Энергообеспечение сельскохозяйственного тракторостроения России

Земледелие является основным технологическим процессом производства продуктов питания. Производительность труда в сельскохозяйственном производстве в большой степени зависит от его энергообеспеченности, в том числе тракторного парка.

В 90-е гг. прошлого века численность тракторного парка России упала в 7 раз и до настоящего времени находится на этом уровне ввиду низкой покупательной способности сельского производителя. В результате практически все тракторные заводы прекратили свое существование.

Основная доля используемой техники в сельском хозяйстве – со сроком эксплуатации более 10 лет. Эксплуатация такой техники требует повышенных энергетических и экономических затрат.

Парк сельскохозяйственных тракторов в России составляет около 200 тыс. шт. и почти на 70% состоит из импортных образцов с большим разнообра-

зием как по производителю техники, так и по модельному ряду одного производителя. Централизованное проведение квалифицированного технического обслуживания и ремонта техники в такой ситуации проблематично. Это усложняет и удорожает ее обслуживание, увеличивает сроки его проведения, ставит под вопрос эффективность проведения ремонта техники.

Сложившаяся ситуация приводит к низкой продуктивности сельского хозяйства. Исправление такой ситуации возможно только через планомерное развитие тракторного парка и увеличение доли тракторов отечественного производства с широкой поддержкой техники сервисными и ремонтными службами во всех регионах России. В ближайшие десятилетия потребуется наращивание энергообеспеченности сельскохозяйственного производства России до среднего уровня экономически передовых стран.

Цель исследования

Основываясь на уровне энергообеспеченности сельскохозяйственного производства тракторами в экономически развитых странах, оценить потребность парка сельскохозяйственных тракторов России и сделать оценку необходимого производства двигателей для него.

Материал и методы

С основой на опубликованных материалах состояния сельскохозяйственного производства России произведена оценка потребности в тракторной технике и необходимого количества двигателей для нее в каждом мощностном диапазоне.

Результаты и обсуждение

Современный уровень энергообеспеченности сельскохозяйственного производства тракторной техникой в США составляет 7 кВт/га, в странах ЕС – 4 кВт/га, в Канаде – 3,7 кВт/га. В своем интервью журналу «Сельскохозяйственные Вести» П.А. Чекмарев сказал: «В США энергообеспеченность на каждый гектар составляет 8,5 л.с., и урожайность зерновых в среднем за пять лет превысила 68 ц с га, мы в России имеем 1,5 л.с. на гектар и с гектара в среднем собрали 21,1 центнера».

Принимая за основу энергообеспеченность тракторной техникой сельскохозяйственного производства на уровне среднего значения ведущих экономически развитых стран (4 кВт/га), оценку спектра сельскохозяйственных тракто- ров по тяговому классу для обработки пахотных земель России сделаем для площади пахотных земель 80 млн га по состоянию на 2020 г. Для обработки всех пахотных земель России, которые составляли в 1990 г. около 120 млн га, потребуется на 1/3 больше техники.

Подробный анализ требуемого спектра тракторов по тяговому классу для сельскохозяйственного производства приводится в работе, и его результаты представлены на рисунке 1. Используем взаимосвязь между тяговым классом трактора и мощностью устанавливаемого на тракторе двигателя для современных тракторов:

Nei = 45 х Кт, где Nei – средняя эффективная мощность тракторного двигателя i-го тягового класса, кВт; Кт – класс тяги трактора.

Суммарная мощность двигателей тракторов в каждом тяговом классе может быть найдена по зависимости:

Nткi = Zi х Nei, где Nткi – суммарная мощность двигателей i-го тягового класса, кВт; Zi – количество тракторов в i-м тяговом классе.

В результате использованный спектр распределения колесных и гусеничных тракторов по тяговому классу позво- ►

ТЕХНИКА

ляет получить суммарные мощности двигателей тракторов для каждого тягового класса в виде спектра потребности двигателей для данного парка тракторов (рис. 2).

Энергонасыщенность современных сельскохозяйственных тракторов изменяется в широких пределах: от 1,5 до 5 кВт/кН. В одном тяговом классе могут находиться тракторы с различной мощностью двигателя. Поэтому целесообразно рассматривать для каждого тягового класса свой диапазон мощности двигателей, обеспечивающий работу трактора в данном классе (табл.).

Ввиду того, что трактор сельскохозяйственного назначения относится к пятой амортизационной группе со сроком полезного использования не более 10 лет, годовое производство двигателей каждой мощностной группы должно быть не менее величины, представленной в таблице.

Производственные мощности двигателей для сельскохозяйственных тракторов должны составлять не менее 250 тыс. шт. в год. В настоящее время тракторный парк ежегодно обновляется отечественными тракторами менее чем на 10 тыс. шт. По словам президента Ассоциации «Росспецмаш» Констан- тина Бабкина на выступлении в Совете Федерации, где обсуждали актуальные вопросы развития отечественного тракторостроения 2, производство отечественных тракторов в России за последние 7 лет увеличилось в 6 раз и в 2019 г. достигло чуть более 3 тыс. шт. в год, причем многие тракторы оснащаются двигателями импортного производства. Поэтому выйти на производственные мощности предприятий России на уровень 250 тыс. шт. в год является сложной задачей, требующей решения.

В настоящее время мощностной диапазон дизельных двигателей от 80 до

Таблица. Потребность в двигателях для сельскохозяйственных тракторов

Тяговый класс трактора
0,6	0,9	1,4	2	3	4	5	6	8

Мощность двигателя, кВт

20…35	35…50	50…75	75…110	110…150	150…200	200…250	250…300	300…400
Количество, тыс. шт.
125	271	319	351	663	476	220	96	9
Производство в год, тыс. шт.
12,5	27,1	31,9	35,1	66,3	47,6	22,0	9,6	0,89

400 кВт может быть перекрыт гаммой двигателей производства ООО «АМЗ» (г. Барнаул), ПАО «КамАЗ» (г. Набережные Челны), ПАО «ТМЗ» (г. Тутаев), ООО «Тракторный центр» (ЧТЗ, г. Челябинск) и ПАО «Автодизель» (ЯМЗ, г. Ярославль), что потребует от них увеличения производственных мощностей. Остается проблемой производство дизельных двигателей мощностью от 20 до 80 кВт.

Кроме количественных данных по двигателям для сельскохозяйственного

производства, нельзя не сказать о конструктивных особенностях этих двигателей. Общее количество двигателей более 2,5 млн шт. составит суммарную мощность более 320 ГВт. Такие энергетические потребности исключают использование электрических тракторов в сельскохозяйственном производстве ввиду отсутствия энергетических мощностей в России. Сегодня, по данным отчета ЕЭС России, их уровень близок к 250 ГВт 3. В ближайшие 50 лет такие потребности в энергетике могут быть решены только за счет применения ДВС. Для сельского хозяйства это в первую очередь дизельный двигатель. Энергетические мощности электросетей России еще не скоро смогут нарастить свои мощности, чтобы покрыть эти потребности для обеспечения электрической тяги в сельскохозяйственном производстве.

Переход на электротрактор может рассматриваться только в виде гибридной силовой установки, где источником энергии остается ДВС. Поэтому в качестве основного источника энергии этих тракторов остаются дизельный или газовый двигатели. Ресурсы в России нефтяного и газового топлив пока достаточны, и их использование остается экономически целесообразным.

Устанавливаемые на тракторы двигатели должны согласованно работать с бесступенчатой электромеханической трансмиссией трактора, под электронным управлением и участвовать в системе «Интеллектуальное сельское хозяйство».

Выводы

О Для достижения тракторного парка России среднего уровня энергообеспеченности сельского хозяйства ведущих стран 4 кВт/га требуется его увеличить более чем в 10 раз (с 200 тыс. до 2,5 млн ед.).

0 Необходимо обеспечить производственные мощности для выпуска двигателей сельскохозяйственного назначения до уровня 250 тыс. шт. в год.

МСХА имени К.А. Тимирязева;

Марков В. А., д-р техн. наук, профессор,

МГТУ им. Н.Э. Баумана

Источник: Агроинженерия f