Bulletin Samara State Agricultural AcademyBulletin Samara State Agricultural AcademyИзвестия Самарской государственной сельскохозяйственной академии1997-32252782-4225Samara State Agrarian University64156110.55170/1997-3225-2024-9-4-65-71TECHNOLOGY, MEANS OF MECHANIZATION AND POWER EQUIPMENT IN AGRICULTUREТЕХНОЛОГИИ, СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕResearch ArticleEnergy assessment of turbodisc cultivators for vertical tillageЭнергетическая оценка турбодисковых культиваторов для вертикальной обработки почвыhttps://orcid.org/0000-0002-8201-2819PriporovIgor E.ПрипоровИгорь Евгеньевич
Russian Federation

Candidate of Technical Sciences

кандидат технических наук, доцент

i.priporov@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1733-9436KurasovVladimir S.КурасовВладимир Станиславович
Russian Federation

Doctor of Technical Sciences, Professor

доктор технических наук, профессор

kurasoff@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0001-2865-3674BatsunovVladimir I.БацуновВладимир Игоревич
Russian Federation

Postgraduate

аспирант

vovasvovas70@bk.ruKuban State Agrarian University named after I.T. TrubilinКубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина051120249465710411202404112024Copyright ©; 2024, Priporov I.E., Kurasov V.S., Batsunov V.I.Copyright ©; 2024, Припоров И.Е., Курасов В.С., Бацунов В.И.2024Priporov I.E., Kurasov V.S., Batsunov V.I.Припоров И.Е., Курасов В.С., Бацунов В.И.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://bulletin.ssaa.ru/1997-3225/article/view/641561

The purpose of the research is to conduct an energy assessment of serial turbodisc cultivators for vertical tillage. Turbodisc cultivators were evaluated by analyzing the characteristics of turbodisc cultivators from Agrifest-Express (12 models), Salford (21 models). The indicators of turbodisc cultivators are considered, which include the width of the grip, the required power and productivity. Based on these indicators, the energy indicators of the turbodisc cultivators of the companies Agrifest-Express and Salford were determined, depending on the depth of processing. These indicators included the energy intensity of the turbodisc cultivator, its specific efficiency at the processing depth, the specific power per 1 m of the width of the turbodisc cultivator. The statistical values of the characteristics of turbodisc cultivators from the companies "Agrifest-Express" and Salford are given. The energy indicators of turbodisc cultivators from Agrifest-Express and Salford companies have been determined. Salford turbodisc cultivators have a larger grip width compared to the Agrifest Express, and they also require tractors with a capacity of over 310 hp, the range of required power is 96...604 hp, their productivity is lower compared to the Agrifest Express. The average energy values of Salford turbodisc cultivators are higher compared to the Agrifest Express with a difference E = 45%, N = 19...76% at different processing depths and Kd = 19%. With all their diversity, the TDK-1420/96 model of the Agrifest-Express company has become the most widespread, which has the following energy indicators: energy intensity – 12.95 kWh/ha, specific efficiency – 383.28 kW/ha, specific power per 1 m of width – 19.16 kW/m. At the same time, this model will allow processing an area of 0.000071...0.000288 hectares with different processing depths – 0.05...0.06 m.

Целью исследований является проведение энергетической оценки серийных турбодисковых культиваторов для вертикальной обработки почвы. Оценку турбодисковых культиваторов проводили путем анализа характеристик турбодисковых культиваторов фирм Агрифест-Экспресс (12 моделей) и Salford (21 модель). Рассмотрены показатели турбодисковых культиваторов, к которым отнесены: ширина захвата, требуемая мощность и производительность. На основе данных показателей определены энергетические показатели турбодисковых культиваторов фирм Агрифест-Экспресс и Salford в зависимости от глубины обработки. К данным показателям отнесли: энергоемкость турбодискового культиватора, его удельную эффективность при глубине обработки, удельную мощность на 1 м ширины захвата турбодискового культиватора. Приведены статистические значения характеристик турбодисковых культиваторов фирм «Агрифест-Экспресс» и Salford. Определены энергетические показатели турбодисковых культиваторов фирм Агрифест-Экспресс и Salford. Турбодисковые культиваторы фирмы Salford имеют больше ширину захвата по сравнению с культиваторами Агрифест-Экспресс, а также для них необходимы тракторы мощностью свыше 310 л.с., диапазон изменения требуемой мощности – 96…604 л.с., а их производительность ниже по сравнению с Агрифест-Экспресс. Средние значения энергетических показателей турбодисковых культиваторов фирмы Salford выше по сравнению с Агрифест-Экспресс с разницей: Е = 45 %, Nуд = 19…76 % при разной глубине обработки и Куд = 19 %. При всем их многообразии наибольшее распространение получила модель ТДК-1420/96 фирмы Агрифест-Экспресс, которая имеет следующие энергетические показатели: энергоемкость – 12,95 кВт×ч/га, удельная эффективность – 383,28 кВт/га, удельная мощность на 1 м ширины захвата – 19,16 кВт/м. При этом, данная модель позволяет обработать площадь 0,000071…0,000288 га с разной глубиной обработки – 0,05…0,06 м.

vertical tillagestatistical valuesturbodisc cultivatorprocessing depthenergy indicatorswavy diskвертикальная обработка почвыстатистические значениятурбодисковый культиваторглубина обработкиэнергетические показателиволнистый дискZeng, Z., Thoms, D. & Chen, Y. et. al. (2021). Comparison of soil and corn residue cutting performance of different discs used for vertical tillage. Scientific Reports, 11(1), 2537. doi:10.1038/s41598-021-82270-9Zeng Z., Thoms D., Chen Y., Ma X. Comparison of soil and corn residue cutting performance of different discs used for vertical tillage // Scientific Reports. 2021, Vol. 11(1). Р. 2537. DOI:10.1038/s41598-021-82270-9.Chen, Y. & Damphousse, S., Li H. (2016). Vertical tillage and vertical seeding. Paper CSBE16-090. CSBE/SCGAB Annual Conference. Halifax, NS, Canada, July 3-6.Chen Y., Damphousse S., Li H. Vertical tillage and vertical seeding // Paper CSBE16-090. In: CSBE/SCGAB 2016 Annual Conference. Halifax, NS, Canada. 2016. July 3-6.Lepeshkin, N. D. & Mizhurin, V. V. (2023). Theoretical substantiation of the parameters of a disk working organ for a tillage unit for moisture accumulation and moisture retention on sloping lands. Mekhanizatsiya i ehlektrifikatsiya sel'skogo khozyajstva (Mechanization and electrification of agriculture), 1(56), 101-106 (in Russ).Лепешкин Н.Д., Мижурин В.В. Теоретическое обоснование параметров дискового рабочего органа к почвообрабатывающему агрегату для влагонакопления и влагозадержания на склоновых землях // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2023. № 1(56). С. 101-106.Lepeshkin, N. D. (2022). To substantiate the type of disk working organ of a tillage unit for moisture accumulation and moisture retention on sloping lands. Mekhanizatsiya i ehlektrifikatsiya sel'skogo khozyajstva (Mechanization and electrification of agriculture), 55, 148-157. (in Russ).Лепешкин Н.Д. К обоснованию типа дискового рабочего органа почвообрабатывающего агрегата для влагонакопления и влагозадержания на склоновых землях // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2022. № 55. С. 148-157.Kozlov, N. S. (2017). Review and analysis of designs of working bodies of tillage units for crushing plant residues. Vestnik Belorusskoj gosudarstvennoj sel'skokhozyajstvennoj akademii (Bulletin of the Belarusian State Agricultural Academy),1, 123-125. EDN: ZBATAT. (in Russ).Козлов Н.С. Обзор и анализ конструкций рабочих органов почвоообрабатывающих агрегатов для измельчения растительных остатков // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2017. №1. С. 123-125. EDN: ZBATAT.Zeng, Z. & Chen, Y. (2018). The performance of a fluted coulter for vertical tillage as affected by working speed. Soil & tillage research, 175, 112-118. doi:10.1016/j.still.2017.08.006Zeng, Z.; Chen, Y. The performance of a fluted coulter for vertical tillage as affected by working speed // Soil & tillage research. 2018. Vol. 175. Рр. 112–118. doi: 10.1016/j.still.2017.08.006.Babitsky, L. F. & Kuklin, V. A. (2013). Analysis and trends in the development of tools for ecological agriculture. Nauchnye trudy yuzhnogo filiala Natsional'nogo universiteta bioresursov i prirodopol'zovaniya Ukrainy «Krymskij agrotekhnologicheskij universitet» (Scientific papers of the southern branch of the National University of Bioresources and Environmental Management of Ukraine "Crimean Agrotechnological University"), 156, 19-25. EDN: SXIQOP.Бабицкий Л.Ф., Куклин В.А. Анализ и тенденции развития орудий для экологического земледелия // Научные труды южного филиала Национального университета биоресурсов и природопользования Украины «Крымский агротехнологический университет». 2013. №156. С. 19-25. EDN: SXIQOP.Chávez, M. R., Burela, A. C., Zapata, M. C., López, J. L., & Lezama, R. Z. (2022). Vertical Tillage Technology for Primary Soil Preparation. Global Journal of Agricultural Innovation, Research & Development, 9, 10-19. doi: https://doi.org/10.15377/2409-9813.2022.09.2Reynolds CH. M. A, Capetillo B. A, Cadena Z. M., López L. J. A, Zetina L. R. Vertical tillage technology for primary soil preparation // Global journal of agricultural innovation, research & development. 2022. Vol. 9. Рр. 10-19. doi: 10.15377/2409-9813.2022.09.2.