Спецвозможности
Опыт хозяйств

Фермер, который сам изобретает и усовершенствует технику

27.12.2019
10906
Фермер, который сам изобретает и усовершенствует технику фото, иллюстрация
Зернозбиральний комбайн із повітрезабірником над кабіною
Как можно сэкономить до 40% расхода дизельного топлива при использовании тракторов, как с помощью выхлопных тракторных газов и ультрафиолетовых лампочек (на элементарном языке) "заряжать" почву азотом и обходиться таким образом без покупки минеральных удобрений? Пока эти, на первый взгляд, «жюльверновские» идеи, Григорий Николаевич Головань частично внедряет в реальность в своей деятельности.

 

 

Сегодня расскажем о первом пункте с его замыслов - как можно сэкономить до 40% расхода дизельного топлива при применении тракторов, который, казалось бы, нереален. Ведь, согласитесь, в голове не укладывается, как простой фермер может уменьшить расход топлива трактора, когда крупные научные институты, инженерные умы конструкторских бюро бьются над этим вопросом уже не один десяток лет и не могут ничего толкового предложить.
 
Но, пожалуй, Григорий Николаевич недаром с деда-прадеда носит фамилию Головань, потому что действительно имеет мудрую голову и незаурядную крестьянскую смекалку. Мы имели возможность и удовольствие в очередной раз пообщаться с этим техническим «самородком» и увидеть, как он живет и хозяйничает сегодня.

Григорій Головань

Как и три года назад, основной, правда, уже не единственной, культурой на полях господина Григория является соя. «Дождливый период в конце прошлогодней осени, когда как раз нужно было собирать сою, частично заставил меня пересмотреть собственный севооборот. Ведь, несмотря на высокий ее урожай, около 4 т/га, его собрать сухим не удалось, а расходы на доработку семян были очень велики. И 12-летний опыт успешного выращивания сои по сое в конце концов показал свои отрицательные стороны. Как показала практика, все же хотя бы с периодичностью десять лет нужно менять ее на поле, ведь при длительном выращивании одного какого-либо вида растений в почве накапливается одинаковый специфический вид микроорганизмов и химических веществ и, наоборот, подавляются другие», - говорит Григорий Николаевич.

Поэтому сегодня на полях этого агрария красуются такие культуры, как кукуруза и нут. На момент посещения его хозяйства фермер еще не собирал кукурузу, однако биологическая урожайность «царицы полей» составляет не менее 14 т/га. Нут несколько «подкачал» - с одного гектара удалось собрать лишь 0,8 т. Однако господин Григорий в такой ситуации не обвиняет культуру, а находит разумное тому объяснение: «Дело в том, что на момент посева нута по местному прогнозу погоды должны были быть заморозки на поверхности почвы. Поэтому я принял решение посеять его несколько глубже, и это «несколько глубже» оказалось для нута фатальным. Несмотря на то, что были получены изреженные всходы, растения нута были слабыми, что и стало причиной "краха культуры" уже на старте».

Неизменной остается технология обработки почвы. Фермер уже не пашет почву около 18 лет подряд. Основным орудием для выполнения этого технологического процесса остается, и еще как минимум будет оставаться достаточно длительное время, часть дисковой бороны БДТ. Такой выбор сельскохозяйственных орудий произошел в свое время не потому, что у фермера не хватало средств на приобретение другой техники, а потому, что, по словам самого хозяина, для получения высоких показателей урожайности ничего другого и не нужно.
 
Практически со времени создания собственного хозяйства основным его энергосредством был трактор Т-150К, который впоследствии был усовершенствован путем оснащения двигателем ЯМЗ-236. Как и 18 лет назад, максимальная глубина обработки почвы в хозяйстве составляет 20 см или еще меньше - обычно фермер выполняет его глубже чем на 12-15 см (увеличивать глубину почвообработки Григорий Николаевич не считает целесообразным). «Мой Т-150 с новым двигателем "потреблял" на гектар около 20 л. И довольно длительное время я считал это нормой», - делится воспоминаниями господин Григорий.
 
Однако сегодняшние цены на дизельное топливо с их устойчивой тенденцией к росту заставили господина Григория несколько пересмотреть собственные технико-технологические нормы и подумать, как можно их изменить в сторону уменьшения. Дополнительным толчком к этому стало и то, что несколько лет назад фермер уже усовершенствовал систему питания воздухом двигателя собственного зерноуборочного комбайна ( «Нива СК-5»). В частности, удалил систему охлаждения воздуха, установил дополнительный масляный фильтр, а воздухозаборник поднял на 1,5 м над кабиной комбайна. В результате, по наблюдениям фермера, «двигатель начал работать легче». Расход топлива также частично снизился, однако отследить, насколько именно, было несколько сложно. Ведь на разных участках поля разная урожайность, неодинаковая влажность массы, которая в хозяйстве обязательно измельчается самодельной соломорезкой и распределяется по поверхности почвы. Однако, как бы там ни было, а двигатель таки «работает легче»!
 
Руководствуясь аналогичным принципом, хозяин подошел и к совершенствованию тракторного двигателя. Фермер полностью переделал систему поступления воздуха в камеры сгорания. Так, на тракторе были установлены два воздушных фильтра, отдельно на каждые три цилиндра, и соответственно полностью изменена система воздуховодов. Также была переоборудована систему выпуска отработавших газов. По словам господина Григория, заводская система газовыхлопа - это лишь дополнительный механизм сопротивления для их отвода и лишняя нагрузка на двигатель. Об этом свидетельствуют результаты замеров давления в выпускной системе двигателя. «Установил манометр в выпускном коллекторе и измерил давление, которое создавали отработанные газы. Оно составляло четыре атмосферы, а это не так мало. Судите сами: давление в шинах легкового автомобиля - две атмосферы», - объясняет мотивацию своего усовершенствования господин Григорий.

После такого рестайлинга результаты не заставили себя долго ждать. Первое, что заметил фермер, - это то, что двигатель стал отзывчивее: «При старой системе впуска чистого воздуха и отвода отработанных газов для того, чтобы двигатель полностью развил всю нужную мощность, педаль газа нужно было нажать практически до конца, потом несколько отпустить. Представьте, нужно было пересилить давление в выпускном коллекторе, для того чтобы развить нужную мощность! Лишь после изменения системы выпуска двигатель стал реагировать чувствительнее: лишь немного нажимаешь на педаль газа - и сразу получаешь нужные обороты и мощность».

Однако эти изменения произошли не без проблем. После того, как на тракторе были изменены эти две важные системы, как утверждает фермер, пришлось работать на более высоких скоростных передачах, ведь двигатель не испытывает нагрузки, как говорят в народе, «прет как дурной». Поэтому для того, чтобы его больше загрузить, пришлось работать на больших скоростях. «Так, например, если раньше приходилось работать на второй, иногда на третьей передаче, то сегодня трактор без проблем работает на третьей-четвертой», - комментирует Григорий Николаевич.
 
И тут возникла проблема. Как оказалось, она присуща всем двигателям этого класса, работающим на увеличенных передачах (с меньшей нагрузкой). Это проблема перегрева двигателя. «Я сначала думал, что это только у меня такая проблема. Однако после того, как начал распрашивать других владельцев тракторов с такими же двигателями, то оказалось, что при работе с почвообрабатывающими орудиями на третьей передаче при температуре окружающей среды более 22-25°С эти двигатели начинают ощутимо нагреваться. Для этого необходимо работать не более чем на второй передаче. Дело в том, что на третьей передаче поднимается температура выхлопных газов, ведь мы повышаем нагрузку на двигатель. А чем больше нагрузка, тем больше нужно подать топлива для того, чтобы соблюдать необходимую рабочую скорость. Большая подача топлива - это увеличение температуры выхлопных газов, и вызывает перегрев двигателя трактора», - жалуется господин Григорий, вспоминая о непредвиденных проблемах.
 
Поэтому фермеру самостоятельно пришлось заменить заводской вентилятор в двигателе на шестилопастный и установить дополнительные три радиатора для принудительного снижения температуры охлаждающей жидкости двигателя.
 
Один радиатор с электрическим вентилятором был установлен над двигателем, а еще два - на задних крыльях трактора. Радиаторы на крыльях охлаждались без вентиляторов.

Вам, наверное, уже не терпится прочитать, насколько же снизился расход горючего после такого усовершенствования? Удовлетворяем вашу вполне понятный интерес. Так вот, согласно замерам фермера, расход горючего при обработке на глубину 12-15 см составляет 10-15 л/га (против 20 л/га - с заводской системой). Максимальный расход топлива - при обработке засоренных площадей или работе на склонах полей. Минимальный расход - 10 л/га - фермер получает при обработке чистых и ровных участков поля. Правда, достижения практически 50%-го снижения расхода топлива Григорий Николаевич «приписывает» не только новым, доработанным, системам впуска воздуха и выпуска отработанных газов. Такой невероятный результат стал возможен и благодаря уменьшению плотности почвы, ведь практически 13 лет он выполняет только ее поверхностную обработку (максимум глубиной 12 см), что позволило насытить поверхностный слой органикой, оздоровить его, а, как известно, здоровую и хорошо структурированную почву уплотнить трудно.
 
Мы не смогли не спросить и о практическом использовании более мощных двигателей на тракторах Т-150. Ведь всех интересует вопрос, а можно ли устанавливать на эти тракторы мощные двигатели.
 
«Старые КПП тракторов Т-150К рассчитаны на выполнение работы с двигателями мощностью 150, максимум 180 л. с. И, как показывает практика, они довольно неплохо работают. Однако следует заметить, что сегодня материалы, из которых изготавливают детали для проведения текущего или капитального ремонта этих КПП, - крайне низкого качества. Ранее после капремонта КПП работала минимум пять лет при средней нагрузке на трактор. Сегодня же с новыми деталями - максимум два года», - возмущается господин Григорий. Как говорит фермер, основное слабое место этих КПП - это чугунные стаканы под валы и гидромуфты. «Раньше ремонтные стаканы изготавливали из кованого чугуна, который по своим прочностным характеристикам приближался к стали. Сегодня же непонятно из чего их делают. По гидромуфтам: мы знаем, что это набор металлических и бронзовых пластин. Если точнее, то не бронзовых, а олово-бронзовых. Сегодня же наши "умельцы" вместо олова добавляют в эти пластины свинец. Он дешевле - зачем что-то придумывать! Однако при попадании на такие пластины даже качественного масла свинец, содержащийся в составе пластин, минимум вдвое агрессивнее. И соответственно, быстрее стирается сам и разрушает металлическую пластину», - объясняет Григорий.
 
Заслуживает внимания и самодельная система этого хозяина для внесения минеральных удобрений одновременно с обработкой почвы. Удобрения вносятся за один проход дисковой бороны. Ее основой являются бункеры и посевные аппараты старой СЗ, пачка электродов ... и немного инженерной фантазии.

Частина важкової дискової борони БДТ, за допомогою якої здійснюється обробіток грунтуУ фермера есть мысли и о еще более глубоком совершенствовании системы впуска воздуха путем установления так называемого сопла Лаваля (сопло Лаваля - разновидность сопла, предназначенного для ускорения газового потока, проходящего по нему, до скоростей, превышающих скорость звука. Широко используется на некоторых типах паровых турбин и является важной частью современных ракетных двигателей и сверхзвуковых реактивных авиационных двигателей. — Ред).

Сопло — это канал, суженный внутри. В простейшем случае такое сопло может состоять из пары усеченных конусов, соединенных узкими концами. Эффективные сопла современных ракетных двигателей профилируются на основании специальных газодинамических расчетов. Кроме того, во впускной тракт изобретатель планирует впрыскивать - внимание! - ВОДУ.

«Вода в качестве рабочего тела в момент закипания расширяется в 1700 раз. Однако есть одно условие этого - именно в момент закипания! Но где нам взять такую ​​горячую воду? Все просто: система дополнительного подогрева в сочетании с системой охлаждения двигателя без проблем нам дадут практически кипяток. Дальше - дело техники и практически пар уже во впускном коллекторе камеры сгорания», - раскрывает секрет своего ноу-хау господин Григорий.

Таким образом лишь благодаря подаче и увеличенному расширению небольшого количества кипящей воды (по подсчетам фермера, это не более 2 л воды на 10 л дизельного топлива) получаем не разрежения давления во всасывающем коллекторе, а наоборот - избыточное давление, что позволяет поршню легко засосать воздух .

На первый взгляд, это бред. Однако просторы интернета говорят об обратном. Принцип впрыска воды в топливо-воздушную смесь двигателей внутреннего сгорания, оказывается, используют уже достаточно давно. Правда, немного в другом направлении...

Так, о своих достижениях в этой сфере проинформировала известная компания Bosch. Немецкая фирма представила свою разработку - систему водяного впрыска WaterBoost для самой простой модификации имеющихся ДВС. По словам разработчиков, даже самый «продвинутый» двигатель внутреннего сгорания зря тратит примерно пятую часть горючего. Например, оно расходуется на систему охлаждения двигателя. В современных двигателях немного дополнительного горючего впрыскивается в камеру сгорания не для собственно его сгорания, а для испарения со стенок системы, благодаря чему и происходит охлаждение двигателя.

Система для одночасного внесення мінеральних добрив Bosch предлагает модифицировать систему впрыска топлива: использовать воду - вместо бензина - для охлаждения камеры. То есть, суть технологии WaterBoost заключается в том, что на больших оборотах в двигателе задействуется водяной насос, который впрыскивает в камеру сгорания немного воды незадолго до поджигания топливной смеси.

Как показали опыты Bosch, такая простая модификация может на несколько процентов снизить расход топлива (до 13%) без потери мощности и крутящего момента двигателя. Экономия возможна в моменты перегрева двигателя на высоких оборотах: например, при резком ускорении или движении по шоссе с высокой скоростью. Кроме того, что это решение экономит бензин, так испарения воды еще и лучше охлаждают двигатель, чем испарения бензина.
 
Как дополнительный бонус к экономии горючего - на 4% снижаются выбросы CO2, так что двигателю будет легче пройти проверку на соблюдение жестких экологических нормативов, предъявляемым к современным бензиновым двигателям.
 
Но и это еще не все! Кроме экономии горючего, WaterBoost может добавить до 5% мощности двигателям с турбонаддувом. Дело в том, что добавка воды к топливной смеси насыщает кислородом воздух от турбины и увеличивает скорость горения смеси, оптимизирует угол опережения зажигания, то есть угол поворота кривошипа от момента, когда на свечу зажигания начинает подаваться напряжение для пробивки искрового промежутка до занятия поршнем верхней мертвой точки.

Однако это исследование именитых фирм, у которых за плечами - огромные миллиардные пункты в бюджете на разработки и испытания своих наработок. И это не так уж удивительно. В большей степени поражают достижения вот этого доморощенного кулибина: в планах и на бумаге у нашего малого фермера, однако с «большой» головой - недаром же его фамилия Головань! - создание и введение в действие ряда принципиально новых машин для облегчения и повышения эффективности сельскохозяйственной деятельности. Мы умышленно не раскрываем все творческие замыслы Григория Николаевича, ведь ловкачей присвоить чужие идеи и разработки и выдать их за свое - достаточно много. Однако своими проектами с редакцией он поделился, и, как говорит фермер, когда дело дойдет до утверждения прав на интеллектуальную собственность - тогда и поговорим.

 

А. Сухина  a.sukhina@univest-media.com

Журнал «Пропозиція», №11, 2018 р.

Доработанная система охлаждения двигателя: шестилопастный вентилятор и дополнительные радиаторы для принудительного снижения температуры охлаждающей жидкости двигателя

Интервью
Выход на внешние рынки все чаще становится закономерным этапом развития успешного бизнеса. Впрочем, перед руководителем, который принял решение о внешней экспансии, традиционно возникает много
Александр Водолажченко, директор по Информационным Системам агрохолдинга AgroGeneration
Представить развитие любого бизнеса без активного внедрения информационных технологий сегодня невозможно. Выращивание сельскохозяйственной продукции в отличие от промышленных процессов крайне чувствительно ко многим непредсказуемым... Подробнее

1
0