Уперше створено фізичну модель сільськогосподарського гусеничного тарктора з плугом, складовими якої є двигун, трансмісія, ведуче колесо, гусеничний рушій. Наведена модель враховує ланкову структуру гусеничного ланцюга з відкритим шарніром, деформацію опорної поверхні та дозволяє здійснити раціональне конструктивне виконання гусеничного рушія. Уперше визначено епюру розподілу питомих тисків за довжиною опорної частини гусениці та встановлено взаємозв'язки питомих тисків з типом і конфігурацією ходової системи, натягненням у гілках обводу з урахуванням агрегатування навісними і напівнавісними сільськогосподарськими знаряддями для випадку ланкового гусеничного ланцюга з суцільнолитими траками та відкритими шарнірами. Уперше з урахуванням ланкової структури гусеничного ланцюга визначено характеристики динамічної взаємодії грунту, гусеничного обводу та трансмісії для його різних конфігурацій. Базуючись на комплексному підході, розвинуто фізичну модель роботи машинно-тракторного агрегату - гусеничного трактора сільськогосподарського знаряддя, яка враховує сукупність взаємозв'язків між складовими частинами складної динамічної системи, зовнішнє середовище та дозволяє розкрити механізми формування динамічних навантажень на даний трактор. На підставі даних теоретичних досліджень здійснено вибір доцільного конструктивного виконання гусеничного рушія, яке дозволяє знизити взаємодію трансмісії, гусеничного обводу та грунту.

Проведено аналіз розподілу сільськогосподарських угідь України за питомим опором грунту при оранці. За даними щодо питомого опору грунтів різних типів і гранулометричного складу отримані вихідні дані для визначення розподілу грунтів за питомим опором в цілому по Україні. Встановлено, що розподіл грунтів за питомим опором при оранці не відповідає нормальному або багатомірному нормальному, а є лінійною комбінацією нормальних розподілів питомого опору за грунто-кліматичними зонами. Оцінка математичного сподівання питомого опору грунтів України при оранці може бути прийнятою рівною 57 кПа.

Запропоновано теоретичне обгрунтування нового підходу до визначення основних параметрів колісних сільськогосподарських тракторів тягової концепції. Наведений підхід відрізняється від класичних уявлень і базується на врахуванні вирішального впливу тракторних шин на сумісний вибір маси трактора, номінальної сили тяги на гаку, потужності двигуна, розподіл маси по ведучим мостам. Критерієм якості вибору виступають техніко-економічні показники трактора і машино-тракторного агрегату.

Описано підхід до визначення залежності навантаженості трансмісії трактора типу ХТЗ-150К від рівня плавності його ходу. Наведено результати теоретичних досліджень і натурних випробувань під час руху по грунтовій дорозі та бруківці; на зораній стерні озимої пшениці. Визначено передавальну функцію підвіски, яка описує плавність ходу колісного трактора. Обчислено передавальну функцію трансмісії, яка грунтується на визначенні навантаженості вузлів трансмісії.

Наведено теоретичний аналіз рівня максимального тиску на грунт тракторних сільськогосподарських шин при різних способах баластування трактора. Аналіз враховує зміну жорсткості шини, радіального прогину, вантажопідйомності і площі плями контакту з грунтом при підвищенні зчіпної ваги трактора за рахунок установки баластних вантажів і наповнення шин баластною рідиною.

Наведено теоретичний аналіз рівня максимального тиску на грунт тракторних сільськогосподарських шин при різних способах баластування трактора. Аналіз враховує зміну жорсткості шини, радіального прогину, вантажопідйомності і площі плями контакту з грунтом при підвищенні зчіпної ваги трактора за рахунок установки баластних вантажів і наповнення шин баластною рідиною.

Наведено аналіз максимального тиску на грунт тракторних сільськогосподарських шин за їх баластування рідиною, оскільки такий спосіб підвищення зчіпної ваги трактора суттєво відрізняється від традиційного встановлення баластної. Розглянуто два варіанта: баластування одинарних шин у разі заповнення їх на 75 % об'єму та баластування здвоєних шин за заповнення їх на 40 %. Встановлено рівень підвищення максимального тиску на грунт та особливості формування характеристик жорсткості порожньої і заповненою рідким баластом шини. Для визначення максимального тиску тракторної шини на грунт розглянуто питання складових роботи по деформуванню шини. Встановлено необхідну роботу по статичному деформуванню каркаса, стисненню повітря і деформуванню протектору шини, за якими одержано аналітичні залежності для визначення складових жорсткості шини. Модель шини представлено у вигляді паралельно-послідовного з'єднання пружних елементів з жорсткістю, що відповідає пружності каркасу, протектора і стисненого повітря. Розглянуто зміну складових жорсткості шини залежно від внутрішнього тиску і радіальної навантаги. Виявлено, що для шин, заповнених рідиною, змінюється складова жорсткості, що відповідає стисненню повітря, оскільки суттєво змінюється частка об'єму, викликана радіальним прогином шини по відношенню до об'єму, заповненому повітрям. Це спричиняє підвищення жорсткості для шин, заповнених на 75 % від внутрішнього об'єму. Для шин, заповнених на 40 % зміна жорсткості несуттєва. Встановлено, що максимальний тиск на грунт заповненої на 75 % шини зростає на 40 - 45 кПа в зоні експлуатаційних навантаг, а за можливого зниження тиску на 0,1 бар - на 30 - 35 кПа. У разі заповнення на 40 % від об'єму, що рекомендують для здвоєних шин, максимальний тиск на грунт в зоні експлуатаційних навантажень підвищується на 20 - 25 кПа. Визначено, що на відмінну від порожніх у заповнених баластною рідиною шин максимальний тиск на грунт остається практично постійним за навантажень 75 - 100 % від допустимих у разі заповнення на 75 % і 50 - 100 % - у разі заповнення на 40 %. За менших навантажень максимальний тиск на грунт у баластованих рідиною шин на відміну від порожніх не знижується, а, навпаки, зростає.

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.

Розглянуто питання тягової динаміки трактора з використанням польових випробувальних циклів РошегМіх. Для комплексної оцінки динамічної стійкості та плавності ходу розглянуто питання динаміки керованого руху трактора, зокрема в процесі розгону. Висвітлено світові тенденції розвитку систем підресорювання колісних тракторів. Наведені принципи та методи математичного моделювання руху машино-тракторних агрегатів. У виданні також вміщено дані щодо показників тракторних сільськогосподарських шин, розглянуто питання підресорювання кабіни. Запропоновано рекомендації стосовно вибору засобів віброізоляції та впровадження ефективних систем підресорювання тракторного сидіння.

Висвітлено основні напрацювання в результаті дослідження тракторних сільськогосподарських шин і показників ефективності та еклогічності колісних тракторів. Звернено увагу на фізичні основи сутності підвищення ефективності колісних тракторів на грунтообробних сільськогосподарських операціях. Наведено теоретичні засади підвищення ефективності та екологічності функціонування тракторної техніки. Досліджено інноваційні конструкції шин, системи та конструктивні заходи, спрямовані на підвищення ефективності та екологічності колісних тракторів. Визначено вплив ґрунто-кліматичних умов і характеристик сільськогосподарських угідь України на показники взаємодії трактора з зовнішнім середовищем.