Константин Зорин
Сельскохозяйственная отрасль находится в постоянном развитии. Каждый год для разных направлений АПК предлагаются инновационные решения, помогающие сделать ведение аграрного бизнеса более эффективным и менее затратным. Однако наибольшее внимание всех сельхозпроизводителей традиционно привлекают разработки в сфере сельхозмашиностроения.
Постоянные презентации в 2017 году на крупных международных выставках автономных и электрических тракторов, не требующих участия водителя в обработке полей, привлекли широкое внимание сельхозпроизводителей. Насколько же реалистично сегодня воплощение идей полноценной автономности и полной смены источника энергии для таких сложных и больших машин?
В ДВУХ РЕЖИМАХ
Одной из представленных недавно подобных разработок стал концепт агрегата New Holland Drive. Внешне он не отличается от обычного трактора и может использоваться как в автономном режиме, так и в традиционном под управлением оператора. Данный факт позволяет задействовать технику в операциях, в которых полную автономность реализовать пока сложно, например, в работе с фронтальным погрузчиком или при транспортировке грузов на высокой скорости по дорогам общего пользования. При этом по территории самого хозяйства трактор способен передвигаться самостоятельно по обозначенным на карте дорогам. Для этого необходимо задать маршрут и поставить цель, а техника приступит к работе как отдельная единица или в составе нескольких машин. При следовании по полю оптимизированными маршрутами, которые автоматически генерируются программой с учетом размера и формы земельного участка, агрегат может избегать любых существующих препятствий по ширине захвата используемого навесного или прицепного сельскохозяйственного оборудования. Данная способность реализуется при помощи инновационной комбинации из радара, лазерных дальномеров и специальных камер. В случае распознавания преграды трактор отправляет сообщение в интерактивный интерфейс, а человек, ответственный за сельскохозяйственные операции, принимает решение, надо ли машине объезжать препятствие, и в случае положительного ответа определяет, каким образом осуществить данную операцию. Разработанный трактор поддерживает все решения управления жизненным циклом, или PLM.
В будущем данный концепт сможет использовать ранее собранные данные по урожайности поля для переменного внесения семян и выполнения операций с максимальной точностью. В результате сельхозпроизводитель сможет увеличить эффективность применения машины и оптимально использовать короткие рабочие периоды.
КАБИНА НЕ НУЖНА
Совершенно иную разработку в прошлом году представила компания CNH Industrial — автономную модель трактора, способную функционировать без водителя. За основу концепта была взята флагманская машина Case IH, при этом ее внешний вид значительно изменился. Инновационный агрегат разработан с использованием полностью интерактивного интерфейса, что позволяет осуществлять дистанционное управление запрограммированных операций. Встроенная система автоматически определяет ширину захвата навесного оборудования и строит наиболее подходящие маршруты движения с учетом рельефа местности, препятствий, а также наличия на данном поле других машин. Оператор, находясь на удалении от трактора, может наблюдать за его работой и контролировать траекторию движения с помощью интерфейса компьютера или портативного планшета. Благодаря наличию радара, лидара, то есть активного дальномера оптического диапазона, и установленным на тракторе видеокамерам машина может обнаруживать неподвижные или движущиеся препятствия на своем пути и самостоятельно останавливаться при их обнаружении, дожидаясь, пока оператор, предупрежденный о преграде звуковым или визуальным сигналом, не выберет новый маршрут. При отсутствии сигнала GPS или данных о положении, а также при нажатии кнопки «остановка» техника немедленно прекращает движение. Операции, выполняемые машиной, также можно изменять в реальном времени через удаленный интерфейс или с помощью автоматических предупреждений о погоде. Несмотря на то, что данная модель автономного трактора выполнена без кабины, специалисты Case IH утверждают, что эту технологию можно эффективно внедрять на комбайнах или любом другом оборудовании.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНКУРЕНТ
Чуть позднее компания John Deere начала представлять отдельные элементы своего нового и полностью электрического трактора SESAM. Главный дебют инновационной разработки состоялся на выставке SIMA, проходившей в городе Париже в конце февраля 2017 года. Название машины является аббревиатурой от Sustainable Energy Supply for Agricultural Machinery, что означает «сокращение энергетических затрат для сельскохозяйственной техники». По мнению самого производителя, созданный концепт — первый в отрасли полностью аккумуляторный трактор.
Новая модель техники использует только электротягу, поэтому под ее капотом вместо дизельного мотора установлены аккумуляторные блоки на 130 кВт·ч и два электродвигателя по 150 кВт. Для сравнения: самые мощные батареи, устанавливаемые на электрические автомобили марки Tesla, выдают только 100 кВт·ч. Мощность трактора SESAM равняется 402 л. с. В отличие от своих дизельных собратьев, данная машина практически не издает шума, а саму модель на электротяге проще ремонтировать, поскольку она состоит из меньшего количества деталей. Также сельхозпроизводители при использовании такого трактора могут существенно экономить на топливе. Полный заряд батареи машины обеспечивает работу на протяжении примерно четырех часов в нормальных условиях эксплуатации или запас хода около 55 км. Время полной зарядки аккумуляторов составляет приблизительно три часа, а их срок службы — в среднем 3100 циклов.
ОСТАТЬСЯ ПОД НАДЗОРОМ
Внедрение подобных технически совершенных сельскохозяйственных машин ставит главный вопрос: какой из этих тракторов в долгосрочном будущем наиболее перспективен для аграриев, дилеров и производителей? Пока специалистами не было предложено никаких оценок потенциального роста и доходов для электрических тракторов, однако по данным компании Tractica, специализирующейся на изучении рынка, ориентированного на взаимодействие человека с технологией, доход от автономных машин достигнет 30,7 млрд долларов к 2024 году.
Многие эксперты в вопросе будущего самодвижущейся техники приходят к выводу, что главный критерий — уровень действительно нужной сельхозпроизводителям автономности. Они считают, что «Tesla для тракторов» — лучший выбор для аграрной отрасли, и в будущем преимущество, скорее всего, получит полуавтономная электромашина. К примеру, Крейг Шульц, президент и CEO компании Autonomous Tractor Corp., в своем выступлении в начале 2017 года на саммите дилеров Precision Farming Dealer 2017 заявил, что автономия — это спектр. По его словам, рудиментарная автономия, которая должна наблюдаться или управляться кем-то в транспортном средстве, находится на одном конце, а более сложная и самодостаточная — на другом. Возможно, в будущем мы увидим тракторы, которые самостоятельно вышли, вспахали поле и вернулись, пока сельхозпроизводитель все еще пьет вторую кружку кофе. Однако пока автономия, которая наблюдается в сельском хозяйстве сейчас, по-прежнему требует определенного уровня надзора, хотя в прямом смысле автономия — то, что функционирует полностью само по себе. Однако мы вряд ли в скором времени увидим, что она широко применяется среди сельхозпроизводителей.
СНИЖЕНИЕ ЗАТРАТ
В период между 1975 и 2012 годами стоимость покупки техники и ее ремонта увеличились в США вдвое. Растущие затраты на оборудование, техническое обслуживание и ограниченное повышение эффективности использования топлива привели к почти непрерывному росту издержек производства для фермеров за последние 25 лет. Аналогичная ситуация наблюдается и в нашей стране. Возможным выходом из нее может стать электрификация. Тракторы на электрической тяге будут отличаться улучшенной топливной экономичностью, увеличенной долговечностью и меньшими затратами на ремонт. На практике эффективность использования подобных машин уже была доказана легковыми автомобилями Tesla. Они имеют лишь небольшое количество движущихся частей механического или гидравлического транспортного средства, а оцифровка всех систем техники позволяет значительно упростить их, устраняя сотни проводных соединений. Поэтому с помощью волоконно-оптических кабелей можно свести большинство проводов трактора только к одному.
Все эти преимущества могут воплотиться в реальные деньги для производителей. Автомобили Tesla сохраняют более 70 процентов своей стоимости после 50 тыс. миль, в то время как традиционные машины в аналогичной ситуации теряют этот же процент. Одна из причин данного различия заключается в том, что средняя ожидаемая продолжительность жизни электродвигателя составляет 29 лет. Эта цифра намного больше срока службы трактора, оснащенного традиционным мотором. Поэтому сельхозпроизводители смогли бы извлечь большую пользу из оборудования с более продолжительным сроком службы и менее частыми потребностями в ремонте. Специалисты указывают в качестве еще одного преимущества электромобиля повышение эффективности использования топлива. Бензиновый автомобиль тратит примерно 8-10 л горючего на 100 км. Гибридная бензиново-электрическая платформа повысила бы эффективность примерно на 30 процентов, а переход на полностью электрический двигатель увеличил бы ее значительно больше. Пока же технология электропривода принята только в локомотивной и горнодобывающей промышленности, однако, по мнению многих экспертов, АПК со временем также перейдет на подобное более экономичное решение.
КОМПРОМИССНОЕ РЕШЕНИЕ
Самый существенный недостаток электроприводных платформ заключается в том, что подавляющее большинство электрических систем используют батареи. Они могут неплохо работать на обычных легковых машинах, когда водитель эксплуатирует их несколько часов в день и не в полную силу, либо на технике, работающей в помещении или на небольшой территории и имеющей постоянный доступ к подзарядке, например на телескопических погрузчиках. Однако для обеспечения работы электрического трактора мощностью 200 л. с. в течение всего дня в поле его необходимо оборудовать аккумуляторами, производящими около 1500 кВт·ч. Подобные батареи могут стоить около 350 тыс. долларов и весить больше, чем сама техника.
Возможным решением может стать создание полуавтономного оборудования по принципу работы уже существующих подобных тракторов. Такие машины смогут работать достаточно самостоятельно, чтобы позволить аграрию находиться на разумном расстоянии и вмешиваться в случае возникновения проблемы, а для их функционирования трактор вовсе будет не нужен. Многим специалистам идея интегрирования мощности и мобильности в само модульное устройство, которое можно переносить из одного проекта в другой, кажется достаточно реалистичной, а размещение данного концепта на электрической трансмиссии позволит обеспечить более эффективный контроль над орудием производства и еще больше снизить стоимость техники. Сельхозмашиностроение медленными, но уверенными шагами движется в эре электрических полуавтономных аграрных машин, которые будут постепенно проникать в сельское хозяйство и в будущем изменят его коренным образом.
2016-03-23 19:40:17 4633
Переоборудовать энергонасыщенный трактор в электрический можно и своими руками. Для этого потребуется специальный комплект. На основе стандартного трактора John Deere 8760, умельцы создали дизель-электрический концепт.
Уже рассказывала о выводе на рынок комплектов, позволяющих преобразовать стандартный трактор в дизель-электрический. Как уверяют разработчики, основой может послужить любая модель, независимо от марки и года выпуска.
Итак, трактор до трансформации. В качестве основы для тестирования новой технологии выступил трактор John Deere 8760 1990 года выпуска:
Освобождение места для нового дизель-электрического привода и трансмиссии. Замене подлежат дифференциал, коробка передач, оси, большинство гидравлических линий. На свалку отправились два прицепа компонентов:
Трактор перекрасили и монтируют новые компоненты: один (либо два) дизель-генератора, два (либо четыре) электроколеса, систему управления, состоящую из джойстика, 21-дюймового сенсорного экрана, интерфейса для управления оборудованием:
200-сильный двигатель Isuzu. Двигатель может быть от 100 до 400 л.с. При чем установить можно даже два двигателя:
Электродвигатели по 125 л.с. устанавливаются внутри каждого из колес. Внутри стального корпуса также монтируется система, которая управляет скоростью вращения и величиной крутящего момента. В колеса также монтируют механический тормоз, который дополняет возможности «электрического торможения».
Советский электротрактор January 5th, 2018
Вот интересная тема, которую вы наверняка знаете, а у меня в блоге ее еще не было. Хотя мы уже обсуждали и даже , но это чудо инженерной мысли того времени я вижу в первый раз.
В конце 40-х в СССР разработали конструкцию тракторов на электрической тяге. Уникальный трактор был сконструирован во Всесоюзном институте электрификации сельского хозяйства доктором технических наук Листовым П. Н. и инженером Стеценко В. Г.
Фото 2.
Первый электротрактор был создан на базе гусеничного СХТЗ-НАТИ, старый двигатель внутреннего сгорания у которого заменили на электродвигатель мощностью 38 кВт, на напряжение 1000 Вольт трехфазного переменного тока. На раму трактора установили барабан с гибким кабелем. Электромотор и кабельный барабан были защищены обтекаемым капотом.
Фото 3.
Кабель подсоединялся к полевой электростанции или передвижной трансформаторной подстанции, подключенной к высоковольтной сети, и в процессе работы наматывался и разматывался специальным механизмом с направляющей стрелой. Подстанция подключалась напрямую к высоковольтным проводам посредством токосъёмной мачты. Длина кабеля вместе со стрелой - до 750 метров. Без перемещения подстанции трактор мог обрабатывать 15-60 гектар земли, а при использовании дополнительной кабельной тележки - свыше 200 га.Трактор обслуживался одним трактористом
Фото 4.
Из-за отсутствия дешевой нефти было принято решение ускоренными темпами электрифицировать колхозы. На поля подводился кабель, чтобы запитать новые трактора. На реках строились многочисленные ГЭС. Только в одной Рязани под этот масштабный проект в короткие сроки соорудили Кузьминскую ГЭС, Рассыпухинскую ГЭС, Данковскую ГЭС, Ново-Никольскую ГЭС…
Фото 5.
Фото 6. 
Фото 7. 
Фото 8. 
Фото 9. 
Основными недостатками электротрактора были высокая начальная цена и быстрый износ кабеля питания. Кроме того, трактор не мог передвигаться самостоятельно вне досягаемости сетей или перевозить за собой подстанцию вдоль линии электропередач - для этого требовалась совместная работа как минимум двух электротракторов или буксировка обычным трактором.
Однако с открытием крупных месторождений нефти в Казахстане все разработки новых электротракторов были свернуты.
Вот в комментариях подсказали видео:
Для того, чтобы быть в курсе выходящих постов в этом блоге
Электрический трактор своими руками.
В данном тракторе применены свинцово-кислотные батареи изъятые из другого оборудования, основных систем безопасности, а также применен электрический двигатель с постоянным магнитом постоянного тока специально разработанный для легких электромобилей.
Двигатель для такого электрического трактора можно найти в объявлениях или на блошиных рынках. Технология для этого проекта является проверенной и доступной, так как она исходит от гольф-кара, мобильности скутера.
Изготовить электрический трактор можно "просто для развлечения" и ездить на заднем дворе, или он может стать мощным дополнением к вашему обычному инструменту для . Навыки и инструменты вы приобретенные для создания электрического трактора могут быть полезны в переделки или изготовления других небольших транспортных средств.
Базовая система электрического трактора
Основной частью любого EV являются батареи, двигателя и элементы управления. Вторичные части включают включения / выключения, регулировка скорости, системы безопасности, и механические приспособления и кронштейны. Наконец, вам потребуется система зарядки для батарей.
Этот электрический трактор первоначально имел четыре 12-вольтовых свинцово-кислотных батареи, оставшиеся от другого проекта. В 22 Ач и 48 В, они делают аккумулятор довольно небольшим по размерам, они удобны и дают нам реальную возможность тестирования, чтобы мы могли понять, какая емкость батареи нам необходима. 12 В свинцово-кислотные аккумуляторные батареи также неплохой вариант -они недороги и легко доступны.
Пробный двигатель, который мы будем использовать в качестве испытания двигателей, является Briggs & Stratton 48 В, 10 кВт ETEK. Он маленький, легкий и достаточно мощный. Другой двигатель, Motenergy ME1004, разработан специально для электрических садовых тракторов. Он имеет тяжелые конструкции щетки и 1-дюймовый выходного вала для размещения шкива, который приводит трактора и газонокосилки в движение. Он также рассчитан на 48 В, но может обеспечить больше мощности и крутящего момента. Если мы сможем продемонстрировать, что трактор стоит инвестиций с нашей бета-версии двигателя, ME1004 будет достойная замена.
Так как большинство косилок этого типа работают на полном газу большую часть времени, и трактор уже имеет коробку передач, сцепления и тормоза, вам не придется тратить несколько сотен долларов на коробку переключения скоростей двигателя постоянного тока контроллера или газа. Мы просто собираемся, чтобы включить двигатель полностью включения и выключения, а также управлять мин с батареей напряжением батареи.
Сорок восемь вольт должно обеспечивать около 3000 оборотов в минуту на любой двигатель, который довольно близко к тому, что газовый двигатель будет производить на полном газу.
В электрический трактор необходимо внести также некоторые механизмы безопасности для включения / выключения. Почти каждый EV контактора имеет большое электромагнитное реле, которое использует небольшое количество тока для контроля на полную мощность аккумулятора. Потребуются и предохранители. Эти компоненты доступны из гольф-картов части компаний или поставщиков EV преобразования.
Простые датчики, нашли через гольф-корзину поставщиков запасных частей, где будет указано, состояние батареи заряда. С электрическим трактором вы будете проводит большую часть своей жизни сидя сложа руки, большая, быстрая и дорогая система зарядки не требуется.
Хотя вы можете заряжать аккумуляторы индивидуально с автомобильного зарядного устройства 12 В, низкий ток зарядного устройства, которое соответствует напряжению вашей покупки. Тридцать шесть и 48 V системы очень распространены, и простой 2 зарядное устройство стоит менее $50.
Чтобы полностью зарядить батареи может понадобиться до шести часов, (в зависимости от емкости аккумулятора), но это может быть сделано в течение ночи. Вы также можете использовать небольшие солнечные батареи и контроллер заряда, чтобы перезарядить батареи электрического трактора в солнечные ясные дни.
Все привыкли к тракторам на дизельном двигателе, которые требуют особенного к себе ухода, своевременную замену масла и регулярный капитальный техосмотр. Но от всего этого можно избавиться и очень просто. На сегодняшний день есть трактора на электродвигателе. Несмотря на то, что они еще не успели набрать свою популярность, тем ни менее имеют особенности, которые выгодно отличают их от дизельных агрегатов. Так в чем же их секрет и насколько выгодно покупать такое оборудование?
Характеристика электротрактора
Электропривод такого агрегата отличается легкой регулируемостью.
Трактор на электротяге чаще всего имеет мощность в 35 лошадиных сил. Для того чтобы полностью зарядить аккумуляторы понадобится 2 – 4 часа от зарядного устройства и до 10 часов от электросети в 220 В. Такой агрегат сможет быть в работе около 8 часов, но если его оснастить дополнительным оборудованием, то его активности хватит всего лишь на 4 часа. Чаще всего на такую технику устанавливается реверсивная механическая коробка передач, где есть 8 передних скоростей и 6 задних. К тому же эксплуатационные расходы намного ниже, чем у дизельного агрегата. Скорость трактора на электротяге достигает до 40 км/ч.
Стоит отметить, что многие умельцы пробуют мастерить электротрактора своими руками. Конечно же, для этого в первую очередь нужно иметь четкую схему будущего механизма. Также стоит хорошо разбираться в механике и электронике.
Спектр работ такой техники достаточно разнообразен и не уступает по качеству дизельным моделям. Он легко справится не только с различной обработкой почвы, но и станет хорошим помощником при перевозке грузов. Такая техника найдет себе применение и в коммунальной сфере, и в строительстве.
Ээлектротрактор ХТЗ «Edison»
Среди наиболее популярных моделей таких агрегатов стоит отметить вариант украинского производства ХТЗ «Edison». Он отличается мощность в 40 л. с., имеет задний привод и батареи в 24 кВт.
ХТЗ Edison разработан совместно с компанией «АвтоЕнтерпрайз» на базе серийного ХТЗ- 3512 и на сегодняшний день не имеет аналогов в мире.
Для полной зарядки аккумуляторов необходимо от 2 до 4 часов от зарядного устройства и от 8 до 10 часов от электросети 220 В. В режиме движения электротрактор «Edison» сможет работать до 8 часов, если тяговая установка будет задействоваться дополнительными нагрузками – то заряда батарей хватит до 4 часов работы.
Оснащенная батареями на 130 кВт*ч модель SESAM (Sustainable Energy Supply for Agricultural Machinery) отличается от современной агротехники практически полным отсутствием шума.
Элетрический трактор SESAM использует только электротягу - вместо дизельного мотора под капотом установлены аккумуляторные блоки на 130 кВт*ч и два электродвигателя по 150 кВт. Для сравнения самые мощные батареи Tesla выдают 100 кВт*ч. Мощность SESAM составляет 402 лошадиные силы.
