Повышение производительности МТА путем увеличения ширины захвата за счет использования технологических модулей с приводом движителей сельхозмашин или движителей технологических модулей имеет ограничения. Как и в случае увеличения рабочей скорости МТА, это направление может быть принято только в определенном диапазоне увеличения для тракторов класса 1,4…2 в связи с рельефом и нарезкой полевых севооборотов. Для увеличения диапазона производительности необходимо стремится к повышению тягового КПД движителей технологических модулей, особенно комбинированных сельскохозяйственных машин, в том числе и привода рабочих органов.
В процессе реализации идеи использования технологической части агрегата в качестве активного сцепного веса с приводом на ее колеса возникают вопросы по выбору параметров, основными из которых являютсяэнергонасыщенность трактора и соотношение между массами трактора и технологической части. Суть модульной системы агрегатирования в том, что трактор высокой энергонасыщенности комплектуют с технологическим модулем, легко соединяемым и отсоединяемым от него.
Технологический модуль - это приспособление в виде тележки-сцепки с приводом колес от двигателя или комбинированная сельскохозяйственная машина с ведущими опорными колесами или активными рабочими органами, позволяющая дополнительно использовать в технологическом процессе мощность двигателя трактора тягово-энергетической концепции.
При модульном построении агрегата устраняется требование соответствия между весом трактора тягово-энергетической концепции и мощностью двигателя, свойственное тяговой концепции трактора. Технологическую и энергетическую части МТА можно совершенствовать в соответствии с требованиями, предъявляемыми к каждой из них, избегая противоречия между ними и улучшая общие показатели трактора и МТА.
По мере развития и совершенствования технологических процессов в сельском хозяйстве масса технологической части растет, потому что с ней в определенной взаимосвязи находится производительность. Чем больше масса, тем выше производительность и количество одновременно выполняемых операций, т.е. комбинированность сельскохозяйственной машины.
При модульном построении агрегата можно "перемещать" металл из непроизводительной части агрегата, которой является трактор, в производительную технологическую часть при сохранении баланса массы, обеспечивающей необходимые тяговые свойства МТА. В то время как при тяговой концепции трактора рост массы технологической части неизменно вызывает увеличение массы трактора, а следовательно, и массы всего МТА
При модульной системе построения агрегата теоретически можно пропорционально повышать массу технологической части агрегата и снижать массу энергетической части при одновременном повышении мощности двигателя. Практически вес и энергонасыщенность трактора тягово-энергетической концепции, с одной стороны, и вес технологических модулей, с другой стороны, следует выбирать такими, чтобы отдельно взятый трактор и трактор в сочетании с технологическим модулем соответствовали по весу тракторам смежных тяговых классов по действующему в нашей стране типажу.
Такой подход к созданию модульных энерготехнологических средств позволяет использовать трактор тягово-энергетической концепции или в сочетании с тягово-прицепным модулем в агрегате с имеющимся шлейфом сельскохозяйственных машин, предназначенных для работы с серийно выпускаемыми тракторами двух смежных тяговых классов. Такой трактор становится более универсальным, а скомплектованный на его базе МТА – высокопроизводительным.
Активный привод колес технологической части МТА существенно влияет на формирование энергетического баланса и тягового КПД агрегата. Характер этого влияния зависит от типа активного привода колес технологического модуля и типа ходовой системы трактора. Потери на качение тягово-приводного МТА снижаются вследствие двух факторов: уменьшения эксплуатационного веса трактора и передачи привода на опорные колеса технологической части агрегата от двигателя. Последнее объясняется тем, что шины ведущих колес имеют больший диаметр и меньшее давление воздуха в сравнении с шинами опорных колес. Дополнительное снижение буксования движителей МТА возможно при совпадении колеи колесного трактора и колеи технологического модуля.
Потери в трансмиссии МТА несколько возрастут в случае применения механического активного привода колес технологической части агрегата. При большой рассредоточенности ведущих колес на широкозахватном агрегате, а также для автоматического бесступенчатого регулирования кинематического согласования с движителями трактора тягово-энергетической концепции в качестве активного привода колес целесообразен бесступенчатый привод гидрообъемного или электрического типа. Использование таких приводов с более низким, чем у механических трансмиссий, КПД приводит к снижению КПД трансмиссии МТА в целом и к увеличению потерь энергии. Однако удобство гидрообъемных трансмиссий расширяет их применение в сельскохозяйственном машиностроении. Значительное количество сельскохозяйственных машин и их рабочие органы приводятся гидроприводом.
Одним из возможных элементов тягово-приводного агрегата может быть предложен промежуточный тягово-прицепной модуль, который состоит из ведущего моста и универсального гидрофицированного навесного оборудования для агрегатирования полунавесных сельскохозяйственных машин, комбайнов и прицепов.
Перспективным элементом тягово-приводного МТА является комбинированный агрегат на базе технологического модуля с активным приводом опорных колес от двигателя. Комбинированные агрегаты стали выпускать в конце шестидесятых годов прошлого века. За прошедшие годы они получили широкое применение в сельскохозяйственном производстве как у нас в стране, так и за рубежом.
Комбинированные агрегаты представляют собой комплекс технологически согласованных рабочих органов установленных на базовый модуль или на одну машину. Поэтому комбинированные агрегаты могут одновременно выполнять сразу несколько технологических операций, чем они в свою очередь отличаются от других простых сельскохозяйственных машин. Комбинированные агрегаты пользуются преимуществом еще и потому, что они уменьшают количество проходов тракторов и сельскохозяйственных машин по полю для выполнения технологических операций, что, в конечном счете, уменьшает уплотнение почвы и ее удельное сопротивление, при этом уменьшаются энергетические затраты.
Недостатком имеющихся комбинированных почвообрабатывающих агрегатов являются значительные вес и тяговое сопротивление, отсутствие технологической универсальности. Комбинированный почвообрабатывающий агрегат может применяться преимущественно для основной или для предпосевной обработки почвы и в основном предназначен для тракторов класс 3 с номинальным тяговым усилием 30 кН. Для тракторов класса 1,4…2 с номинальным тяговым усилием 14…20 кН практически не предусмотрены комбинированные агрегаты в связи с большим тяговым сопротивлением и малой шириной захвата. Часто отсутствуют рабочие органы активного типа, подрезающие корневую систему сорных растений. Для создания мелкокомковой структуры отдельными агрегатами необходимо проходить несколько раз.
Комплектование комбинированного агрегата на базе технологического модуля с активным приводом опорных колес от двигателя путем установки сменных блоков рабочих органов на базовом тяговом модуле позволит сделать такой агрегат универсальным, более производительным при использовании его увеличенной массы, как сцепной. Такой агрегат может быть использован как для основной, так и предпосевной обработки почвы, а также осенью после уборки зерновых культур для подрезания корневой системы и заделки в почву пожнивных остатков.
Комплектование машинно-тракторных агрегатов на базе энергонасыщенного трактора как отдельно, так и в сочетании с тягово-прицепным модулем, или комбинированным агрегатом на базе технологического модуля с активным приводом опорных колес от двигателя, делает трактор тягово-энергетической концепции универсальным. При этом используется шлейф сельскохозяйственных машин, предназначенных для работы с серийно выпускаемыми тракторами двух смежных тяговых классов, а возможность изменения массы трактора в соответствии с требуемым тяговым усилием, за счет применения тягово-прицепного модуля, исключает необходимость вынужденного перемещения по полю излишней массы трактора, дополнительных затрат энергии и топлива.
Характерной особенностью трактора тягово-энергетической концепции в сравнении с тракторами тяговой концепции является его универсальность, т. е. его можно использовать в разных тяговых классах с различным шлейфом машин. Технологические модули могут быть не только тягово-прицепными, но и другого назначения, например пропашные. Их разработка в перспективе еще больше расширит диапазон технологической универсальности трактора новой технической концепции, позволит расширить технологические возможности и повысить производительность МТА на базе тракторов класса 1,4…2.
Преимущества тракторов тягово-энергетической концепции и МТА на их основе следующие:
-производительность возрастает практически пропорционально повышению единичной мощности;