Мощность зерноуборочных комбайнов продолжает повышаться и на некоторых моделях достигла 581 кВт. Вместе с повышением мощности происходят увеличение диаметров молотильных барабанов, оптимизация конфигурации молотильного и подающего барабанов и сепаратора. При увеличении ширины захвата жаток зерноуборочных комбайнов, скорости уборки урожая возрастают требования к механическому приводу ножей жаток. До сих пор кошение проводили при постоянной частоте вращения привода ножей жатки, а возникающие в ходе этого дефекты определялись по шуму или забиванию ножей.
Компания «Gebrtider Schumacher» впервые встроила в привод ножей датчики угла поворота и крутящего момента, которые могут служить входным сигналом для регулирования загрузки молотилки и обеспечить раннее выявление повреждений ножевого бруса, что позволяет демонтировать сбоку подбарабанье тангенциальной молотилки. В мире наблюдается тенденция перехода на ленточные жатки [45].
Серия «Ideal» зерноуборочных комбайнов компании «Fendt», отмеченная на выставке серебряной медалью (см. раздел 3), включает в себя четыре модели, которые, по данным компании, относятся к 7, 8 и 9 классам мощности (рис. 55, табл. 4) [46].
Таблица 4
Техническая характеристика зерноуборочных комбайнов
На мод. «Ideal 7» устанавливается семицилиндровый двигатель AGCO Power рабочим объемом 9,8 л, а на более мощных моделях - шестицилиндровые двигатели MAN объёмом 12,4, 15,2 и 16,2 л соответственно. Все модели по выбросам вредных веществ выхлопными газами соответствуют требованиям Stufe 5. В системе охлаждения AirSense используется реверсивный вентилятор диаметром 950 мм и радиатор площадью 2,7 м2. Воздух отводится централизованно через решетку радиатора, расположенную в верхней части комбайна. В зависимости от температуры и времени вентилятор автоматически изменяет направление вращения и очищает радиатор. Для ежедневной очистки комбайна предусмотрен одно- или двухцилиндровый воздушный компрессор с приводом от двигателя.
Коробка передач Fendt MotionShift имеет две передачи с диапазонами скоростей 0-15 и 0-40 км/ч. Передачи переключаются нажатием кнопки на подлокотнике. Скорость регулируется посредством многофункционального джойстика. По заказу комбайны оснащаются гусеничной ходовой частью TrakRide с лентой шириной 660, 760 и 910 мм. Молотильно-сепарирующее устройство на мод. «Ideal 7» однороторное, на других - двухроторное (рис. 56).
Растительная масса к роторам подается барабаном-питателем диаметром 600 мм. Частота его вращения - 70% частоты вращения роторов и синхронизирована с ними. По длине ротор имеет четыре зоны обработки хлебной массы: подачи, обмолота, сепарации и выгрузки. Передняя часть роторов состоит из четырех продольно установленных ударных планок, отделяющих зерно от колосьев. Рабочие элементы роторов (стержни и пальцы) расположены по спирали в четыре ряда. Расстояние между ротором и подбарабаньем регулируется с помощью гидропривода, ее максимальное значение составляет 35 мм. В зависимости от условий применения подбарабанье можно заменить сбоку корпуса комбайна. Зубья ротора наклонены на 20° назад, благодаря чему материал распределяется на спиральных секциях и в щадящем режиме продвигается вдоль и вокруг ротора. Такое решение исключает вероятность непредвиденных нагрузок на ротор и появление участков, в которых может застревать материал.
Одна из инноваций на двухроторных моделях заключается в том, что для приема обмолоченного вороха используется технология IDEALbalance, в основе которой лежит двойная скатная доска. На переднюю скатную доску подается зерно, обмолоченное в передней части роторов, которое затем направляется в переднюю часть стряс- ной доски. На второй (задней) скатной доске оказывается отсепарированный зубьями ротора материал, который попадает в заднюю часть стрясной доски. Таким образом равномерно используется вся площадь стрясной доски, что способствует улучшению очистки зерна. Кроме того, передняя скатная доска выполнена вогнутой, в результате чего зерно концентрируется в середине, а задняя - выпуклой, где зерно собирается по краям (рис. 57). Благодаря этому, независимо от условий уборки, достигается равномерное распределение вороха по ширине. По сравнению с плоскими скатными досками такая конструкция на склоне 15° обеспечивает снижение потерь зерна на 60%. В системе очистки используется тройной вентилятор частотой вращения 250-1400 мин-1, регулируемой гидроприводом.
Комбайны комплектуются самым большим на рынке зерноуборочных комбайнов зерновым бункером вместимостью 17100 л (на 18% больше по сравнению с современными высокопроизводительными комбайнами). Производительность выгрузного шнека бункера - 210 л/с, что на 32% больше, чем у конкурентов. При этом для равномерного заполнения кузова машины используется система управления ScrollSwing и водителю не приходится постоянно переезжать вперед и назад. Регулировочное колесико на многофункциональном джойстике позволяет аккуратно перемещать выгрузной шнек в процессе разгрузки. А в комплексе с гидравлической системой регулирования скорости разгрузки Streamer Gate реализован щадящий процесс разгрузки. Комбайны оснащаются выгрузными шнеками длиной 7,6; 9,15 или 10,6 м (от середины комбайна). Для двух наиболее длинных вариантов предусмотрено дополнительное складывание в транспортное положение позади комбайна. На конце шнеков имеется заслонка, предотвращающая потери после завершения процесса выгрузки. Она автоматически открывается и закрывается гидравлическим цилиндром.
Автоматическая система навешивания AutoDock позволяет быстро навесить жатку на комбайн: все механические, электрические и гидравлические соединения устанавливаются из кабины путем нажатия кнопки на терминале за 5 с. При этом используется RFID-код, присвоенный каждой жатке и позволяющий комбайну автоматически распознать ее. RFID-код позволяет вызвать в меню терминала Vario (диагональ 10,4 дюйма) последние настройки, применявшиеся для соответствующей жатки, например, габариты и параметры чувствительности для автоматического регулирования, что значительно снижает нагрузку на водителя. Отображать состояние загрузки молотилки и системы очистки позволяет система IDEALharvest (рис. 58).
Используемые в ней акустические датчики массы (MAD), расположенные вдоль роторов и короба грохота, в режиме реального времени измеряют как объем потока убранного урожая внутри машины, так и потери зерна. Дополненные камерой контроля качества зерна датчики MAD информируют о потерях зерна, доле битого зерна и его чистоте. Воспроизводимые в режиме реального времени на дисплее iPad графические данные показывают водителю, в какой части молотилки - передней, задней, правой или левой - сосредоточен больший объем материала. Составить индивидуальную стратегию уборки на основе эти данных позволяет приложение SmartConnect. На выбор водителю предлагаются три стратегии уборки урожая: минимизация повреждений, минимизация потерь и оптимизация чистоты зерна. Также с помощью ползунка можно задать значение производительности. После этого частота вращения роторов и вентилятора, открытие верхнего и нижнего решет, а также скорость движения настраиваются в соответствии с выбранной стратегией.
На мод. Ideal 10 рулевое колесо заменено системой управления IDEALDrive с помощью джойстика, расположенного на левом подлокотнике (рис. 59), что обеспечивает лучший обзор жатки и при движении по шоссе. Кроме управления комбайном, IDEALdrive предоставляет управление различными функциями. Помимо включения индикаторов, ближнего/дальнего света и звукового сигнала, на джойстике также есть кнопка для включения ведения по полосе. Подлокотник можно откинуть назад для облегчения посадки на сиденье. Система соответствует европейским нормам для транспортных средств и правилам дорожного движения.
Компания «Claas» на выставке «Agritechnica 2019» представила новые зерноуборочные комбайны серии «Lexion», включающей в себя 14 моделей [47]. На комбайнах с маркировкой Terra Trac ведущие передние колеса заменены движителями с резиновой гусеничной лентой, что позволяет снизить давление на почву, уменьшить буксование, увеличить тяговое усилие и убирать урожай на почвах с небольшой несущей способностью (рис. 60).
Каждая из моделей «Lexion» (6700, 6800, 6900, 7500, 7600, 7700, 8700, 8800, 8900) поставляется с колесным или гусеничным движителем. Модель Lexion 5500 доступна только с гусеничным движителем, а Lexion 5300, -5400, -6600, -7400 - только в колесном варианте. На всех комбайнах при движении со скоростью менее 1 км/ч более 1 с, выключении двигателя, покидании рабочего места автоматически активизируется стояночный тормоз. Это повышает комфортность при частых остановках и безопасность при выходе из кабины. При нажатии на рычаг управления тормоз отпускается.
Комбайны оснащены шестицилиндровыми двигателями производителей «Mercedes-Benz» или «MAN», соответствующими требованиям стандарта Stage V по выбросам загрязняющих веществ выхлопными газами благодаря использованию дизельного окислительного катализатора DOC и технологии каталитической нейтрализации SCRAdBlue. Равномерное охлаждение двигателя, уменьшение затрат на очистку воздушного фильтра и экономию топлива обеспечивает система динамического охлаждения Dynamic Cooling (рис. 61).
Система не только обеспечивает надежное охлаждение, но и снижает образование пыли за счет воздушного потока с эффектом завесы. Ее особенность в том, что забор воздуха осуществляется из верхней части комбайна и высвобождается по бокам. При этом радиатор в отличие от традиционных систем охлаждения установлен горизонтально. Привод вентилятора гидравлический, включаемый автоматически по потребности. Система Dynamic Power автоматически регулирует мощность двигателя в соответствии с условиями эксплуатации. В диапазоне частичной нагрузки используются наиболее эффективные характеристики мощности, что позволяет экономить до 10% топлива. При работе с полной нагрузкой, такой как выгрузка бункера и измельчение соломы, автоматически активизируется максимальная мощность.
На комбайнах серий «Lexion» 5000 и 6000 используется система обмолота APS Synflow Walker (рис. 62), включающая в себя барабан-ускоритель (диаметр 450 мм) с подбарабаньем, основной барабан (0 755 мм), барабан-сепаратор (0 600 мм) и отбойный битер. Их синхронная частота вращения находится в пределах 160-920 мин-1.
Технология ускорения потока растительной массы барабаном-ускорителем до 20 м/с, называемая APS (Accelerated Pre Separation), в сочетании с дополнительным сепаратором, установленным после молотильного барабана, обеспечивает более высокую производительность (на 25%) при одновременном качестве обмолота. По данным компании, такая система обмолота обеспечивает щадящее воздействие на растительную массу за счет кратчайшей траектории прохода и прямолинейности потока. Большой диаметр барабанов и малый угол охвата обеспечивают плавные переходы между ними. Выход из деки барабана-сепаратора больше, чем вход. Этот конусный зазор предотвращает накопление материала. Множество возможностей настройки дополнительно повышает качество соломы и пропускную способность. К ним относятся параллельная независимая регулировка основной деки и деки сепаратора, редуктора привода МСУ, а также остеотделяющей планки основной деки. Для окончательной сеперации зерна из обмолоченной массы на зерноуборочных комбайнах серий «Lexion 5000» и «Lexion 6000» используются соответственно пяти- и шестиклавишные соломотрясы.
На комбайнах «Lexion 7000» и «Lexion 8000» применяются система обмолота APS Synflow Hybrid и роторный соломосепаратор Roto Plus, состоящий из двух роторов, вращающихся в противоположных направлениях (рис. 63).
Молотильное устройство APS Synflow Hybrid состоит из барабана-ускорителя (0 450 мм) с подбарабаньем, основного молотильного барабана (0 755 мм) и отбойного битера (0 600 мм), подающего массу к двухроторному соломосепаратору (рис. 64).
Принцип работы APS Synflow Hybrid аналогичен принципу работы системы обмолота комбайнов «Lexion» серий 5000 и 6000. Привод ускорителя, молотильного барабана, отбойного битера осуществляется через центральный вариатор. При изменении частоты вращения молотильного барабана частота вращения ускорителя и отбойного битера синхронно изменяется.
Роторы соломосепаратора расположены эксцентрично, их диаметр равен 445 мм, длина - 4200 мм.
В системе очистки JET Stream предварительная обработка зернового вороха осуществляется с помощью двойной вентилируемой ступени падения (рис. 65).
Работу системы на склонах до 20% обеспечивает устройство Claas 3D: в дополнение к обычным возвратно-поступательным движениям верхнее решето совершает боковые, выравнивающие колебания, по силе и амплитуде зависящие от крутизны склона. В результате проходящий очистку материал равномерно распределяется по всей поверхности решета. Зерно в отходах на конце нижнего решета регистрируется с помощью двух датчиков Grainmeter. Возвращаемый на дообмолот материал попадает на ускорительный барабан, растягивается и подается в молотильный барабан.
На комбайнах серий «Lexion 7000, -8000» с роторным соло- мосепаратором может быть установлена система очистки зерна Claas 4D (рис. 66).
Она позволяет полностью использовать их производительность и возможности при движении в продольном и поперечном направлениях по склону, устраняя одностороннюю загрузку скатной доски, подготовительного днища и решет очистки. Состоит из системы управления заслонками сепарирующих роторов и автоматической системы управления вентилятором очистки.
В наклонной камере комбайнов применена система отсасывания, призванная предотвратить снижение видимости, вызванное повышенной запыленностью. В качестве альтернативы стандартной наклонной камере можно заказать V-образный канал, который предусматривает механическую настройку угла среза с помощью рукоятки (рис. 67). Как в обычном, так и в V-образном канале используются варианты открытых и закрытых вальцов, а также ленточного прорезиненного транспортера.
Комбайны оборудованы системой автоматического управления потоком массы, которая постоянно сравнивает показания датчиков, включая плотность поступающей хлебной массы, частоту вращения рабочих органов, с допустимым значением буксования приводных ремней, максимальным значением пропускной способности и немедленно на это реагирует сигналом тревоги, уменьшением скорости движения или остановкой жатки. Позволяет оператору работать на пределе возможностей комбайна без риска вынужденного простоя и необходимости ремонта. Комбайны оснащены также системой Cemos Automatic, обеспечивающей постоянную подстроечную регулировку настроек. Данные настройки регулярно проверяются и адаптируются с учетом изменяющихся в ходе работы условий уборки.
На выставке комбайны «Lexion» были отмечены серебряными медалями за молотильно-сепарирующее устройство Aps Synflow Walker и систему автоматической настройки измельчителя соломы CEMOS AUTO CHOPPING (см. приложение).
Кабина зерноуборочных комбайнов переработана с целью повышения эргономичности и комфортности управления и вождения. В салоне увеличено пространство, улучшена шумоизоляция, применена новая рулевая колонка. Управление наиболее важными функциями интегрировано в подлокотник сиденья, а новый рычаг управления C-Motion обеспечивает доступ ко всем основным функциям и при заправке. Он также позволяет переключаться между различными меню терминала Cebis. Комбайн можно настроить с помощью терминала Cebis или напрямую с помощью кнопок на боковой стороне подлокотника.
Полевой сканер Field Scanner с помощью лазера обеспечивает управление движением комбайна по кромке культуры слева, справа или вдоль технологической колеи. Датчик системы встроен в переднюю часть крыши кабины и автоматически настраивается на соответствующий режим благодаря автоматическому распознаванию жатки.
В новую серию комбайнов X9 компании «John Deere» входят две модели - X9 1000 и X9 1100 с высокопроизводительной ленточной жаткой мощностью 410 и 450 кВт соответственно (рис. 68) [48]. Они разработаны специально для сложных европейских условий уборки. Оснащены шестицилиндровыми двигателями PowerTech PSS рабочим объемом 13,6 л с гидравлической компенсацией зазора клапанов, соответствующими стандарту Stage V по уровню выбросов вредных веществ в выхлопных газах.
Бесступенчатая трансмиссия ProDrive XL по сравнению с используемой на прежних моделях обеспечивает на 30% боольший крутящий момент на склонах и в условиях высокой влажности. Транспортная скорость 40 км/ч достигается при пониженной частоте вращения коленчатого вала двигателя (до 1700 мин-1). Основная новинка трансмиссии ProDrive XL - два насоса, которые активируются одновременно при запуске для обеспечения максимального крутящего момента. Когда потребность снижается, мощность второго насоса уменьшается. Комбайны поставляются полностью в колесном исполнении или полугусеничном на гусеничных тележках с треугольным обводом лентой шириной от 76 до 91 см вместо колес переднего моста.
По данным компании, зерноуборочные комбайны оснащены из имеющихся на рынке самой широкой наклонной камерой (1720 мм). Молотильно-сепарирующее устройство - двухроторное, с приемным битером (рис. 69).
Для улучшения отделения зерна вместе с обычными молотильными элементами в зоне сепарации роторов дополнительно используются пальцы. Частота вращения роторов от 300 до 1300 мин-1. Система очистки Dyna-Flo XL по размеру на 36% превышает предыдущую серию S - ее площадь 6,97 м2. В сочетании с турбинным вентилятором очищающая способность увеличена на 45%. Производительность выгрузки зерна из бункера для мод. X9 1000 составляет 159 л/с, для мод. X9 1100 - 187 л/с, продолжительность выгрузки для обеих моделей - 1,5 мин. Для улучшения передачи мощности и увеличения срока службы ремней в приводе используются шкивы большего размера и более длинные ремни. Конструкция шарнирной рамы жатки обеспечивает копирование рельефа поля и постоянную высоту среза стерни. Кабина комбайнов объемом 3,68 м3 оснащена подогревом, вентиляцией и встроенным в сидение массажером. Можно выбрать один из трех вариантов ее оснащения: Select, Premium и Ultimate.
Применение комбайнов серии X9 обеспечивает значительный рост производительности и эффективности уборки благодаря одному из самых широких корпусов наклонной камеры, оптимизированной системе подачи растительной массы, увеличенной площади обмолота и активной сепарации, а также большей площади системы очистки, с сохранением при этом транспортной ширины менее 3,5 м как в колесном, так и в гусеничном исполнении. По данным компании «John Deere», производительность комбайнов по пшенице достигает 100 т/ч при потерях зерна менее 1%. На выставке комбайны серии X9 награждены серебряной медалью (см. раздел 3).
Компания «New Holland» обновила серию CX (рис. 70), оснастив комбайны двигателями FPT Cursor 9 рабочим объемом 8,7 л, соответствующими требованиям Stufe V по выбросам загрязняющих веществ выхлопными газами [49].
Такое соответствие обеспечивает система ECOBlue ™ HI-eSCR 2В, разработанная согласно стратегии компании «Clean Energy Leader». Вредные для окружающей среды оксиды азота, содержащиеся в выхлопных газах, превращаются в безвредные - водяной пар и азот с помощью жидкости AdBlue. Система нейтрализации выхлопных газов отделена от двигателя.
Молотильное устройство комбайнов - четырехбарабанное, включает в себя молотильный и реверсивный барабаны, барабан-сепаратор, за которым установлен барабан (битер), подающий массу на соломотряс (рис. 71 а).
Компанией разработан новый молотильный барабан Ultra-Flow ™, который по заказу может устанавливаться на эти комбайны (рис. 71 б). Он оснащен бичами, расположенными в шахматном порядке. Такая конструкция обеспечивает более равномерный поток растительной массы, снижает риск забивания барабана, уровень шума в кабине и потребление энергии. При обмолоте рапса производительность увеличивается на 10%. На выставке «Agritechnica 2019» инновационный барабан был отмечен серебряной медалью (см. раздел 3).
На комбайнах используется ряд систем, повышающих эффективность их функционирования. Система Opti Speed изменяет частоту вращения приводных валов соломотряса в зависимости от уклона и убираемой культуры. При движении вверх по склону она уменьшается, а при движении вниз - увеличивается. В результате в обоих случаях толщина вороха становится сравнимой с показателями при уборке на ровных участках, потери зерна снижаются по сравнению с вариантом с постоянной частотой вращения валов соломотряса. Opti-Clean повышает эффективность очистки до 20%, оптимизирует углы перемещения и величину хода элементов системы очистки. Удлиненный ход решет и острые углы перемещения увеличивают количество обрабатываемого материала в воздухе, повышая качество очистки. Работа скатной зерновой доски и нижнего решета в противофазе с предварительным и верхним решетами снижает вибрации машины и повышает комфорт оператора. Система компенсирует гравитационное воздействие на культуру в системе очистки, автоматически регулируя частоту вращения вентилятора в соответствии с углом продольного наклона комбайна. После выбора частоты вращения на ровной поверхности система автоматически настраивает ее при подъеме вверх или спуске вниз по склону. При движении вверх по склону турбина вентилятора замедляет ход, а при движении вниз - ускоряет с целью предотвращения забивания решет материалом (рис. 72). Системы Opti-Spread и Dual Chop повышают эффективность измельчения и разбрасывания соломы и остатков.
Комбайны оснащены кабиной Harvest Suite Ultra с уровнем щума 73 дБа, объемом 3,7 м3, площадью остекления 6,3 м2, в которой установлены консоль управления и многофункциональный рычаг CommandGrip, который используется на роторных комбайнах серии CR и высокомощных тракторах. Цветной сенсорный монитор IntelliView ™ IV шириной 26,4 см можно переместить в наиболее удобное для водителя положение. Комбайны могут оборудоваться резиновыми гусеницами SmartTrax и системой подвески Terraglide.
Финский производитель комбайнов - компания «Sampo Rosenlew» впервые продемонстрировала на выставке новые модели «Comia C20» и «Comia C22» (рис. 73), на которых вместо клавишных соломотрясов используется двухроторный соломосепаратор (рис. 74) [50]. Они предназначены для уборки урожая в средних и крупных хозяйствах. Оснащаются жатками шириной до 7,5 м.
На мод. «Comia C20» молотильное-сепарирующее устройство классическое: после молотильного барабана расположен отбойный битер, подающий массу к соломосепаратору. На мод. «Comia C22» перед молотильным расположен предварительный барабан. Ширина молотильного барабана - 1340 мм (аналогично серийным моделям «Comia C10» и «Comia C12» с клавишным соломотрясом). На них применены новый вариатор привода барабана, более мощный зерновой транспортер и производительная система очистки. Мощность шестицилиндрового двигателя Agco Power составляет 221 кВт, вместимость зернового бункера на мод. Comia C20 равна 6 м3, на мод. Comia C22 - 7,6 м3.
ОАО «Гомсельмаш» представил на выставке зерноуборочный комбайн «Па- лессе GS 4218 CNG», оснащенный двигателем Cummins мощностью 257 кВт, первый в мире работающий на компримированном природном газе (рис. 75) [51]. На нём установлены восемь сверхлегких углепластиковых баллонов вместимостью около 450 м3 газа. Они обеспечивают комбайну непрерывную работу без остановки на дозаправку в течение 8-10 ч. Для их полной заправки требуется 15 мин. По данным ОАО «Гомсельмаш», использование природного газа в качестве топлива позволяет в 2-3 раза уменьшить выбросы токсичных веществ в окружающую среду и сократить расходы на топливо на 40%. Эта модель по экологичности отвечает европейским требованиям Stage V.
Источник: Инновационные технологии и сельскохозяйственная техника за рубежом: аналит. обзор. – М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2020. – страница 65 – 82
