Спарені колеса призначено для підвищення тягово-зчіпних властивостей і покращання прохідності тракторів під час виконання ними транспортних робіт або робіт загального призначення на вологих і рихлих грунтах, а також у зимовий період.

Обгрунтовано можливість зменшення переущільнення орного шару дерново-підзолистих грунтів, призначених для сільськогосподарського використання, до екологічно безпечного рівня шляхом обмеження питомого тиску колісних рушіїв машинно-тракторних агрегатів. Проведено теоретичні й експериментальні дослідження взаємодії грунтового середовища з колісним рушієм залежно від його типорозміру та експлуатаційних характеристик. Встановлено раціональні параметри колісних рушіїв машинно-тракторних агрегатів для застосування за грунтово-кліматичних умов зони Полісся України, що забезпечують мінімізацію незворотного руйнування структури грунту та зменшують показник ступеня підвищення щільності. Розроблено математичну модель взаємодії пари колісних рушіїв з грунтом та емпіричні моделі впливу їх параметрів на грунтове середовище. Виконано порівняльну оцінку за лабораторно-польових умов запропонованого модернізованого рушія з його серійними аналогами. Показано, що застосування модернізованих колісних рушіїв забезпечує зменшення переущільнення дерново-підзолистих грунтів, збереження їх структури та більш повне використання їх потенційної родючості. Розраховано економічну ефективність застосування машинно-тракторних агрегатів, оснащених запропонованими рушіями. Здійснено практичне впровадження основних результатів наукового дослідження у виробництво.

Розроблено основи агрегатування модульних енергетичних засобів перемінного тягового класу на базі тракторів принципово нової тягово-енергетичної концепції. Проаналізовано результати теоретичних та експериментальних досліджень траєкторних, енергетичних, експлуатаційно-технологічних та агротехнічних показників роботи блоково-модульних МТА, настроєних відповідно до розроблених рекомендацій. Наведено порівняльні характеристики нових і базових агрегатів.

Дисертацію присвячено визначенню раціональних параметрів гальмівного управління тракторного поїзда. Оцінено необхідність обладнання причепа гальмівною системою; виконано порівняльний аналіз різних варіантів гальмівного приводу з позицій ефективності гальмування тракторного поїзда, курсової стійкості в процесі гальмування, енергонавантаженості гальмівних механізмів та показано доцільність застосування проточного гідросилового гальмівного приводу. На основі експериментального дослідження режимів гальмування розроблено методику, що дозволяє оцінювати енергонавантаженість гальм різних осей, і враховує параметри гальмівної системи, особливості колісної машини, а також умови експлуатації.

Доведено необхідність покращання паливної економічності та екологічних показників колісного трактора з переобладнаним з дизеля газовим двигуном з іскровим запалюванням шляхом вибору доцільних значень параметрів керування трансмісією та двигуном. Розроблено методику оцінювання паливної економічності та екологічних показників колісного трактора з газовим двигуном, в основі якої лежить уточнена математична модель руху трактора в прийнятому їздовому циклі, що дозволяє досліджувати вплив параметрів керування трансмісією та газовим двигуном на витрату палива та викиди шкідливих речовин в транспортному процесі. Розроблено алгоритм визначення доцільних значень параметрів керування трансмісією та газовим двигуном колісною трактора. Проведено моторні дослідження двигуна Д-240 під час роботи на стиснутому природному газі та дорожні випробування трактора МТЗ-80 з газовим двигуном з іскровим запалюванням. Вибрано та обгрунтовано доцільні значення параметрів керування трансмісією та газовим двигуном під час розгону колісного трактора та швидкостей усталеного руху за експлуатаційних умов за критеріями мінімальних питомих витрат палива та шкідливих викидів.

Дослідження присвячено вирішенню проблеми підвищення продуктивності машинно-тракторного агрегату (МТА) під час виконання сільськогосподарських операцій через обгрунтування необхідності використання перемінного передаточного відношення рульового механізму залежно від швидкості його руху. Показано, що зовнішні збурювані впливи підпорядковуються нормальному закону розподілення. Розроблено кінематичну схему руху МТА вздовж базової лінії на прикладі двоточкової "велосипедної" моделі. Розкрито значення передаточного відношення рульового механізму залежно від швидкості руху МТА. Встановлено швидкісну межу виконання сільськогосподарських операцій (на прикладі міжрядного обробітку) із дотриманням усіх агротехнічних вимог. Впроваджено гідромеханічну схему двоканального рульового керування постійної чутливості, що забезпечує регулювання передаточного відношення рульового механізму залежно від швидкості руху МТА.

Описано підхід до визначення завантаженості механічної трансмісії колісного трактора при впливі нерівностей поверхні. Наведено передаточні функції трансмісії з двома ведучими мостами, яка виконується за допомогою опису коливань моментів, що навантажують пружні ланки коливальної системи. Визначено передаточну функцію підвіски, яка описує плавність руху колісного трактора.

Наведено аналіз використання трансмісії тракторів з позиції системного підходу. Виявлений принцип вибору найбільш затребуваних тракторів з трансмісіями, які дозволяють найбільш ефективно їх використовувати у конкретному регіоні при цьому враховується не тільки кон'юнктура ринку і пропозиції фірм-конкурентів, але і напрямки господарської діяльності та природно-кліматичні умови. Затребуваність тракторів на світовому ринку зазвичай оцінюється за кількістю моделей які пройшли випробування за останні роки. Виявлено що на світовому ринку найбільш затребувані трактори з трансмісіями діапазонного типу з перемиканням передач під навантаженням в межах діапазону, трансмісіями з синхронізованими коробками зміни передач та коробками з шестернями постійного зачеплення муфт. Одночасно збільшилася кількість випробувань тракторів з гідрооб'ємно-механічними трансмісіями за даний період, що свідчить про підвищення попиту на дані трактори на світовому ринку. Слід зазначити, що на тракторах невеликих і середніх потужностей застосовується переважно трансмісії з синхронізованими коробками передач. На тракторах потужністю 150 - 260 к.с. застосовують безступінчасті двопотокові трансмісії значно частіше, ніж трансмісії з перемиканням передач під навантаженням. На 52 % тракторів потужністю 260 - 400 к.с. відмічено застосування безступінчастих двопотокових трансмісій. В статті проведений аналіз тенденцій розвитку трансмісій колісних тракторів та визначено збільшений попит на світовому ринку, особливо для західноєвропейського регіону на трактори з безступінчастими гідрооб'ємно-механічними трансмісіями фірми Fendt. На ринку України в останні роки відмічено підвищений попит на трактори даної фірми.

Мета роботи - розглянути питання виявлення джерел передчасного зношування та виходу з ладу вузлів механічних трансмісій важких колісних тракторів з поворотною (зчленованою) рамою, розроблено методику та проведено експеримент з пошуку джерел вібрацій, визначено частоти та величини максимальних амплітуд коливань складових частин. Методи досліджень: теоретичні - аналіз літературних джерел, довідкової літератури; експериментальні - польові випробування з відповідним вимірюванням показників тягового зусилля та вібраційних навантажень. Проаналізовані чинники, які впливають на скорочення ресурсу та передчасний вихід з ладу складальних одиниць трансмісійного приводу - карданних валів. За результатами теоретичних літературних досліджень встановлено вірогідні причини виникнення вібрацій, які можуть призводити до руйнування шарнірів. Для підтвердження цих припущень проведений натурний експеримент з використанням електронного обладнання - аналізаторів, зокрема і виробництва Південно-Української філії УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого, виконано обробку отриманих даних в електронному та графічному вигляді. Висновки: підвищення надійності та збільшення інтервалу між технічним обслуговуванням колісних тракторів можливе за умови виявлення та модернізації вузлів, які з конструкційних причин є найбільш навантаженими і мають обмеження щодо маси та габаритних розмірів. Що стосується привода механічної трансмісії, то такими вузлами є карданні передачі, а саме - голчасті роликові шарніри нерівних кутових швидкостей, вібрації у яких в комбінації з піковим циклічним точковим тиском можуть призводити до передчасної появи відхилень від циліндричності форми шипа шарніра та збільшенням пов'язаних з цим зазорів у з'єднанні. Способом вирішення задачі є запровадження інженерних рішень щодо зміни механічної конструкції привода зі збереженням функціональності або застосування активних електронно керованих штучних джерел вібрації (активаторів), які діятимуть у протифазі частотам власних та вимушених коливань системи, запобігаючи резонансу.

Мета досліджень - розроблення технічного забезпечення випробувань кабін та каркасів колісних тракторів статичним навантаженням. Об'єкт дослідження - процеси впливу випробувального обладнання на кабіни та каркаси випробовуваних колісних тракторів. Предмет дослідження - закономірності відтворення випробувальним обладнанням умов граничної безпечності кабін та каркасів колісних тракторів. Під час експлуатації тракторів часто трапляються ситуації, коли необхідно долати перешкоди місцевості або працювати на схилах, такі ситуації призводять до ризику перекидання, внаслідок чого кабіна затискає оператора, призводячи до тяжких травм, навіть смерті. Захисна конструкція оператора покликана залишити зону вільного безпечного простору у разі перекидання та поглинути енергію, отриману від контакту із землею. Проведено аналіз конструкційних рішень захисних конструкцій оператора під час перекидання сільськогосподарських тракторів, виконано огляд наявних методів та технічних засобів для випробувань. Встановлено, що нормативні документи визначають лише суттєві вимоги до випробувального обладнання, конкретні технічні рішення були метою для розроблення стенда в УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого. Висновки: підібрано методику випробувань захисних конструкцій колісних тракторів за статичного навантаження. Згідно з ДСТУ ISO 5700:2004 передбачено метод імітації навантаження захисних кабін та каркасів колісних тракторів на стенді. Виготовлено та опрацьовано стенд для визначення захисних властивостей за статичного навантаження захисних конструкцій (кабін або каркасів) сільськогосподарських і лісових колісних тракторів. Стенд дозволяє навантажувати статичним зусиллям конструкцію кабін та каркасів колісних тракторів у горизонтальній площині до 30160 кг, у вертикальній площині до 21300кг. Просторово-компонувальне рішення стенда дозволяє проводити випробування відповідно до методики, встановлюючи захисну конструкцію на шасі трактора із системою демпфувальної підвіски.

Мета дослідження - підвищення ефективності роботи трелювальних машин обгрунтуванням раціональних систем їх амортизації для широкого діапазону природно-виробничих умов. Методи дослідження - аналітична модель трелювальної машини для визначення її коливальних характеристик. На навантажену лісотранспортну машину, що рухається по трелювальному волоку, крім збурень від мікрорельєфу, впливають згинальні коливання пакета хлистів (дерев). Взаємодія двох чинників створює складний динамічний стан системи, тому вивчення коливань трелювального колісного трактора є необхідним для вирішення завдання вибору раціональної системи підресорювання цих спеціальних машин. Саме тому мета дослідження - підвищення ефективності роботи трелювальних машин обгрунтуванням раціональних систем їх амортизації для широкого діапазону природно-виробничих умов. Для дослідження повної коливальної системи (трактор-пакет хлистів) в роботі використаний метод дискретних мас. З аналізу основних парціальних частот зроблено висновок, що друга власна частота значно віддаляється від першої, а двомасова система у визначенні частот може бути замінена одномасовою в широкій смузі частотного режиму. Параметри системи, які входять у вираз передавальної функції, частково приймаються відповідно до конструкції трактора (інерційні параметри і лінійні розміри), а інші параметри (жорсткості і демпфування) визначаються під час оптимізації системи. Окрім того, встановлено, що додатковий непружний опір в шині для системи з основним прогином у підвісці дає малий демпфувальний ефект. І, навпаки, з основною еластичністю в шині додаткове демпфування в підвісці дає помітне поліпшення динамічних якостей. Отже, максимальна деформація пружних елементів підвіски вивченої системи повинна розраховуватися за неусталеним режимом руху через одиничну нерівність на максимальну величину 8 см від положення статичної рівноваги. Питання конструкційного виконання підвіски, яке відповідає зазначеним вимогам, потребує спеціального вивчення. Одним із шляхів зменшення прогинів підвіски і усунення її пробоїв є введення гідравлічних амортизаторів і гумових буферів. Висновки: остаточний аналіз систем підресорювання показав, що кращими амортизаційними властивостями володіє система з основним прогином і демпфуванням у підвісці. Отримана під час дослідження оптимізована система підресорювання дасть змогу значно поліпшити плавність ходу і знизити дина мічне навантаження трелювальних колісних тракторів. Аналітичні залежності для вибору раціональної системи амортизації трелювального трактора можуть бути використані для транспортних засобів загального і сільськогосподарського призначення.

Наведено результати теоретичного дослідження процесу розгону колісного трактора Fendt 936 Vario з безступінчастою гідрооб'ємно-механічною трансмісією при виконанні технологічної операції "оранка" з різними законами зміни: коефіцієнту, котрий характеризує положення органу керування подачею палива, параметрів регулювання гідромашин гідрооб'ємної передачі, сили тяги на гаку. В ході теоретичного дослідження також встановлюється вплив зміни робочих об'ємів гідромоторів на такі показники, як перепад робочого тиску в гідрооб'ємній передачі, потужність двигуна внутрішнього згорання, коефіцієнту корисної дії трансмісії та буксування коліс трактора при виконанні технологічної операції "оранка" в процесі розгону колісного трактору.

Визначено тенденції розвитку безступінчастих гідрооб'ємно-механічних трансмісій та перспективи їх застосування в тракторобудуванні; шляхом експериментальних досліджень ступеня стомлення операторів-водіїв колісних тракторів з гідрооб'ємно-механічними трансмісіями та різноманітними механічними трансмісіями виконано кількісну оцінку ергономічності досліджуваних тракторів; формалізовано розподіл кінематичних, силових та енергетичних параметрів гідрооб'ємно-механічних трансмісій різних структур з ретельним урахуванням втрат; виявлено та систематизовано основні закономірності робочих процесів, включаючи циркуляцію потужності, у безступінчастих гідрооб'ємно-механічних трансмісіях; виявлено взаємозв'язок між робочими процесами у гідрооб'ємно-механічних трансмісіях та процесом буксування трактора при розгоні; виявлено та систематизовано вплив способів реалізації службового та екстреного гальмування, умов експлуатації, законів натиснення на педаль гальма та законів зміни параметрів регулювання гідромашин гідрообіємної передачі на кінематичні, силові та енергетичні параметри гідрооб'ємно-механічних трансмісій різних структур, а також керованість та гальмівну ефективність; визначено з точки зору динаміки процесу гальмування оптимальні місця розташування зчеплення в гідрооб'ємномеханічних трансмісіях як з диференціалом на вході, так і диференціалом на виході.

Проведене за результатами польових випробувань конструктивне доопрацювання сидіння АУ31.00.000 дозволило забезпечити стабільність параметрів віброгасіння і високу надійність в роботі, що покращує умови роботи оператора і тим самим підвищує ефективність експлуатації колісних засобів транспорту в умовах агропромислового виробництва.

Увагу присвячено розв'язанню науково-прикладної проблеми підвищення ефективності й екологічності рушіїв колісних тракторів при виконанні комплексу сільськогосподарських операцій за рахунок науково-обґрунтованого вибору типорозмірів шин і раціональних режимів їх функціонування. Проаналізовано фактори та чинники, що впливають на ефективність взаємодії трактора з ґрунтовим середовищем, а також шляхи та засоби підвищення ефективності сільськогосподарських колісних тракторів. Розглянуто сучасні інноваційні конструкції шин, системи, пристрої та конструктивні заходи, спрямовані на підвищення ефективності колісних тракторів. Наведено принципи ідентифікації математичної моделі тракторних шин, подано аналіз здвоєння шин і способів баластування трактора, у тому числі й наповнення шин рідиною. Окреслено методологію нового підходу до визначення основних конструктивних параметрів колісних тракторів. Наведено методику визначення потенційних тягових характеристик та техніко-економічних показників тракторів з урахуванням режимів роботи ДВЗ і параметрів пневматичних шин. Показано перспективність тягово-динамічної моделі функціонування колісних тракторів на типових сільськогосподарських операціях за польовими циклами PowerMix, що є загальновизнаними випробувальними циклами процедури тягово-динамічних випробувань. Запропоновані в дисертації основні наукові положення, розробки та рекомендації впроваджено на інжинірингових та виробничих підприємствах.