем самоходные и навесные версии. В соответствии с технологическими стандартами выращивания зерновых ширина распыления жидкости до 24 м соответствует верхней границе потребностей средних хозяйств. Ширина захвата крупных агрегатов достигает 48 м при объемах бака до 7700 л, и, судя по всему, это еще не предел. Аграрному машиностроению приходится решать серьезные конструктивные проблемы, чтобы сверхгабаритные монстры могли работать стабильно. Почему же не попытаться увеличивать производительность распыления другими способами?
Ответ на этот вопрос кроется в необходимости минимизировать повреждения всходов при передвижении по полю тяжелой техники.
Скорость движения техники при исполнении операций основной почвообработки (вспашка, посев, жатва) ограничивается физикой рабочих сред – трением слоев почвы, допустимым соударением семян при посеве и т. п. Операции по распылению жидкостей могли бы успешно осуществляться при значительно больших скоростях, что доказано использованием сельскохозяйственной авиации.
Казалось бы – вот он, самый простой способ построить сверхэффективный наземный опрыскиватель. Однако, эта затея не работает. Тяжелая техника уничтожает всходы, попавшиеся ей на пути. Единственный способ сократить процент таких потерь – это максимальная ширина захвата при поливе. А динамика крупногабаритного прицепного оборудования не позволяет сколь-нибудь существенно увеличивать скорость агрегатируемого трактора.
Обзор инноваций
Ведущие компании аграрного машиностроения используют похожие инновационные наработки в производстве современных моделей прицепных машин для полива и распыления химикатов. С целью детального рассмотрения их удобно разделить на 3 группы.
1. Основные конструктивные инновации
Максимальная ширина штанг у топовых моделей прицепных опрыскивателей составляет 39 - 48 м. Lemken, Kverneland и Kuhn применяют Z-образные стальные фермы с параллелограмной навеской на прицеп. Каждое крыло штанги делится на 3 секции, соединенные шарнирами. Навеска призвана обеспечивать сохранение параллельности штанг поверхности обрабатываемого поля, независимо от бокового крена трактора и угла наклона поля. Системы управления навесками отличаются незначительно – это сочетание механики с гидравликой, либо пневматикой, управляемые компьютером с агрегатируемого трактора.
Шарнирные сочленений штанг применяются для того, чтобы в сложенном виде обеспечить приемлемые транспортные габариты. Но производители не упустили возможность использования шарниров и в качестве фактора защиты конструкции при наезде на препятствия. Используются шарниры также для варьирования ширины захвата в процессе работы.
Технически более совершенными являются модели с применением алюминиевых шарнирных штанг, крепящихся при помощи гидравлических тяг к центральному высотному вариатору, расположенному на прицепе. Алюминиевые штанги способны складываться в двух плоскостях, что дает возможность применять их на более сложных рельефах местности. Но производители пока испытывают эти узлы на моделях средней ширины захвата.
Можно предположить, что при технологической адаптации алюминиевых штанг до ширин захвата нынешних топовых моделей прицепных опрыскивателей Z-образные стальные фермы будут либо сниматься с производства, либо использоваться в моделях с рекордным захватом, но низкой степенью адаптивности к неровностям поля.
Следующие по важности конструктивные особенности прицепной техники для полива и интенсивной защиты растений – это системы, уменьшающие площадь уничтожаемых колесами прицепа всходов, и принципы, обеспечивающие равномерность распыления независимо от условий работы.
Всходы производители агротехники пытаются сохранять, уменьшая суммарную ширину колеи трактора и прицепа при поворотах. В серии Lemken Albatros эффективно справляется с этой задачей так называемое Y-дышло, которое комбинирует преимущества тяглового дышла с особенностями поворота рулевыми тягами. Точность работы узла дополнительно повышается электронной системой Trail-Control.
Kverneland в серии полевых опрыскивателей iXtrack C и Kuhn в серии OCEANIS ограничиваются использованием традиционного дышла, контролируемого электронными системами.
Для обеспечения равномерного давления жидкости на форсунках по всей длине штанг европейские производители широкозахватных прицепных опрыскивателей применяют дополнительные насосные системы с автоматическим управлением. Это сохраняет одинаковую подачу на все форсунки независимо от работы параллелограмного механизма подвески штанг. В машинах Lemken и John Deere дополнительные насосные системы также коррелируют поток воды или раствора химикатов в зависимости от изменения скорости движения трактора.
2. Повышение комфорта, экономия химикатов, защита здоровья оператора
Стандартом комплектации современных машин интенсивной защиты растений является расположение всех органов управления в двух зонах. Коррекция систем распыления и работы штанг осуществляется из кабины трактора. Органы управления, связанные с загрузкой рабочей жидкости в бак, смешиванием компонентов и промывкой системы распыления – сосредоточены на левой стороне прицепа.
Насосные системы и формы приемных бачков сконструированы таким образом, чтобы даже при засыпках порошкообразных компонентов исключались утечки воздушных взвесей в окружающее пространство.
Физический интерфейс систем загрузки напоминает не работу на сельской технике, а управление бытовой стиральной машиной.
Экономия химикатов осуществляется совершенствованием систем промывки трубопроводов и форсунок. Обеспечивается возможность очистки систем без слива остатков химикатов из бака.
Похоже, что развитие систем загрузки и промывки подошло к логическому пределу возможного существенного улучшения.
3. Опции, не несущие в себе однозначной эффективности
Европейские и североамериканские производители в качестве дополнительных опций предлагают системы программирования интенсивной защиты растений. Системы эти не призваны уволить последних операторов агротехники и роботизировать сельское хозяйство. Речь идет о значительном упрощении работы при определенных условиях. Имеется в виду, что один прицепной опрыскиватель, управляемый одним оператором, должен обслуживать большие участки с изменяемыми условиями обработки. В этом случае оператор просто не способен без периодических остановок корректировать работу систем. Ему явно необходим опытный гид.
Таким помощником и выступает программа, использующая спутниковое определение. GPS - локация, ориентируясь на заранее составленную агрономами карту обработки, выдает управляющие сигналы на центральный процессор движущейся машины. ЦП определяет, как должны вести себя штанги в сочленениях, какие форсунки необходимо закрыть или открыть в данный момент и т. п.
Оператору остается следить за движением трактора строго по колее и вовремя реагировать на сигналы о неполадках в системах.
Интересно, что наиболее углубленно разрабатывают системы агротехнического операционного программирования на John Deere. Может быть, бескрайние просторы североамериканских равнин способствуют развитию и воплощению образа суперсовременных машин, пересекающих несколько штатов, работая непрерывно...
Заключение
1. Современный высокопроизводительный прицепной опрыскиватель представляет из себя машину со сложной механикой, обилием совершенных гидравлических и пневматических систем. Конструкторы используют уникальные технические решения. Все это дорогущее хозяйство на колесах требует уйму управляющей аппаратуры и компьютерной техники.
Прямые физические пределы развития конструкций по пути увеличения ширины захвата еще не достигнуты. Но как знать, возможно, завтра мы увидим, что беспилотные летательные аппараты окажутся в эксплуатации дешевле наземных машин-монстров...
2. Возможно, наибольший минус рассмотренных в статье машин заключается в плохой унификации их использования с тракторами производства других компаний. Ведь сложное управление требует хорошей согласованности ЦП трактора и систем автоматики, расположенных на прицепе.
Впрочем, средним и мелким хозяйствам возможности топовых прицепных опрыскивателей ни к чему. А крупное может себе позволить не экономить на базовом тракторе.
Комментарии
Написать комментарий