«ДУЕЛЯНТ» У КУКУРУДЗІ Тест-драйв комбайна CH-670B CHALLENGER

В. Погорілий, заступник директора,
М. Занько, завідувач лабораторії,
УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого

Осінь — важлива пора та заключний етап виробничого року, коли аграрії здають останні хліборобські екзамени: вчасне збирання врожаю кукурудзи. Важливою його ланкою є зернозбиральні комбайни, які мають забезпечити обмолочування пізніх культур, зокрема кукурудзи, швидко, без втрат, економічно, з малими затратами.
Цьогорічні умови зерновиробництва були сприятливими для вирощування кукурудзи на зерно. Господарства, які приділяють серйозну увагу цій важливій технологічній культурі, вийшли на фінішну пряму — збирання качанистої з урожайністю зерна понад 100 ц/га. 50-річна практика комбайнового збирання цієї важливої культури свідчить, що найкраще з цим справляються роторні комбайни. Раніше «законодавцем» у секторі роторних комбайнів була лише компанія Case-IH (США), але в останнє десятиріччя на ринку України з’явилися роторні комбайни під торговою маркою Challenger (корпорація AGCO). Споживачів цієї продукції та виробників хвилює питання: чий комбайн та якої марки ефективно справляється з покладеним на нього завданням?
Для тестування широкого сімейства роторних комбайнів серії Challenger ТОВ «Амако Україна» представило зернозбиральний комбайн Challenger-670В. Слід відмітити, що роторні комбайни цієї серії виробляють починаючи з перших років XXІ ст. А з’явилися вони на ринку комбайнів України в кінці першого десятиріччя, коли провідні комбайнобудівні фірми вклали чимало грошей і доклали багато зусиль, щоб їхні комбайни були конкурентоспроможними та ефективними. І от з’являються комбайни Challenger, сама назва якого в перекладі з англійської «той, хто кидає виклик, або дуелянт» спонукає всіх перевірити його високу ефективність. Не втрималось від такої технічної спокуси і керівництво «Росток-Холдингу» — їхнє поле стало полігоном, де спільно з УкрНДІПВТ було проведено тест-драйв комбайнів на збиранні кукурудзи.

Особливості конструкції
Комбайни Challenger мають оригінальну конструкцію основного робочого органа молотарки — ротора, який і забезпечує солідну продуктивність, тим самим достатньо позитивно визначають своє «обличчя».
Доцільно зазначити, що комбайн CН-670В Challenger належить до 600-ї серії комбайнів Challenge, яка включає три моделі: CН-660В, CН-670В і CН-680В, що різняться потужністю двигуна. Для представленого на тестування комбайна ІV покоління характерним є новий, властивий для комбайнів зазначеного покоління, сучасний технічний рівень елементної бази і якість виготовлення, а особливістю роторної молотарки комбайна CН-670В є потужний аксіальний ротор, діаметр якого становить 700 мм, а довжина — 3556 мм.
Щоб забезпечити інтенсивну сепарацію зерна, яка в основному здійснюється через молотильно-сепарувальні деки, що «обіймають» ротор у його нижній частині на 180°, в комбайні CН-670В їхня площа становить 2,87 м2. Для забезпечення довготривалої безперебійної роботи комбайна об’єм зернового бункера становить 10,5 м3. Енергозабезпечення всіх процесів комбайна гарантовано двигуном, номінальна потужність якого дорівнює 261 кВт (350 к. с.). З урахуванням того, що урожай одного тільки зерна кукурудзи може сягати 200 ц/га, решітний стан має витримувати значне технологічне навантаження, тому для забезпечення надійної роботи та необхідної чистоти зерна площа решіт становить 5,35 м2.
Для налаштування, управління та контролю технічних режимів, технологічних параметрів на комбайні встановлено нові багатофункціональні мікропроцесорні прилади.
На тестування ТОВ «Амако Україна» представило комбайн CН-670В Challenger в агрегаті із жаткою для збирання кукурудзи на зерно відомого світового виробника фірми Geringhoff. У новій кукурудзяній жатці Rotо-Disc вдосконалення першочергово спрямовані на підвищення активності та інтенсивності впливу протягувальних вальців кожного русла на стебло кукурудзи, яке після обривання качана рухається (протягується) через вальці в напрямку згори вниз до поверхні грунту. Вальці ж жаток інших виробників тільки обхвачують стебло, водночас незначною мірою його деформуючи.
У конструкції кукурудзяної жатки Geringhoff Rotо-Disc змін зазнав кожний із двох вальців робочої пари русла: один із них уздовж вальця має своєрідні подрібнювальні диски-ножі, які за обертання в процесі роботи жатки заходять в інший вал — з протирізальними поздовжніми пластинами. Така конструкція вальців обумовлює не тільки інтенсивне подрібнення часток стебла за довжиною, а й розщеплення кожної такої частки стебла вздовж. Отримана таким чином подрібнена маса в подальшому інтенсивніше зазнає деструктуризації й ефективніше повертається в грунт у вигляді органіки. Інші технічні характеристики жатки Geringhoff Rotо-Disс: число рядків для збирання — 8, ширина міжрядь — 70 см, ширина захвату жатки — 5,6 м; урухомник жатки механічний, з допомогою ВВП, з обох сторін жатки.
З огляду на зазначені технічні характеристики можна констатувати, що комбайн CН-670В Challenger та кукурудзяна жатка Geringhoff Rotо-Disc під час збирання високоврожайних посівів кукурудзи на зерно мають забезпечити високу продуктивність.

Налаштування та умови роботи
Для повноцінної оцінки потенційних можливостей комбайна Challenger-670В на збиранні кукурудзи потрібно було провести тестування на полях із високом урожаєм зерна. Таким вимогам відповідали поля з посівами кукурудзи на зерно ТОВ «Шалигинське» (Сумська обл., Глухівський р-н, с. Шалигине), яке входить в агропромисловий холдинг «Росток-Холдинг» .
 Слід зазначити, що грунтово-кліматичні умови розміщення цього господарства, висока культура землеробства, насіння високопродуктивної селекції із застосуванням сучасних технологій висівання та догляду зумовили формування високого врожаю. Такий агрофон здатний забезпечити досліджуваному комбайну високу технологічну завантаженість молотарки та продуктивність намолоту зерна.
Результати визначення умов та характеристик кукурудзи, на збиранні якої тестували комбайн, підтвердили правильність вибору. Поле загальною площею понад 80 га було рівним за рельєфом, рослини — вирівняними за висотою, густотою та масово-розмірними характеристиками стебел кукурудзи і качанів.
Урожай зерна сягав 164 ц/га і повністю відповідав вимогам для визначення потенційних можливостей високопродуктивного зернозбирального комбайна Challenger-670В ІV покоління.
Перед початком тестувань висококваліфіковані представники сервісної служби ТОВ «Амако Україна» відповідно до рекомендацій із експлуатації комбайна під час збирання кукурудзи встановили оптимальні технологічні налаштування роторної молотарки, тобто такі зазори та частоту обертання ротора під час обмолочування, які забезпечують високу інтенсивність та якість відокремлення зерна від качана. Це, своєю чергою, має обумовити високу продуктивність комбайна на обмолочуванні, низький ступінь механічного пошкодження зерна (дроблення) та незначні втрати зерна за молотаркою.
Під час збирання кукурудзи на зерно жаткою типу Geringhoff Rotо-Disc у молотильну систему комбайна потрапляють тільки необмолочені качани, а стеблова маса подрібнюється та розкидається полем. Відповідно, на решітний стан після обмолочування надходить технологічний ворох, у складі якого — фрагментарні частки стрижня кукурудзяного качана та велика кількість важкого зерна: маса 1000 зернин дорівнює 429 г (для порівняння: маса 1000 зернин пшениці — 40 г). Тому проведені налаштування частоти обертання турбінного вентилятора мали забезпечити, з урахуванням підвищеної вологості зерна кукурудзи — 26–28%, високу чистоту бункерного зерна, що не потребує додаткових затрат на доочищення і може бути відразу подане на сушіння.
Тестування комбайна проводили в два етапи. На першому етапі тестувань, під час обмолочування кукурудзи на окремих ділянках, визначали оптимальну швидкість руху, яку міг забезпечити комбайн Challenger-670В в агрегаті із жниваркою Geringhoff Rotо-Disc. Обмеження для комбайна тут було одне: забезпечити максимальну продуктивність і не перевищити при цьому загального рівня втрат зерна за комбайном (2%). Доцільно зазначити, що цей допустимий рівень втрат було визначено таким чином: за жаткою — не більше 0,5%, за молотаркою — не більше 1,5%. У конкретних випадках розподілення втрат за молотаркою та жаткою може дещо відрізнятися, але під час проведення тест-драйву ми в подальшому виходили саме з такого співвідношення.
На другому етапі, під час роботи комбайна в звичайному режимі обмолочування, за оптимальної робочої швидкості визначали експлуатаційно-технологічні коефіцієнти, продуктивність та витрати пального.

Якість роботи
За результатами попередніх досліджень якості роботи молотильно-сепарувальних систем (МСС) зернозбиральних комбайнів, у тому числі й аксіально-роторних, встановлено, що втрати за комбайном експоненціально зростають зі збільшенням кількості технологічної маси, що надходить на обмолочування. У польових умовах збільшення потоку подаваної маси на обмолочування досягається шляхом підвищення робочої швидкості. Під час проведення першого етапу тестувань визначення залежності втрат за комбайном проводили в умовах роботи на чотирьох встановлювальних режимах швидкості руху — 4, 6, 8 і понад 8 км/год. Під час кожного досліду проводили заміри фактичної робочої швидкості і врожайності з контрольної ділянки, визначення загальних втрат зерна за комбайном та жаткою, а також відбір проб із бункера комбайна для аналізу якості отриманого зерна (табл. 1).
Результати тестувань свідчать, що втрати зерна за жаткою за збільшення робочої швидкості зростають. Причому за важких робочих умов жатка досягає свого граничного рівня втрат — 0,5% за робочої швидкості 7 км/год. За її збільшення до 10 км/год втрати за жаткою також зростають і досягають 0,9%. Водночас втрати зерна за молотаркою перевищують допустимий рівень (1,5%) лише за швидкості понад 10 км/год (рис. 1).
  Консенсусу щодо сумарних втрат за жаткою та молотаркою (у рамках допустимих сумарних втрат 2% за комбайном) досягають за роботи на швидкості до 9 км/год: у такому разі фактично 1% втрат «формує» жатка і таку саму кількість (1%) «забезпечує» молотарка.
Іншими словами, саме жниварка у важких умовах тестувань не давала змоги підвищувати робочу швидкість. Також можна допустити, що за умови збирання урожаїв кукрудзи за врожайності понад 100 ц/га і вологості зерна менш ніж 20% втрати за жниваркою будуть значно менші і, відповідно, високі потенційні можливості молотильно-сепарувальної системи комбайна Challenger-670В ІV зможуть забезпечувати робочі швидкості понад 10 км/год (за загального рівня втрат менш ніж 2%).
Отримані експериментальні дані тестувань та результати аналізу експоненціальних залежностей втрат за комбайном за різної робочої швидкості руху (рис. 2) засвідчили, що аксіально-роторний комбайн Chellenger-670В за максимальної потужності двигуна 276 кВт (370 к. с.) в агрегаті з восьмирядною жниваркою Geringhoff Rotо-Disc забезпечує (за врожайності кукурудзи на зерно понад 150 ц/га та вологості зерна понад 25%) збирання врожаю за робочої швидкості 8,5 км/год та втрат на рівні 2%. У процесі збирання дроблення зерна становить 1,65%, що не перевищує допустимий рівень (2%), а зернова засміченість у бункері — близько 1%.
Отримані залежності втрат від робочої швидкості дають змогу достовірно провести ширші розрахунки та встановити оптимальні режими роботи комбайнів сімейства Challenger із жатками Geringhoff на полях із різним рівнем урожайності. Для цього доцільно використовувати залежність втрат уже не від робочої швидкості, а від загальної маси (фактичної кількості її подавання), яка надходить на обмолочування. Максимальна пропускна здатність тестованого комбайна за умови, що частка зерна кукурудзи в загальній технологічній масі, що надходить на обмолочування, становить близько 45%, перебуває в діапазоні фактичного рівня подавання маси — до 40–45 кг/с (рис. 3). Такий високий показник фактичної кількості подавання свідчить, що за допустимого рівня втрат (до 2%), комбайни сімейства Chellenger можуть на середньоврожайних полях кукурудзи (до 100 ц/га) працювати на робочих швидкостях до 8–10 км/год в агрегаті з 12-рядною жаткою Geringhoff, а з 8-рядною — відповідно, 12–14 км/год. За високої врожайності (понад 150 ц/га) і важких умов роботи доцільно використовувати потужніші моделі комбайна Challenger, наприклад моделі CН-680В, на тих самих робочих швидкостях.

Експлуатаційна та паливна ефективність
Продуктивність комбайна визначено за результатами експлуатаційно-технологічної оцінки. Для проведення даного оцінювання було «надано» площу, яка забезпечувала роботу комбайна на встановленій оптимальній швидкості протягом 1 год основного часу. Середня довжина гонів становила 512 м, що давало змогу достовірно визначити за результатами фотометражу всі елементи часу, що характерні для робочої зміни.
 Паливний бак комбайна було заповнено повністю, а після проведення тестувань дозаправлено дизельним пальним до тієї самої контрольної позначки.
Під час проведення експлуатаційного оцінювання застосовували великовантажний бункер-перевантажувач. Забирали зерно у бункер за умови повної зупинки комбайна, як правило, після здійснення ним одного технологічного «круга» (робочий хід: «туди — назад»). Цими самими бункерами проводили й зважування зерна.
У процесі тестування визначали показники: робочу швидкість, намолот та урожайність зерна з даної ділянки, число вивантажень зерна із бункера комбайна, а також структуру затрат часу зміни на виконання технологічного процесу за елементами: час на основну роботу, повороти, вивантаження зерна із бункера комбайна, очікування допоміжного транспорту для вивантаження зерна, виконання всієї роботи та коефіцієнт робочих ходів (табл. 2).
Результати тестувань комбайна на другому етапі засвідчили, що комбайн Challenger-670В в агрегаті із жаткою Geringhoff Rotо-Disc забезпечує продуктивність за намолотом зерна кукурудзи на рівні 60 т/год основного часу. Водночас робоча швидкість становила 8,4 км/год, чим було забезпечено незначний рівень загальних втрат за комбайном — не більше 1,5% за допустимих 2%. Технологічна ж продуктивність комбайна становить понад 40 т/год під час розвантаження зернового бункера з повною зупинкою комбайна, а за виконання цієї самої операції без його зупинки, на ходу, — на рівні 55 т/год.
Об’єктивно слід відмітити, що тестування проводили у складних погодних умовах, які спричинили значну вологість і в’язкість грунту та чималі неефективні затрати потужності й пального на самопересування комбайна. Високий урожай незернової частини кукурудзи (стеблової маси) — до 320 ц/га, яку потрібно було зрізати, обмолотити, подрібнити і розкидати полем, та висока вологість зерна також не сприяли зменшенню витрат пального. Та попри це, комбайн Challenger-670В витратив для збирання кукурудзи на площі 4,6 га 88 л, а питомі витрати пального на обмолочування 1 т зерна становили менш ніж 1,6 л. І це є одним із найяскравіших підтверджень технічної та технологічної досконалості роторної молотильно-сепарувальної системи комбайна Challenger-670В.