Использование гусеничных тракторов в агропромышленном комплексе

Гусеничные тракторы предназначены для выполнения основных сельскохозяйственных работ в агрегате с навесными, полунавесными и прицепными орудиями. С соответствующим оборудованием промышленные модификации могут использоваться на дорожно-строительных, мелиоративных, транспортных, погрузочно-разгрузочных и прочих работах.

В Российской Федерации парк гусеничных тракторов общего назначения в периоде 2012г. по 2013г сократился на 10,5 % или 15 057 ед., а парк специальных (бульдозерные, мелиоративные) машин — на 15,5 % или 2 112. (рис. 1) [1. С 4].

Рис. 1. Парк гусеничных тракторов в Российской Федерации

Наибольшее сокращение (на 17 % или 4 475 ед.) парка гусеничных тракторов произошло в Сибирском федеральном округе. В Северо — Западном федеральном округе он уменьшился на 13,4 % или 425 ед. Наименьшее сокращение отмечено в Дальневосточном федеральном округе (1,4 % или 60 ед.) (рис.2) [1 с 5].

Рис. 2. Парк гусеничных тракторов в сельскохозяйственных организациях РФ

Сложные почвенно-климатические условия и наличие всех климатических зон в России предопределили невозможность эффективно возделывать большинство сельскохозяйственных культур без применения техники на гусеничном ходу. По сравнению с колесными гусеничные тракторы способны выполнять агротехнологические операции в оптимальные сроки, у них более высокий тяговый КПД, благодаря чему погектарный расход топлива ниже, а низкое давление на почву обеспечивает меньшее ее уплотнение.

Потребность АПК РФ в гусеничных тракторах на 100 га пашни составляет 5,86 эт. ед., что соответствует численности их парка 675,9 тыс. эт. ед. (при площади пашни на начало 2013 г. 115356,8 тыс. га). Однако по сравнению с колесным трактором гусеничный менее мобилен: металлические траки, разрушающие дорожное полотно, делают невозможным передвижение этих машин по дорогам общего пользования. По этим и другим причинам гусеничные тракторы становятся менее популярными среди сельских товаропроизводителей, что снижает емкость рынка.

Сегодня платежеспособный спрос на рынке гусеничных сельскохозяйственных тракторов не обеспечивает не только увеличение парка, но и обновление уже существующего.

В среднем за 2008–2013 гг. данный показатель находится на уровне менее 2 тыс. ед. По оценке 2013г. объем платежеспособного спроса сократился на 28,1 % к уровню 2013 г. и составил 1265ед.

Происходит частичное замещение гусеничных тракторов на колесные. Тенденция сокращения парка гусеничных тракторов сохраняется, несмотря на то, что в полевых условиях ему за частую нет альтернативы, особенно когда состояние почвы не позволяет использовать колесные. Современные агротехнологии, применяемые в сельском хозяйстве, направлены на ресурсо- и энергоснабжение, и без гусеничных тракторов не возможно обойтись, так как 90 % посевных площадей требуют боронования озимых культур, а закрытие влаги проводится как на озимых культурах, так и на яровых.

Таблица 1

Структура платежеспособного спроса на гусеничные тракторы за 2013 г.

Предложение на рынке гусеничной сельскохозяйственной техники, в отличие от рынка колесных тракторов, ограниченно. Так, в сегменте рынка тракторов кл. 2 на российском рынке представлена одна модель — пропашной Т — 70 Кишиневского тракторного завода «Траком». Среднегодовой объем продаж этих тракторов за 2008–2012 гг. составил 80 ед. В общем объеме рынка гусеничных тракторов доля «Тракома» — менее 1 % (табл.1).

Аналогическая ситуация в сегменте рынка гусеничных тракторов кл. 3. Конкурентная позиция по сегменту характеризуется монопольным состоянием ОАО «ТК» ВгТЗ» и представлена гусеничным ДТ — 75 и его модификациями.

До недавнего времени основными базовыми моделями ДТ — 75 (ВгТЗ) служили ДТ — 75ДТЕ — С4 и ДТ — 75 ДЕ — С4. В 2008 г. была создана рестайлинговая версия трактора ДТ — 75 («Агромаш 90ТГ»), заменившая базу, как для сельскохозяйственных, так и для промышленной модификаций. В структуре платежеспособного спроса на рынке гусеничных сельскохозяйственных тракторов ОАО «ТК» ВгТЗ» — лидер с долей рынка более 87 %.

Конкурентная позиция сегмента рынка гусеничных тракторов кл. 4 характеризуется состоянием между ОАО «ТК» ВгТЗ», ОАО «ХТЗ» и ООО «Алттрак» и представлена тракторами ВТ — 150 (новое наименование «Агромаш 150ТГ») производства ВгТЗ, Т — 4 (Алттрак), ХТЗ — 150–05–09 (ХТЗ). С учетом нестабильного финансово — экономического положения ООО «Алттрак» предложение в сегменте в 2012 г. ограничится тракторами ВгТЗ и ХТЗ.

Сегмент рынка гусеничных тракторов кл. 5 и выше характеризуется доминированием предложения (95 % рынка) со стороны зарубежных производителей ChaIIenger и John Deere. Перспективы вхождения на рынок других компаний слабые по причине необходимости осуществления больших вложений в производства при относительно небольших потребностях рынка.

Анализ цен на указанные выше модели показал, что в течение первого полугодия 2012 г. они были подняты всеми дилерами на рынке на одном уровне — 9–10 % (рис.3). Однако во втором полугодии политика ценообразования разделилась. Наиболее агрессивное поведение в ценовой политике прослеживается у ОАО «ХТЗ». Так трактор Т — 150–05–09 подорожал на 12 %, в тоже время на 3 % увеличилось цена промышленной модификации трактора Т — 4А — 01, Т — 4АП2.01 (ООО «Алттрак»). Цены на Волгоградские тракторы не изменились и остались на уровне первого полугодия. Таким образом, по итогам года цены на гусеничные тракторы ОАО «ХТЗ» увеличились на 23 %, ООО «Алттрак» — на 14 % и ОАО «ТК» ВгТЗ» — на 9–11 % (в зависимости от модификации).

Так, цена реализации трактора Т — 70 (КТЗ — «Траком») для конечного потребления составит 640 тыс. руб. с НДС, при этом стоимость 1 л.с. будет выше, чем продукции ООО «Алттрак» и ВТ — 150Д (ВгТЗ). Наиболее дорогой (по стоимости 1 л.с.) гусеничный сельскохозяйственный трактор в исследуемой группе — ХТЗ — 150–05–09 с двигателем ЯМЗ — 236Д, а самый дешевый ВТ — 150Д: соответственно 9 691,43 и 8 955,7 руб/л.с.

Рис. 3. Цены на некоторые модели гусеничных тракторов по состоянию на II кВ. 2013г., руб.

В соответствии со складывающейся тенденцией рынка ни одна из перечисленных компаний не имеет стабильного положения. ОАО «ТК» ВгТЗ» — абсолютный лидер рынка — находится в секторе быстрого ухудшения конкурентной позиции. Для ООО «Алттрак», КТЗ — «Траком» и производителей стран дальнего зарубежья (John Deere, ChaIIenger) в сложившейся ситуации наиболее вероятен полный уход с рынка. Основание для роста сегмента их рынка:

Государственная поддержка сельских товаропроизводителей, в том числе на повышение плодородия почв, мелиорацию;

Высокая проходимость в условиях бездорожья и, наконец, непокрытая потребность в гусеничных тракторах.

Меньшее воздействие на почву и, как следствие, меньше потери урожая, возможность раньше выходить на поля весной и позже уходить осенью (выполнение сельскохозяйственных работ в оптимальные агротехнические сроки).

Рис. 4. а) количественный б) качественный состав парка гусеничных тракторов в АПК Красноярского края

В АПК Красноярского края численность гусеничных тракторов общего назначения составляет 1128 ед. или около 13 % от общего количества. В основном они представлены продукцией ООО «Алттрак» 20 %, ОАО «ТК» ВгТЗ» 69 % и ХТЗ — 11 % (рис 4). Программой технического перевооружения отрасли до 2020г. предусмотрено сокращение численности гусеничных тракторов до 10 % от общего состава тракторного парка (790–800 ед.).

Для природно — производственных условий АПК Красноярского края определены рациональные эксплуатационные параметры гусеничных тракторов общего назначения.

С учетом энергоемкости применяемых технологий и технического обеспечения операции основной обработки почвы разделены [2] на три группы:

отвальная вспашка и глубокое рыхление на глубину  м и  м соответственно при  кН/м, с2/м2, и  м/с;

послеуборочная безотвальная комбинированная обработка (сплошная культивация) и чизелевание на глубину  м и  м соответственно при  кН/м, с2/м2,, и м/с;

послеуборочная поверхностная обработка (лущение стерни), предпосевная обработка, обработка и посев по нулевой технологии на глубину  м при  кН/м, с2/м2, и  м/с.

Моделирование параметров проводилось с использованием экспериментальной оценки тягово-сцепных свойств тракторов с обычным и треугольным гусеничным обводом.

Взаимосвязь буксования движителя  с коэффициентом использования веса  установлена зависимостью [2. С 138]:

                                                                                                                    (1)

Тяговый КПД трактора  при известных значениях КПД трансмиссии , буксования  и перекатывания  рассчитывался по формуле:

         (2)

Эксплуатационная мощность и масса трактора определялись из выражений [1. С 136]:

                                                                                     (3)

                                                                   (4)

где:  — чистая производительность агрегата, м²/с;

 — удельное сопротивление агрегата, кН/м;

 = 1+ ); приращение от скорости, с²/м²;

 — коэффициент использования мощности при колебаниях тяговой нагрузки.

На рисунке 6 приведены зависимости тягового КПД от коэффициента использования веса трактора с классическим и треугольным гусеничным обводом. Оснащение трактора с балансирной подвеской треугольным обводом позволяет повысить на 3,0 % тяговый КПД и расширить зону эффективного использования от  до .

Рис. 6. Зависимость буксования гусеничного трактора от коэффициента использования веса: 1 — классический обвод; 2 — треугольный обвод

В таблице 2 показана зависимость эксплуатационных параметров гусеничного трактора на операциях основной обработки почвы при разной длине гона.

Таблица 2

Зависимость осреднённых значений массоэнергетических параметров гусеничных тракторов на операциях основной обработки почвы от длины гона [ при ]

Виды родственных операций	, м/с	Класс длины гона, м
		600–1000	>1000
Вспашка и глубокое рыхление	1,8	7,1	9,2
		104,6	135,9
	(2,1)	8,3	10,8
		143,4	186,9
Комбинированная обработка (сплошная культивация) и чизлевание	2,1	8,7	11,0
		149,5	190,0
	(2,8)	8,8	11,5
		207,6	272,0
Поверхностная обработка и посев	2,8	7,7	9,1
		182,0	215,6

С учетом рациональных значений рабочей скорости для операций основной обработки почвы разных групп (2.1, 2.45, и 3.30 м/с) определены интервалы регулирования эксплуатационной мощности и массы тракторов для превалирующих классов длины гона (600–1000 м и более 1000м).

С учетом природно-производственных условий новый парк гусеничных тракторов должен представлен мобильными энергетическими средствами с переменными массоэнергетическими параметрами на единой элементно-агрегатной базе двух основных моделей. Первая модель 4–5 кл. мощностью 140–175 кВт и эксплуатационной массой 8,5–9,5 т. является наиболее рациональной на основной обработке почвы при длине гона 600–1000м. Вторая модель 5–6 класса мощностью 155–210 кВт и массой 10,5–12,0 т. предназначена для работы при длине гона более 1000м. Указанным эксплуатационным параметрам соответствуют новые модели типоразмерного ряда тракторов ОАО «ТК» ВгТЗ» с треугольным гусеничным обводом.

На рисунке 5 показана рекомендуемая компоновочная схема гусеничных тракторов указанных типоразмеров.

Рис. 5. Эпюра нормальных реакций на гусеничный движитель при различной координате центра давления

Выводы

Анализ состояния производства и использования гусеничных тракторов общего назначения показал существенное сокращение их парка в АПК РФ и региона

Показано что применение треугольного гусеничного обвода повышает на 3,0 % тяговый КПД и существенно расширяет тяговый диапазон эффективного использования трактора.

Для превалирующих классов длины гона и технологии основной обработки почвы обоснованы массоэнергетические параметры гусеничных тракторов двух типоразмеров с треугольным гусеничным обводом; при  м трактор 4–5 кл. с интервалом изменения эксплуатационной мощности и массы от 140 до 175 кВт и от 8,5 до 9,5 т соответственно; при  трактор 5–6 кл. с интервалом изменения  и  от 155 до 210 кВт и от 10,5 до 12,0 т.

Регулирование эксплуатационных параметров производится изменением коэффициента приспособляемости  двигателя от 1,2 до 1,4 регулированием подачи топлива и установкой балластных грузов массой  в передней части трактора.

Литература:

1.      Елисеев А. Г. Тракторы и сельхозмашины // Союзагромаш–2010.-№ 3 — С. 6–8.

2.      Селиванов Н. И. Технологические основы адаптации тракторов [текст] / Н. И. Селиванов; — Краснояр. гос. аграр. ун-т. — Красноярск, 2012. — 256 с.

3.   Научные исследования студентов в решении актуальных проблем АПК: Сборник статей студенческой научно-практической конференции с международным участием (12-14 марта 2013.). Часть II. – Иркутск: Издательство ИрГСХА, 2013. – 272 с.