Математическая модель расхода топлива форвардера «амкодор-2682» при выполнении лесохозяйственных работ

УДК

630*78; 62-97/-98

DOI:

10.37482/0536-1036-2020-6-148-158

Аннотация

Одной из задач при планировании и практическом использовании форвардеров в России и за рубежом является обоснование затрат на топливо и смазочные материалы. Решение данной проблемы приобретает все более важное значение в связи с ростом цен на топливно-энергетические ресурсы. Доля затрат на топливные ресурсы составляет в разных природно-производственных условиях от 46 до 70 %. Это связано с наличием лесосек с различными характеристиками породного состава. В настоящее время существуют нормы расхода горюче-смазочных материалов на механизированные работы, выполняемые в лесном хозяйстве, однако в них отсутствуют нормативные инструкции по расчету топлива для современных лесосечных машин, занятых на трелевке. Существуют базовые нормы расхода топлива, масла, смазок для разных марок отечественных и зарубежных легковых автомобилей, грузовиков, автобусов, но и в них нет информации о лесозаготовительной технике. Цель предлагаемого исследования – показать расход топлива форвардера «Амкодор-2682» при заготовке сортиментов в природно-климатических условиях Республики Марий Эл. Поставленная цель достигнута путем проведения экспериментов с использованием объемного метода пополнения топливного бака машины в конце рабочего цикла. Экспериментальные исследования сопровождались фиксацией диаметров вырубаемых деревьев и их объемов. Топливный бак форвардера заполнялся до горловины и осуществлялась обработка участка пасеки с трелевкой одной пачки лесоматериалов. После выполнения каждой операции лесосечных работ при сборе сортиментов (холостой ход, сбор пачки сортиментов, грузовой ход, разгрузка пачки сортиментов) производилась остановка машины, заполнение топливного бака с точной фиксацией объема заправляемого топлива. Обработка данных позволила получить регрессионную модель, характеризующую средний расход топлива форвардера «Амкодор-2682» при различных диаметрах вырубаемого древостоя. Использование полученных результатов в лесном хозяйстве облегчит планирование и расчет эксплуатационных затрат трелевочной техники.

Сведения об авторах

К.П. Рукомойников, д-р техн. наук, доц.; ResearcherID: N-6961-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9956-5081
В.О. Купцова, соискатель; ResearcherID: AAY-9130-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4330-0594
Т.В. Сергеева, соискатель; ResearcherID: AAY-9142-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6367-8340
Поволжский государственный технологический университет, пл. Ленина, д. 3, г. Йошкар-Ола, Республика Марий Эл, Россия, 424000; e-mail: RukomojnikovKP@volgatech.net, vika13244@rambler.ru, sergeeva2010t@mail.ru

Ключевые слова

трелевка, сортимент, норма расхода топлива, форвардер, математическая модель, лесозаготовка

Для цитирования

Рукомойников К.П., Купцова В.О., Сергеева Т.В. Математическая модель расхода топлива форвардера «Амкодор-2682» при выполнении лесохозяйственных работ // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 148–158. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-148-158

Литература

1. Голякевич С.А. Энергетические аспекты функционирования многооперационных лесозаготовительных машин // Лесозаготовительное производство: проблемы и решения: материалы междунар. науч.-техн. конф., Минск, 26–28 апреля 2017. Минск: БГТУ, 2017. С. 64–68. [Golyakevich S.A. Energy Aspects of Functioning of MultiOperational Logging Machines. Logging Production: Problems and Solutions. Proceedings of the International Scientific and Engineering Conference, Minsk, April 26–28, 2017. Minsk, BSTU Publ., 2017, pp. 64–68].
2. ГОСТ 24026–80. Исследовательские испытания. Планирование эксперимента. Термины и определения. Введ. 1981-01-01. М.: Изд-во стандартов, 1991. [State Standard. GOST 24026-80. Research Tests. Experiment Planning. Terms and Definitions. Moscow, Izdatel’stvo standartov, 1991].
3. ГОСТ Р 8.563–2009. Государственная система обеспечения единства измерений. Методики (методы) измерений. Введ. 2010-04-15. М.: Стандартинформ, 2019. [State Standard RF. GOST R 8.563-2009. State System for Ensuring the Uniformity of Measurements. Procedures of Measurements. Moscow, Standartinform Publ., 2019].
4. ГОСТ Р ИСО 16269-4–2017. Статистические методы. Статистическое представление данных. Ч. 4. Выявление и обработка выбросов: утв. и введ. в действие приказом Федер. агентства по техн. регулированию и метрологии от 10 августа 2017 г. № 865-ст. Введ. 2018-12-01. М.: Стандартинформ, 2017. [State Standard RF ISO. GOST R ISO 16269-4-2017. Statistical Methods. Statistical Data Presentation. Part 4. Detection and Treatment of Outliers. Approved and Came into Force by the Order of the Federal Agency on Technical Regulation and Metrology Dated August 10, 2017, No. 865-ст. Moscow, Standartinform Publ., 2017].
5. Иванов А.С., Морозов О.А. Определение расхода топливо-смазочных материалов и выработки тракторов Джон Дир в условиях Тюменской области // Науч. журн. КубГЛУ. 2017. № 133(04). С. 402–410. [Ivanov A.S, Morozov O.A. Rationing of FuelLubricants Consumption and Productivity of Tractors by John Deere in the Tyumen Region. Nauchnyy zhurnal KubGAU [Scientific Journal of KubSAU], 2017, no. 133(04), pp. 402–410]. DOI: 10.21515/1990-4665-133-032
6. Приказ Рослесхоза от 13.09.1999. № 180. «Нормы расхода горюче-смазочных материалов на механизированные работы, выполняемые в лесном хозяйстве». 124 c. [Order of the Federal Forestry Agency Dated September 13, 1999, No. 180 “Consumption Rates of Fuel and Lubricants for Mechanized Work Performed in Forestry”. 124 p.].
7. Распоряжение Минтранса России от 14.03.2008 № АМ-23-р (ред. от 20.09.2018) О введении в действие методических рекомендаций «Нормы расхода топлив и смазочных материалов на автомобильном транспорте»: в ред. распоряжений Минтранса России от 14.05.2014 № НА-50-р, от 14.07.2015 № НА-80-р, от 06.04.2018 № НА-51-р, от 20.09.2018 № ИА-159-р. [Decree of the Ministry of Transport of the Russian Federation Dated March 14, 2008, No. АМ-23-р: On the Implementation of the Methodological Guidelines “Consumption Rates of Fuel and Lubricants for Road Transport”].
8. Рукомойников К.П., Купцова В.О. Обоснование норм расхода топлива многооперационных лесозаготовительных машин на примере харвестера // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 117–127. [Rukomojnikov K.P., Kuptcova V.O. Substantiation of Fuel Consumption Rates of a Harvester. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 3, pp. 117–127]. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-117-127, URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/694/117_127.pdf
9. Сюнёв В.С., Соколов А.П., Коновалов А.П., Катаров В.К., Селиверстов А.А., Герасимов Ю.Ю., Карвинен С., Вяльккю Э. Сравнение технологий лесосечных работ в лесозаготовительных компаниях Республики Карелия. Йоэнсуу: НИИ леса Финляндии METLA, 2008. 126 с. [Syunev V.S., Sokolov A.P., Konovalov A.P., Katarov V.K., Seliverstov A.A., Gerasimov Yu.Yu., Karvinen S., Vyal’kkyu E. Comparison of Logging Technologies in Timber Companies of the Republic of Karelia. Joensuu, METLA Publ., 2008. 126 p.].
10. Ackerman P.A., Williams C., Ackerman S., Nati C. Diesel Consumption and Carbon Balance in South African Pine Clear-Felling CTL Operations: A Preliminary Case Study. Croatian Journal of Forest Engineering, 2017, vol. 38, no. 1, pp. 65–72.
11. Athanassiadis D. Energy Consumption and Exhaust Emissions in Mechanized Timber Harvesting Operations in Sweden. Science of The Total Environment, 2000, vol. 255, iss. 1-3, pp. 135–143. DOI: 10.1016/S0048-9697(00)00463-0
12. Favreau J., Gingras J.F. An Analysis of Harvesting Costs in Eastern Canada. Special Report No. SR-129. Pointe-Claire, Forest Engineering Research Institute of Canada, 1998. 8 p.
13. Holzleitner F., Stampfer K., Ghaffariyan M.R., Visser R. Economic Benefits of Long Term Forestry Machine Data Capture: Austrian Federal Forest Case Study. Proceedings of the 43th International Symposium on Forestry Mechanisation: “Forest Engineering: Meeting the Needs of the Society and the Environment”, Padova, Italy, July 11–14, 2010. Padova, FORMEC, 2010. 8 p.
14. Johansson A. Forestry Costs and Revenues 2000. A Year of Storms and Floods. Results nr. 4. Uppsala, Forestry Research Institute of Sweden, 2001.
15. Lӧfroth C., Rådstrӧm L. Fuel Consumption in Forestry Continues to Fall. Results from Skogforsk 3. 2006.
16. Nordfjell T., Athanassiadis D., Talbot B. Fuel Consumption in Forwarders. International Journal of Forest Engineering, 2003, vol. 14, iss. 2, pp. 11–20. DOI: 10.1080/14942119.2003.10702474
17. Pandur Z., Horvat D., Šušnjar M., Šarac Z. Može li se komercijalni Fleet Management Sustav koristiti u praćenju rada i istraživanjima forvardera? Nova Mehanizacija Šumarstva, 2009, vol. 30(1), pp. 11–17.
18. Pandur Z., Šušnjar M., Bačić M., Lepoglavec K., Nevečerel H., Đuka A. Fuel Consumption of Forwarders in Lowland Forests of Pedunculate Oak. SEEFOR, vol. 9, no. 1, pp. 73–80, art. 198. DOI: 10.15177/seefor.18-07
19. Suvinen A. Economic Comparison of the Use of Tyres, Wheel Chains and Bogie Tracks for Timber Extraction. Croatian Journal of Forest Engineering, 2006, vol. 27, iss. 2, pp. 81–102.
20. Vaatainen K., Liiri H., Asikainen A., Sikanen L., Jylha P., Rieppo K. et al. Korjureiden ja Korjuuketjun simulointi ainespuun korjuusa. Metlan tyoraportteja, 2007, vol. 48. 78 p.

Ссылка на английскую версию:

A Mathematical Model of Fuel Consumption for the Forwarder Amkodor-2682 When Performing Forestry Operations

A MATHEMATICAL MODEL OF FUEL CONSUMPTION FOR THE FORWARDER AMKODOR-2682 WHEN PERFORMING FORESTRY OPERATIONS

K.P. Rukomojnikov, Doctor of Engineering, Assoc. Prof.; ResearcherID: N-6961-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9956-5081
V.O. Kuptcova, External PhD Student; ResearcherID: AAY-9130-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4330-0594
T.V. Sergeeva, External PhD Student; ResearcherID: AAY-9142-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6367-8340
Volga State University of Technology, pl. Lenin, 3, Yoshkar-Ola, 424000, Mari El Republic, Russian Federation; e-mail: RukomojnikovKP@volgatech.net, vika13244@rambler.ru, sergeeva2010t@mail.ru

Cost justification of fuel and lubricants is high on the agenda of planning and practical use of forwarders in Russia and abroad. The problem solution is becoming increasingly important due to rising prices for fuel and energy resources. The share of costs for fuel resources ranges from 46 to 70 % in different natural and industrial conditions. This is due to the presence of cutting areas with different characteristics of the species composition. Currently, there are consumption rates for fuel and lubricants for mechanized work performed in forestry. However, they lack regulatory guidelines for calculating the fuel of modern logging machines used in skidding. There are basic standards for consumption of fuel, oil, and lubricants for different brands of domestic and foreign cars, trucks, and buses, but they also have no information on forestry equipment. The research purpose was to show the fuel consumption for the forwarder Amkodor-2682 when harvesting assortments in the climatic conditions of the Mari El Republic. The purpose was achieved through experiment using the volumetric method of refilling the machine fuel tank at the end of the operation cycle. The studies were provided with fixing the diameters and volumes of the felled trees. The forwarder fuel tank was filled to the top of the tank filler. Processing of the swath site was carried out with skidding of one pack of logs. The machine was stopped and the fuel tank was filled in after each operation of logging (idling, bundle assembling, hauling, bundle unloading). The amount of fuel in the tank was accurately fixed each time. Processing the data allowed us to obtain a regression model. This model characterizes the average fuel consumption for the forwarder Amkodor-2682 at different diameters of felled trees. Using the obtained results in forestry will make it easier to plan and calculate the operating costs of skidding equipment.
For citation: Rukomojnikov K.P., Kuptcova V.O., Sergeeva T.V. A Mathematical Model of Fuel Consumption for the Forwarder Amkodor-2682 When Performing Forestry Operations. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 6, pp. 148–158. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-148-158

Keywords: skidding, assortment, fuel consumption rate, forwarder, mathematical model, logging.

Поступила 24.07.19 / Received on July 24, 2019