TEZĂ DE DOCTORAT - UniTBv · 2018-01-31 · Aspecte actuale privind cultivarea legumelor în...

Universitatea Transilvania din Braşov Şcoala Doctorală Interdisciplinară

Departamentul: Ingineria şi Managementul Alimentaţiei şi

Turismului

Ing. VLAD R. Constantin

TEZĂ DE DOCTORAT

CERCETĂRI PRIVIND OPTIMIZAREA ENERGETICĂ A PROCESULUI DE PREGĂTIRE A PATULUI GERMINATIV LA

ÎNFIINŢAREA CULTURILOR DE LEGUME /

RESEARCHES REGARDING THE ENERGETIC OPTIMIZATION OF THE GERMINATION BED PREPARATION PROCESS FOR

VEGETABLE CULTURES

Rezumatul tezei de doctorat Summary of PhD Thesis

Conducător ştiinţific,

Prof. univ. dr. ing. BRĂTUCU Gheorghe

Braşov

2013

MINISTERUL EDUCAŢIEI NAŢIONALE

UNIVERSITATEA “TRANSILVANIA” DIN BRAŞOV BRAŞOV, B-DUL EROILOR NR. 29, 500036, TEL. 0040-268-413000, FAX 0040-268-410525

RECTORAT

D-lui (D-nei) ..............................................................................................................

COMPONENŢA Comisiei de doctorat

Numită prin ordinul Rectorului Universităţii „Transilvania” din Braşov Nr. 6050 din 27.09.2013

PREŞEDINTE:

Prof. univ. dr. ing. Carol CSATLOS Decan - Facultatea de Alimentaţie şi Turism Universitatea „Transilvania” din Braşov

CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC: Prof. univ. dr. ing. Gheorghe BRĂTUCU Universitatea „Transilvania” din Braşov

REFERENŢI: Prof. univ. dr. ing. Gigel PARASCHIV Universitatea Politehnica Bucureşti

Cerc. şt. pr. I dr. ing. Vasile MOCANU Institutul de Cercetare - Dezvoltare pentru Pajişti Braşov

Prof. univ. dr. ing. Florean RUS Universitatea „Transilvania” din Braşov

Data, ora şi locul susţinerii publice a tezei de doctorat: 11.12.2013, ora 09.30, sala RP6, la Facultatea de Alimentaţie şi Turism Eventualele aprecieri sau observaţii asupra conţinutului lucrării vă rugăm să le transmiteţi în timp util, pe una din adresele: [email protected], [email protected], sau [email protected]. Totodată vă invităm să luaţi parte la şedinţa publică de susţinere a tezei de doctorat. Vă mulţumim.

mailto:[email protected]�

mailto:[email protected]�

Cercetări privind optimizarea energetică a procesului de pregătire a patului germinativ la înfiinţarea culturilor…

1 Autor: Ing. VLAD R. Constantin Conducător ştiinţific: Prof. univ. dr. ing. BRĂTUCU Gheorghe

CUPRINS Pg.

teza Pg. Rezumat

Prefaţă…………………………………………………………………………………..………….. 7 3

1. Aspecte actuale privind cultivarea legumelor în România……………………………………. 9 5 1.1. Rolul şi importanţa legumiculturii………………………………………………….……….... 9 5 1.2. Principalele plante legumicole cultivate în România……………..………..……..……….…. 17 6 1.3. Situaţia actuală a legumiculturii în România……………………......………….......….…….. 27 7 1.4. Caracteristicile fizice, fizico-mecanice şi chimice ale solurilor pe care se cultivă plantele

legumicole………………….……………………………………………………….……………..…

32 7 1.5. Tehnologia generală a cultivării plantelor legumicole……………...……..…..…………….. 41 11 1.6. Concluzii privind cultivarea plantelor legumicole în România…………….….......................

51 12

2. Stadiul actual şi tendinţe în domeniul energeticii echipamentelor şi tehnologiilor pentru pregătirea patului germinativ la înfiinţarea culturilor de legume………………..….………… 53 12

2.1. Indicii calitativi impuşi la pregătirea patului germinativ în legumicultură………………..….

53 12 2.2. Variante tehnologice pentru pregătirea patului germinativ la înfiinţarea culturilor

legumicole…………………………………………………………………………………..……..…

58 16 2.3. Stadiul actual şi tendinţe în construcţia de echipamente pentru pregătirea patului germinativ

în legumicultură……………………………………………………………………………..…….…

60 17 2.4. Stadiul actual al cercetărilor teoretice în domeniul energeticii echipamentelor şi

tehnologiilor pentru pregătirea patului germinativ în legumicultură……………………..……….…

87 29 2.5. Concluzii privind energetica echipamentelor şi tehnologiilor pentru pregătirea patului

germinativ în legumicultură……………………………………………..……………….…………. 111 41 3. Necesitatea şi obiectivele lucrării ………………………………………………………….…… 115 42

3.1. Necesitatea lucrării de doctorat…………...……………..…………….…………………..…. 115 42 3.2. Obiectivele lucrării de doctorat…………………………...……………….……….…….….. 116 43 3.3. Metodica generală de cercetare în lucrare………………......……............………..….…….... 116 43

4. Contribuţii teoretice la optimizarea energetică a lucrărilor de pregătire a patului germinativ în legumicultură…………………………………………………………….………… 119 45

4.1. Bazele optimizării procesului tehnologic de pregătire a patului germinativ în legumicultură……………………………………………………………………………….……….. 119 45

4.2 Exploatarea echipamentelor tehnice pentru pregătirea patului germinativ la înfiinţarea culturilor de legume……………………………………………………….…………………………

121 46

4.3. Modelarea matematică a consumurilor energetice ale echipamentelor tehnice folosite la pregătirea patului germinativ în legumicultură……………………………..………………………. 124 47

4.4. Modelarea matematică a consumurilor energetice ale variantelor tehnologice pentru pregătirea patului germinativ în legumicultură……………………………………………………… 150 61

4.5. Posibilităţi de optimizare energetică a lucrărilor de pregătire a patului germinativ în legumicultură………………………………………………………………..............………………. 156 62

4.6. Concluzii teoretice privind optimizarea energetică a lucrărilor de pregătire a patului germinativ în legumicultură………………………………………………………………………… 158 62

5. Cercetarea experimentală a echipamentelor pentru pregătirea patului germinativ la înfiinţarea culturilor de legume…..………………………………………………………………. 161 63

5.1. Obiectivele cercetărilor experimentale……………………………………………..………… 161 63 5.2. Obiectele cercetării experimentale………………………………..…………...………...….... 162 64 5.3. Metodica cercetării experimentale………………………………..………….………….….... 166 64 5.4. Aparatura şi echipamentele folosite la cercetările experimentale............................................. 168 66 5.5. Desfăşurarea cercetărilor experimentale…………………………..…..................……..……. 173 67 5.6. Prelucrarea, analiza şi interpretarea rezultatelor cercetărilor experimentale………….…..…. 199 86 5.7. Concluzii privind cercetarea experimentală şi optimizarea energetică a lucrărilor pentru

pregătirea patului germinativ la înfiinţarea culturilor de legume…………………………….…..…. 200 88 6. Concluzii finale………………………………………………..……………………………..…... 203 90

6.1. Concluzii generale…………………...………………………………………….…………… 203 90 6.2. Concluzii privind cercetările teoretice şi experimentale……………………….…….............. 205 91 6.3. Contribuţii personale…………….…………………………………………….………….….. 208 93 6.4. Direcţii viitoare de cercetare………………………………………………………..….…..…. 209 94

Bibliografie………………………………………………………………………………………..… 210 95

Anexe …………………………………………….………………………………………….……… 218 97



CONTENT

Pg. thesis

Pg. abstract

Foreword …………………………………………………………………….…………………………..……. 7 3 1. Current Aspects Concerning Vegetable-Growing in Romania …………………………………..……. 9 5

1.1. The role and importance of vegetable …growing………………...…..…….......................................... 9 5 1.2. The main vegetables cultivated in Romania………………….………...…………..….……................. 17 6 1.3. The current situation of vegetable-growing in Romania……………………...………..……………… 27 7 1.4. The physical, physico-mechanical and chemical characterisics of the soils where vegetables are being

cultivated ….………………………………………………………………………………………….………. 32

7

1.5. The general technology of vegetable growing………………………..…...…………………………… 41 11 1.6. Conclusions regarding vegetable growing in Romania…………..……................................................. 51 12

2. Current Situation and Tendencies in the Field of Equipment Energetics and Technologies for Preparing the Germination Bed for Vegetable Growing……………………………………………. 53 12

2.1.Qualitative parameters required for the preparation of the germination bed in vegetable growing…… 53 12 2.2. Technological alternatives for preparing the germination bed when setting up vegetable cultures …… 58 16 2.3. Current situation and trends in manufacturing equipments used for preparing the germination bed in

vegetable growing………………………………………………….…………….……………………………. 60 17 2.4. Current situation of theoretical research in the field of equipment energetics and technologies for

preparing the germination bed in vegetable growing……………………...…………………………………...

87 29 2.5. Conclusions regarding equipment energetics and technologies for preparing the germination bed in

vegetable growing…………………………………………………..……………………………………….… 111 41 3. The Necessity and Objectives of the Doctorate Thesis

115 42

3.1. The necessity of the doctorate thesis…………..……..………………………..……………………..… 115 42 3.2. The objectives of the doctorate thesis …….…...……………….………………..……………………. 116 43 3.3. The general research methodology of the thesis…………….…………………….................................. 116 43

4. Theoretical Contributions to the Energetic Optimization in the Process of Preparing the Germination Bed in Vegetable Growing…………………………………………………………………… 119 45

4.1.The fundamentals of optimizing the technological process of preparing the germination bed in vegetable growing ……………………………………………………………………………….…….……… 119 45

4.2 The exploitation of the technical equipments for preparing the germination bed in seting up vegetable cultures…………………………………………………………………..…………………………………….. 121 46

4.3. The mathematical modelling of enegetic consumption of the technical equipments used in preparing the germination bed in vegetable growing………………………………………………………………..……. 124 47

4.4. The mathematical modelling of enegetic consumption of the technical alternatives used in preparing the germination bed in vegetable growing……………………………………….…………………………….. 150 61

4.5. Ways of energetic optimization of the preparation works for the germination bed in vegetable growing………………………………………………………………………………………………………… 156 62

4.6. Theoretical conclusions regarding energetic optimization of the preparation works for the germination bed in vegetable growing…………………………………………….……………..……………. 158 62

5. Experimental Research on the Equipments Used for the Preparation of the Germination Bed in Setting up Vegetable Cultures………………………………………………………….…………………… 161 63

5.1. The objectives of the experimental research………………….………………………….…..………… 161 63 5.2. The objects of the experimental research………..…………...………………..…..…………….…….. 162 64 5.3. The experimental research methodology……………………………….………..….……..……….….. 166 64 5.4. The gear and equipments used in experimental research ........................................................................ 168 66 5.5. The consecution of experimental research ……………………..……………….……..............………. 173 67 5.6. The processing, analysis and outcome interpretation in experimental research……………..………….

199 86 5.7. Conclusions regarding the experimental research and energetic optimization of the preparation works

for the germination bed in vegetable growing………………………………………………………………… 200 88 6. Final Conclusions……………………………………………………….………………………………. 203 90 6.1. General conclusions…………………...…………………………………………………….…..……… 203 90 6.2. Conclusions regarding the theoretical and experimental research…………………….……….……..... 205 91 6.3. Individual contributions………………………………………………………………………...……… 208 93 6.4. Future research directions…………………………………………………………………….………... 209 94

Bibliography……………………………………………………………………..………………………….…

210 95 Appendix…………………………………………………………………………………………….…………

218 97



Prefaţă

Legumicultura este o ramură de bază a agriculturii care furnizează populaţiei produse esenţiale pentru o alimentaţie raţională. Fiind bogate în glucide, protide, lipide, săruri minerale şi apă, legumele se consumă pe tot parcursul anului, atât în stare proaspătă sau conservată, dar reprezintă şi materia primă pentru unele ramuri industriale. Aromele plăcute, coloritul deosebit de diversificat etc., au condus la situaţia în care legumele să nu poată lipsi de la nicio masă, indiferent dacă este vorba de consumatori obişnuiţi sau foarte pretenţioşi.

Aşezarea geografică, clima şi multiplele forme de relief specifice României au condus la dezvoltarea în timp a unor adevărate bazine legumicole, reprezentative fiind cele din jurul unor oraşe mari (Buzău, Galaţi, Arad, Târgovişte, Bucureşti, Braşov etc.), dar şi gospodăriile ţărăneşti de pe întreg teritoriul ţării, unde se asigură nu numai necesarul propriu de produse, dar şi un supliment important destinat pieţei. Faţă de speciile tradiţionale de legume, în ultima perioadă au început să se aclimatizeze noi specii şi soiuri, care diversifică oferta pentru piaţă şi aduc pe masa populaţiei produse tot mai variate şi foarte interesante.

Trebuie remarcată totuşi situaţia oarecum nesatisfăcătoare în care s-a aflat legumicultura românească în ultimele decenii, ca urmare a liberalizării pieţei europene unite, dar şi a globalizării comerţului cu asemenea produse. Lipsa unor organizaţii profesionale ale micilor agricultori, dar şi a unei legislaţii care să îi protejeze în etapele de început ale dezvoltării unor ferme legumicole, au făcut ca în multe cazuri producătorii români să nu poată face faţă concurenţei externe, de multe ori protejată puternic în ţările de origine.

Una din cauzele costurilor ridicate ale producerii legumelor în România o reprezintă cheltuielile mari la înfiinţarea culturilor legumicole, datorate utilizării unor echipamente tehnice depăşite moral, mari consumatoare de energie şi care, în plus, aduc şi prejudicii de natură ecologică solurilor, ca urmare a distrugerii structurii şi texturii acestora prin trecerile repetate pe aceleaşi urme.

Acest aspect a fost abordat şi în prezenta teză de doctorat, în care obiectivul principal l-a reprezentat reducerea consumurilor energetice la înfiinţarea culturilor legumicole, prin proiectarea, fabricarea şi utilizarea unor agregate complexe, care la o singură trecere să rezolve 4-5 operaţii, executate individual în tehnologiile clasice. În felul acesta consumul energetic pentru această etapă se reduce cu mai mult de 50%, solul este protejat, lucrările se pot executa la termenele şi condiţiile agrotehnice optime, iar forţa de muncă se eliberează pentru alte tipuri de lucrări specifice legumiculturii.

Lucrarea de doctorat este redactată pe 204 pagini, fiind structurată pe 6 capitole, în ultimul sistematizându-se concluziile referitoare la necesitatea şi utilitatea lucrării, rezultatele obţinute, contribuţiile autorului şi direcţiile viitoare de cercetare pe care trebuie să se facă în continuare cercetări. De asemenea, lucrarea este ilustrată prin 89 figuri şi grafice şi conţine 123 relaţii de calcul, 43 tabele şi o listă bibliografică cu 109 titluri, care includ şi lista lucrărilor ştiinţifice publicate pe tema lucrării de doctorat, un rezumat scurt în limba română şi engleză, precum şi CV-urile autorului în limbile română şi engleză.

În capitolul 1, intitulat „Aspecte actuale privind cultivarea legumelor în România”, se începe cu prezentarea importanţei legumiculturii, ca ramură a agriculturii şi situaţia acesteia în România. Se evidenţiază principalele specii cultivate, caracteristicile fizico-botanice ale acestora, conţinutul în substanţe valoroase şi cerinţele lor faţă de mediul de dezvoltare, exemplificându-se cu caracteristicile solurilor din bazinul legumicol al Buzăului. De asemenea, se analizează evoluţia suprafeţelor cultivate şi a producţiilor la principalele specii de legume pe ultimii ani.

În capitolul 2, intitulat „Stadiul actual şi tendinţe în domeniul energeticii echipamentelor şi tehnologiilor pentru pregătirea patului germinativ la înfiinţarea culturilor de legume”, se prezintă la început indicii calitativi impuşi la pregătirea patului germinativ în legumicultură, evidenţiindu-se importanţa acestora pentru creşterea unor plante viguroase, capabile să asigure recolte mari. În continuare se analizează variantele tehnologice aplicabile la pregătirea patului germinativ în legumicultură şi stadiul actual şi tendinţe în construcţia de echipamente pentru această lucrare importantă. Specifice acestui capitol sunt sintezele referitoare la stadiul actual al cercetărilor teoretice în domeniul energeticii echipamentelor şi tehnologiilor, în care sunt analizate sub aspect energetic toate lucrările implicate în pregătirea patului germinativ în legumicultură.



Capitolul 3, intitulat „Necesitatea şi obiectivele lucrării de doctorat”, reprezintă o sinteză a primelor două capitole, pe baza căreia se definesc necesitatea şi importanţa lucrării de doctorat, obiectivul principal al acesteia (optimizarea energetică a lucrărilor şi echipamentelor folosite la înfiinţarea culturilor legumicole şi conservarea potenţialului productiv al solului), obiectivele subsidiare necesare atingerii obiectivului principal şi o metodică generală de cercetare teoretică şi experimentală, pe baza căreia să se asigure în final rezolvarea temei propuse.

În capitolul 4, intitulat „Contribuţii teoretice la optimizarea energetică a lucrărilor de pregătire a patului germinativ în legumicultură”, se prezintă pe rând aspectele teoretice de bază referitoare la modelarea matematică a consumurilor energetice, pentru fiecare agregat şi lucrare individuală care participă la pregătirea patului germinativ şi înfiinţarea culturilor în legumicultură, precum şi pentru aceeaşi situaţie rezolvată cu un echipament complex, care să cumuleze mai multe operaţii individuale. Pentru fiecare lucrare se analizează posibilităţile de optimizare energetică.

Capitolul 5, intitulat „Cercetarea experimentală a echipamentelor pentru pregătirea patului germinativ la înfiinţarea culturilor de legume” este destinat cercetărilor experimentale, pe baza cărora să se valideze cercetările teoretice. S-au definit obiectivul principal şi obiectivele subsidiare ale acestei cercetări, s-au ales echipamentele şi aparatura necesară şi s-a conceput o metodică riguroasă de lucru. Cercetările s-au desfăşurat pe terenurile S.C.D.L.- Buzău şi au vizat măsurarea consumurilor energetice în cazul pregătirii patului germinativ şi însămânţării cu agregate agricole individuale, respectiv cu echipamentul complex realizat de autor. Se remarcă avantajele deosebite ale unui asemenea echipament, atât sub aspectul reducerii semnificative a consumului energetic, cât şi pentru conservarea potenţialului productiv al solului.

În capitolul 6, intitulat „ Concluzii finale” sunt sistematizate realizările şi concluziile capitolelor precedente din lucrare. Se demonstrează că tema lucrării este importantă şi de actualitate, că cercetările teoretice se bazează pe cele mai actuale teorii existente pe plan mondial şi că desfăşurarea cercetărilor experimentale este corectă, iar rezultatele acesteia sunt corespunzătoare. Cu obiectivele urmărite. Contribuţiile personale pun în evidenţă valoarea lucrării, originalitatea şi implicarea autorului în rezolvarea problemelor din acest domeniu.

***

Prezenta lucrare de doctorat a fost realizată sub îndrumarea ştiinţifică a domnului prof. univ. dr. ing.

Gheorghe BRĂTUCU, căruia îi adresez deosebite mulţumiri pentru sprijinul, încrederea şi înalta competenţă cu care m-a îndrumat pe tot parcursul elaborării tezei de doctorat.

Adresez, de asemenea, mulţumiri cadrelor didactice din cadrul Facultăţii de Alimentaţie şi Turism a Universităţii Transilvania din Braşov pentru asigurarea cadrului organizatoric de desfăşurare a activităţii de doctorat, conducerii Departamentului Ingineria şi Managementul Alimentaţiei şi Turismului, precum şi colectivelor de profesori care au participat în comisiile de evaluare la examenele şi referatele pe perioada parcurgerii programului de pregătire la doctorat, pentru sfaturile pertinente şi de înaltă valoare ştiinţifică acordate.

De asemenea, adresez mulţumiri conducerii şi colectivului de specialişti de la Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Maşini şi Instalaţii destinate Agriculturii şi Industriei Alimentare – I.N.M.A. Bucureşti pentru ajutorul acordat la definitivarea cercetărilor experimentale.

Nu în ultimul rând, mulţumesc familiei mele pentru sprijinul moral şi afectiv şi pentru înţelegerea pe care mi-au arătat-o pe toată această perioadă.

Braşov, noiembrie 2013 Ing. Constantin R. VLAD



1. 1. ASPECTE ACTUALE PRIVIND CULTIVAREA LEGUMELOR ÎN ROMÂNIA

1.1. Rolul şi importanţa legumiculturii

Fiind bogate în glucide, protide, lipide, săruri minerale şi apă, legumele se consumă pe tot parcursul anului, atât în stare proaspătă sau conservată, dar reprezintă şi materia primă pentru unele ramuri industriale.

Faţă de alte alimente, legumele au un conţinut mai scăzut de substanţe energetice (lipide, glucide), fiind produse hipocalorice, dar au un conţinut ridicat de vitamine şi minerale (tab. 1.1).

Tabelul 1.1

Conţinutul în factori nutritivi ai diferitelor alimente, la 100 g substanţă proaspătă [53]

* vitamina A

Tabelul 1.2

Conţinutul în principalele forme de glucide, ale produselor legumicole (% din substanţă proaspătă) [53]

Specia Glucoză Fructoză Zaharoză Amidon Celuloză Ardei 1,41 1,26 0,12 0,30 1,20 Cartofi timpurii 0,20 0,30 0,15 14,20 0,70 Castraveţi 0,88 1,00 0,05 - 0,39 Ceapă 2,24 1,83 1,91 - 0,86 Conopidă 1,16 1,05 0,23 0,20 1,12 Fasole verde 0,99 1,34 0,43 3,10 1,45 Gulii 1,40 1,23 1,29 - 0,82 Mazăre verde 0,06 0,05 1,15 5,40 2,20 Morcovi 1,61 1,45 1,76 - 0,95 Păstârnac rădăcină 0,18 0,24 2,98 2,00 2,00 Pătrunjel frunze 0,50 0,50 1,74 - 1,70 Pepeni 1,60 1,30 9,50 - 0,50 Porumb zaharat 0,62 0,37 2,15 8,80 3,70 Ridichi 1,33 0,73 0,11 - 0,70 Salată 0,36 0,47 0,09 - 0,76 Sfeclă roşie 0,13 0,12 7,50 - 1,20 Spanac 0,13 0,12 0,21 0,10 0,74

Alimentul Glucide (g)

Protide (g)

Lipide (g)

Valoarea energetică

(kcal)

Vitamine (mg) Minerale(mg) caroten B1 C Ca Fe

Pâine 51,0 8,2 1,2 253 0,00 1,00 2,0 58 0,9 Ouă 0,6 14,0 12,0 171 0,27* 0,12 - 52 2,7

Lapte 5,0 3,4 3,4 67 0,03* 1,7 120 Carne de porc 0,0 11,2 35,0 563 0,00 - 0,5 10 -

Unt 1,0 1,0 80,0 785 0,70* 0,14 0,3 300 - Legume frunze 3,7 1,6 0,3 26 2,33 0,06 44,0 76 2,3 Legume fructe 5,3 2,0 0,4 44 2,26 0,02 19,0 30 0,8

Legume rădăcini 6,0 0,7 0,2 45 6,01 0,10 28,0 68 1,2 Legume bulbi 9,2 1,6 0,2 72 0,70 0,06 26,0 82 0,8

Cartofi 19,4 1,9 0,1 87 0,15 0,11 40,0 15 1,0



Tomate 0,90 1,42 0,01 0,10 0,70 Ţelină 0,20 0,30 - 2,00 0,90 Usturoi 0,77 0,75 2,27 - 0,53 Varză albă 1,60 2,02 0,10 - 0,97 Varză roşie 1,20 1,67 0,29 - 0,90 Vinete 1,51 1,53 0,25 1,00 Varză de Bruxelles 2,10 1,30 1,10 - 1,50

Valoarea energetică a legumelor este dată de conţinutul de glucide, protide, lipide,

apreciind aportul energetic al acestora, exprimat în kcal/g, la 4,1 pentru glucide şi protide şi la 9,3 pentru lipide [53].

Cele mai ridicate valori energetice exprimate în kcal/100 g s.p., le înregistrează usturoiul (139), batatul (137), porumbul zaharat (87), mazărea verde (81), cartofii (70), hreanul (63), pepenii galbeni (54), sfecla roşie (41); valori mijlocii de 30-40 kcal/100 g înregistrează pătrunjelul, varza de frunze, pepenii verzi, varza de Bruxelles, fasolea verde şi ceapa. Toate celelalte legume realizează numai câte 10…25 kcal/100 g.

Tabelul 1.3 Conţinutul de protide (%) şi aminoacizi esenţiali (mg/100 g s.p.)

1.2. Principalele plante legumicole cultivate în România

1.2.1. Plante legumicole din familia solanacee [53] 1.2.1.1. Tomatele 1.2.1.2. Ardeiul 1.2.1.3. Pătlăgelele vinete

1.2.2. Plante legumicole din familia cucurbitacee 1.2.2.1. Castravetele

1.2.3. Plante legumicole din familia crucifere

Specia Protide Izo- leucina Leucina Valina Metio-

nina Fenil-

alanină Treonină Triptofan Lizina Histidina

Cartofi 2,1 80-100 100-140 100-120 30-40 80-100 70-90 20-40 100-130 30-50

Ciuperci 2,8 60-160 100-130 70-130 10-40 50-110 70-110 10-30 120-260 40-80

Conopidă 2,5 100-110 130-180 130-180 10-70 40-90 70-130 20-40 130-150 40-50

Fasole albă 21,3 920-

1430

1530-

2360

1020-

1520

110-

310

700-

1570

550-

1140

80-

350

1130-

2020

320-

780

Mazăre verde 6,5 270-330 310-460 270-310 40-60 180-290 240-290 40-60 310-410 110-140

Morcov 1,1 30-50 40-60 30-50 10-120 20-40 30-40 10-20 20-60 10-20

Salată 1,2 50-80 70-80 60-70 0-20 40-60 50-60 0-10 40-80 10-20

Spanac 2,4 60-130 110-240 70-210 20-60 40-150 60-170 30-60 70-230 30-80

Sparanghel 1,9 60-70 60-100 90-100 20-30 50-60 50-60 10-30 80-100 30-40

Tomate 1,1 - - 20-30 0-10 20-30 20-30 0-10 20-50 10-20

Varză 1,2 30-40 50-60 30-50 10-20 20-40 30-40 - 40-90 20-30



1.2.3.1. Varza albă 1.2.6.1. Ceapa verde (stufat)şi usturoiul

1.3. Situaţia actuală a legumiculturii în România Producţia fizică realizată anual, variabilă între 3 şi 4 milioane tone, reprezintă un

important procent din valoarea producţiei agricole şi a produsului intern brut, cu o participaţie de 20…30% la aprovizionarea populaţiei autohtone [53].

103.7

209.4

309.5

248.5

280.2262.7

0

50

100

150

200

250

300

350

Supr

afat

a (m

ii ha

)

Anul 1938 Anul 1960 Anul 1980 Anul 1990 Anul 2000 Anul 2010

Evolutia suprafetelor cultivate cu legume in Romania 1938-2010 (mii ha)

mii ha

Fig.1.20. Evoluţia suprafeţelor cultivate cu legume în România în perioada 1938-2010

591.8

2018.7

3459.3

2739.1

3058.4

3875.4

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Prod

uctii

(mii

tone

)

Anul 1938 Anul 1960 Anul 1980 Anul 1990 Anul 2000 Anul 2010

Evolutia productiilor de legume obtinute in Romania 1938-2010 (mii tone)

mii t

Fig.1.21. Evoluţia producţiilor totale de legume obţinute în România în perioada 1938-2010

Perspectivele legumiculturii. În viitor, pe plan mondial va continua sporirea

randamentului culturilor legumicole, ca urmare a creşterii consumului de legume proaspete, prin utilizarea unor cultivaruri tot mai performante, prin extinderea şi perfecţionarea continuă a sistemelor de cultură care permit, în măsură tot mai mare, mecanizarea şi automatizarea unor procese de producţie.

1.4. Caracteristicile fizice, fizico-mecanice şi chimice ale solurilor pe care se cultiva plantele legumicole

Solul este stratul superficial al scoarţei terestre în care au loc procese complexe fizico-chimice şi biologice, prin care elementele nutritive sunt reţinute şi acumulate sub formă de



materie organică şi eliberate prin mineralizare, [49], [50]. Acesta este un sistem eterogen, polidispers, alcătuit din trei faze: faza solidă (din care 45% partea minerală, 5% partea organică), faza lichidă şi faza gazoasă [49], [50].

Solul este un corp natural, care s-a dezvoltat şi se dezvoltă în continuare din roci şi minerale, sub influenţa factorilor de mediu şi sub influenţa omului. Solul este principalul mijloc de producţie în legumicultură, servind ca suport mecanic şi mediu pentru rădăcinile plantelor.

Caracteristicile fazelor conferă solului proprietăţile acestuia, care se grupează în două categorii [20], [21]:

• proprietăţi care influenţează creşterea şi dezvoltarea plantelor, care la rândul lor se clasifică în: • proprietăţi hidrofizice, de aeraţie şi termice; • proprietăţi chimice,

• proprietăţi care influenţează comportamentul utilajelor cu care se realizează lucrările agricole, care se clasifică în: • proprietăţi fizice; • proprietăţi fizico-mecanice.

1.4.1. Proprietăţile fizice ale solului

Faza solidă a solului este alcătuită din particule de diferite dimensiuni, care se grupează în fracţiuni granulometrice. În procesul de dezagregare şi alterare rezultă componenţi ce se pot grupa după dimensiunile lor în: • material scheletic, fragmente cu diametre mari de 2 mm: pietriş, pietre şi bolovani; • pământul propriu-zis, fin: nisip, praf şi argilă.

Proprietăţile fizice de bază ale solului sunt: textura, structura, densitatea solului, densitatea aparentă, porozitatea solului, aria specifică a solului.

Textura se defineşte prin proporţia de participare procentuală a particulelor de bază în alcătuirea unui sol. Textura solului reprezintă compoziţia sa granulometrică. Pentru gruparea particulelor în fracţiuni granulometrice se folosesc mai multe scări, cele mai utilizate fiind scara Atterberg şi USDA, prezentate în tabelul 1.6. şi tabelul 1.7:

Tabelul 1.6 Gruparea particulelor în fracţiuni granulometrice după scara Atterberg [40]

Argilă Praf Nisip fin Nisip grosier Material scheletic Diametrul<0,002 mm 0,002...0,02 mm 0,02...0,2 mm 0,2...2,0 mm >2,0 mm

Tabelul 1.7

Gruparea particulelor în fracţiuni granulometrice după Scara USDA (Depart. Agriculturii SUA)[40]

Argilă Praf Nisip fin Nisip mijlociu

Nisip grosier

Nisip f. grosier

Material scheletic

<0,002 mm

0,002...0,05 mm

0,05...0,1 mm

0,1...0,5 mm

0,5...1,0 mm

1,0...2,0 mm

>2,0 mm

În funcţie de textură, solurile se grupează în clase texturale, denumite şi specii texturale. În

România se folosesc 10 clase texturale, grupate în 5 categorii, conform tabelului 1.8. Tabelul 1.8

Clasificarea solurilor după textură[40] Categoria de textură Specia texturală Argilă, % Praf, %

sub 0,01 mm sub 0,002 mm 0,02...0,002 mm Grosieră Nisipoasă < 10 <5 <32



Grosieră mijlocie Nisipo-lutoasă 11….20 6….12 <32 Mijlocie

Luto-nisipoasă <20 <12 >33 Luto-nisip.-argil. 31…..45 21….32 <14 Lutoasă 31….45 21….32 15….30 Luto-prăfoasă 31….45 21…..32 >33

Mijlocie fină Luto-argiloasă 46….60 33….45 <32 Luto-argil.-praf. 46….60 33….45 >33

Fină Argilo-lutoasă 46….60 46….60 - Argiloasă >71 >61 >33

Densitatea solului reprezintă greutatea unităţii de volum a fazei solide. Densitatea aparentă este greutatea volumetrică şi reprezintă raportul dintre greutatea

unui sol complet uscat şi volumul total al probei, recoltată în aşezare naturală. Porozitatea solului este raportul dintre volumul total al porilor şi volumul total al

solului, în procente. Aria specifică a solului

1.4.2. Proprietăţile fizico-mecanice ale solurilor

Proprietăţile fizico-mecanice principale ale solurilor sunt următoarele: coeziunea, aderenţa,

consistenţa, plasticitatea, variaţia de volum, frecarea, deformarea solului prin prelucrare, (rezistenţa la compresiune, rezistenţa la tăiere, rezistenţa la penetrare, rezistenţa la arat) [50], [117].

1.4.2.1. Coeziunea solului Coeziunea este proprietatea solului de a se opune forţelor care tind să-l deformeze. Este

determinată de forţele de atracţie reciprocă dintre particulele de sol în punctele lor de contact. Forţele de atracţie sunt cu atât mai mari, cu cât particulele solului sunt mai mici şi mai apropiate una de alta, iar suprafaţa lor de contact este mai mare [40].

1.4.2.2. Consistenţa solului Consistenţa este gradul de tărie al unui sol şi reprezintă rezistenţa lui la sfărâmare [77].

Este rezultanta forţelor de coeziune şi de adeziune internă. În solul uscat consistenţa este determinată de coeziune, iar în solul umed de adeziunea internă. Se constată că odată cu modificarea umidităţii solului se modifică şi consistenţa lui, deci un sol poate prezenta mai multe stări sau forme de consistenţă (tab.2.4). Fiecărei forme de consistenţă îi corespund anumite însuşiri: friabilitate, plasticitate, tărie, aderenţă, curgere şi pot fi apreciate folosind indicele de consistenţă Ic. Indicele de consistenţă se calculează cu formula:

Ic = ipic

ic

LLUL

−−

, (1.2)

unde: Lic este limita inferioară de curgere sau limita superioară a plasticităţii, în % umiditate; Lip limita inferioară a plasticităţii, în % umiditate; U umiditatea solului, în % din masa solului uscat.

Tabelul 1.9

Formele şi limitele de consistenţă ale solului [8], [10] Formele de consistenţă

Indicele de consistenţă

Caracteristicile formelor de consistenţă

Limita de consistenţă

Tare

Ic > 1

Solul este uscat, se prezintă ca o masă tare, solidă, prin presare se obţine praf.

Limita de contracţie –Lc

Solul este reavăn, cu caracter semi-



Friabilă Ic ≥ 1 solid, la presare se desface uşor, nu este modelabil.

Limita inferioară a plasticităţii – Lip, sau de frământare – Lf

Plastic nelipicioasă

Ic = 0,75…1,0

Solul este bine umezit, formează o pastă nelipicioasă care se poate modela.

Limita de aderenţă –La Plastic lipicioasă

Ic = 0,5 … 0,75

Solul este bine umezit, devine plastic, aderent, dar nu curge.

De curgere vâscoasă

Ic ≤ 0

Solul are un exces mare de apă, este transformat în noroi, curge în strat gros, solul este o suspensie vâscoasă.

Limita superioară a plasticităţii – Lsp, sau inferioară de curgere –Lic Limita de curgere De curgere

subţire Ic < 0 Solul formează o suspensie lichidă

de sol în apă.

1.4.2.3. Plasticitatea solului Plasticitatea este proprietatea solului de a-şi schimba forma la un anumit conţinut de

umiditate, sub influenţa unei forţe exterioare, şi să şi-o păstreze după încetarea forţei. 1.4.2.4. Variaţia de volum

Variaţia de volum este proprietatea solului de a-şi mări volumul prin îmbibare cu apă, iar prin uscare revenirea la volumul iniţial. Mărirea volumului prin îmbibare cu apă se numeşte gonflare şi se datorează hidratării complexului coloidal. Diametrele spaţiilor interparticulare se micşorează, circulaţia apei va fi împiedicată, regimul gazos se înrăutăţeşte. Micşorarea volumului prin uscare se numeşte contracţie şi se află în raport direct cu conţinutul de argilă. Umiditatea la care nu se mai produce contracţia, reducerea volumului, se numeşte limita de contracţie şi reprezintă aceea valoare a umidităţii la care solul nu se mai poate lucra în condiţii bune.

1.4.2.5. Frecarea solului Frecarea este fenomenul care apare în timpul lucrărilor solului. Au loc două feluri de

frecări: • frecarea interioară, care se manifestă între particulele de sol; • frecarea exterioară, care apare între particulele de sol şi organele active cu care

vin în contact. 1.4.2.6. Deformarea solului prin prelucrare

În timpul proceselor de lucru solul este supus unor solicitări sub influenţa cărora se deformează, iar în interiorul lui iau naştere rezistenţe ca:

1. rezistenţa la compresiune; 2. rezistenţa la tăiere; 3. rezistenţa la penetrare; 4. rezistenţa la arat.

1.4.3. Proprietăţile chimice ale solurilor

Solul este un sistem eterogen, în care materia solidă se află în diferite stări de dispersie. Materia minerală şi organică este prezentă în sol sub forma unor particule fine, cu

diametre ф<2µ, formând coloizii solului. Totalitatea coloizilor din sol formează complexul coloidal. Complexul coloidal are însuşirea de a adsorbi diferite substanţe din soluţia solului şi de a realiza schimbul de ioni.



1.5. Tehnologia generală a cultivării plantelor legumicole 1.5.1. Aspecte generale

Legumele au cerinţe aparte faţă de cereale atât în ce priveşte pregătirea patului germinativ, cât şi din punct de vedere al înfiinţării culturii.

1.5.2. Asigurarea materialului biologic 1.5.3. Pregătirea patului germinativ 1.5.4. Înfiinţarea culturilor

Tabelul 1.10 Temperatura solului pentru germinarea seminţelor de legume [53]

Specia Temperatura

minimă, °C

Zona optimă, °C

Temperatura optimă, °C

Temperatura maximă,

°C Ardei 15,6 18,3…35 29,4 35 Castraveţi 15,6 15,6…35 35 40,5 Ceapă 1,7 10…35 23,9 35 Conopidă 4,4 7,2…29,4 26,7 37,8 Dovleac alb 15,6 21,1…35 35 37,8 Dovlecel 15,6 21,1…32,2 35 37,8 Fasole de gradină 15,6 15,6…29,4 26,7 35 Mazăre de gradină 4,4 4,4…23,9 23,9 29,4

Păstârnac 1,7 10…21,2 18,3 29,4 Pătrunjel 4,4 10…29,4 23,9 32,2 Pepeni galbeni 15,6 23,9…35 32,2 37,8 Pepeni verzi 15,6 21,1…35 35 40,5 Porumb dulce 10 15,6…35 35 40,5 Ridichii 4,4 7,2…32,5 29,4 35 Sfeclă roşie 4,4 10…29,4 29,4 35 Salată 1,7 4,4…26,7 23,9 29,4 Spanac 1,7 7,2…23,9 21,1 29,4 Sparanghel 10 15,6…29,4 23,9 35 Sfeclă de frunze 4,4 10…29,4 29,4 35 Tomate 10 15,6…29,4 29,4 35 Vinete 15,6 23,9…32,2 29,4 35 Varză 4,4 7,2…35 29,4 37,8 Morcovi 4,4 7,2…29,4 26,7 35

Tabelul 1.15

Influenţa gradului de tasare a solului asupra germinării seminţelor de morcovi [53] Nivelul de umiditate al

solului Parcele netasate

Parcele uşor tasate 2,8 N/cm

Parcele foarte tasate 8,0 N/cm2

Fără exces de umiditate

2 84% 81% 68%

Cu exces de umiditate 64% 48% 23%

1.5.5. Lucrările de îngrijire a plantelor legumicole 1.5.6. Corectarea factorilor de mediu 1.5.7. Protecţia plantelor 1.5.8. Recoltarea şi condiţionarea producţiei



1.6. Concluzii privind cultivarea plantelor legumicole în România

Legumicultura, ca sector al producţiei de bunuri agroalimentare, prezintă importanţă atât pentru economia naţională şi cea agricolă in special, cât şi pentru agenţii economici implicaţi: producători, procesatori, comercianţi.

Prin însuşi patrimoniul pe care-l deţine, atât în domeniul public cât şi cel privat - terenuri fertile, preponderent amenajate pentru irigat, construcţii specifice (sere, solarii, răsadniţe) sau anexe (hale, magazii), mijloace mecanice (tractoare, maşini, instalaţii) - legumicultura reprezintă un important segment al avuţiei naţionale, care trebuie păstrat şi dezvoltat în continuare.

Caracterul intensiv al legumiculturii creează posibilităţi largi de plasare a capitalului. Prin investiţii noi se impune modernizarea şi dezvoltarea dotărilor tehnico-materiale, în vederea creşterii randamentelor economice şi a profitabilităţii producţiei.

Consumul de forţă de muncă manuală, la unitatea de suprafaţă, chiar în condiţii de mecanizare complexă, este de 20…50 de ori mai mare la legume decât la cereale, iar dacă ne referim la culturile forţate şi protejate, raportul creşte şi mai mult. Mai ales în sistemele tradiţionale de cultură, bazate pe tehnici grădinăreşti, consumul de muncă este foarte ridicat, iar productivitatea muncii relativ scăzută. În aceste condiţii, legumicultura poate să absoarbă o mare parte din forţa de muncă disponibilă. Pe de altă parte, prin eforturi sporite de mecanizare şi automatizare a proceselor de producţie în legumicultură şi reducerea consumului de forţă de muncă manuală se poate asigura o creştere considerabilă a productivităţii.

2. STADIUL ACTUAL ŞI TENDINŢE PRIVIND CERCETĂRILE ÎN

DOMENIUL ENERGETICII TEHNOLOGIILOR ŞI ECHIPAMENTELOR PENTRU PREGĂTIREA PATULUI GERMINATIV LA ÎNFIINŢAREA

CULTURILOR DE LEGUME

2.1. Indicii calitativi impuşi la pregătirea patului germinativ în legumicultură

Indicii calitativi de lucru reprezintă un complex de mărimi măsurabile sau determinabile cu

ajutorul aparatelor de măsurare, care pot caracteriza un proces de lucru. Indicii calitativi de lucru ai lucrărilor de pregătire a patului germinativ caracterizează gradul în care sunt satisfăcute cerinţele agrotehnice impuse solului în momentul semănatului sau plantării răsadurilor.

2.1.1. Gradul de mărunţire a solului

Gradul de mărunţire a solului, Gms, reprezintă procentul masei de sol cu diametrul agregatelor mai mic decât 5 cm din masa totală de sol, [50,136,137] şi se exprimă cu relaţia:

Gms = 1001

5

⋅∑=

nMMn

i sti

is

[%], (2.13)

în care: Ms5 este masa solului fără bulgări, masa agregatelor cu diametru mai mic decât 5 cm, în kg; Mst - masa totală de sol, în kg; n- numărul măsurătorilor. Gradul de mărunţire se determină prin cernere uscată cu ajutorul unor site de diferite dimensiuni.

Diametrul mediu al bulgărilor, dm, este un parametru care caracterizează gradul de mărunţire a solului:



dm = n

dn

ii∑

=1 [cm], (2.14)

unde: di este diametrul clasei de agregate, în cm; n - numărul de măsurători.

Abaterea standard, Ud, a dimensiunii agregatelor se calculează cu relaţia:

Ud = ( )

11

2

−

−±∑=

n

ddn

iim

[cm], (2.15)

unde: dm este diametrul mediu al bulgărilor, în cm; di - diametrul clasei de agregate, în cm; n - numărul măsurătorilor.

2.1.2. Stabilitatea hidrică a agregatelor solului Stabilitatea hidrică a agregatelor structurale este proprietatea de rezistenţă a agregatelor la

acţiunea de distrugere a apei, fiind cea mai răspândită metodă directă de determinare a structurii. Se stabileşte prin:

• acţiunea mecanică a picăturilor de apă asupra agregatelor, folosind o instalaţie artificială de ploaie;

• cernere umedă, utilizând site mobile, care urcă sau coboară încet în apă. Se determină conţinutul de agregate stabile hidric. Deoarece stabilitatea hidrică a

agregatelor solului scade cu cât distrugerea agregatelor este mai puternică, poate fi un indicator pentru aprecierea structurii lui [86].

2.1.3. Masa volumetrică a solului

Masa volumetrică a solului este masa unităţii de volum de sol absolut uscat în aşezare naturală. Caracterizează starea de afânare a solului. Determinarea ei este o metodă indirectă pentru aprecierea structurii solului. În cercetările pedologice determinarea masei volumetrice a solului se face pe probe luate în aşezare naturală [86], cu ajutorul unor cilindri cu volum cunoscut. Cilindrii se aşează pe suprafaţa solului şi prin apăsare cu mâna sau cu piciorul se introduc în sol. Se scoate proba de sol, se cântăreşte şi se determină masa solului absolut uscat, în condiţii de laborator.

Masa volumetrică, Gv se calculează cu ajutorul formulei:

Gv = VG [g/cm3], (2.16)

în care: G este masa solului uscat, în g; V - volumul cilindrului, în cm3. Valoarea masei volumetrice variază în urma diferitelor lucrări ale solului, conform datelor

din tabelul 2.5. Tabelul 2.5.

Interpretarea valorilor masei volumetrice ale solurilor [86] Masa volumetrică, g/cm3 Interpretarea

Sub 1 Sol excesiv afânat sau bogat în materie organică 1,0…1,1 Strat arat 1,2 Strat arat tasat 1,3…1,4 Strat arat puternic tasat



2.1.4. Rezistenţa la penetrare a solului

Rezistenţa la penetrare este rezistenţa opusă de sol la pătrunderea unui corp etalon [21], [78]. Determinarea rezistenţei la penetrare este o metodă indirectă pentru aprecierea structurii solului. Principiile de determinare sunt bazate pe rezistenţa pe care o opune solul la penetrare. Prin lucrările solului rezistenţa la penetrare poate fi modificată,

Rezistenţa solului la penetrare se calculează cu formula:

σp = SGn ⋅ [Pa], (2.17)

în care: n reprezintă numărul loviturilor; G - greutatea folosită, în N; S - secţiunea maximă a vârfului de penetrare, în m2.

Interpretarea rezultatelor se face conform tabelului 2.6. Tabelul 2.6

Interpretarea rezistenţei la penetrare [86] Apreciere Rezistenţa la penetrare, kPa Uşor sub 15 Mijlociu 15...50 Greu 50...150 Foarte greu peste 150

2.1.5. Adâncimea medie de lucru a utilajelor pentru lucrările solului

Adâncimea de lucru este diferenţa de nivel dintre terenul nelucrat şi baza stratului de sol

prelucrat. . Adâncimea medie de lucru, am, se calculează cu relaţia, [80], [82]:

am = n

an

ii∑

=1 [cm], (2.18)

unde: ai este valoarea adâncimii de lucru măsurată, în cm; n - numărul măsurătorilor. Adâncimea de lucru se măsoară cu brazdometrul (fig. 2.1). Abaterea medie aδ faţă de adâncimea de lucru am

se determină cu relaţia:

n

aan

mi

a

∑ −±= 1δ [cm]. (2.7)

Valoarea admisă pentru aδ se consideră de max. ±0,10·am

Abaterea maximă .

a∆ faţă de adâncimea medie se determină cu ajutorul relaţiei:

ma aa −±=∆minmax [cm], (2.8)

în care minmaxa reprezintă adâncimea maximă a arăturii sau

adâncimea minimă, a arăturii măsurată. Dacă se ia amax sau amin în considerare, a∆ va fi pozitiv sau negativ. Pentru ca

Fig. 2.1. Brazdometru



arătura normală să se considere corespunzătoare, abaterea maximă de la adâncimea medie nu trebuie să depăşească ± 20% din valoarea adâncimii medii de lucru.

Abaterea standard a adâncimii de lucru sa sau rădăcina pătrată din abaterea medie pătratică care reprezintă media aritmetică a pătratelor abaterilor valorilor individuale de la valoarea medie a mărimilor măsurate, nu trebuie să fie mai mare ca ±0,l0 am

pentru plugurile destinate arăturilor normale.

( ))(

11

2

cmn

aas

n

mi

a −

−±=∑

. (2.9)

Coeficientul de variaţie a adâncimii de lucru Ca

exprimă stabilitatea plugului în plan vertical.

m

aa a

sC ±= (2.10)

Pentru a se considera că plugul are o bună stabilitate în plan vertical, în timpul lucrului

trebuie îndeplinită condiţia Ca

< ±0,10.

2.1.6. Gradul de afânare a solului

Gradul de afânare a solului este un indicator care se calculează cu ajutorul relaţiei [71]:

Gas = 1001 ⋅∑=

nahn

i i

i

[%], (2.24)

unde: hi este înălţimea solului prelucrat faţă de nivelul solului neprelucrat, în cm; ai - adâncimea de lucru măsurată, în cm.

Gradul de afânare a solului se considera corespunzător dacă are o valoare de 20…30%.

2.1.7. Gradul de nivelare a solului

Gradul de nivelare al solului se calculează cu relaţia [80]:

Gns = 1001 1

21

⋅

−∑=

nh

hhn

i i

ii

[%], (2.25)

unde: h1i este denivelarea solului înainte de prelucrare, în cm; h2i - denivelarea măsurată după executarea lucrării, în cm. Gradul de nivelare a solului se considera acceptabil daca are o valoare mai mare de 40%.

2.1.8. Gradul de distrugere a buruienilor

Gradul de distrugere a buruienilor, Gb, se calculează cu formula [86]:



Fig. 2.5. Straturile patului

germinativ [80]

Gb = 1001 1

21

⋅

−∑=

nG

GGn

i ib

ibib

[%], (2.26)

unde: Gb1 este cantitatea de buruieni existentă înainte de prelucrarea solului, în kg; Gb2 - cantitatea de buruieni existentă după prelucrarea solului, în kg; n- numărul probelor.

Tabelul 2.7.

Valorile orientative ale indicilor calitativi de lucru la lucrările de pregătire a patului germinativ [76]

Indici calitativi de lucru la lucrările de bază Valori Abaterea medie de la adâncimea medie de lucru δa ≤ ± 0,10 am Abaterea maximă de la adâncimea medie de lucru Δa ≤ ± 0,2 am Abaterea standard a adâncimii de lucru sa ≤ ± 0,1 am Coeficientul de variaţie a adâncimii de lucru Ca ≤ ± 0,10 Gradul de mărunţire al solului Gms > 70 % Gradul de distrugere a buruienilor Gdb > 90 % Indici calitativi de lucru la pregătirea patului germinativ Valori Abaterea medie de la adâncimea medie de lucru δa ≤ ± 0,10 am Abaterea maximă de la adâncimea medie de lucru Δa ≤ ± 0,2 am Abaterea standard a adâncimii de lucru sa ≤ ± 0,1 am Coeficientul de variaţie a adâncimii de lucru Ca ≤ ± 0,10 Gradul de mărunţire al solului Gms > 75 % Gradul de distrugere a buruienilor Gdb > 95 % 2.2. Variante tehnologice pentru pregătirea patului germinativ la înfiinţarea culturilor de legume

2.2.1. Operaţii specifice pregătirii patului germinativ Cultivarea plantelor legumicole se realizează tradiţional pe sol. Solul este substratul de

cultură, mijlocul de producţie, suportul mecanic în cultura produselor horticole, este mediul în care se dezvoltă rădăcina plantelor. Este un corp natural care este în dezvoltare continuă sub influenţa factorilor de mediu şi datorită acţiunii omului

Patul germinativ pregătit răspunde la următoarele cerinţe agrotehnice (fig.2.5): suprafaţa solului trebuie să fie grosieră pentru

evitarea formării crustei, care ar împiedica răsărirea plantelor; stratul de sol în care se aşează seminţele trebuie să

fie fin, pentru a permite apei din apropiere să vină în contact cu seminţele, în vederea creării umidităţii necesare germinării; stratul de sol pe care se aşează seminţele trebuie să

fie tasat uşor pentru favorizarea creşterii plantei pe verticală; baza patului germinativ trebuie să fie afânată

profund în vederea asigurării unui regim aero-hidric optim dezvoltării rădăcinilor şi să conţină elementele nutritive necesare creşterii plantelor.



Fig. 2.3. Efectul afânării adânci asupra

solului [40]

Un bun pat germinativ ajută încolţirea rapidă a seminţelor, se pregăteşte cu cel mai mic grad de mobilizare a solului, fără distrugerea structurii şi fără tasarea acestuia [67].

2.2.2. Variante tehnologice specifice pregătirii patului germinativ la înfiinţarea culturilor de legume

Tehnologia modernă implică următoarele lucrări de pregătire a terenului, valabile pentru toate sistemele de cultură dar aplicate diferit de la cultură la cultura:

• înlăturarea resturilor vegetale (vreji); • afânarea terenului; • nivelarea; • udarea de aprovizionare; • fertilizarea de bază; • arătura de toamnă; • pregătirea patului germinativ în vederea semănatului sau plantatului; • modelarea terenului prin realizarea unor straturi înălţate (biloane, brazde înalte) pe care

se execută semănatul sau plantatul legumelor şi a rigolelor de dirijare a apei pentru irigat; • erbicidarea totală înainte de înfiinţarea culturilor.

2.3. Stadiul actual şi tendinţe în construcţia de echipamente pentru pregătirea patului germinativ în legumicultură

2.3.1. Noţiuni generale Echipamentul este totalitatea uneltelor, aparatelor, maşinilor necesare efectuării unei

lucrări, sau unui proces de lucru. Maşinile agricole destinate pregătirii solului se numesc maşini de lucrat solul [80]. Ele se

clasifică după modul de antrenare a organelor lor de lucru, după cum urmează: maşini cu organe de lucru târâte, maşini cu organe de lucru mobile, antrenate de la priza de putere a tractorului, având

mişcări de rotaţie sau vibratorii, maşini cu organe de lucru mobile, antrenate de la sol.

2.3.2. Echipamente tehnice pentru afânarea adâncă a solului

2.3.2.1. Aspecte generale Afânarea adâncă este o lucrare de bază a solului,

care constă din mărunţirea stratului subarabil, fără răsturnarea lui [133].

Scopul afânării solului este îmbunătăţirea aerisirii acestuia, înlesnirii infiltrării apei în adâncime şi realizării condiţiilor optime pentru dezvoltarea rădăcinilor plantelor, inclusiv prin distrugerea hardpanului. Hardpanul este stratul de sol tasat care s-a format în adâncimea zonei de lucru a maşinilor de lucrat solul (fig. 2.3).

Afânarea adâncă a solului se execută până la adâncimea de 45...55 cm. Această lucrare se recomandă a fi execută cel puţin odată la 2 ani. Odată cu lucrarea de afânare adâncă se pot executa şi operaţiile de încorporare a îngrăşămintelor, executarea drenurilor cârtiţă etc.



Fig. 2.7. Tipuri de organe de lucru ale maşinilor de

afânare adâncă [40]

2.3.2.2. Construcţia subsolierelor

Subsolierul este destinat lucrării de afânare adâncă a solului. Prin această lucrare se urmăreşte îmbunătăţirea permeabilităţii aerului şi apei în straturile de sol.

Subsolierul este o maşină de lucrat solul simplă, rigidă (fig. 2.4), format dintr-un cadru metalic 1, pe care se fixează organul /organele de lucru şi roţile de reglare a adâncimii de lucru 2. Organul de lucru este format dintr-un suport vertical 3, şi un organ de afânare 4, numit brăzdar. Cadrul se cuplează la ridicătorul hidraulic în trei puncte.

Suporturile organelor de lucru sunt rigide şi prezintă forme diferite. Suportul poate fi înclinat sau poate avea forma paraboloidă, în vederea reducerii consumului specific de energie. Suportul curbat în partea inferioară permite prelungirea suprafeţei de lucru a organului de afânare, (fig. 2.5, a şi b).

Organele de afânare au forme constructive diferite, (fig. 2.6). Cel mai des folosit este

organul de afânare tip daltă (fig. 2.6, b) cu lăţimea de 50...120 mm sau săgeată (fig. 2.6, a), cu lăţimea de 300...500 mm. Se obţine o afânare mai intensă prin montarea pe suport al unui organ suplimentar, de obicei săgeată, care lucrează la adâncime mai mică decât organul de afânare principal, (fig. 2.6, c).

Organele de lucru pot fi târâte, (fig. 2.7, a), sau pot fi antrenate de la priza de putere a tractorului, (fig. 2.7, b şi fig. 2.6, c).

Maşinile cu organe de lucru mobile, antrenate de la priza de putere a tractorului au mişcări oscilatorii. Mişcarea de rotaţie este primită de la priza de putere şi este transformată cu ajutorul mecanismelor generatoare de vibraţii. Prin această mişcare vibratoare se reduce forţa de rezistenţă la înaintare prin sol (fig. 2.8, a) şi patinarea roţilor motoare.

Fig. 2.5. Suporturi ale organelor de lucru

ale maşinilor de afânare adâncă [40]

Fig. 2.6. Organe de afânare [40]

Fig. 2.4. Construcţia generală a unui subsolier [40]



Fig. 2.8. Procesul de lucru al maşinii

de afânare adâncă [40]

2.3.2.3. Procesul de lucru al subsolierului Procesul de lucru al

organelor active este prezentat în figura 2.8, a şi b. Prin prelucrarea solului la adâncimea a, datorită frecărilor interioare apărute în sol, rezultă o lăţime de lucru de b0≈2·a.

La intrarea agregatului pe tronson, se coboară subsolierul cu ajutorul instalaţiei hidraulice Organul de lucru cu brăzdarul rigid intră în sol treptat.

2.3.2.4. Reglajele echipamentelor pentru afânarea adâncă a solului

Reglarea subsolierelor constă din reglarea adâncimii de lucru şi orizontalităţii maşinii [175]. Adâncimea de lucru se reglează cu ajutorul roţilor sau din punctele de fixare prin care se reglează adâncimea brăzdarului faţă de cadru.

2.3.2.5. Exploatarea subsolierelor Afânarea adâncă a solului se execută în condiţii de teren uscat, la umiditatea de 60...80%

din IUA, în vederea asigurării aderenţei roţilor motoare şi a forţei de tracţiune necesară acţionării subsolierului.

2.3.3. Echipamente tehnice pentru arat solul 2.3.3.1. Aspecte generale

Plugul este maşina agricolă care realizează arătura, lucrare care constă în desprinderea solului în brazde, mărunţirea şi răsturnarea acestora pe o adâncime determinată din stratul arabil al solului, creându-se astfel condiţiile necesare pentru buna dezvoltare a plantelor [137].

Criteriile după care se face clasificarea plugurilor sunt: • după destinaţie: pluguri pentru culturile de câmp, pluguri pentru vii, pluguri pentru

arături în terenuri mlăştinoase, pluguri pentru arături în silvicultură, pluguri pentru desfundat etc.;

• după tipul organului de lucru: pluguri cu trupiţe cu cormană, pluguri cu trupiţe cu disc;

• după felul răsturnării brazdei de sol: pluguri cu răsturnarea brazdei într-o parte, spre dreapta; pluguri cu răsturnarea brazdei în două părţi, spre stânga şi spre dreapta, numite şi pluguri reversibile;

• după adâncimea de lucru: pluguri pentru arături superficiale (12…18 cm); pluguri pentru arături normale (18…27 cm); pluguri pentru arături adânci (27…40 cm); pluguri pentru arături de desfundare (40…120 cm).

2.3.3.2. Construcţia plugurilor

Plugurile sunt alcătuite din următoarele părţi componente: organele de lucru - trupiţe, antetrupiţe, cuţite şi scormonitori, care participă la lucrarea de arat şi organele ajutătoare - cadrul,

Fig. 2.9. Construcţia generală

a unui plug purtat [159]



mecanismele, triunghiul de prindere pe tractor, axe, roţi, care servesc pentru fixarea organelor de lucru şi reglarea acestora.

2.3.3.3. Procesul de lucru al plugurilor Prin înaintarea agregatului tractor-plug, trupiţa taie solul în brazde de lăţimea b şi pe

adâncimea a, astfel brazdele sunt ridicate pe suprafaţa activă a trupiţei, mărunţite şi răsturnate, secţiunea brazdei fiind axb, figura 2.10.

Procesul de răsturnare al brazdelor este posibil numai dacă este valabilă relaţia:

k = b/a > 1,27. (2.14)

În relaţia (2.14) a - reprezintă adâncimea de arat, în m; b - lăţimea brazdei, în m. De regulă, k = 1,3…1,8. În cazul în care k are o valoare mai mică decât 1,27, brazda nu se răstoarnă.

2.3.3.4. Pluguri folosite in legumicultura Plugurile reversibile au mecanismul de inversare care creează probleme din cauza uzurii şi

a accidentelor în timpul lucrului, care dereglează mecanismul de reversare, ceea ce duce la diferenţe de uniformitate la parcursul de dus şi de întors.

Fermele mari legumicole s-au orientat către utilaje străine, inclusiv la pluguri, de regulă, reversibile. În figura 2.12 este prezentată imaginea plugului reversibil cu trei trupiţe cu cormană suplimentară, ax cotit pentru reglarea lăţimii de lucru şi bară pentru cuplarea grapei care lucrează în agregat cu plugul.

2.3.3.5. Reglajele plugurilor

Plugul este considerat o maşină simplă, însă, din cauza forţelor care acţionează asupra acestuia, reglarea

plugului în vederea executării unei lucrări de calitate necesită multă pricepere. Reglarea plugului influenţează nu numai calitatea arăturii, ci şi consumul de combustibil precum şi uzura tractorului.

Fig. 2.10. Procesul de lucru al plugului [114]

Fig. 2.12. Plug reversibil cu trei trupiţe [169]



2.3.3.6. Exploatarea agregatelor de arat Exploatarea agregatelor de arat se evidenţiază prin calculul dinamic şi cinematic al acelui

agregat, pregătirea pentru lucru a agregatului şi terenului, măsurile care se iau în vederea unei lucrări corespunzătoare, cu respectarea indicilor calitativi de lucru şi normelor de protecţia muncii.

În timpul lucrului, ţinând cont de viteza de deplasare, trebuie să se asigure un raport k>1,27[136]

2.3.4. Freze pentru pregătirea patului germinativ în legumicultură

2.3.4.1. Aspecte generale

Frezele agricole sunt maşini destinate lucrării de amestecare, mărunţire şi afânare a startului de sol prelucrat. Frezele asigură o afânare energică a solului pe toată adâncimea de lucru (5...25cm), totodată executând tocarea, mărunţirea resturilor organice şi amestecarea lor cu solul.

Frezele agricole sunt maşini de lucrat solul cu organe de lucru mobile cu mişcare de rotaţie, antrenate de la priza de putere a tractorului [112], [119], [74].

Clasificarea frezelor se face după mai multe criterii precum: după destinaţie pot fi: freze de câmp, freze pentru legumicultură, freze pentru

pomicultură şi viticultură, freze pentru păşuni şi fâneţe, freze pentru mlaştini şi terenuri turboase; după lucrarea executată se deosebesc: freze pentru prelucrarea totală a suprafeţei solului

şi freze pentru prăşit, destinate pentru prelucrarea solului dintre rândurile de plante; după modul de agregare la tractor: freze tractate, freze purtate, freze semipurtate, freze

autodeplasabile, motofreze. 2.3.4.2. Construcţia frezelor

Frezele agricole sunt alcătuite din organe de lucru şi organe ajutătoare, (fig. 2.14). Organul principal de lucru este rotorul cu cuţite 3. Pe rotor sunt montate cuţitele 4. Rotorul cu cuţite este acoperit de o carcasă, care protejează persoanele din jurul maşinii de aruncarea bulgărilor şi care contribuie la mărunţirea mai energică a solului.

Organele ajutătoare sunt: cadrul metalic pe care se montează rotorul, triunghiul de prindere la tractor 1, organele de transmitere a

mişcării de rotaţie de la priza de putere a tractorului la rotorul cu cuţite 2 (având încorporate organe de siguranţă sau cuplaje de siguranţă) şi patinele sau roţile de reglare a adâncimii de lucru 5.

Rotorul cu cuţite este organul de lucru principal (fig. 2.15). Este un arbore orizontal 1, care este antrenat de la priza de putere a

tractorului, pe care sunt dispuse flanşele 2. Pe flanşe se fixează cuţitele de freză 4 şi 5. Arborele rotorului se sprijină pe două lagăre 3. Lungimea rotoarelor este diferită în funcţie de destinaţia maşinii.



Cuţitele sunt organele active ale frezelor, care se fixează simetric sau asimetric faţă de axa de simetrie longitudinală a maşinii, după una sau mai multe spirale, astfel încât cuţitele să intre în sol eşalonat în vederea asigurării unui moment constant al rotorului.

Cuţitele folosite în construcţia frezelor sunt foarte variate, se pot grupa în cuţite rigide şi elastice, cele mai utilizate prezentându-se în figura 2.16.

Cuţitele drepte se folosesc la lucrările pajiştilor; cuţitele curbate sunt cele mai răspândite, se folosesc la frezele destinate lucrărilor în câmp, legumicultură, pomicultură şi viticultură; cuţitele daltă sunt destinate condiţiilor grele, lucrărilor adânci. Montarea cuţitelor pe flanşe se execută cel mai des rigid, cu ajutorul şuruburilor (fig. 2.17), mai

rar, articulat sau prin cuplaje de fricţiune, care asigură o mai mare siguranţă în exploatare. Cuţitul cel mai des folosit este cuţitul curbat în formă de L, fixat rigid pe flanşă. Construcţia generală a unui cuţit curbat în formă de L este prezentată în figura 2.18 [109].

2.3.4.3. Procesul de lucru al frezelor

Procesul de lucru al frezelor este complex. Organul activ este cuţitul de freză. Cuţitul de freză intră în sol, taie felii subţiri de sol, le imprimă o mişcare de rotaţie, le antrenează spre o carcasă de care se lovesc şi se mărunţesc mai energic. Mărunţirea şi amestecarea solului sunt completate de nivelarea stratului de sol prelucrat cu ajutorul părţii rabatabile a carcasei.

După sensul de rotaţie al rotorului cu cuţite, feliile de sol pot fi tăiate de sus în jos şi de jos în sus (fig.2.44). Cuţitul de freză 1 dislocă felia de sol, o aruncă spre carcasa 2 sau paravanul 3.

Prin frezare se măresc porozitatea totală şi aria specifică a solului, scade coeziunea solului,

se obţine un regim aerohidric corespunzător, solul se încălzeşte mai uşor. Materia organică amestecată cu stratul de sol prelucrat se descompune mai bine. Există însă pericolul distrugerii structurii, dacă lucrarea nu se execută la maturitatea fizică a solului.

2.3.4.4. Freze folosite în legumicultura

Fig.2.44. Procesul de lucru al frezei:

a-frezarea de sus în jos; b-frezarea de jos în sus [80]

Fig. 2.16. Cuţite de freză: a-cuţit drept; b-cuţite curbate, rigide;

c-cuţite daltă, rigide; d-cuţit elastic [40]



Fig.2.45. Freza agricolă MASCHIO L125

(http://www.deurimplement.com)[147]

În România cel mai des se folosesc frezele purtate FPP-1,5 (freza purtată pentru păşuni) şi FPV-1,3 (freza purtată pentru vie), în agregat cu tractorul V-445 sau L-445 de 33 kW, adaptate pentru condiţii speciale.

În continuare se prezintă acele modele care corespund din punct de vedere al dimensiunii şi al bazei energetice.

Freza agricolă fabricată de firma MASCHIO este o maşină purtată, (fig.2.45). Rotorul cu cuţite este antrenat de la priza de putere a tractorului prin arbore cardanic cu cuplaj de siguranţă, în vederea protejării organelor de lucru. Turaţia de antrenare este de 540 rot/min. Transmisia este laterală, cu lanţ. Cuţitele de freză sunt rigide şi curbate, în formă de L. Pe flanşe se fixează rigid patru cuţite. Adâncimea de lucru se reglează cu ajutorul patinelor de reglaj.

Principalele caracteristici tehnice ale maşinilor sunt trecute în tabelul 2.18 [121].

2.3.4.5. Reglajele frezelor Adâncimea de lucru se reglează din mecanismul de reglare a adâncimii de lucru, patine sau

roată de reglare. Orizontalitatea transversală şi longitudinală se reglează din tiranţii ridicătorului hidraulic. Turaţia rotorului cu cuţite se reglează cu ajutorul transmisiei, asigurând corelaţia

corespunzătoare, numită indicele cinematic, dintre viteza periferică a cuţitelor, vp, şi viteza de înaintare a tractorului, vm. Turaţia rotorului determină gradul de mărunţite a solului şi fenomenul de împingere a tractorului de către freză. Este necesar ca raportul dintre viteza periferică a rotorului vp şi viteza de înaintare a maşinii vm să fie mai mare decât unitatea, vt/vm >1.

2.3.5. Echipamente tehnice pentru nivelarea solului

2.3.5.1. Aspecte generale Nivelarea este lucrarea agricolă prin care se asigură suprafaţa netedă a terenului agricol şi

care se realizează prin nivelare capitală şi prin nivelare de întreţinere [80]. Nivelarea capitală este acea lucrare a solului prin care se înlătură denivelările principale,

ridicăturile şi adânciturile, obţinându-se un teren plan. Această nivelare se execută o singură

Tabelul 2.18. Caracteristicile tehnice ale frezelor fabricate de firma MASCHIO [147]

Caracteristicile tehnice MASCHIO L125

MASCHIO W125

MASCHIO W145

MASCHIO W165

Lăţimea de lucru, cm 125 125 145 165 Adâncimea de lucru, cm 6...18 6...18 6...18 6...18

Baza energetică, kW 20...25 25...35 25...35 25...35 Nr cuţite 24 24 28 32

Masa maşinii, kg 150 175 200 225



Fig.2.55. Procesul de lucru

dată, la amenajarea terenului, folosind utilaje grele, precum: buldozere, screpere, nivelatoare. Buldozerele realizează nivelarea grosieră. Nivelarea de finisare se execută cu screpere şi nivelatoare.

Nivelarea de întreţinere se execută cu scopul înlăturării denivelărilor mici

2.3.5.2. Construcţia nivelatoarelor Părţile principale ale nivelatoarelor sunt: cadrul, lama nivelatoare, mecanismele de

acţionare, unele maşini fiind prevăzute şi cu roţi de sprijin.

2.3.5.2. Procesul de lucru al nivelatoarelor În timpul lucrului nivelatorul este susţinut de roţile de sprijin. Prin deplasarea maşinii,

cuţitul se comportă ca o pană, intră în sol la adâncimea de lucru reglată şi desprinde un strat de sol din denivelare. Solul tăiat se urcă pe suprafaţa interioară a lamei, este supus la încovoiere şi se sfărâmiţează. Prin înaintarea continuă a maşinii, pământul dislocat este antrenat în mişcare de înaintare şi se revarsă în faţă şi lateral [122] (fig.2.55). Pentru ca solul să nu se reverse peste lamă este necesară respectarea relaţiei dintre unghiurile constructive şi unghiul de tăiere

(fig.2.54): 2min00πδγϕ =++ .

2.3.5.3. Reglajele nivelatoarelor La nivelatoare se reglează adâncimea de lucru şi poziţia lamei.

Fig.2.52. Construcţia unui nivelator tractat

[150]

Fig.2.53. Nivelator purtat



Fig. 2.35. Posibilităţile de poziţionare a lamei nivelatorului [122]

2.3.6. Echipamente tehnice pentru modelarea solului Modelarea este o lucrare agricolă specială legumiculturii. Modelarea solului se realizează prin crearea unor straturi înălţate care sunt despărţite prin rigole (fig. 2.38).

Fig. 2.38. Schema solului modelat [41]

2.3.6.1. Modelatorul Modelatoarele sunt maşini destinate realizării straturilor şi rigolelor printr-o singură

trecere. După modul de cuplare la tractor pot fi modelatoare tractate sau purtate. După numărul lucrărilor efectuate pot fi simple, executând numai modelarea solului şi complexe, realizând şi prelucrarea patului germinativ concomitent cu lucrarea de modelare a solului.

Fig.2.60. Schema constructivă a maşinii de modelat solul [82]

Reglajele modelatoarelor. La modelatoare se reglează adâncimea de lucru şi orizontalitatea

maşinii: • adâncimea de lucru se reglează prin modificarea poziţiei pe cadru a plăcilor şi bordurilor

de profilare; • orizontalitatea transversală şi longitudinală maşinii se realizează din tiranţii ridicătorului

hidraulic.

2.3.6.2. Cultivatoare pentru deschis rigole



Rigolele sunt brazde care servesc la irigarea temporară a plantelor prin scurgere la suprafaţă sau la unele operaţii speciale prevăzute în tehnologia cultivării plantelor.

Construcţia cultivatorului pentru deschis rigole. Cultivatorul destinat deschiderii brazdelor de udare are construcţie simplă, ca cea din figura 2.42. Organul de lucru este rariţa 1, care se montează pe suportul 2, montat pe cadrul 3. Cadrul este o ţeavă cu secţiune pătrată. Cultivatorul se cuplează la tractor prin triunghiul de prindere. În timpul lucrului cultivatorul se sprijină pe

două roţi. Rariţa este formată din două suprafeţe de tip cormană, reunite între ele. Forma şi

construcţia sunt prezentate în figura 2.44. Cormanele reunite formează pieptul rariţei 1, care este montat pe suportul 2. Partea inferioară a rariţei este brăzdarul 3, iar elementele montate lateral pe piept sunt aripile rariţei 4. Unele construcţii permit reglarea aripilor. Rariţele sunt caracterizate prin lăţimea lor de lucru b.

Pe cadru se pot fixa unu sau mai multe suporturi, realizându-se una sau mai multe brazde de udare la o singură trecere a maşinii.

Procesul de lucru al cultivatorului cu organ de

deschis rigole. Procesul de lucru este asemănător cu cel al trupiţei cu cormane. Prin deplasarea organelor de lucru în sol brăzdarul desprinde un strat, care se urcă pe suprafaţa cormanelor, este răsturnat şi depus lateral, formându-se o înălţătură, iar în urma rariţei un şanţ (fig. 2.44). Înălţătura se prelucrează manual.

Adâncimea de lucru a, este de 100...150 mm, lăţimea de lucru are valori cuprinse între 200...230 mm.

Cultivatoare pentru deschis rigole. Cultivatoarele

pentru deschis brazde de udare se fabrică de către mai multe firme, mai puţin cunoscute: DOGAN STEEL, KING KUTTER LEINBACH MACHINERY, TARTER GATE şi altele [136, 140]. Majoritatea cultivatoarelor pentru deschis rigole au construcţia generală prezentată. Prezintă interes acele modele la care organul de lucru, rariţa, se poate monta pe suportul unui subsolier (fig. 2.45, a şi fig. 2.45, d).

Fig. 2.44. Procesul de lucru al

cultivatorului pentru deschis rigole [53]

Fig. 2.42. Construcţia unui cultivator

cu organ de lucru tip rariţă [154]

Fig. 2.43. Construcţia unei rariţe [51]



a b c d Fig.2.45. Cultivatoare realizate de firmele: a - DOGAN STEEL; b - KING KUTTER;

c - LEINBACH MACHINERY; d - TARTER GATE [172] Reglajele cultivatoarelor pentru deschis rigole. La cultivatoare se reglează adâncimea de

lucru şi orizontalitatea maşinii: • adâncimea de lucru se reglează prin modificarea poziţiei rariţei faţă de cadru; • orizontalitatea transversală şi longitudinală maşinii se reglează din tiranţii ridicătorului

hidraulic.

2.3.7. Echipamente tehnice pentru semănat

2.3.7.1. Aspecte generale Maşinile de semănat sunt destinate înfiinţării culturilor agricole şi horticole. Maşinile de

semănat execută următoarele lucrări: deschid rigole la o adâncime determinată, dozează şi repartizează seminţele pe unitatea de suprafaţă, dirijează seminţele către rigole, precum şi acoperă seminţele cu sol.

Fig. 2.46. Construcţia generală a maşinii de semănat în rânduri [80]



2.3.7.2. Construcţia maşinii de semănat în rânduri Maşina de semănat purtată este formată din cadru 1 susţinut de două roţi de transport 3. Pe

cadru sunt montate cutia de seminţe 2, aparatele de distribuţie 4, tuburi de distribuţie 5, brăzdare 6, transmisia 7. În construcţia maşinii iau parte organele de reglare şi organe de acoperire a seminţelor, figura 2.46.

Fig. 2.47. Aparatul de distribuţie Fig. 2.48. Brăzdare culturale: a-brăzdar cu pinteni [41] patină, b, c - brăzdar cu discuri [41]

2.3.7.3. Procesul de lucru al maşinii de semănat Brăzdarele deschid rigolele în vederea aşezării seminţelor la adâncimea determinată de

cerinţele agrotehnice [71].

2.3.7.4. Maşini de semănat în rânduri folosite în legumicultură Maşinile de semănat sunt folosite la scară largă în legumicultură în înfiinţarea culturilor

legumicole, atât în spaţii protejate, cât şi în câmp

2.3.8. Agregate complexe de înfiinţare a culturilor legumicole

2.3.8.1. Aspecte generale În sistema de maşini pentru legumicultură există agregate complexe care concomitent cu

pregătirea patului germinativ execută şi administrarea îngrăşămintelor chimice, cât şi lucrările de semănat. Distribuitoarele fertilizatoarelor sunt acţionate fie de la priza de putere sincronă, fie de la o roată cu pinteni care transmite mişcarea printr-o transmisie cu lanţ.

Agregatele complexe oferă numeroase avantaje, [95], [112], [138]: încărcarea optimă a puterii tractorului; reducerea timpilor de execuţie a lucrărilor; reducerea consumurilor specifice de combustibil; diminuarea compactării solului, prin reducerea numărului de treceri; realizarea de tehnologii cu lucrări minime.



Fig. 2.51. Formarea agregatelor complexe, A-maşini simple, B,C - maşini complexe [82]

Fig. 2.52. Agregate complexe: a - agregat semipurtat, b - agregat echilibrat [85]

2.4. Stadiul actual al cercetărilor teoretice în domeniul energeticii echipamentelor şi tehnologiilor pentru pregătirea patului germinativ în legumicultură

2.4.1. Noţiuni generale Pregătirea solului reprezintă o lucrare

esenţială pentru creşterea şi dezvoltarea plantelor, dar şi un important consumator de energie. Maşinile utilizate pot avea influenţe pozitive sau negative asupra caracteristicilor fizico-mecanice ale solurilor, motiv pentru care alegerea acestora necesită mult discernământ.

Sistema de maşini de lucrat solul cuprinde următoarele maşini: scarificatoare (maşini de afânat solul), pluguri, combinatoare, grape cu discuri, freze, nivelatoare şi modelatoare [100].

Energetica se ocupă cu studiul procesului tehnologic mecanizat din punct de vedere al exploatării şi utilizării formelor de energie. Studiul teoretic al energeticii maşinilor de lucrat solul reprezintă calculul componentelor energiei necesare prelucrării solului.

Energia mecanică necesară lucrării solului este reprezentată prin relaţia:

L = P · t [J]

Energetica

Et = L [J]

P = F · v [W]

F [N] Dinamica organelor de lucru

v [m/s] Cinematica organelor de lucru

Fig. 2.53. Schema bloc a studiului energiticii maşinilor de lucrat solul [40]



pierderilucraret EEE += [J], (2.15)

unde: Et reprezintă energia mecanică totală necesară acţionării maşinii, în J; Elucrare - energia necesară efectuării proceselor de lucru mecanizate, J; Epierderi - energia pierdută în transmisia maşinilor datorită frecărilor, [48].

Energia mecanică a unui sistem prin definiţie este capacitatea de a efectua lucru mecanic. Lucrul mecanic este produsul dintre puterea consumată, P şi timpul de funcţionare, t:

tPLEt ⋅== [J]. (2.16) Astfel studiul energeticii maşinilor de lucrat solul se reduce la studiul puterii consumate de

către maşini (fig.2.53). Puterea consumată este produsul dintre forţele care acţionează asupra maşinii în timpul

efectuării lucrării, F şi viteza, v, conform relaţiei:

vFP ⋅= [W] (2.17)

2.4.2. Studiul energeticii echipamentelor pentru afânarea adâncă a solului

2.4.2.1. Noţiuni generale despre scarificatoare

Scarificatoarele servesc la afânare adâncă a solului. Prin această lucrare se urmăreşte îmbunătăţirea aerisirii acestuia, înlesnirea infiltrării apei în adâncime şi realizarea condiţiilor optime pentru dezvoltarea rădăcinilor plantelor.

Procesul de lucru executat de organul de afânare constă din tăierea solului în plan orizontal, desprinderea lui din masa de sol şi ridicarea lui pe planul înclinat al brăzdarului. Totodată şi suportul vertical acţionează asupra solului; masa de sol ridicată este despicată şi deplasată lateral prin presare, formându-se un şanţ după trecerea maşinii (fig.2.54). În timpul ridicării solului dislocat, în faţa organului de lucru se creează o zonă de deformaţie. Liniile de alunecare ipotetice, care delimitează această zonă, sunt prezentate în figura 2.54. În faţa brăzdarului se creează un triunghi compact, care deplasează spre lateral solul dislocat. În zona de

deforma ţie solul este afânat. Dimensiunile zonei de deformaţie depind de parametrii constructivi şi funcţionali ai organului de lucru şi de caracteristicile fizico-mecanice ale solului, [114], [117], [24], [44].

După trecerea brăzdarului, masa de sol dislocată şi ridicată cade, iar în urma căderii diametrul mediu al agregatelor se micşorează, distanţa dintre ele creşte, mărindu-se gradul de afânare a solului, ceea ce se manifestă printr-o înălţătură rămasă după trecerea maşinii (fig.2.54).

2.4.2.2. Cinematica organelor de lucru ale subsolierelor

Cinematica studiază mişcarea unui punct caracteristic al brăzdarului. Punctul M(x,y), aflat pe tăişul brăzdarului se consideră punct caracteristic al cinematicii organului de lucru (fig.2.55).

Fig.2.54. Zona de deformaţie creată de brăzdarul scarificatorului (Sitkey),[40]



Traiectoria punctului caracteristic al tăişului, faţă de un sistem de referinţă fix, este o dreaptă, care este paralelă cu suprafaţa solului în adâncimea de lucru:

.;tvx

ay

m ⋅=−=

(2.18)

În relaţia (2.31) notaţiile au următoarele semnificaţii: a este adâncimea de lucru, m, vm - viteza de deplasare, m/s, t - timpul de lucru, s.

2.4.2.3. Dinamica organelor de lucru ale subsolierelor Dinamica studiază mişcarea brăzdarului ţinând cont de forţele care acţionează asupra lui.

Fig. 2.56. Forţele care acţionează asupra subsolierului [40]

Subsolierul este acţionat prin forţa de tracţiune a tractorului. Procesul de lucru al subsolierelor este foarte complex. Prelucrarea solului este efectuat de brăzdar şi de suportul vertical. Brăzdarul se comportă ca o pană simplă. Pana dislocă stratul de sol, îl separă de fundul brazdei, îl ridică şi îl mărunţeşte. În faţa organului de lucru se creează o zonă de deformaţie în care solul se afânează. Suportul vertical al subsolierului despică şi deplasează lateral solul din zona de deformaţie, formând un şanţ după trecerea maşinii. Brăzdarul este montat sub un unghi α faţă de orizontală, denumit unghi de tăiere. Se urmăreşte realizarea tăierii solului prin alunecare. În procesul de lucru tăişul brăzdarului taie solul sub acţiunea forţei de tracţiune, tF

, (fig. 2.56). Solul se opune prin forţa normală de apăsare N

,

[25], [26]. Ţinând seama de aceste forţe, valoarea forţei necesare deplasării penei, brazdarF

, se

calculează cu relaţia:

( ) ( ) 11' sin

cossin µϕα

ϕϕϕα ⋅++⋅=⋅++⋅= NNbrazdar RNtgRNF [N]. (2.21)

2.4.2.4. Energetica subsolierelor

Energetica studiază consumul de energie ale fiecărei operaţii agricole mecanizate efectuate de subsolier. Prelucrarea solului cu subsolierul este o lucrare cu consum energetic mare. Se impune analiza tuturor factorilor care influenţează consumul de energie în vederea găsirii metodelor de diminuare a acestuia.

Energia totală necesară prelucrării solului cu subsolierul se poate exprima prin relaţia [64]:



pierderisubsolieret EEE += [J], (2.28)

unde: Esubsoliere este energia necesară afânării adânci a solului, J; Epierderi - energia consumată de pierderile din mecanismul maşinii, J.

Se studiază consumul de energie al fiecărei operaţii agricole mecanizate efectuate de subsolier.

Operaţiile agricole mecanizate ale afânării adânci ai solului cu subsolierul sunt: deplasarea maşinii; tăierea şi dislocarea solului; despicarea solului dislocat. Puterea necesară acţionării subsolierelor, Pss are astfel trei componente:

dsptds PPPP ++= [W], (2.44)

unde: Pd este puterea necesară pentru deplasarea maşinii, în W; Pt - puterea necesară pentru tăierea şi dislocarea solului, în W; Pdsp - puterea necesară despicării solului dislocat, în W, [28].

2.4.3. Studiul energeticii echipamentelor pentru arat solul

2.4.3.1. Aspecte generale Prin înaintarea agregatului tractor-plug, trupiţa taie solul în brazde de lăţimea b şi pe

adâncimea a. Brazdele sunt ridicate pe suprafaţa activă a cormanei, mărunţite şi răsturnate lateral. Secţiunea brazdei este axb, figura 2.56.

2.4.3.2. Cinematica organului de lucru al plugului

Cinematica studiază mişcarea trupiţei, determinându-se traiectoria, viteza şi acceleraţia unui punct caracteristic al organului de lucru, aflat pe tăişul brăzdarului, punctul M(x,y), (fig.2.57.)

Traiectoria punctului M(x.y), faţă de un sistem de referinţă fix, este o dreaptă, care este paralelă cu suprafaţa solului în adâncimea de lucru:

.;tvx

ay

m ⋅=−=

(2.38)

În relaţia (2.38) notaţiile au următoarele semnificaţii: a este adâncimea de lucru, m; vm -

viteza de deplasare, m/s; t - timpul de lucru, s.

Fig. 2.56. Procesul de lucru al plugului [21] Fig. 2.57. Organul de lucru al plugului [41]

2.4.3.3. Dinamica organului de lucru al plugului Dinamica studiază mişcarea trupiţei ţinând cont de forţele care acţionează asupra ei. Plugul

este acţionat prin forţa de tracţiune. Brăzdarul dislocă stratul de sol. Solul dislocat este ridicat pe suprafaţa cormanei şi răsturnat lateral. În timpul răsturnării primeşte o energie cinetică, ceea ce influenţează rezistenţa trupiţei,[38],[95].



Rezistenţa la tracţiune se calculează cu formula propusă de academicianul Goriacikin

pentru rezistenţa la tracţiune a plugului cu trupiţe cu cormană. Formula propusă de Goriacikin oglindeşte esenţa fizică a procesului de lucru efectuat de rariţă:

2mplugarat vnbanbakGfR ⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅= ε [N]. (2.41)

Formula se compune din trei termeni, Rd, Rtaiere, Raruncare:

,

;

;

2maruncare

taiere

plugd

vbaRbakR

GfR

⋅⋅⋅=

⋅⋅=

⋅=

ε

(2.42)

unde: Rd este rezistenţa opusă la înaintare, N; Rtaiere - rezistenţa opusă la tăierea, ridicarea şi destrămarea solului, N; Raruncare - rezistenţa opusă la aruncarea solului dislocat, în N. În formula (2.42).

2.4.3.4. Energetica organului de lucru al plugului Energia totală necesară executării prelucrării solului cu plugul se poate exprima prin relaţia

[80]:

pierderiaratt EEE += [J], (2.43)

unde: Earat este energia necesară prelucrării solului cu plugul, J; Epierderi - energia consumată de pierderile din mecanismul maşinii, J. Energia necesară se poate calcula cu relaţiile:

arataratmaratarat tPLE ⋅== [J], (2.44)

unde: Lmarat este lucrul mecanic consumat la arat, J; tarat - timpul în care se execută lucrarea de arat, s. Relaţia devine:

pierderiarataratt EtPE +⋅= [J] (2.45)

Puterea necesară acţionării plugului, Parat are trei componente:

atdarat PPPP ++= [W], (2.46)

unde: Pd este puterea necesară pentru deplasarea maşinii, W; Pt - puterea necesară pentru tăierea solului, W; Pa - puterea necesară aruncării solului, W.

Puterea necesară pentru deplasarea maşinii se calculează cu relaţia:

mplugd vGfP ⋅⋅= [W], (2.47)

în care: f este coeficientul global al rezistenţei la înaintare; Gplug - greutatea maşinii, N; vm - viteza de deplasare a maşinii, m/s.

Puterea necesară pentru tăierea şi ridicarea solului se calculează cu relaţia:

mtaieret vRP ⋅= [W], (2.48)

unde Rtaiere este forţa necesară tăierii solului, în N, iar vm - viteza de deplasare a maşinii, m/s. Folosind relaţia (2.41), relaţia (2.46) devine:



Fig. 2.58. Traiectoriile descrise de

cuţitele de freză, a-frezarea de jos în sus, b-frezarea de sus în jos [90]

mt vbakP ⋅⋅⋅= [W]. (2.49)

unde notaţiile sunt cele din relaţia (2.42). Puterea necesară pentru aruncarea solului dislocat se calculează cu relaţia:

,

;3maruncare

maruncarearuncare

vbaPvRP

⋅⋅⋅=

⋅=

ε (2.50)

unde notaţiile sunt cele de la relaţia (2.42).

Puterea de acţionare plugului se calculează cu ajutorul formulelor (2.45), (2.49) şi (2.50):

3mmmplugarat vbavbakvGfP ⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅= ε [W]. (2.51)

Energia totală necesară acţionării plugului se calculează cu relaţia:

pierderiaratmaratmaratmplugarat EtvnbatvnbaktvGfE +⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅= 3ε [J]. (2.52)

2.4.4. Studiul energeticii frezelor pentru pregătirea patului germinativ în legumicultură

2.4.4.1. Aspecte generale Frezele sunt destinate lucrării de pregătire

a patului germinativ. Organele de lucru sunt antrenate de la priza de putere a tractorului, având mişcare de rotaţie. Acestea execută amestecarea, mărunţirea, afânarea solului şi mărunţirea şi amestecarea resturilor vegetale cu stratul de solul prelucrat.

Frezele folosite la pregătirea patului germinativ sunt purtate şi au rotorul cu axa orizontală, dispus perpendicular pe direcţia de înaintare.

Cerinţa de bază impusă procesului tehnologic de lucru este ca mărunţirea şi afânarea solului să se execute la un grad ridicat pe toată adâncimea de lucru, fără a-l pulveriza, iar fundul brazdei să rămână neted, fără creste,[40].

2.4.4.2. Cinematica organelor de lucru ale frezelor

Cuţitele frezelor sunt supuse la două mişcări, o mişcare de translaţie cu viteza vm şi o mişcare de rotaţie cu unghiul de rotaţie ω. Compunerea celor două mişcări determină traiectoria absolută a vârfurilor cuţitelor de freză, care este o trohoidă (fig. 2.58) [29].

În vederea studierii dimensiunii şi formei solului dislocat se studiază cinematica organului

de lucru, a cuţitului frezei. În acest scop se determină traiectoria, viteza şi acceleraţia unui punct caracteristic al organului de lucru. Punctul M(x,y) de pe tăişul cuţitului se consideră un punct definitoriu, figura 2.59.



Fig. 2.59. Traiectoria unui punct de pe tăişul cuţitului frezei[29]

Sistemul de referinţă ales, xAy, este un sistem mobil, care se deplasează cu o viteză

constantă vm. Ecuaţiile parametrice ale punctului M(x,y) se determină cu ajutorul formulelor:

.sin;cosθθ

⋅−=⋅=ry

rx

M

M (2.53)

unde: r este raza cercului de rotaţie. Unghiul θ este un parametru variabil, care se determină cu relaţia:

t⋅=ϖθ . (2.54)

Ecuaţiile parametrice ale punctului M(x,y) faţă de sistemul fix oxOoy considerat fix sunt:

.sin

;cos0

0

θ

θ

⋅−=

⋅+⋅=

rrytvrx

M

mM (2.55)

Traiectoriile cuţitelor următoare, faţă de sistemul fix oxOoy, se exprimă cu următoarele

ecuaţii parametrice:

,2sin

;2cos

'0

'0

−⋅−=

⋅+

−⋅=

zrry

tvz

rx

M

mM

πθ

πθ (2.56)

unde z este numărul cuţitelor dispuse pe un disc al rotorului frezei. 2.4.4.3. Dinamica organelor de lucru ale frezelor

Dinamica studiază mişcarea cuţitului frezei ţinând cont de forţele care acţionează asupra lui. În procesul de lucru cuţitul taie solul sub acţiunea forţei de tăiere, Ft (fig. 2.61) [16]. Mărimea şi direcţia forţei de tăiere depind de metoda de frezare, de forma cuţitului, de regimul de frezare. Convenţional se consideră că forţa de tăiere este forţa periferică Fp. Această forţă apare ca rezultat al momentului rotitor aplicat pe arborele frezei. Solul se opune acestei forţe de tăiere prin forţa de rezistenţă R, egală, dar de sens opus forţei de tăiere. Forţa de rezistenţă R este rezultanta forţelor care apar datorită deformărilor plastice şi elastice ale solului şi datorită forţelor de frecare dintre cuţit şi sol. Mărimea forţei de rezistenţă depinde de proprietăţile fizico-mecanice ale solului şi de metoda de frezare şi se consideră egală cu forţa de tăiere, dar de sens



opus. Forţa de rezistenţă a solului se opune tăierii şi aruncării, putând fi reprezentată prin componentele sale Rx şi Ry, [122], [80], [29].

Fig. 2.61. Forţele care acţionează asupra cuţitului de freză [40]

Valoarea forţei de rezistenţă a solului variază între o valoare maximă Rmax şi zero [29]. În

realitate forţa R este deviată de la direcţia Fp cu unghiul ψ. Forţa periferică Fp (forţa de tăiere) este egală cu proiecţia forţei R pe tangenta la cercul rotorului frezei, R0 [29]. Forţa periferică Fp se calculează cu expresia:

rMFp = [N], (2.65)

unde: M este momentul de rotaţie, în Nm, iar r - raza cercului de rotaţie, în m.

Forţa de rezistenţă a solului se calculează cu relaţia:

ψψ coscos0 pFR

R == [N], (2.66)

unde unghiul ψ este unghiul de deviere al forţei de rezistenţă la frezare.

2.4.4.4. Energetica organelor de lucru ale frezelor

Prelucrarea solului cu freza este o lucrare cu consum energetic mare. Se impune deci analiza tuturor factorilor care influenţează consumul de energie, în vederea găsirii metodelor de diminuare a acestuia.

Energia totală necesară prelucrării solului cu freza se poate exprima prin relaţia [80], [90]:

pierderifrezaret EEE += [J], (2.68)

unde: Efrezare este energia necesară executării frezării solului, în J; Epierderi - energia consumată de pierderile din mecanismul frezei, în J.

Dar:

ffffrezare tPLE ⋅== [J], (2.69)

unde: Lf este lucrul mecanic consumat pentru frezarea solului, în J; Pf puterea necesară acţionării frezelor, în W; tf este timpul în care se execută frezarea, în s. Relaţia devine:



Fig. 2.62. Procesul de lucru al lamei nivelatorului [40]

pierderiff EtPE +⋅= [J]. (2.70)

Puterea necesară acţionării frezelor, Pf are patru componente[16]:

iatdf PPPPP +++= , [W] (2.71)

unde: Pd este puterea necesară pentru deplasarea maşinii, în W; Pt - puterea necesară pentru tăierea şi dislocarea solului, în W; Pa - puterea necesară pentru aruncarea solului dislocat, în W; Pi puterea folosită la împingerea maşinii, în W.

2.4.5. Studiul energeticii pentru nivelarea solului

2.4.5.1. Aspecte generale Nivelatorul este o maşină cu organe

de lucru târâte, care asigură finisarea şi întreţinerea suprafeţei netede. Poate fi tractat sau purtat.

Procesul de lucru executat de organul de lucru constă din tăierea solului în plan orizontal, desprinderea lui din masa de sol şi ridicarea lui pe planul înclinat al lamei. Prin deplasarea maşinii, lama se comportă ca o pană, intră în sol la adâncimea de lucru reglată, desprinde un strat de sol din denivelare. Solul tăiat se

urcă pe suprafaţa interioară a lamei, este supus la încovoiere, se sfărâmiţează. Prin înaintarea continuă a maşinii, pământul dislocat este antrenat în mişcare de înaintare, se revarsă în faţă şi lateral [122] (fig. 2.62).

2.4.5.2. Cinematica organului de lucru al nivelatorului Studiul cinematicii organului de lucru al nivelatorului constă din studierea mişcării unui

punct caracteristic al lamei. În acest scop se determină traiectoria, viteza şi acceleraţia unui punct al tăişului lamei, punctul M(x,y) (fig.2.61).

Traiectoria punctului caracteristic al tăişului, faţă de un sistem de referinţă fix, este o dreaptă, care este paralelă cu suprafaţa solului în adâncimea de lucru:

.;tvx

ay

m ⋅=−=

(2.85)

2.4.5.3. Dinamica organului de lucru al nivelatorului Dinamica studiază mişcarea lamei ţinând cont de forţele care acţionează asupra ei.

Lama este reglată la unghiul de tăiere γ faţă de orizontală. În procesul de lucru tăişul lamei taie solul sub acţiunea forţei de tracţiune, tF

. Solul se opune prin forţa normală de apăsare

N

. La ridicarea solului dislocat pe lamă apare fenomenul de frecare, astfel în afara forţei normale opune rezistenţă şi forţa de frecare, fF

, (fig. 2.63). Datorită deplasării lamei şi a prismei

de antrenare apare o forţă de frecare între prisma de antrenare şi sol, 3R

.

Rezistenţa la nivelare, nivelareR

se poate calcula cu relaţia:

321 RRRRnivelare

++= [N]. (2.88)



2.4.5.4. Energetica organului de lucru al nivelatorului Prelucrarea solului cu nivelatorul este o lucrare cu consum energetic relativ mic, totuşi se

impune analiza tuturor factorilor care influenţează consumul de energie, în vederea găsirii metodelor de diminuare a acestuia. Energia totală necesară executării prelucrării solului cu nivelatorul se poate exprima prin relaţia [80]:

pierderinivelaret EEE += [J], (2.98)

unde: Enivelare este energia necesară nivelării solului, J; Epierderi - energia consumată de pierderile din mecanismul maşinii, J.

Dar:

nnivmnnivelare tPLE ⋅== [J], (2.99)

unde: Lmn este lucrul mecanic consumat la nivelarea solului, J; Pniv – puterea necesară efectuării nivelării, în W; tn - timpul în care se execută nivelarea,

2.4.6. Studiul energeticii echipamentelor pentru modelarea solului

2.4.6.1. Aspecte generale Modelatoarele realizează straturi înălţate, despărţite prin rigole. În legumicultură

modelarea solului se realizează cu modelatoare sau cu cultivatoare pentru deschis rigole. Modelarea solului în fermele din România este realizată, în majoritatea cazurilor, cu cultivatoare echipate cu organe pentru deschis rigole.

Procesul de lucru este asemănător cu cel al trupiţei cu cormane [136]. Prin deplasarea

organelor de lucru în sol contururile inferioare ale cormanelor şi brăzdarul taie şi desprind un strat de sol, care este urcat pe suprafaţa cormanelor. Este accelerat, răsturnat şi depus în părţile laterale, formând înălţături. În urma rariţei se formează un şanţ (fig. 2.65). Înălţătura se prelucrează manual. Adâncimea de lucru a, este de 100...150 mm, lăţimea de lucru are valori cuprinse între 200...230 mm.

2.4.6.2. Cinematica organului de lucru al cultivatorului pentru deschis rigole Cinematica studiază mişcarea rariţei, determinându-se traiectoria, viteza şi acceleraţia unui

punct caracteristic al organului de lucru, aflat pe tăişul brăzdarului, punctul M(x,y), (fig.2.66.) Traiectoria punctului M(x.y), faţă de un sistem de referinţă fix, este o dreaptă, care este

paralelă cu suprafaţa solului în adâncimea de lucru:

Fig. 2.65. Procesul de lucru al cultivatorului pentru deschis rigole [40]

Fig. 2.66. Parametrii principali ai lamei [40]



.;tvx

ay

m ⋅=−=

(2.109)

2.4.6.3. Dinamica organului de lucru al cultivatorului pentru deschis rigole Dinamica studiază mişcarea rariţei ţinând cont de forţele care acţionează asupra ei.

Cultivatorul este acţionat prin forţa de tracţiune. Rariţa se comportă ca o trupiţă cu cormană dublă. Partea inferioară a cormanelor dislocă stratul de sol. Solul dislocat este ridicat pe suprafaţa cormanelor şi răsturnat lateral. În timpul răsturnării primeşte o energie cinetică, ceea ce influenţează rezistenţa rariţei.

Formula propusă de Goriacikin oglindeşte esenţa fizică a procesului de lucru efectuat de rariţă:

2mod 2

22

2 mcultivatorelare vbabakGfR ⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅= ε [N]. (2.112)

Formula se compune din trei termeni, Rd, Rtaiere, Raruncare:

,

;;

2maruncare

taiere

cultivatord

vbaRbakR

GfR

⋅⋅⋅=

⋅⋅=⋅=

ε

(2.113)

unde: Rd este rezistenţa opusă la înaintare, N; Rtaiere - rezistenţa opusă la tăierea, ridicarea şi destrămarea solului, N; Raruncare - rezistenţa opusă la aruncarea solului dislocat, în N.

2.4.6.4. Energetica organului de lucru al cultivatorului pentru deschis rigole Energia totală necesară executării prelucrării solului cu cultivatorul pentru deschis rigole se

poate exprima prin relaţia [80]:

pierderielaret EEE += mod [J], (2.114)

unde: Emodelare este energia necesară modelării solului, J; Epierderi - energia consumată de pierderile din mecanismul maşinii, J. Energia necesară modelării solului se poate calcula cu relaţiile:

modmodmodmod tPLE elatemelare ⋅== [J], (2.115) unde: Lmmod este lucrul mecanic consumat la modelarea solului, J; tmod - timpul în care se execută modelarea, s. Relaţia devine:

pierderielaret EtPE +⋅= modmod [J]. (2.116)

Puterea necesară acţionării cultivatorului pentru deschis rigole, Pmodelare are trei componente:

atdelare PPPP ++=mod [W], (2.117)

unde: Pd este puterea necesară pentru deplasarea maşinii, W; Pt - puterea necesară pentru tăierea solului, W; Pa - puterea necesară aruncării solului.

2.4.7. Studiul energeticii echipamentelor pentru lucrările de semănat 2.4.7.1. Aspecte generale

Brăzdarele deschid rigolele în vederea aşezării seminţelor la adâncimea determinată de cerinţele agrotehnice.



2.4.7.2. Cinematica organelor de lucru ale maşinii de semănat în rânduri Cinematica studiază mişcarea brăzdarului, determinându-se traiectoria, viteza şi acceleraţia

unui punct caracteristic al organului de lucru, aflat pe tăişul brăzdarului tip patină, punctul M(x,y), (fig. 2.67).

Traiectoria punctului M(x.y), faţă de un sistem de referinţă fix, este o dreaptă, care este

paralelă cu suprafaţa solului în adâncimea de lucru: .;tvx

ay

m ⋅=−=

(2.124)

2.4.7.3. Dinamica organelor de lucru ale maşinii de semănat în rânduri Brăzdarul intră în sol, vârful presează asupra particulelor de sol şi despică solul ca o pană,

(fig.2.68). Se formează o rigolă al cărei fund este bine tasat, creând un bun pat germinativ. Zona de deformare a solului în faţa brăzdarului este relativ mică, în părţile laterale se formează un muşuroi de sol ,[114].

Forţele care acţionează în timpul lucrului asupra brăzdarelor sunt prezentate în figura 2.68. Gb reprezintă greutatea brăzdarului, în care este prezentă şi greutatea braţului suport al brăzdarului. R0 este rezultanta forţelor orizontale care se opun din partea solului asupra înaintării brăzdarului. Rv este rezultanta forţelor care se opun pătrunderii brăzdarului în sol la adâncimea a şi la forţa de tracţiune Ft..

Rezultanta tuturor forţelor se notează cu R , şi se calculează cu formula:

vVb RRRRRR ++=+= )( 210 . (2.127)

Fig. 2.68. Forţele care acţionează asupra brăzdarului [80]

Rezistenţa la tracţiune a maşinilor de semănat Rezistenţa la tracţiune a maşinilor de semănat Rmsem se poate determina cu relaţia:

faBgolmsem RRRRR +++= [N]. (2.129)

În relaţia (2.129) notaţiile au următoarele semnificaţii: Rgol este rezistenţa la deplasare în gol a maşinii, RB este rezistenţa opusă de brăzdare, Ra este rezistenţa opusă la acţionarea aparatelor de distribuţie, Rf este rezistenţa opusă de forţele de frecare ce apar în organele de mişcare.

2.4.7.5. Energetica organului de lucru al maşinii de semănat Energia totală necesară executării lucrării de semănat se poate exprima prin relaţia,[80]:

pierderisemt EEE += [J], (2.134)

unde: Esem este energia necesară lucrării de semănat, J; Epierderi - energia consumată de pierderile din mecanismul maşinii, J. Energia necesară lucrării de semănat se poate calcula cu relaţiile:

semsemmsemsem tPLE ⋅== [J], (2.135)



unde: Lmsem este lucrul mecanic consumat la lucrarea de semănat, J; tsem - timpul în care se

execută lucrarea de semănat, 2.5. Concluzii privind energetica echipamentelor şi tehnologiilor pentru

pregătirea patului germinativ în legumicultură 1. Prin lucrările agricole se urmăreşte, în primul rând, corectarea proprietăţilor solului care se

grupează în două categorii: proprietăţi care influenţează comportamentul utilajelor cu care se realizează lucrările agricole, care se clasifică în: proprietăţi fizice şi proprietăţi fizico-mecanice; proprietăţi care influenţează creşterea şi dezvoltarea plantelor, care la rândul lor se clasifică în: proprietăţi hidrofizice, de aeraţie şi termice şi proprietăţi chimice. 2. Proprietăţile fizico-mecanice principale ale solurilor sunt următoarele: coeziunea, aderenţa,

consistenţa, plasticitatea, variaţia de volum, frecarea, deformarea solului prin prelucrare. În timpul proceselor de lucru, solul este supus unor solicitări sub influenţa cărora se deformează, iar în interiorul lui iau naştere rezistenţe ca: rezistenţa la compresiune; rezistenţa la tăiere; rezistenţa la penetrare; rezistenţa la arat. Cunoaşterea proprietăţilor fizico-mecanice de deformare a solului prin prelucrare serveşte la proiectarea şi exploatarea raţională a maşinilor agricole, la alegerea momentului optim de execuţie a lucrărilor solului, la executarea unor lucrări de calitate şi mai ieftine. 3. Terenurile care se pretează cel mai bine pentru cultivarea legumelor sunt terenurile uşoare,

afânate întrucât legumele datorită puterii scăzute de penetrare a rădăcinilor se dezvoltă mai greu în terenurile compactate. Din această cauză, periodic este necesar să se administreze cantităţi importante de gunoi de grajd, nisip şi amendamente. 4. Totalitatea maşinilor, uneltelor, instalaţiilor şi echipamentelor agricole necesare mecanizării

tuturor lucrărilor din procesul de producţie al unei culturi formează sistema de maşini agricole. 5. Agregatul complex rezolvă o problemă importantă a înfiinţării legumelor prin semănare,

acesta poate executa mai multe lucrări dintr-o singură trecere: deschiderea rigolelor, pregătirea patului germinativ, administrarea de îngrăşăminte chimice, modelatul şi semănatul, lucru care înseamnă o reducere importantă a consumurilor energetice şi conservarea potenţialului agroproductiv al solului prin reducerea numărului de treceri.



3. NECESITATEA ŞI OBIECTIVELE LUCRĂRII DE DOCTORAT

3.1. Necesitatea lucrării de doctorat Cultura legumelor are însemnătate deosebită, atât economică, cât şi din punct de vedere al

sănătăţii populaţiei. Asigurarea unui sortiment de legume proaspete pe tot parcursul anului a devenit un deziderat pe care cultivatorii, magazinele de specialitate şi supermarketurile sunt în măsură să le satisfacă.

Cultura legumelor în câmp, în afara faptului că aprovizionează piaţa cu legume proaspete, asigură materia primă pentru fabricile de conserve, care îşi asigură stocul pentru tot anul.

Înfiinţarea unui hectar de legume presupune cheltuieli destul de importante care se contabilizează în eficienţa economică a fermei, pe de altă parte preţul legumelor fluctuează, coborând de multe ori sub preţul de producţie, de aceea fermierii fac eforturi să reducă cheltuielile cu producerea legumelor.

Schimbările climatice au produs în ultimii ani diminuări de producţie importante, căldurile excesive însoţite de o insolaţie puternică, seceta prelungită au determinat ofilirea plantelor şi avortarea florilor.

Pe de altă parte, creşterea preţului carburanţilor a încărcat preţul de cost al producerii legumelor, de aceea este necesar ca unităţile de cercetare să găsească soluţii pentru eficientizarea activităţii fermelor legumicole, astfel încât să se încurajeze instalarea şi rămânerea tinerilor fermieri în domeniu.

Mecanizarea lucrărilor din legumicultură este o pârghie importantă de reducere a cheltuielilor. Pregătirea patului germinativ presupune un consum important de energie, de aceea optimizarea acestui pachet de lucrări poate aduce importante reduceri ale preţului de cost pe produs. Pe de altă parte, solul este un organism viu care agresat va înceta să mai producă la valoarea lui adevărată, de aceea pe lângă reducerea aportului de îngrăşăminte chimice şi pesticide, este necesară găsirea unor soluţii pentru a face cât mai puţine treceri pe teren.

Lucrarea de doctorat prezentată ia în studiu un agregat complex, soluţie brevetată, care dintr-o singură trecere execută 5 lucrări pentru care erau necesare 5 agregate. Beneficiile executării lucrării de înfiinţare a culturilor legumicole cu acest agregat sunt reducerea consumurilor energetice şi conservarea potenţialului agroproductiv al solului.

Din punct de vedere ştiinţific se urmăreşte fundamentarea bazei teoretice a lucrării executate cu agregatul complex. Agregatul este nou şi nu s-a făcut niciun studiu până în prezent privind cinematica, dinamica şi energetica, în special, a secţiei de pregătire a patului germinativ.

Prin compararea, cu ajutorul modelării matematice a consumurilor energetice a agregatelor care concură la realizarea lucrării de înfiinţare a culturilor legumicole cu consumul energetic al agregatului complex, se va putea trage o concluzie care să ducă la promovarea agregatelor complexe şi introducerea lor în sistema de maşini.

Cercetarea experimentală care se realizează în cadrul lucrării de doctorat va evidenţia, practic, prin rezultatele încercărilor efectuate, care sunt avantajele folosirii agregatului complex. Indicii calitativi de lucru, indicii energetici rezultaţi din încercări, precum şi analiza referitoare la productivităţile agregatelor, vor da o imagine reală a performanţelor agregatelor luate în studiu.

Lucrarea de doctorat, prin analiza teoretică şi practică a problemei optimizării lucrărilor de pregătire a patului germinativ, va genera noi soluţii de perfecţionare a sistemei de maşini pentru legumicultură, care a fost neglijată, accentul punându-se pe sistema de maşini pentru cultura mare.



3.2. Obiectivele lucrării de doctorat

Obiectivul principal al lucrării de doctorat îl constituie optimizarea energetică a lucrărilor şi echipamentelor folosite la înfiinţarea culturilor legumicole.

Acest obiectiv este sinteza unor obiective subsidiare, dintre care cele mai importante sunt: realizarea unui studiu privind stadiul actual al cultivării legumelor, cerinţele

plantelor legumicole faţă de sol, climă, tratamente, fertilizare şi de lucrări mecanice;

analiza stadiului actual al realizărilor în domeniul construcţiei echipamentelor destinate înfiinţării culturilor de legume;

cercetarea teoretică a cinematicii, dinamicii şi energeticii echipamentelor pentru pregătirea patului germinativ şi stabilirea modelelor matematice ale

consumurilor energetice pentru fiecare echipament folosit, precum şi pentru tehnologiile posibile a fi utilizate;

analiza critică a consumurilor energetice ale lucrărilor şi tehnologiilor, în vederea optimizării procesului de pregătire a patului germinativ;

stabilirea aparaturii şi metodicii pentru cercetarea experimentală în vederea studiului consumului energetic al lucrărilor de pregătire a patului germinativ;

măsurarea indicilor calitativi de lucru impuşi la lucrările de pregătire a patului germinativ;

monitorizarea caracteristicilor fizice, fizico-chimice şi chimice ale solurilor în care se efectuează cercetarea experimentală;

cercetarea experimentală a consumurilor energetice ale lucrărilor de bază folosite la pregătirea patului germinativ şi compararea cu cele obţinute prin calcule teoretice;

analiza rezultatelor cercetărilor experimentale efectuate cu cele patru agregate, comparativ cu rezultatele experimentale ale agregatului complex.

3.3. Metodica generală de cercetare în lucrare Pentru îndeplinirea obiectivului principal şi a obiectivelor subsidiare precizate pentru

această lucrare este necesară o examinare riguroasă a modului de desfăşurare a cercetărilor teoretice şi experimentale şi o permanentă corectare a eventualelor erori care ar putea să se manifeste pe parcursul acestor cercetări.

În figura 3.1 se prezintă schema metodicii generale de cercetare în această lucrare, în care se observă şi bucla de corectare permanentă a modelelor teoretice ale procesului de pregătire a patului germinativ prin compararea rezultatelor concrete obţinute în cadrul cercetărilor experimentale desfăşurate şi în exploatare.



Fig. 3.1. Metodica generală de cercetare în lucrarea de doctorat

Din studiile efectuate în capitolele 1 şi 2 referitoare la stadiile actuale ale cercetărilor şi

realizărilor la nivel mondial în domeniul pregătirii patului germinativ şi a înfiinţării culturilor legumicole putem trage concluzia că prin executarea a mai multor lucrări dintr-o singură trecere reprezintă o soluţie viabilă de optimizare a consumurilor energetice.

Analiza rolului şi importanţei plantelor legumicole în alimentaţie

Analiza stadiului actual al tehnologiilor privind pregătirea patului germinativ la înfiinţarea culturilor

legumicole

Analiza stadiului actual al realizării de echipamente tehnice pentru pregătirea patului germinativ la

înfiinţarea culturilor legumicole

Cercetarea teoretică a consumurilor energetice ale variantelor tehnologice de pregătire a patului

germinativ în legumicultură

Cercetarea experimentală a consumurilor energetice ale variantelor tehnologice de pregătire a patului


În exploatare

Prelucrarea, analiza şi interpretarea rezultatelor cercetărilor experimentale

Compararea rezultatelor cercetărilor teoretice şi experimentale

Îmbu

nătă

ţire

Concluzii finale



Pe baza metodicii generale de cercetare din lucrare s-au abordat şi studiat aceste aspecte, structura tezei de doctorat fiind astfel concepută încât să asigure rezolvarea obiectivului principal şi a celor auxiliare.

4. CONTRIBUŢII TEORETICE LA OPTIMIZAREA ENERGETICĂ A

LUCRĂRILOR DE PREGĂTIRE A PATULUI GERMINATIV ÎN LEGUMICULTURĂ

4.1. Bazele optimizării procesului tehnologic de pregătire a patului


Teoria optimizării este o ramură a cercetării operaţionale, care foloseşte o colecţie de rezultate matematice şi metode numerice pentru identificarea celei mai bune variante dintr-o colecţie de alternative, fără a enumera sau evalua toate alternativele posibile. Procesul de optimizare stă la baza ingineriei, funcţia clasică a ingineriei fiind crearea de noi produse, mai bune, mai eficiente, mai ieftine şi realizarea, asigurarea îmbunătăţirii funcţionării produselor existente. Obiectul optimizării îl poate constitui: echipamentul de lucru (verificarea utilizării, îmbunătăţirea sau reproiectarea lui); procesul de lucru (parametrii procesului, automatizarea procesului); controlul procesului (feed-back) [75].

. Formularea corespunzătoare a problemei este cheia succesului unui studiu de optimizare. Procesul formulării problemei constă din: ♦ definirea sistemului; ♦ selectarea variabilelor independente ale sistemului ce urmează a fi studiat, optimizat; ♦ trasarea clară a limitelor sistemului; ♦ definirea criteriului de performanţă pe baza căruia vor fi alese variantele cele mai bune; ♦ definirea unui model matematic care să exprime relaţia dintre variabilele sistemului ce

urmează a fi optimizat.

Studiul de optimizare poate fi realizat şi prin experimentare directă pe model. Astfel variabilele independente ale sistemului pot lua valori diferite, iar răspunsul va fi observat şi evaluat cu scopul determinării indicilor de performanţă ai sistemului. Se analizează soluţiile rezultate, care pot conduce la apariţia a noi idei în dezvoltarea ulterioară a sistemului, metodologia optimizată putând fi apoi utilizată pentru alegerea corespunzătoare a valorilor variabilelor independente şi continuarea experimentărilor în aceeaşi manieră.

În contextul celor prezentate anterior sistema de maşini agricole de lucrat solul, care execută procesul de pregătire a patului germinativ, poate fi considerată un sistem (fig.4.1). Pe parcursul acestui capitol se formulează problema optimizării energetice a sistemului maşini agricole de lucrat solul-tractor-sol. Obiectul optimizării îl constituie parametrii procesului de pregătire a patului germinativ în.

În vederea optimizării procesului de pregătire a patului germinativ se impune dezvoltarea unui model matematic care modelează consumul energetic al componentelor sistemei de maşini. Modelul matematic dezvoltat teoretic va fi validat şi îmbunătăţit prin rezultatele obţinute în cadrul cercetărilor experimentale,[40].



4.2 Exploatarea echipamentelor tehnice pentru pregătirea patului

germinativ la înfiinţarea culturilor de legume

Indicatorii de exploatare ai sistemului agricol de pregătire a patului germinativ caracterizează eficienţa modului de mişcare a sistemului. Studiul indicatorilor de exploatare este strâns legat de examinarea cinematicii sistemului agricol în spaţiul.

4.2.1. Cinematica sistemelor tehnice la lucrările de pregătire a patului germinativ

în legumicultură

Cinematica sistemului agricol este modul de deplasare efectuat de către sistemul agricol în vederea realizării lucrării agricole propuse pe suprafaţa ce urmează a fi prelucrată.

În timpul lucrului sistemul agricol tractor-maşină de lucrat solul parcurge distanţe însemnate. Distanţa parcursă este destinată efectuării lucrului, întoarcerilor la capetele tronsoanelor şi deplasării de la o parcelă la alta sau în interiorul fermei. Deplasările cu organele de lucru în poziţie de transport se consideră deplasări în gol şi reprezintă timp neproductiv. Trebuie să se studieze cu mare atenţie cinematica sistemelor pentru ca deplasările în gol să fie cât mai mici [74], [30], [31], [106].

Deplasările în gol sunt influenţate de raza de întoarcere a sistemului agricol, de felul întoarcerii la capetele tronsoanelor, de mărimea tronsoanelor.

Raza de întoarcere Ri a sistemului agricol format

Parametri ai tractorului

Tractor Maşină

Sol

Parametri ai maşinilor

Parametri ai solului

Energie

Indicatori energetici

Indici calitativi de lucru

Fig. 4.1. Schema bloc de reprezentare sistemică a procesului de prelucrare mecanică a solului

Indicatori de exploatare

Fig. 4.2. Schema de întoarcere a sistemului agricol cu maşină

purtată[30]



din tractorul pe roţi şi maşina purtată se determină cu relaţia:

2ActgLRi +⋅= α [m], (4.1)

în care: L este ampatamentul tractorului, în m; A - distanţa dintre fuzetele roţilor din faţă, în m; α unghiul de întoarcere (fig. 4.2).

4.2.2. Indicatorii de exploatare ai sistemelor tehnice la pregătirea patului germinativ în legumicultură

Indicatorii de exploatare ai sistemului agricol sunt expresii numerice care apreciază

procesul de lucru, reflectă modul în care maşinile agricole corespund nivelului tehnic atins pe plan mondial [17], [[30]], [31], [56], [64].

Indicatorii de exploatare a maşinilor agricole de lucrat solul sunt: coeficientul curselor de lucru; drumul specific; coeficienţii de folosire a timpului; capacitatea de lucru.

4.3. Modelarea matematică a consumurilor energetice ale echipamentelor

tehnice folosite la pregătirea patului germinativ în legumicultură

4.3.1. Consideraţii generale

Modelarea matematică a energeticii maşinilor de lucrat solul reprezintă stabilirea relaţiilor de calcul ale componentelor energiei necesare prelucrării solului şi analiza acestora, în scopul găsirii metodelor de reducere ale consumurilor de energie la lucrările de pregătire a patului germinativ [4], [9], [34].

4.3.2. Modelarea matematică a consumului energetic al echipamentelor pentru afânarea adâncă a solului

La prelucrarea solului cu subsolierul energia este folosită pentru tractarea maşinii de lucru,

pentru tăierea şi dislocarea feliei de sol, pentru despicarea solului dislocat şi pentru acoperirea pierderilor din transmisia maşinii, adică:

pierderidespicaredislocaretaieredeplasaresubsoliere EEEEE +++= , [J]. (4.9)

Conform relaţiei (4.9) energia totală necesară acţionării subsolierelor se calculează cu relaţia:

( ) .2111 2cos

2sin2sin

cos pierdmmNmssubsoliere EtvNNNtvRNtvfGE +

+++

+++= µβµβµϕα

ϕ[J] (4.10)

Componenta verticală a normalei de apăsare N a solului asupra brăzdarului se consideră

egală cu greutatea solului dislocat. Greutatea solului dislocat, la rândul, ei se calculează din geometria solului dislocat prezentată în figura 4.4. Forţa N se calculează cu formula:

α

ρ

α cos2

cos

glba

GN

bm

s⋅⋅⋅

⋅

== [N], (4.11)



unde: lb este lungimea brăzdarului, a –adâncimea de lucru, m; bm –lăţimea de lucru, m; α –unghiul de tăiere al brăzdarului; ρ –densitatea solului, kg/m3, având valori între 1200…2300 kg/m3.

Reacţia solului de sub brăzdar se calculează cu ajutorul formulei (2.39), în care forţa N se

substituie cu relaţia (4.11), obţinându-se:

( ) ( )ϕϕα

α

ρϕα

ϕ coscos

cos2cos

cos+

⋅⋅⋅⋅

⋅

+=+⋅+=gl

ba

GNGRb

m

ssN [N]. (4.12)

Lucrul mecanic specific este lucrul mecanic necesar dislocării unităţii de volum de sol.

Lucrul mecanic specific la prelucrarea solului cu subsolierul se calculează raportând lucrul mecanic efectuat la volumul de sol dislocat pe distanţa parcursă, adică:

atsolprelucr

sss V

LL = [J], (4.13)

unde: Ls este lucrul mecanic efectuat de subsolier, în J; Vsolprelucrat - volumul de sol dislocat de subsolier, în m3. 4.3.3. Modelarea matematică a consumului energetic al echipamentelor pentru arat solul

Energia consumată în timpul prelucrării solului cu plugul este folosită pentru deplasarea maşinii de lucru, pentru tăierea şi dislocarea feliei de sol, pentru aruncarea feliei de sol dislocate şi pentru acoperirea pierderilor din transmisia maşinii. Modelul matematic al consumului energetic al plugului se construieşte pe baza relaţiei (2.46), având componentele prezentate în formula:

].[JEEEEE pierderiatdarat +++= (4.14)

Notaţiile din relaţia (4.14) corespund celor din subcapitolul 2.4.3. Pe baza studiului energeticii plugului, efectuat în subcapitolul 2.4.3. s-au determinat

componentele energiei mecanice. Conform relaţiei (2.52) energia totală necesară acţionării maşinii se calculează cu relaţia:

Fig. 4.4. Schema de calcul pentru forţele care acţionează asupra

organului de lucru al subsolierului [25]



pierderiaratmaratmaratmplugarat EtvnbatvnbaktvGfE +⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅= 3ε [J]. (4.15)

În relaţia (4.26) notaţiile corespund celor din subcapitolul 2.4.3. Modelul matematic al consumului de energie al lucrării solului cu plugul, exprimat prin

relaţia (4.26), oferă informaţii necesare optimizării parametrilor maşinii în vederea minimizării consumului său energetic.

Energia necesară pentru deplasarea maşinii, Edeplasare, se transformă în lucrul mecanic necesar tractării maşinii şi în deformarea solului. Este direct proporţională cu greutatea Gplug a maşinii şi cu coeficientul rezistenţei la rulare f dintre roata de reglare a adâncimii de arat şi sol:

( )plugdeplasare GffE ,= .

Reducerea consumului de energie pentru tractarea plugului constă în reducerea acestor două elemente.

Reducerea greutăţii maşinii, încă din faza de proiectare se poate realiza prin folosirea materialelor mai uşoare, dar rezistente la solicitările mecanice.

Reducerea coeficientului de rezistenţă la rulare se poate obţine prin folosirea roţilor cu diametre şi lăţimi cât se poate de mari.

Energia necesară pentru operaţiile mecanice ale aratului serveşte la tăierea şi dislocarea brazdelor, la ridicarea solului dislocat pe suprafaţa cormanei şi la aruncarea lui spre lateral.

- Energia necesară tăierii şi dislocării brazdelor depinde de dimensiunile solului dislocat, fiind direct proporţională cu adâncimea de lucru, cu lăţimea de lucru a rariţei şi cu proprietăţile fizico-mecanice ale solului:

( )kbafEtaiere ,,= .

- Energia necesară aruncării feliei sol depinde de dimensiunile feliei de sol dislocate, de forma şi dimensiunile rariţei şi de proprietăţile fizice ale solului prelucrat.

( )ε,,bafEridicare = .

Reducerea energiei necesare efectuări operaţiilor mecanice ale deschiderii rigolelor se poate realiza prin reducerea dimensiunii feliei de sol dislocate şi prin efectuarea lucrării în momentul în care solul prezintă proprietăţi fizico-mecanice optime din punct de vedere al prelucrării.

Energia consumată de pierderile din transmisie se datorează frecărilor care apar în mecanismele maşini. Aceste pierderi se pot reduce prin ungere.

Suprafaţa de tăiere specifică este un parametru geometric al feliei de sol dislocate. Este raportul dintre suprafaţa de tăiere a solului dislocat, St şi volumul său, V .

Se calculează cu ajutorul formulei:

( )abSba

SbaVS

S telare

11mod +=

⋅⋅⋅+

== [m2/m3]. (4.16)

În relaţia (4.16) S reprezintă drumul parcurs de maşină, în m; a - adâncimea de lucru, în m; b – lăţimea brăzdarului, în m.

Suprafaţa de tăiere a unităţii de volum de sol dislocat caracterizează energia necesară pentru arat. Suprafaţa specifică mare conduce la un consum energetic specific mare. Din relaţia



(4.16) reiese că parametrii care pot influenţa suprafaţa specifică de tăiere în cazul lucrării solului cu plugul sunt adâncimea de lucru şi lăţimea brăzdarului.

Din analiza relaţiei (4.16) rezultă că suprafaţa specifică de tăiere la arat cu plugul este invers proporţională cu adâncimea de lucru. La adâncime de lucru mică suprafaţa specifică este mare, deci şi consumul energetic specific la arat este mare.

Din analiza relaţiei (4.16) reiese proporţionalitatea inversă şi cu lăţimea brăzdarului, la lăţime de lucru mică suprafaţa specifică este mare, implicit şi consumul energetic specific la arat este mare.

Lucrul mecanic specific este lucrul mecanic necesar dislocării unităţii de volum de sol. Lucrul mecanic specific la prelucrarea solului cu plugul se calculează raportând lucrul mecanic efectuat la parcurgerea drumului S, la volumul solului dislocat pe acest drum, adică:

SbaE

VL

L arat

atsolprelucr

arats ⋅⋅

== [J/m3], (4.17)

unde: Larat este lucrul mecanic efectuat de plug, în J; Vsolprelucrat - volumul de sol dislocat de plug, în m3; Earat – energia necesară acţionării plugului, în J; S –distanţa parcursă de maşină în timpul lucrării, în m.

Substituind relaţia (4.27) în (4.28) şi efectuând simplificările, relaţia lucrului mecanic specific devine:

2m

plugsarat vk

baGf

L ⋅++⋅

⋅= ε [J/m3]. (4.18)

Conform relaţiei (4.18) lucrul mecanic specific al modelării este influenţat de următorii

parametri de exploatare: adâncimea de lucru, lăţimea brazdei şi viteza de lucru. Din relaţia (4.18) reiese că prin creşterea adâncimii de lucru şi lăţimii brăzdarului se reduce

lucrul mecanic specific al lucrării de arat. Creşterea vitezei de lucru măreşte lucrul mecanic specific al lucrării. Se constată că

efectuarea modelării solului cu viteză redusă rezultă lucru mecanic specific redus, astfel aratul solului cu plugul se justifică la adâncimi mai mari şi viteză redusă.

4.3.4. Modelarea matematică a consumului energetic al frezelor agricole

Energia consumată în timpul prelucrării solului cu freza este folosită pentru deplasarea

maşinii de lucru, pentru tăierea şi dislocarea feliei de sol, pentru aruncarea feliei de sol dislocate, pentru autoîmpingere şi pentru acoperirea pierderilor din transmisia maşinii. Modelul matematic al consumului energetic al frezei se construieşte pe baza relaţiei (4.10), având componentele prezentate în formula:

( ) pierderiereautoîmpingaruncaretaieredeplasaretf EEEEEE ++++= [J]. (4.25) Pe baza studiului energeticii frezei, efectuat în subcapitolul 2.5.4 s-au determinat

componentele energiei mecanice la lucrarea solului cu freza. Conform relaţiei (2.122), energia totală necesară acţionării frezei se calculează cu relaţia:

pierderimfmp

fmp

ffmftf EtvRtv

vBatv

zzbak

tvGfE +⋅⋅+⋅+⋅⋅⋅⋅⋅

+⋅⋅⋅⋅⋅

+⋅⋅⋅= )sin(2

2

ψθρ [J]. (4.26)



În vederea studiului teoretic al adâncimii de lucru asupra suprafeţei specifice de tăiere se trasează diagrama pentru condiţiile concrete de lucru: r = 0,255 m, b = 0,1 m, vm = 1 m/s, ω = 17 rad/s, zp = 3, (fig. 4.8).

Fig. 4.9. Variaţia suprafeţei specifice de tăiere la lucrarea solului cu freza

în funcţie de adâncimea de lucru[40] Din diagramă rezultă că suprafaţa specifică de tăiere este invers proporţională cu creşterea

adâncimii de r = 0,255m, a = 0,12m, zp = 3, ω = 17rad/s.

Fig. 4.10. Variaţia suprafeţei specifice la lucrarea solului

cu freza în funcţie de viteza de lucru [40] În vederea studiului teoretic al vitezei de lucru asupra suprafeţei specifice de tăiere se

trasează diagrama pentru condiţiile concrete de lucru: a = 0,12 m; r = 0,255m, b = 0,1 m, ω = 17 rad/s, zp = 3 (fig.4.10).

Din diagramă rezultă că suprafaţa specifică de tăiere descreşte odată cu creşterea vitezei de lucru, ceea ce se observă şi din relaţia (4.33).



Fig. 4.11. Variaţia suprafeţei specifice de tăiere

la lucrarea solului cu freza în funcţie de lăţimea cuţitelor[40]

Studiul teoretic al variaţiei suprafeţei specifice de tăiere în funcţie de lăţimea cuţitului se efectuează prin trasarea diagramei de dependenţă pentru condiţiile de lucru concrete de lucru: a = 0,12 m, r = 0,255 m; vm=1 m/s; ω=17 rad/s; zp = 3, (fig. 4.11).

Lucrul mecanic specific este lucrul mecanic necesar dislocării unităţii de volum de sol, în J/m3. Lucrul mecanic specific la prelucrarea solului cu freza se calculează raportând lucrul mecanic efectuat la o rotaţie a rotorului frezei la volumul de sol dislocat la o rotaţie, adică:

rot

f

rot

rotsf V

PVL

Lτ⋅

== [J/m3], (4.34)

unde: Lrot este lucrul mecanic efectuat de freză la o rotaţie a arborelui rotorului, în J; Vrot - volumul de sol dislocat de freză la o rotaţie a arborelui rotorului, în m3; Pf - puterea necesară acţionării frezei, în W; τ - timpul unei rotaţii sau perioada mişcării de rotaţie a rotorului, în s.

Din studiul teoretic al influenţei adâncimii de lucru asupra lucrului mecanic specific la lucrarea solului cu freza reiese că adâncimea de lucru este invers proporţională cu lucrul mecanic specific. Mărirea adâncimii de lucru conduce la scăderea lucrului mecanic specific, (fig. 4.12).

Fig. 4.12. Variaţia lucrului mecanic specific la lucrarea solului cu freza în funcţie

de adâncimea de lucru[40]

Fig. 4.13. Variaţia lucrului mecanic specific la lucrarea solului cu freza în funcţie

de lăţimea cuţitelor frezei[40]

Din relaţia (4.39) reiese că cuţitele cu lăţimea mare contribuie la creşterea lucrului mecanic specific, ceea ce se confirmă şi din graficul prezentat în figura 4.13.



Din relaţiile (4.39) şi (4.42) se observă dependenţa de gradul doi a lucrului mecanic specific faţă de vitezele frezei, respectiv viteza de înaintare, vm şi viteza periferică a cuţitului frezei, vp. Studiul teoretic al vitezelor constă în trasarea graficelor prezentate în figurile 4.14 şi 4.15.

Variaţia lucrului mecanic specific la lucrarea solului cu freza în funcţie de viteza periferică a rotorului, vp pentru condiţiile concrete de lucru: f = 0,2, Gf = 4650 N, kf = 120000 N/m2, B = 1,3 m, b = 0,11 m, ρ = 1500 kg/m3, la diferite adâncimi de lucru, este prezentată în diagramele din figura 4.14.

120000

140000

160000

180000

200000

220000

240000

260000

280000

3 4 5 6 7 8

lucr

ul m

ecan

ic s

peci

fic,

J/m

3

viteza periferică a rotorului, m/s

a=0.05 m

a=0.07 m

a=0.12 m

a=0.15 m

a=0.2 m

Fig. 4.14. Variaţia lucrului mecanic specific la lucrarea solului cu freza în funcţie de viteza periferică a rotorului, vp [40]

110000

130000

150000

170000

190000

210000

230000

250000

0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4

lucr

ul m

ecan

ic s

peci

fic, J

/m3

viteza de lucru, m/s

a=0.05m

a=0.07m

a=0.12m

a=0.15m

a=0.17m

Fig. 4.15. Variaţia lucrului mecanic specific la lucrarea solului cu freza în funcţie de viteza de lucru, vm [40]

Freza echipată cu cuţite late necesită un volum mai mare de lucru mecanic pentru unitatea de volum de sol prelucrat.



Folosirea frezei la pregătirea patului germinativ în prelucrarea solului la adâncimi superficiale şi la viteze ridicate de lucru nu se justifică din punctul de vedere al lucrului mecanic specific.

4.3.5. Modelarea matematică a consumului energetic al echipamentelor pentru nivelarea solului

Energia la prelucrarea solului cu nivelatorul este folosită pentru deplasarea maşinii de lucru, pentru tăierea şi dislocarea feliei de sol, pentru ridicarea solului dislocat, pentru deplasarea prismei de antrenare şi pentru acoperirea pierderilor din transmisia maşinii.

Energia totală necesară acţionării nivelatoarelor se calculează cu relaţia[48]:

pierderiprismaridicaretaieredeplasarenivelare EEEEEE ++++= [J]. (4.43) Lucrul mecanic specific este lucrul mecanic necesar dislocării unităţii de volum de sol.

Lucrul mecanic specific la prelucrarea solului cu nivelatorul se calculează raportând lucrul mecanic efectuat la parcurgerea drumului S, la volumul solului dislocat pe acest drum, adică:

SBaP

VL

L niv

atsolprelucr

ns ⋅⋅

⋅==

τ [J/m3], (4.46)

unde: Ln este lucrul mecanic efectuat de nivelator, în J; Vsolprelucrat - volumul de sol dislocat de nivelator, în m3; Pnivelare - puterea necesară acţionării nivelatorului, în W; τ - timpul nivelării, în s; S – distanţa parcursă de în timpul nivelării, în m.

Fig. 4.17. Influenţa unghiului de tăiere al lamei

asupra variaţiei lucrului mecanic specific la lucrarea solului cu nivelatorul

Fig. 4.18. Influenţa adâncimii de lucru asupra variaţiei lucrului mecanic specific la lucrarea

solului cu nivelatorul[40]

În figura 4.18 se prezintă variaţia lucrului mecanic specific în funcţie de adâncimea de lucru a nivelatorului. Din relaţia (4.64), cât şi din diagrama trasată pentru condiţiile de lucru concrete reiese că la creşterea adâncimii de lucru, lucrul mecanic specific al lucrării solului cu nivelatorul se reduce, astfel că reglând unghiului de tăiere al lamei la valori apropiate de 90° se reduce lucrul mecanic specific al lucrării. Lucrarea solului cu nivelatorul se justifică la adâncimi mai mari.

24000

26000

28000

30000

32000

34000

36000

0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

adâncimea de lucru, m

lucr

ul m

ecan

ic s

peci

fic, J

/m3

27800

28000

28200

28400

28600

28800

29000

29200

35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

105

110

unghiul de tăiere, o

lucr

ul m

ecan

ic s

peci

fic d

e tă

iere

, J/m

3



4.3.6. Modelarea matematică a consumului energetic al echipamentelor pentru modelarea solului

Energia necesară la prelucrarea solului cu cultivatorul pentru deschis rigole este folosită la deplasarea maşinii de lucru, la tăierea, dislocarea, ridicarea şi aruncarea spre lateral a solului şi pentru acoperirea pierderilor din transmisia maşinii [99].

Energia totală necesară acţionării cultivatorului pentru deschis rigole se calculează cu relaţia:

pierderiaruncaretaieredeplasareelare EEEEE +++=mod [J]. (4.65)

Fig. 4.19. Variaţia suprafeţei specifice de

tăiere la modelarea solului cu cultivatorul pentru deschis rigole în funcţie de

adâncimea de lucru[40]

Fig. 4.20. Variaţia suprafeţei specifice de tăiere la modelarea solului cu cultivatorul pentru deschis rigole în funcţie de lăţimea

pieptului rariţei[40]

Lucrul mecanic specific este lucrul mecanic necesar dislocării unităţii de volum de sol. Lucrul mecanic specific la prelucrarea solului cu cultivatorul pentru deschis rigole se calculează raportând lucrul mecanic efectuat la parcurgerea drumului S, la volumul solului dislocat pe acest drum, adică [101]:

SbaE

VL

L elare

atsolprelucrs ⋅⋅

== modmod [J/m3], (4.68)

unde: Lmod este lucrul mecanic efectuat de modelator, în J; Vsolprelucrat - volumul de sol dislocat de modelator, în m3; Emodelare – energia necesară acţionării cultivatorului, în J; S –distanţa parcursă de maşină în timpul lucrării, în m.

4.3.7. Modelarea matematică a consumului energetic al echipamentelor tehnice

complexe pentru pregătirea patului germinativ în legumicultură [139] [140].

În lucrare se va determina şi studia traiectoria punctului F(xF,yF,zF), vârful colţului din margine de pe bara port-colţi al grapei oscilante considerate.

Mecanismul de antrenare a barelor port-colţi este prezentat în figura 4.24, a. În cazul studiat este prezentat un mecanism bielă-manivelă, având în construcţie un arbore cotit. Elementul conducător este manivela AB, elementul condus este bara BC. Bara port-colţi execută mişcarea de translaţie oscilatorie [23], [4], [5], [9]. Sistemul de referinţă ales, xGz, este un sistem mobil, care se deplasează cu viteză constantă vm faţă de un sistem fix, conform figurii 4.24, b.



Fig. 4.24. Cinematica unui punct al barei port-colţi a grapei oscilante,

a- mecanismul de antrenare a grapei oscilante; b- reperele fix şi mobil [139] Coordonatele punctului F(xF,yF,zF) se determină cu ajutorul coordonatelor punctelor A, B,

C, D şi E [5]. Coordonatele punctului A(xA, yA, zA):

( )

===

Hzyx

zyxA

A

A

A

AAA 00

,, (4.70)

Coordonatele punctului B(xB, yB, zB):

( )

⋅+==

⋅+=

θ

θ

sin0

cos,,

rzzy

rxxzyxB

AB

B

AB

BBB , (4.71)

unde: r este lungimea elementului AB, în m; θ - unghiul de rotaţie al elementului AB, în rad (fig. 4.24, a)

Unghiul θ este parametrul variabil:

tnt ⋅⋅=⋅= πϖθ 2 [rad]. (4.72)

unde: ω este viteza unghiulară a prizei de putere, în rad/s; n - turaţia prizei de putere, în rot/s. Punctul C(xC, yC, zC) se află la intersecţia a două cercuri, unul având originea un punctul B,

cu raza BC, şi celălalt cu originea în punctul D, cu raza DC. Rezolvând sistemul format din ecuaţiile cercurilor, se obţin coordonatele punctului C faţă de reperul mobil:

( ) ( )( ) ( )

=−−+−

=−−+−

0

0222

222

czzxx

lzzxx

DD

BB . (4.73)

Coordonatele punctului D(xD, yD, zD) se consideră cunoscute şi sunt următoarele:

( )

===

00,,

D

D

D

DDD

zy

LxzyxD . (4.74)

Cu ajutorul relaţiilor (4.74), sistemul de ecuaţii (4.73) se modifică astfel:



( )

=+⋅+⋅

−−±=

0112

1

22

cxbxa

xLcz , (4.75)

unde a1, b1, c1 sunt coeficienţi calculabili din datele concrete ale construcţiei:

( )( )

22222

22222

1

21

221

,4

,2

,

lLczxm

czLzmc

LzxLmbxLza

BB

BB

BB

BB

−−++=

⋅−⋅+=

⋅−−⋅=

−+=

(4.76)

unde: H este diferenţa de înălţime dintre bara port-colţi şi priza de putere, în m; l - lungimea elementului BC, în m, conform figurii 4.24, a. Dintre soluţiile sistemului (4.75) se aleg variantele care corespund restricţiilor geometrice.

Cu ajutorul coordonatelor punctului C(xC, yC, zC) se determină expresia tgα, necesară descrierii traiectoriei punctelor E(xE, yE, zE) şi F(xF, yF, zF):

( )

( )

−===

⋅−==

⋅−=

−=

azzy

xxzyxF

bzy

bLxzyxE

Lxz

tg

EF

F

EF

FFF

E

E

E

EEE

C

C

0,,

sin0

cos,,

α

α

α

, (4.77)

unde: b este lungimea elementului DE, în m; a- lungimea colţului, în m, figura 4.24, a. Reperul xGz se consideră mobil şi are o mişcare de translaţie cu viteza constantă vm faţă

de reperul xOz ( fig, 4.24, b). Ecuaţiile parametrice faţă de reperul xOy se obţin prin efectuarea operaţiilor:

[ ] [ ] [ ]FG

FO PTP ⋅= , (4.78)

unde: PF reprezintă coordonatele punctului F; T - matricea de transformare [4].

Ecuaţiile transformatei vor fi:

⋅

=

110000100

0100001

1F

GF

GF

G

Fo

Fo

Fo

zyx

S

zyx

, (4.79)

unde S este spaţiul parcurs de grapa oscilantă pe direcţia de deplasare.

Drumul parcurs de grapa oscilantă este dependent de timp şi se calculează cu relaţia:



tvS m ⋅= . (4.80)

Ecuaţiile parametrice ale mişcării absolute ale punctului F(xF, yF, zF) se obţin prin înlocuirile corespunzătoare:

=

⋅+=

=

FCO

mCO

FFO

zztvy

xx0 . (4.81)

Cu ajutorul ecuaţiilor parametrice ale punctului F(xF, yF, zF) se trasează traiectoria vârfului

colţului [7]. Trasarea traiectoriei descrisă de organul de lucru al grapei oscilante permite studierea prelucrării solului la viteze de deplasare diferite ale grapei oscilante [7], studiul teoretic al comportării grapei oscilante şi studiul teoretic al procesului de lucru al colţilor acesteia.

Cu ajutorul ecuaţiilor parametrice ale mişcării absolute (4.81) se pot determina ecuaţiile colţilor alăturaţi şi ecuaţiile colţilor de pe celelalte bare port-colţi. Se au în vedere în calcule: pasul dintre dinţi, p; defazajul dintre fusurile manetoane, φn; distanţa dintre barele port-colţi, d.

În figura 4.25 se prezintă aceste traiectorii, pe baza ecuaţiilor parametrice ale punctului F(xF, yF, zF) [7].

00.050.1

0.150.2

0.250.3

0.350.4

0.45

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 timp, s

trai

ecto

ria, m colţul de pe prima bară port-colţi

colţul alăturat

colţul de pe a doua bară port-colţi

colţul de pe a treia bară port-colţi

Fig. 4.25. Traiectoriile vârfurilor colţilor grapei oscilante în plan orizontal [139]

Din analiza funcţionării a grapei se poate constata oscilarea barei port-colţi în planul

perpendicular pe direcţia de înaintare. Acest fapt se poate verifica cu ajutorul ecuaţiilor parametrice ale punctului F(xF, yF, zF). Din figura 4.26 se observă că barele port-colţi descriu mişcarea oscilatorie în planul xOz. Ecuaţiile parametrice xF=f(r, n, H, l, c, L, b, φn) şi zF =f( r, n, H, l, c, L, b, φn) se pot folosi pentru reprezentarea traiectoriilor şi în planul vertical xOz, conform figurii 4.37.

oscilarea barei port-colţi

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

timp, s

traie

ctor

ie, m

Fig. 4.26. Mişcarea oscilatorie a barei port-colţi[140]



În timpul lucrului colţii urmăresc mişcarea barei port-colţi, primind mişcarea de translaţie alternativă perpendiculară faţă de direcţia de înaintare în planul xOz, conform figurii 4.27.

-0.2

-0.1

01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 timp, s

adân

cim

ea d

e lu

cru,

m

Fig. 4.27. Procesul de lucru executat de colţul grapei oscilante în plan vertical[139]

Modelarea dinamică se foloseşte de modelele cinematice ale punctului F(xF,yF,zF), punctul

F(xF,yF,zF), fiind vârful colţului grapei, figura 4.24 [5]. Ecuaţiile cinematice ale vârfului colţului în sistemul de coordonate mobil xGy se dau cu următoarele relaţii:

Fig. 4.29. Construcţia mecanismului grapei oscilante[139]

( )

−−

⋅−=

=−

⋅−=

aLx

zbz

yLx

zbLx

zyxF

C

CF

F

C

CF

FFF

)sin(arctan

0

)cos(arctan

,, . (4.82)

Necunoscutele din relaţia (4.82) se calculează astfel:

( ) ( )[ ] ( ) ( )[ ]

( ) ( )[ ] ( ) ( )[ ] ( ) ( )

( ) ( )[ ]22

21

2222

2222

222

cossin2/

/sin4

cossin4sin2cos

cossin2/sin2cos

θθ

θθθθθ

θθθθ

⋅−+⋅+

−⋅++⋅⋅−+⋅+−⋅⋅+−⋅−⋅+

+⋅−+⋅+⋅⋅+−⋅−⋅−=

rLrH

cLrHmrLrHLrHrLm

rLrHLrHrLmxc

( )[ ]2122cc xLcz −−=



( ) 222222 sincos lLcrHrm −−+⋅++⋅= θθ şi

[ ]radtnt ⋅⋅=⋅= πϖθ 2 . (4.83)

Puterea necesară acţionării a trei colţi ai grapei oscilante, aflaţi la bare-port-colţi diferite se

poate observa în figura 4.33. Colţii lucrează unul după celălalt, fiind acţionate defazat cu 2π/3 şi 4π/3 faţă de primul. În figura 4.34 se prezintă forţa totală necesară acţionării celor trei colţi ai grapei oscilante.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9 1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9 timp, s

pute

re, W

puterea necesară acţionării primului colţ

puterea necesară acţionării colţului aldoileaputerea necesară acţionării colţului altreileaputerea necesară totală pentru trei colţi

Fig. 4.33. Puterea necesară acţionării colţilor grapei[139]

Astfel se permite determinarea pe cale grafică a necesarului forţei de acţionare şi a puterii necesare de acţionare a grapei oscilante, luându-se în calcul, că grapa oscilantă construită de doctorand este prevăzută cu 7 colţi pe o bară.

05

101520253035

00.1

5 0.3 0.45 0.6 0.7

5 0.9 1.05 1.2 1.3

5 1.5 1.65 1.8

timp,s

forţă

, N

forţa totală necesară acţionăriicolţilor grapei oscilante

Fig. 4.34. Forţa totală necesară acţionării colţilor grapei oscilante[140]



0123456789

10

0

0.15 0.

3

0.45 0.

6

0.75 0.

9

1.05 1.

2

1.35 1.

5

1.65 1.

8 timp, s

pute

re, W

puterea necesară pentruacţionarea colţilor grapeioscilante

Fig. 4.35. Puterea necesară acţionării colţilor grapei oscilante[139]

4.4. Modelarea matematică a consumurilor energetice ale variantelor tehnologice pentru pregătirea patului germinativ în legumicultură

4.4.1. Aspecte generale privind diversificarea soluţiilor de mecanizare

Evoluţia tehnicii a diversificat şi producţia de maşini şi echipamente agricole, astfel că

există posibilitatea alegerii soluţiilor de mecanizare, care se referă la alegerea noilor tipuri de maşini sau la folosirea tipurilor deja existente în producţie. Alegerea soluţiei face necesară în fiecare caz concret evaluarea şi compararea diverselor variante.

4.4.2. Variante tehnologice de prelucrare a solului

Alegerea sistemului tehnic se bazează pe analiza mai multor variante de tehnologii. O

opţiune va fi considerată fundamentată numai în cazul în care soluţiile tehnice ce se compară sunt echivalente din punct de vedere al efectului pe care-l generează. Stabilirea efectului diferitelor variante creează a serie de dificultăţi, acestea sunt cu atât mai însemnate cu cât se compară mai multe variante, astfel că trebuie stabilit un criteriu prioritar. În situaţia actuală a crizei energetice mondiale, poate fi considerat criteriu prioritar reducerea consumului de combustibil pentru efectuarea lucrării prin menţinerea potenţialului de producţie al solului şi gradului de mecanizare a lucrării.

4.4.3. Modelarea matematică a consumului energetic al variantelor tehnologice

pentru lucrările de pregătire a patului germinativ

Studiul aprofundat al energeticii procesului de pregătire a patului germinativ s-a făcut în subcapitolul 4.3. Pe baza acestui studiu se construiesc modelele matematice pentru evidenţierea consumului energetic al variantelor de tehnologie la prelucrarea patului germinativ.

Modelele sunt compuse din ecuaţii referitoare la consumul energetic al fiecărei lucrări din tehnologie, punându-se în evidenţă elementele care au influenţă directă asupra consumului de energie pentru cazuri concrete de lucru.

Modelul matematic al consumului de energie la lucrarea de subsoliere se construieşte cu ajutorul formulei (4.10). Neglijându-se energia pierdută în mecanismele maşinii se obţine relaţia:

smsssmsssubsolieret tvaktvGfE ⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅= 22 [J], (4.88)



unde: f este rezistenţa la rulare; Gs – greutatea subsolierului, în N; ks – rezistenţa solului la subsoliere, în N/m2; a - adâncimea de lucru, în m; vms este viteza de lucru al subsolierului, în m/s; ts timpul subsolării, în s.

4.5. Posibilităţi de optimizare energetică a lucrărilor de pregătire a patului germinativ în legumicultură

Consumul energetic total al lucrării de pregătire a patului germinativ se formează din consumurile energetice ale lucrărilor de subsoliere, arat, nivelare, frezare şi modelare. Cercetarea teoretică a consumului de energie la lucrările solului pentru condiţii concrete de lucru şi maşini specificate se restrânge la studiul consumului de energie în funcţie de adâncimea şi viteza de lucru.

4.5.1. Posibilităţi de optimizare energetică a lucrării solului cu plugul Umiditate optima Reglaje corecte Ascuţirea organelor active Organe active vibratorii Agregarea unei maşini agricole care să execute mărunţirea concomitent cu alte lucrări. 4.6. Concluzii teoretice privind optimizarea energetică a lucrărilor de

pregătire a patului germinativ în legumicultură 1. Optimizarea energetică a lucrărilor de pregătire a patului germinativ foloseşte rezultate

matematice şi metode numerice pentru identificarea celei mai bune variante dintr-o colecţie de alternative, fără a enumera sau evalua toate alternativele posibile. Procesul de optimizare impune definirea sistemului; selectarea variabilelor independente ale acestuia, trasarea clară a limitelor sistemului, stabilirea criteriului de performanţă pe baza căruia vor fi alese variantele cele mai bune şi dezvoltarea unui model matematic care să exprime relaţia dintre variabilele sistemului.

2. În cazul modelării matematice a lucrărilor de pregătire a patului germinativ sistemul este reprezentat de ansamblul maşină agricolă-tractor-sol, iar în sens mai larg de tehnologiile agricole care conţin diferite sisteme de acest tip. În toate situaţiile obiectul optimizării îl constituie parametrii procesului de pregătire a patului germinativ.

3. Variabilele independente luate în considerare la calculul şi optimizarea consumului energetic la lucrarea de pregătire a patului germinativ sunt parametrii tractorului.

4. Limitele sistemului sunt impuse de cerinţele agrotehnice ale plantelor cultivate, respectiv indicii calitativi de lucru ai maşinilor de lucrat solul şi indicatorii de exploatare ai sistemului agricol la lucrările avute în vedere. Dintre indicii calitativi de lucru ai maşinilor agricole se remarcă: gradul de mărunţire a solului; rezistenţa la penetrare a solului; adâncimea medie de lucru a utilajelor pentru lucrările solului; gradul de afânare a solului; gradul de nivelare a solului.

5. Criteriul de performanţă al sistemului maşină agricolă-tractor-sol se alege dintre indicatorii de aprecierea utilajelor din sistema de maşini, care în acest caz va fi consumul de energie în procesul de prelucrare a patului germinativ, criteriu care se extinde şi asupra variantelor de tehnologii posibile de a fi aplicate la lucrarea solului astfel încât în final să se aleagă varianta optimă pentru o situaţie dată.

6. S-au luat în consideraţie 5 tipuri de maşini agricole: subsolierul, plugul, freza, nivelatorul şi modelatorul, care vor forma sisteme cu acelaşi tip de tractor şi 10 tehnologii viabile rezultate din combinaţii ale lucrărilor care apelează la maşinile agricole specificate.

7. Pentru ridicarea capacităţii de lucru a sistemului agricol este necesară respectarea unor cerinţe, precum: folosirea completă a timpului total de lucru al fiecărui schimb, organizarea mai



bună a deservirii tehnice a proceselor de muncă şi a utilajelor, exploatarea utilajelor la valoarea nominală a indicilor de lucru etc.

8. În vederea modelării matematice a consumurilor energetice ale echipamentelor de pregătire a patului germinativ s-au studiat componentele energiei mecanice totale necesare prelucrării solului, respectiv energia necesară prelucrării şi energia necesară acoperirii pierderilor. S-a considerat utilă introducerea şi unor indici care comasează mai mulţi factori pentru caracterizarea consumului de energie al maşinilor de lucrat solul, respectiv suprafaţa specifică de tăiere a solului şi lucrul mecanic specific. Suprafaţa specifică pentru tăierea unităţii de volum a solului este raportul dintre aria şi volumul solului dislocat, iar lucrul mecanic specific este lucrul mecanic necesar dislocării şi prelucrării unităţii de volum de sol.

9. Energia consumată în timpul prelucrări solului cu freza este folosită pentru deplasarea maşinii de lucru, pentru tăierea, dislocarea şi aruncarea feliei de sol, pentru autoîmpingere şi pentru acoperirea pierderilor din transmisia maşinii. Suprafaţa specifică de tăiere variază invers proporţional cu adâncimea, cu viteza de lucru şi cu creşterea lăţimii cuţitelor. Dimensiunile reduse ale feliilor de sol dislocate de organele de lucru ale frezei conduc la suprafeţe specifice mari şi la consumuri energetice mari. La viteze de lucru mari rezultă avansuri mari la înaintare şi felii dislocate mari, reducându-se energia necesară lucrării solului prin frezare.

10. Suprafaţa de tăiere specifică în cazul nivelatoarelor este invers proporţională cu adâncimea de lucru, implicit şi consumul energetic specific se află în aceeaşi situaţie.

11. Energia necesară la prelucrarea solului cu cultivatorul pentru deschis rigole este folosită la deplasarea maşini de lucru, la tăierea, dislocarea, ridicarea şi aruncarea spre lateral a solului şi pentru acoperirea pierderilor din transmisie.

12. Reducerea consumurilor energetice cele mai importante se găsesc în cazul lucrărilor efectuate cu agregatul complex justificate prin anularea deplasarilor în gol a trei dintre cele patru agregate şi prin consumul mai mic realizat de agregatul complex la pregătirea patului germinativ datorat felului în care se face mărunţirea solului. Organele active ale secţiei de pregătire a patului germinativ, spre deosebire de freză, nu imprimă particulelor de sol energia cinetică pe care o imprimă organele active ale frezei. Conform literaturii de specialitate 30% din energia consumată de freză este necesară pentru accelerarea feliilor de sol.

5. CERCETAREA EXPERIMENTALĂ A ECHIPAMENTELOR PENTRU PREGĂTIREA PATULUI GERMINATIV

INFIINTAREA CULTURILOR DE LEGUME

5.1 Obiectivele cercetării experimentale

Cercetarea experimentală reprezintă unul din modurile principale de abordare a problemelor de investigare ştiinţifică fundamentală sau aplicativă. În general, în cercetarea

ştiinţifică trebuie să existe o unitate indisolubilă între studiile teoretice şi cercetarea experimentală, prin aceasta soluţionându-se problemele ştiinţifice pe căile cele mai scurte şi mai puţin costisitoare.

Studiile teoretice permit stabilirea interdependenţei dintre diferiţi parametri ai proceselor tehnice, a legilor care stau la baza fenomenelor, utilizând aparatul matematic şi realizările din domeniul ştiinţelor fundamentale (fizica, chimia, biologia etc.).

Obiectivul principal al cercetării experimentale din această lucrare a constat în optimizarea energetică a lucrărilor şi echipamentelor folosite la pregătirea patului germinativ în spaţiile protejate.



În vederea atingerii obiectivului principal al acestor cercetări a fost necesară parcurgerea secvenţială şi rezolvarea mai multor obiective subsidiare, precum:

• alegerea corectă a obiectului cercetării experimentale; • stabilirea unei metodici riguroase de cercetare experimentală în vederea studiului

consumului energetic al maşinilor de pregătire a patului germinativ, care să confere garanţia că rezultatele obţinute prin cercetarea teoretică sunt reale;

• monitorizarea caracteristicilor fizice şi fizico-mecanice ale solurilor în care se efectuează cercetarea experimentală;

• determinarea indicatorilor de exploatare ai maşinilor la lucrarea de pregătire a patului germinativ în sera în care se efectuează cercetarea experimentală;

• determinarea indicatorilor energetici ai maşinilor la lucrarea de pregătire a patului germinativ în legumicultură;

• măsurarea indicilor calitativi de lucru impuşi la lucrările de pregătire a patului germinativ; • compararea indicatorilor energetici stabiliţi pe cale teoretică cu cei obţinuţi pe cale

experimentală.

5.2. Obiectele cercetărilor experimentale

Obiectul cercetărilor experimentale l-a constituit materialul de lucru al pregătirii patului germinativ. Cercetările s-au desfăşurat pe terenurile Staţiunii de Cercetare şi Dezvoltare pentru Legumicultură Buzău.

În condiţiile unui microclimat stepic pronunţat şi a unei vegetaţii xerofite, peste care s-au suprapus o serie de factori pedogenetici locali, în cadrul S.C.D.L. Buzău s-au diagnosticat genetic în teren şi pe baza analizelor fizico-chimice, 16 varietăţi de sol-teren, grupate în 3 clase genetice (agroproductive), conform Sistemului Român de Clasificare a Solurilor (S.R.C.S. - Bucureşti, 1980).

În cadrul S.C.D.L. Buzău, având o suprafaţă de 419,23 ha terenuri arabile irigate, parţial nivelate sub formă de câmpuri de producţie, câmpuri experimentale şi spaţii protejate (sere, răsadniţe şi solarii), au fost identificate 16 varietăţi de sol – teren, împărţite pe criterii genetice în 3 clase agroproductive de calitate.

Predominante sunt mollisolurile din câmpia de subsidenţă a Buzăului, de tipul cernoziomurilor argiloiluviale, (229,25 ha – 46,5 %) în cadrul fermelor numerele 2 şi 5.

În lunca Buzăului (fostă albie minoră şi majoră), în incinte îndiguite cu sistem de desecare şi irigaţii adecvat, întâlnim soluri aluviale (188,52 ha – 38,1 %) şi protosoluri aluviale (47,73 ha – 10,0 %), în cadrul fermelor nr. 1, 3, 4 şi Cercetare.

5.3. Metodica cercetărilor experimentale

Studiul teoretic aprofundat ale energeticii procesului de pregătire a patului germinativ s-a făcut în subcapitolul 2.5. Pe baza acestui studiu s-au construit modelele matematice pentru stabilirea interdependenţei dintre consumul energetic al lucrărilor din tehnologia prelucrării patului germinativ şi diferiţi parametri ai proceselor tehnice.

Modelul matematic al consumului total de energie, descris de relaţia (4.83), este construit pe baza modelului dinamic al sistemului agricol prezentat în figura 5.2, fiind compus dintr-o serie de ecuaţii care pun în evidenţă modul de interacţionare a variabilelor sistemului.



Verificarea experimentală a modelelor matematice se face pe baza schemei modelului

energetic al sistemului agricol prezentat în figura 5.3. Energia totală introdusă în sistemul agricol prin combustibilul folosit Q în vederea efectuării unei lucrări din tehnologia pregătirii patului germinativ se consumă pentru:

acţionarea motorului cu ardere internă; pierderile din transmisia tractorului; deplasarea tractorului şi a maşinii de lucrat solul; acţionarea maşinii de lucrat solul prin priza de putere şi tracţiune.

Fig.5.3. Modelul energetic al sistemului agricol În vederea atingerii obiectivului principal şi obiectivelor subsidiare ale cercetărilor

experimentale s-a conceput şi s-a urmărit metodica generală prezentată în figura 5.4:

Fig.5.2. Modelul dinamic al sistemului agricol

Maşina agricolă Motor Transmisia

Mm, ωm

Priza de putere

Ft, vm

Mpp, ωpp

Sol, a, Gms, σp

Motor Transmisia Maşina agricolă

Priza de putere Q

Energia necesară pentru deplasarea sistemului agricol

Energia totală necesară

Energia necesară

lucrării



5.4. Aparatura şi echipamentele folosite la cercetările experimentale

5.4.1. Aspecte generale În vederea efectuării corecte a experimentărilor, aparatura şi dispozitivele de măsurat au

fost verificate în laboratoare acreditate. A fost verificată perioada de valabilitate inscripţionată pe etichetele aplicate pe acestea. Nu a fost permisă utilizarea celor neverificate metrologic sau cu

perioada de valabilitate depăşită. Aparatele folosite în determinările experimentale sunt: • aparatul pentru măsurat consumul de combustibil; • aparate pentru măsurarea caracteristicilor fizico-mecanice ale solurilor studiate:

♦ umidometru; ♦ set de site granulometrice etc.

Locul de desfăşurare a cercetărilor experimentale

Laborator /teoretic Exploatare

Solul supus prelucrării

S.C.D.L. BUZAU- CENTRU

Ferma legumicolă Crang SCDL Buzau

Aparate folosite Echipamente folosite

Um

idom

etru

pe

ntru

sol

Apa

rat p

entru

m

ăsur

are c

onsu

m

de c

ombu

stib

il Agregat complex AC 1,4

Indicatori urmăriţi

• caracteristicile fizico-mecanice ale solul; • consumul de energie al maşinilor; • indicii calitativi de lucru ai maşinilor.

Fig. 5.4. Metodica generală a cercetărilor experimentale

Freza FPP-1,30

Tractorul U-445 L

Site

pen

tru

stud

iul s

olul

ui



5.4.2. Aparatele folosite la cercetările experimentale 5.4.2.3. Aparatul pentru măsurat consumul de combustibil

Aparatul folosit în cercetarea experimentală pentru măsurarea consumului de combustibil este de tipul EDM 1404, (fig.5.7) [142], fiind destinat determinării consumului de combustibil al motoarelor Diesel, cu sistem clasic de injecţie, cu pompe de injecţie rotative sau pompe de injecţie liniare.

Fig.5.7. Aparatul pentru măsurat consumul de

combustibil EDM 1404 (www.vdo.com)

Fig.5.8. Schema de amplasare a aparaturii de măsurare pe tractor

5.4.3. Sisteme tehnice utilizate la cercetările experimentale În exploatare, obiectul cercetărilor experimentale a fost sistema tehnică formată din baza

energetică, tractorul T054 – 1V; freza agricolă FPP-1,30; Cultivatorul de deschis rigole CL-1,4; Modelatorul MMS-1,4; Semănătoarea SUP-1,4 şi agregatul complex AC 1,4.

5.5. Desfăşurarea cercetărilor experimentale

5.5.1. Acţiuni preliminare cercetărilor experimentale Acţiunile preliminare cercetărilor experimentale se desfăşoară conform schemei prezentate

în figura 5.15. Se determină indicatorii de exploatare ai maşinii de săpat solul şi ai frezei şi se efectuează măsurători privind proprietăţile fizico-mecanice ale solului cercetat.

Efectuarea măsurătorilor privind proprietăţile fizico-

mecanice ale solului

Efectuarea măsurătorilor privind indicatorii de exploatare ai maşinilor de lucrat solul

♦ capacitatea de lucru a maşinilor

♦ umiditatea.

Fig. 5.15. Schema de lucru privind acţiunile preliminare cercetărilor experimentale



5.5.2. Metodica cercetărilor experimentale în condiţii de exploatare Metodica de lucru privind cercetările experimentale în condiţii de exploatare este prezentată

în figura 5.27.

Fig. 5.27. Metodica desfăşurării cercetărilor experimentale în condiţii de exploatare

PREGĂTIREA TRACTORULUI ŞI MAŞINILOR PENTRU PROBE

Jalonarea terenului

Stabilirea schemelor de măsurare

Verificări asupra condiţiilor de lucru

Freza FPP-1,30

Maşina de săpat solul MSS-1,40

Desfăşurarea lucrărilor şi efectuarea măsurătorilor

Stabilirea cinematicii de lucru

PRELUCRAREA, ANALIZA ŞI INTERPRETAREA REZULTATELOR

DETERMINAREA INDICILOR ENERGETICI AI MAŞINILOR

Cronometrarea timpilor de

lucru

Viteza de lucru

efectivă

Măsurarea consumului de

combustibil

Consumul specific de

energie, J/m2

ÎNSCRIERI ÎN FIŞE DE MĂSURĂTORI

Măsurarea indiciilor calitativi de lucru ai maşinilor

- Gradul de mărunţire; - Adancimea de lucru - Gradul de nivelare

În gol În lucru

v2 v3 v1

5 1

Tractorul T054-4U



5.5.2.1. Măsurarea consumului de combustibil al sistemelor tehnice folosite la pregătirea patului germinativ

Aparatul folosit în cercetarea experimentală este aparatul pentru măsurarea consumului de combustibil de tipul EDM 1404, (fig.5.7). Aparatul de măsurare a consumului de combustibil s-a montat pe tractorul T-054 conform schemei de amplasare, (fig.5.28).

Fig.5.28. Aparatul pentru măsurarea consumului de combustibil

de tipul EDM 1404 montat pe tractorul DEUTZ Verificarea consumului energetic s-a efectuat pentru lucrările de săpare şi frezare, ele fiind

lucrările cu cel mai mare consum energetic, conform studiului teoretic prezentat în subcapitolul 4.3.

Verificarea consumului energetic s-a efectuat pentru lucrările de săpare şi frezare, ele fiind lucrările cu cel mai mare consum energetic, conform studiului teoretic prezentat în subcapitolul 4.3.

S-au stabilit elementele cinematicii de lucru. Sistemul agricol s-a deplasat cu trei viteze de lucru în gol şi în lucru:

Măsurarea consumului de combustibil s-a efectuat pe lungimea de lucru de 200 m. Jalonarea terenului în vederea respectării distanţei de lucru s-a făcut cu ajutorul ruletei şi a unor ţăruşi, care au marcat începutul şi capătul distanţei.

În timpul desfăşurării lucrărilor s-au cronometrat timpii de lucru efectiv şi cantităţile de combustibil consumate de sistemul agricol pe parcursul de 15 m (fig.5.12).

Timpul de lucru s-a verificat cu un cronometru verificat şi atestat sub aspect metrologic. Măsurarea consumului de combustibil s-a repetat de cinci ori pentru fiecare treaptă de

viteză. Consumul mersului în gol s-a măsurat o dată pentru fiecare treaptă de viteză. Datele măsurate s-au trecut în fişe de măsurători, care au fost ulterior prelucrate, analizate şi interpretate.

• Indicii calitativi de lucru şi energetici ai cultivatorului de deschis rigole CL-1,4

* Măsurarea abaterii medii la cultivatorul de deschis rigole CL-1,4

Adâncimea medie am

a arăturii, se determină cu relaţia:

Fig. 5.12. Măsurarea consumului de combustibil



n

aa

n

i

m

∑= 1 [cm], (5.1)

în care: ai

Adâncimea de lucru s-a măsurat cu brazdometrul (fig. 5.13). reprezintă valorile adâncimilor măsurate; n - numărul măsurătorilor efectuate.

Abaterea medie aδ faţă de adâncimea de lucru am


n

aan

mi

a

∑ −±= 1δ [cm] (5.2)

Tabelul 5.8

Datele măsurătorilor la cercetarea experimentală a abaterii medii de la adâncimea medie de lucru la cultivatorul CL-1,4

1.1

1.3

2.02

0

0.5

1

1.5

2

2.5

Abat

erea

med

ie fa

ta d

e ad

anci

mea

de

lucr

u (c

m)

V1 = 0.638 m/s V2 = 1.242 m/s V3 = 6.53 m/s

Abaterea medie cultivator CL-1.4 (cm)

Abaterea medie cultivator CL-1.4 Fig. 5.15. Abaterea medie faţă de adâncimea de lucru - Cultivator CL-1,4

Abaterea medie se încadrează în condiţia ±0,10 am. în cazul vitezelor v1 = 0,638 m/s şi v2 =

1,242 m/s, viteza v3 = 6,5 m/s are abaterea peste limita admisă (2,02 cm). Abaterile de la adâncimea de lucru au fost pozitive astfel încât să asigure adâncimea de lucru modelatorului (0,15 m).

Abaterea medie faţă de adâncimea de lucru δa,

cm

v1, m/s 0,638

v2, m/s 1,242 m/s

v3, m/s 6,53 m/s

1 1,0 1,1 2,3 2 0,8 0,9 2,5 3 1,1 1,2 2,1 4 1,7 1,4 1,9 5 0,9 1,9 1,3

Abaterea medie δa, cm 1,1 1,3 2,02



♦ Măsurarea indicilor energetici (consumul de combustibil, productivitatea) ai lucrării de deschis rigole cu CL-1,4

° Consumul de energie al cultivatorului de deschis rigole CL-1,4 În vederea determinării consumului de energie a fost aleasă viteza a II-a, întrucât la o

calitate a lucrării apropiată ( aδ ), atât consumul de energie, cât şi productivitatea sunt mai bune decât în cazul vitezei I. Efectuarea măsurătorilor:

s-au cronometrat timpii de lucru efectiv; s-au determinat cantităţile de combustibil consumate de sistemul agricol (fig. 5.16) pe

parcursul celor 200 m, cu lăţimea de lucru de 1,40 m, (suprafaţa de 280 m2).

Fig. 5.16. Aspecte din timpul desfăşurării cercetărilor experimentale

Datele măsurate s-au trecut în fişa de măsurători prezentată în tabelul 5.9 şi sunt

reprezentate grafic în figura 5.17.

Tabelul 5.9 Datele măsurătorilor la cercetarea experimentală a consumului de combustibil al

lucrării de deschis rigole CL-1,4

Viteza de

lucru, m/s

Timpul

de lucru,

s

Viteza de lucru

calculată, m/s

Consumul de combustibil măsurat

Consumul de

combustibil al lucrării, Ccl, cm3,

pe 280 m2

Consumul energetic

real al lucrării,

J, pe 280 m2

în sarcină, Ccs, cm3,

pe 280 m2

în gol, Ccg, cm3, pe 280 m2

xi yi

v2

159 1,257 125,42 77 48,42 1627880,4 162 1,234 125,46 77 48,46 1629225,2 160 1,25 125,44 77 48,44 1628552,8 163 1,227 125,42 77 48,42 1627880,4

161 1,242 125,45 77 48,45 1628889,0 Media 161 1,242 125,438 77 48,438 1628485,56



125.438

77

48.438

0

20

40

60

80

100

120

140

cmc/

280

mp

Ccs. Ccg. Ccl. Tip consum

Consum combustibil cultivator CL-1.4 (cmc/280 mp)

Consum combustibil CL-1.4

Fig. 5.17. Grafic al consumurilor de combustibil pentru cultivatorul CL-1,4

Corespunzător timpilor celor cinci repetiţii au fost calculate vitezele cu formula v = S/t, în care S este spaţiul parcurs, iar t este timpul necesar parcurgerii acestui spaţiu. Viteza medie a agregatului a fost de 1,242 m/s.

Consumul de combustibil în sarcină a fost măsurat pentru fiecare repetiţie, după care s-a făcut media (fig. 5.18). Consumul în gol a fost măsurat pentru fiecare repetiţie cu aceeaşi viteză, după care s-a făcut media.

Consumul de combustibil al lucrării a fost obţinut prin scăderea din consumul în sarcină consumul în gol. Pentru determinarea consumului energetic real, în J al agregatului s-a utilizat formula:

].[];[)( 3

JHCclQcmCcgCcsCcl

⋅⋅=−=

ρ (5.3)

unde: Ccl este consumul de combustibil al lucrării, în cm3; Ccs - consumul de combustibil măsurat în sarcină, în cm3; Ccg -consumul de combustibil măsurat în gol, în cm3; ρ – densitatea combustibilului, în kg/m3; H - puterea calorică inferioară a combustibilului, în J/kg. Valoarea lui ρ = 820…845 kg/m3 la 15°C, H = 41…42,3 MJ/kg la ρ = 820…845 kg/m3. În calculele teoretice s-au considerat valorile: ρ = 820 kg/m3 şi H = 41 MJ/kg.

Din tabelul 5.9 se constată următoarele: consumul în gol al agregatului reprezintă 61,38% din consumul măsurat în sarcină, consumul de combustibil al lucrării reprezintă 62,90% din consumul în gol al agregatului.

° Productivitatea agregatului alcătuit din tractorul T054-1V şi cultivatorul CL-1,4 Productivitatea agregatului se calculează cu formula: W = 0,36 Bxv [ha/h], în care B este

lăţimea de lucru a cultivatorului, în m, iar v este viteza, în m/s. În vederea calculării productivităţii au fost preluate determinările făcute pentru consumurile energetice, respectiv: viteza în funcţie de timpii cronometraţi şi lăţimea de lucru. Datele măsurătorilor la cercetarea experimentală a productivităţii cu cultivatorul CL1,4 sunt prezentate în tabelul 5.10.



Tabelul 5.10

Datele măsurătorilor la cercetarea experimentală a productivităţii cu cultivatorul CL1,4 Viteza v, m/s B, m Productivitatea, ha/h v2 1,257 1,4 0,633 v2 1,234 1,4 0,620 v2 1,25 1,4 0,63 v2 1,227 1,4 0,618 v2 1,242 1,4 0,626 Media 1,242 1,4 0,626

• Indicii calitativi de lucru şi energetici ai frezei Nardi-1,4 ♦ Măsurarea abaterii faţă de adâncimea medie la freza Nardi-1,4

Fig. 5.19. Freza Nardi-1,4

Freza Nardi (fig. 5.19) este o maşină purtată. Rotorul cu cuţite este antrenat de la priza de putere a tractorului prin arbore cardanic cu cuplaj de siguranţă, în vederea protejării organelor de lucru. Turaţia de antrenare este de 540 rot/min. Transmisia este laterală, cu lanţ. Cuţitele de freză sunt rigide şi curbate, în formă de L. Pe flanşe se fixează rigid patru cuţite. Adâncimea de lucru se reglează cu ajutorul patinelor de reglaj.

Indicii calitativi de lucru măsuraţi sunt: adâncimea (abaterea medie faţă de adâncimea de lucru), gradul de mărunţire, gradul de nivelare, gradul de afânare.

Valoarea admisă pentru δa se consideră de max. ±0,10 am. Adâncimea medie are valoarea de 0,15 m. Abaterea medie a fost determinată prin efectuarea a 5 măsurători. Adâncimea medie de lucru: am = 0,15 m. Datele măsurătorilor la cercetarea experimentală a abaterii medii de la adâncimea de lucru cu freza Nardi-1,4 sunt prezentate în tabelul 5.11 şi reprezentate grafic în figura 5.20.

Tabelul 5.11 Datele măsurătorilor la cercetarea experimentală a abaterii medii de la adâncimea de lucru cu

freza Nardi-1,4

Abaterea medie faţă de adâncimea de lucru, δa,

cm

v1, m/s

0,526

v2, m/s

1,247

v3, m/s

6,47 1 0,9 1,2 1,9 2 1,8 1,9 2,7 3 1.2 2.1 3,1 4 1,0 2,3 2,7 5 1,5 0,8 2,5

Abaterea medie 1,28 1,66 2,58



0

0.5

1

1.5

2

2.5

3Ab

ater

ea m

edie

fata

de

adan

cim

ea d

e lu

cru

(cm

)

V1 = 0.526 m/s V2 = 1.247 m/s V3 = 6.47 m/s

Abaterea medie freza (cm)

Abatere medie freza

Fig. 5.20. Abaterea medie faţă de adâncimea de lucru – Freza Nardi-1,4

Abaterea medie se încadrează în condiţia ±0,10 am. în cazul vitezei v1 = 0,626 m/s, vitezele: v2 = 1,25 m/s şi v3 = 6,5 m/s au valoarea lui δa peste limita admisă. Abaterile de la adâncimea de lucru au fost pozitive, astfel încât să asigure adâncimea de lucru modelatorului (0,15 m).

♦ Gradul de mărunţire a solului

Gradul de mărunţire l solului a fost măsurat în două condiţii de lucru: primăvara devreme, pentru înfiinţarea culturilor de ceapă, mazăre, morcov etc. şi vara, în vederea înfiinţării culturilor de varză, prin plantare, spanac, morcov etc.

° Gradul de mărunţire a solului în teren arat din toamna şi semănat primăvara Măsurătorile privind determinarea consumului de combustibil au fost precedate de

măsurarea umidităţii relative a solului şi urmate de măsurarea gradului de mărunţire a acestuia (fig. 5.21).

Gradul de mărunţire a solului, Gms

100⋅=st

scms M

MG

, reprezintă procentul masei de sol cu diametrul

agregatelor mai mic decât 5 cm din masa totală de sol şi se exprimă cu relaţia: , în

care: Msc - este masa solului, ce are dimensiunea bulgărilor mai mică decât dimensiunea convenţională stabilită de obicei 5 cm determinată prin cântărire, în urma cernerii solului arat din proba luată; Mst

Gradul de mărunţire s-a determinat prin cernere uscată cu site granulometrice. - masa totală a solului, din proba luată.

Suprafeţele pe care s-au realizat măsurătorile s-au ales pe cât posibil uniforme. S-au măsurat 10 de probe individuale pe fiecare suprafaţă reprezentativă. Probele au fost repartizate uniform pe suprafaţa parcelei. Prelevarea lor s-a făcut în zig-zag în lungul diagonalelor parcelei în scopul evitării erorilor sistematice.

Măsurătorile s-au făcut în primăvara anului 2012. Probele de sol s-au prelevat din solul frezat cu diferite viteze de lucru din adâncimea de

0…0,15 m. Datele măsurătorilor la cercetarea experimentală a gradului de mărunţire cu freza Nardi-1,4

sunt prezentate în tabelul 5.12 şi reprezentate grafic în figura 5.21.



Tabelul 5.12 Determinarea gradului de mărunţire a solului frezat primăvara

Diametrul bulgărilor, mm

v1, m/s 0,526

v2, m/s 1,247

< 30 82 72 30-50 12 18

82

12

72

18

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

%

V1=0.526m/s V2=1.247m/sViteza (m/s)

Gradul de maruntire a solului - freza - primavara

< 30 mm30-50 mm

Fig. 5.21. Gradul de mărunţire a solului frezat primăvara

Datele măsurătorilor la cercetarea experimentală a consumului de combustibil cu freza

Nardi-1,4 sunt prezentate în tabelul 5.14 şi reprezentate grafic în figura 5.23.

Tabelul 5.14 Datele măsurătorilor la cercetarea experimentală a consumului de combustibil cu freza Nardi-1,4

Viteza de

lucru, m/s

Timpul

de lucru,

s

Viteza de lucru

calculată, m/s

Consumul de combustibil măsurat Consumul

de combustibil al lucrării, Ccl, cm3,

pe 280 m2

Consumul energetic

real al lucrării,

J, pe 280 m2


pe 280 m2


xi yi

v2

375 0,533 595,3 159,9 435,4 14638148,0 384 0,520 597,4 159,9 437,5 14708750,0 379 0,527 596,3 159,9 436,4 14671768,0 380 0,526 596,4 159,9 436,5 14675130,0 382 0,523 595,9 159,9 436,0 14658320,0

media 380 0,526 596,26 159,9 436,36 14670423,2



Vitezele au fost calculate în funcţie de timpii înregistraţi pe parcursul celor 200 m şi s-a făcut media, respectiv pentru o medie de 380 secunde a rezultat conform formulei v = S/t viteza medie de 0,526 m/s.

Pentru fiecare repetiţie a fost măsurat consumul de combustibil, s-a făcut media şi a rezultat un consum mediu de 596,26 cm3/280 m2. A fost făcută o singură trecere cu agregatul în gol şi s-a înregistrat un consum de 159,9 cm3/280 m2. Consumul în gol reprezintă 26,81% din consumul în sarcină al agregatului.

Consumul de combustibil al lucrării s-a calculat prin diferenţa între consumul în sarcină al agregatului şi consumul în gol al acestuia şi s-a obţinut valoarea de 426,36 cm3/280 m2, care corespunde unui consum energetic de 14670423,2 J.

596.26

159.9

436.36

0

100

200

300

400

500

600

cmc/

280

mp

Ccs. Ccg. Ccl.

Tip consum

Consum combustibil freza (cmc/280 mp)

Consum combustibil freza Fig. 5.23. Grafic al consumurilor de combustibil pentru freza Nardi-1,4

° Productivitatea frezei Nardi-1,4

Productivitatea agregatului se calculează cu formula: W = 0,36 Bxv [ha/h], în care B este lăţimea de lucru a frezei, în m, iar v este viteza, în m/s.

Datele măsurătorilor la cercetarea experimentală a productivităţii cu freza Nardi-1,4 sunt prezentate în tabelul 5.15.

Tabelul 5.15 Determinarea productivităţii lucrării efectuate cu freza Nardi-1,4

Viteza de lucru, m/s

v, m/s

B, m

Productivitatea, ha/h

v1 0,533 1,4 0,268 v1 0,520 1,4 0,262 v1 0,527 1,4 0,266 v1 0,526 1,4 0,265 v1 0,523 1,4 0,263 Media 0,526 1,4 0,265

Viteza a fost preluată de la determinarea consumului de combustibil, iar lăţimea de lucru

este valabilă pentru toate agregatele folosite la înfiinţarea culturilor de legume. ♦ Măsurarea indicilor calitativi de lucru şi energetici ai modelatorului MMS-1,4

(adâncimea medie, gradul de nivelare, consumul de combustibil şi productivitatea), am = 0,15 m



Fig. 5.25. Aspecte din timpul cercetărilor experimentale

Modelatorul MMS-1,4 (fig. 5.25) este construit

din două patine care lucrează la o adâncime de 150 mm, solidarizate printr-o placă de oţel înclinată către partea posterioară a maşinii destinată pentru compactarea solului. Pe această placă se montează placa mobilă care are rolul de a regla tasarea solului. Adâncimea rigolei formate de modelator este 150 mm, lăţimea acesteia este de 460 mm, iar lăţimea coronamentului este de 940 mm. Ecartamentul tractorului care lucrează în agregat cu modelatorul este de 1400 mm.

Datele măsurătorilor la cercetarea experimentală a abaterii de la adâncimea medie cu modelatorul MMS-1,4 sunt prezentate în tabelul 5.16 şi reprezentate grafic în figura 5.26.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Abat

erea

med

ie fa

ta d

e ad

anci

mea

de

lucr

u (c

m)

V1 = 0.638 m/s V2 = 1.25 m/s V3 = 6.57 m/s

Abaterea medie MMS-1.4 (cm)

Abaterea medie MMS-1.4 Fig. 5.26. Abaterea medie faţă de adâncimea de lucru – MMS-1,4

Abaterea medie se încadrează în condiţia < ±0,10 am. în cazul vitezelor v1 = 0,638 m/s şi v2 =

1,25 m/s, din punct de vedere al consumului de combustibil şi productivităţii se alege viteza v2 = 1,25 m/s.

♦ Gradul de nivelare a solului Gns (MMS-1,4) Gradul de nivelare al solului Gns


100⋅−

=mt

mtmdns h

hhG [%] (5.5)

în care: hmi este distanţa medie de la suprafaţa solului la o linie de reper, înainte de trecerea agregatului, în cm; hmd

Linia de reper reprezintă o riglă, sprijinită pe doi suporţi, în poziţie paralelă cu suprafaţa terenului la o distanţă de 100 cm.

- distanţa medie de la suprafaţa solului la o linie de reper, după trecerea agregatului,în cm.

Gradul de nivelare a solului se consideră acceptabil pentru modelare dacă are o valoare mai mare de 95%. Datele măsurătorilor la cercetarea experimentală a gradului de nivelare cu modelatorul MMS-1,4 sunt prezentate în tabelul 5.17 şi reprezentate grafic în figura 5.27.



Tabelul 5.17 Datele măsurătorilor la cercetarea experimentală a gradului de nivelare a solului

cu modelatorul MMS-1,4 Indici v1 v, m/s 2,

Hm/s

mi 100 mediu, cm 100 Hmd 2 mediu, cm 5 Gns mediu, % 98 95

98

95

93.5

94

94.5

95

95.5

96

96.5

97

97.5

98

%

V1 V2Viteza (m/s)

Gradul de nivelare a solului MMS-1.4 (%)

Gns mediu % Fig. 5.27. Gradul de nivelare a solului cu MMS-1,4

♦ Măsurarea indicilor energetici (consumul de combustibil, productivitatea) ai

lucrării de deschis rigole cu MMS-1,4 ° Consumul de combustibil al modelatorului MMS-1,4

Datele măsurătorilor la cercetarea experimentală a consumului de combustibil al lucrării de deschis rigole MMS-1,4 sunt prezentate în tabelul 5.18 şi reprezentate grafic în figura 5.28.

Tabelul 5.18 Datele măsurătorilor la cercetarea experimentală a consumului de combustibil al

lucrării de deschis rigole MMS-1,4

Viteza de

lucru, m/s

Timpul

de lucru,

s

Viteza de lucru

calculată, m/s


Consumul de


pe 280 m2

Consumul energetic

real al lucrării,

J, pe 280 m2


pe 280 m2


xi yi

v2

157 1,273 120,41 72,52 47,89 1610061,8 163 1,227 122,43 72,52 49,91 1677974,2 160 1,25 119,84 72,52 47,32 1590898,4 161 1,242 118,12 72,52 45,60 1533072,0 159 1,257 119,15 72,52 46,63 1567700,6

media 160 1,25 119,99 72,52 47,47 1595941,4



119.99

72.52

47.47

0

20

40

60

80

100

120

cmc/

280

mp

Ccs. Ccg. Ccl.

Tip consum

Consum de combustibil MMS-1.4 (cmc/280 mp)

Consum de combustibil MMS-1.4

Fig. 5.28. Grafic al consumurilor de combustibil pentru modelatorul MMS-1,4

• Agregatul complex AC-1,4 (fig. 5.30) Secţia de pregătire a patului germinativ este alcătuită dintr-un arbore cotit cu trei

manetoane şi patru paliere acţionat de la priza de putere a tractorului care prin intermediul a trei biele pune în mişcare oscilatorie trei bare montate pe cadrul maşinii prin mecanisme paralelogram. Pe cele trei bare se află organele active tip lamă, montate înclinat la 45° cu ajutorul unor bride speciale.

Fig. 5.30. Agregatul complex AC-1,4

Secţia de modelat solul este alcătuită din organele active de tip săgeată, montate pe cadrul

agregatului în faţa modelatorului, care au rolul de a forma două şanţuri în faţa secţiei de modelat pentru a-i asigura acesteia realizarea adâncimii de lucru. Modelatorul perfectează rigolele, formează brazda înălţată şi o compactează.

Secţia de fertilizat, alcătuită dintr-un buncăr având la partea inferioară două aparate de distribuţie, este în fabricaţie de serie la M.A.T. Craiova de unde a fost achiziţionată şi este montată pe cadrul agregatului în spatele secţiei de pregătit patul germinativ. Secţia are rolul de a administra îngrăşământul starter prin două tuburi în faţa organelor active ale secţiei de pregătirea patului germinativ, care îl încorporează în sol. Acţionarea distribuitorilor se face de la priza de putere sincronă a tractorului prin intermediul arborelui cotit al secţiei de pregătire a patului germinativ către o transmisie cu lanţ, un reductor melc roată melcată şi transmisia cu lanţ finală. Reglarea debitului de îngrăşământ se face prin schimbarea rapoartelor transmisiilor cu lanţ şi prin variaţia suprafeţei active a distribuitorilor.

Secţia de semănat a fost realizată utilizând buncărele dotate cu aparate de distribuţie a seminţelor ale agregatului multifuncţional AM-9, realizat de M.A.T. Craiova şi se compune din patru buncăre de seminţe prevăzute cu distribuitori cu suprafaţă activă reglabilă, montate pe cadrul agregatului, care primesc mişcarea prin intermediul unei transmisii cu lanţ de la un



reductorul melc roată melcată, o transmisie cu lanţ alcătuită din două grupuri cu câte şapte roţi de lanţ şi o transmisie cu lanţ de la axele agitatorilor la axele distribuitorilor. Transmisia secţiei de semănat poate realiza 24 rapoarte de transmisie, iar prin reglarea suprafeţei active a distribuitorilor corespunzător celor 10 gradaţii existente pe riglele montate pe buncăre, numărul de reglaje posibile ale debitului este de 240. Secţia de semănat este prevăzută cu tuburi de conducerea seminţelor şi brăzdare dublu disc pe care se montează nişte cilindri de limitare a adâncimii de lucru (fig. 5.30).

Brăzdarele dublu disc sunt montate pe o bară a cultivatorului prin intermediul dispozitivelor tip paralelogram care permit copierea denivelărilor solului menţinând poziţia brăzdarelor în plan orizontal, iar pentru reglarea forţei de pătrundere a brăzdarelor elementele paralelogram sunt prevăzute cu resoarte care se montează în diferite poziţii.

Procesul de lucru al agregatului complex este următorul: organele active tip săgeată

deschid două şanţuri în faţa modelatorului, secţia de pregătit patul germinativ mărunţeşte solul prin mişcarea oscilantă a organelor active tip lamă înclinată. Îngrăşământul starter este administrat de către echipamentul de fertilizare în faţa secţiei de pregătire a patului germinativ care îl încorporează. Modelatorul perfectează brazdele şi le compactează, iar secţia de semănat administreză în cantităţile prescrise sămânţa, care este încorporată în sol cu ajutorul brăzdarelor dublu disc prevăzute cu inele de limitare a adâncimii de lucru.

Reglajele agregatelor complexe. Principalul reglaj este cel al organelor tip săgeată, care

limitează adâncimea de lucru a modelatorului. Adâncimea de lucru a secţiei de pregătire a patului germinativ se reglează prin ridicarea

sau coborârea organelor active tip lamă. Debitul de îngrăşământ se modifică prin schimbarea rapoartelor de transmisie a roţilor de

lanţ şi prin mărirea şi micşorarea suprafeţei active a cilindrului canelat al distribuitorului. Compactarea brazdei formate de către modelator se realizează cu ajutorul plăcii mobile a

acestuia. Norma de însămânţare se asigură prin modificarea rapoartelor de transmisie şi prin mărirea

sau micşorarea suprafeţei active a distribuitorului secţiilor de semănat. Exploatarea agregatelor complexe. Agregatul complex a fost realizat în ideea executării

semănatului speciilor legumicole primăvara în terenuri arate toamna. Dacă arătura de toamnă este uniformă datorită îngheţurilor de peste iarnă, aceasta devine mai uniformă, iar solul se macerează astfel încât nu mai este nevoie de altă lucrare.

Agregatul complex execută lucrări de calitate şi în alte perioade ale anului, cu condiţia ca solul să aibă umiditatea optimă, condiţie necesară, de altfel, oricărui agregat pentru pregătirea patului germinativ.

Metoda de deplasare recomandată este cea în suveică; terenul se jalonează începând cu primul parcurs al agregatului.

Viteza optimă de lucru a agregatelor complexe este de maximum 0,6 m/s (2,1 km/h).

• Măsurarea indicilor calitativi şi energetici de lucru ai agregatului complex AC 1,4 ♦ Abaterea medie faţă de adâncimea de lucru

În tabelul 5.22 sunt prezentate rezultatele cercetărilor experimentale şi reprezentate grafic

în figura 5.31.



Tabelul 5.22 Abaterea medie faţă de adâncimea de lucru

la lucrarea efectuată cu agregatul complex AC-1,4

1.28

1.481.62

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

Aba

tere

a m

edie

fata

de

adan

cim

ea d

e lu

cru

(cm

)

V1 = 0.525 m/s V2 = 1.244 m/s V3 = 6.51 m/s

Abatere medie AC-1.4 (cm)

Abatere medie AC-1.4

Fig. 5.31. Abaterea medie faţă de adâncimea de lucru pentru agregatul complex AC-1,4

♦ Gradul de mărunţire a solului Gradul de mărunţire a solului a fost măsurat în două condiţii de lucru: primăvara devreme

pentru înfiinţarea culturilor de ceapă, mazăre, morcov etc. şi vara, în vederea înfiinţării culturilor de varză prin plantare, spanac, morcov etc.

° Gradul de mărunţire a solului în teren arat din toamnă şi semănat primăvara În tabelul 5.23 sunt prezentate rezultatele cercetărilor experimentale şi reprezentate grafic

în figura 5.32.

Tabelul 5.23 Gradul de mărunţire a solului cu AC-1,4 primăvara

Diametrul bulgărilor, mm

v1, m/s 0,525

v2, m/s 1,244

<30 95 78 30…50 3 11

Abaterea medie faţă de adâncimea

de lucru, δa, cm

v1, m/s 0,525

v2, m/s 1,244

v3, m/s 6,51

1 1,9 1,7 1,9 2 0,8 1,9 2,7 3 1,7 1,1 1,1 4 0,9 0,9 0,9 5 1,1 1,8 1,5

Abaterea medie 1,28 1,48 1,62



95

3

78

11

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

%

V1 = 0.525 m/s V2 = 1.244 m/sViteza (m/s)

Gradul de maruntire a solului AC-1.4 - primavara

<3030-50

Fig. 5.32. Gradul de mărunţire a solului primăvara

° Gradul de mărunţire a solului în teren arat şi semănat vara

În tabelul 5.24 sunt prezentate rezultatele cercetărilor experimentale şi reprezentate grafic

în figura 5.34. Tabelul 5.24

Gradul de mărunţire a solului cu AC-1,4 vara Diametrul bulgărilor,

mm v1, m/s

0,525

v2, m/s

1,244 <30 82 65 30-50 8 22

În figura 5.33 sunt prezentate aspecte din timpul desfăşurării cercetărilor experimentale în

exploatare.

Fig. 5.33. Aspecte din timpul cercetărilor experimentale



82

8

65

22

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

%

V1 = 0.525 m/s V2 = 1.244 m/sViteza (m/s)

Gradul de maruntire a solului AC-1.4 - vara (%)

<3030-50

Fig. 5.34. Gradul de mărunţire a solului vara

97

94

92.5

93

93.5

94

94.5

95

95.5

96

96.5

97

%

V1 m/s V2 m/sViteza (m/s)

Gradul de nivelare a solului AC-1.4 (%)

Gns mediu %

Fig. 5.35. Gradul de nivelare a solului cu agregatul complex AC-1,4

Tabelul 5.26 Consumul de combustibil al lucrării cu agregatul complex AC 1,4

Viteza de

lucru, m/s

Timpul

de lucru,

s

Viteza de lucru

calculată, m/s


Consumul de


pe 280 m2

Consumul energetic

real al lucrării,

J, pe 280 m2


pe 280 m2




xi yi

v1

381 0,525 359,25 160,4 198,85 6685337,00 378 0,529 365,42 160,4 205,02 6892772,40 385 0,519 362,49 160,4 202,09 6794265,80 379 0,527 359,95 160,4 199,55 6708871,00 377 0,530 363,84 160,4 203,44 6839652,80

media 380 0,526 362,19 160,4 201,79 6784179,80

362.19

160.4

201.79

0

50

100

150

200

250

300

350

400

cmc/

280

mp

Ccs. Ccg. Ccl. Tip consum

Consum de combustibil AC-1.4 (cmc/280 mp)

Consum de combustibil AC-1.4

Fig. 5.37. Consumul de combustibil al agregatului complex AC-1,4

5.5.1. Studiul comparativ al indicilor energetici ai agregatelor şi agregatului complex

În tabelul 5.28 au fost introduse valorile consumurilor de combustibil ale agregatelor care concură la înfiinţarea culturilor de legume şi ale agregatului complex. Tabelul 5.28

Consumul comparativ de combustibil Agregat Ccs, l/ha Ccg, l/ha Ccl, l/ha

Cultivator CL 1,4 4,48 2,75 1,75 Freza Nardi 1,4 21,29 5,71 15,58

Modelator MMS 1,4 4,28 2,59 1,69 Semănătoare SUP 1,4 4,37 2,65 1,72

TOTAL 34,42 13,70 20,72 Agregat complex AC 1,4 12,93 5,73 7,20



34.42

12.93 13.70

5.73

20.72

7.20

0

5

10

15

20

25

30

35

l/ha

Ccs l/ha Ccg l/ha Ccl l/ha

Tip consum

Consum de combustibil comparativ (l/ha)

TOTAL agregate Agregat complex AC-1.4

Fig. 5.38. Consum de combustibil comparativ Comparaţia între cele 4 agregate şi agregatul complex se face prin diferenţa între

consumuri astfel: - diferenţa între consumul în sarcină al celor patru agregate şi consumul în sarcină al

agregatului complex este: 34,42 l/ha – 19,93 l/ha = 14,49 l/ha; - diferenţa între consumul în gol al celor patru agregate şi consumul în gol al agregatului

complex este: 13,7 l/ha – 5,73 l/ha = 7,97 l/ha; - diferenţa între consumul lucrării al celor patru agregate şi consumul lucrării agregatului

complex este: 20,72 l/ha – 14,20 l/ha = 6,52 l/ha; Analizând tabelul 5.28 se desprind următoarele concluzii: - Cultivatorul de deschis rigole CL 1,4 consumă pentru deplasarea în gol 61,38% din

consumul de combustibil în sarcină. - Freza Nardi 1,4 consumă pentru deplasarea în gol 26, 82% din consumul de combustibil

în sarcină. - Modelatorul MMS 1,4 consumă pentru deplasarea în gol 68,51% din consumul de

combustibil în sarcină. - Semănătoarea SUP 1,4 consumă 51,72% din consumul de combustibil în sarcină.

Agregatele luate în studiu consumă pentru deplasarea în gol 39,8% din consumul de

combustibil in sarcină. Agregatul complex consumă 57,9% din consumul în sarcină al agregatelor, 41,82% din

consumul în gol al acestora şi 68,53% din consumul lucrării de înfiinţare a unei culturi de legume. Rezultă o economie de 42,1% a consumului de combustibil în sarcină, 58,18% a consumului în gol şi 31,47% a consumului lucrării.

Freza consumă pentru efectuarea lucrării 15,58 l/ha, agregatul complex consumă 14,2 l/ha, ceea ce înseamnă 91,14% din consumul frezei.

Reducerea consumului de energie se justifică prin faptul că energia cinetică imprimată particulelor de sol este mult mai mică în cazul agregatului complex.

Experimental s-a stabilit că circa 30% din energia consumată de freză este necesară pentru accelerarea particulelor de sol [29].

În tabelul 5.29 sunt prezentate rezultatele determinărilor experimentale şi reprezentate în figura 5.39.



8.5

3.78

0

1

23

4

5

6

78

9

Productivitatea (h/ha)

TOTAL agregate Agregat complex AC-1.4

Productivitate comparativa (ore/ha)

Productivitate (h/ha)

Tabelul 5.29 Productivitatea comparativă

Agregat v, m/s W, ha/h W, h/ha Cultivator CL-1,4 1,242 0,626 1,58 Freza Nardi 1,4 0,526 0,265 3,78

Modelator MMS-1,4 1,25 0,63 1,58 Semănătoare SUP-1,4 1,4 0,597 1,58

TOTAL 8,5 Agregat complex AC-1,4 0,526 0,265 3,78

Fig. 5.39. Productivitatea comparativă (ore/ha)

În vederea evidenţierii diferenţei de eficienţă, productivităţile calculate în ha/h au fost transformate în productivităţi în h/ha evidenţiind astfel de cât timp are nevoie fiecare agregat pentru a executa un hectar de înfiinţare a culturii.

Valorile din tabelul 5.29 evidenţiază faptul că cele patru agregate execută lucrarea de înfiinţare a unui hectar de legume prin semănare directă în 8,5 ore, iar agregatul complex execută această lucrare în 3,78 ore, ceea ce înseamnă că agregatul complex are nevoie numai de 44,47% din timpul necesar celor patru agregate pentru a înfiinţa un hectar de legume.

5.6. Prelucrarea, analiza şi interpretarea rezultatelor cercetărilor experimentale

5.6.1. Aspecte generale

Cercetarea experimentală presupune măsurarea unor mărimi fizice, mecanice sau de altă

natură, în regim static sau dinamic, folosind aparatură şi mijloace de măsurare adecvate. Mărimile fizice măsurate se consideră date. Datele se obţin pe baza ipotezelor: toate determinările s-au făcut în aceleaşi condiţii; aparatele de măsurare au funcţionat corect; datele obţinute satisfac legea de repartiţie normală; rezultatele măsurării sunt autentice şi reprezentative pentru fenomenul ce se studiază [97]. Datele statistice, adică valorile de observaţie, se pot



prezenta cu ajutorul tabelelor şi prin grafice Datele colectate xi sunt prelucrate şi interpretate în scopul obţinerii unor informaţii.

Se calculează principalii indicatori statistici: media aritmetică, suma pătratelor abaterilor; dispersia; abaterea standard; coeficientul de variaţie [81], [100].

Media aritmetică este suma valorilor de observaţie împărţită la volumul selecţiei. Se calculează cu ajutorul formulei:

∑=

=n

iix

nx

1

1 , (5.7)

unde: xi sunt valorile măsurătorilor; n – numărul măsurătorilor. Suma pătratelor abaterilor se calculează cu relaţia:

( ) .12

1 1

22

−=−= ∑∑ ∑

= =i

n

i

n

iii x

nxxxSPA (5.8)

Dispersia, numită şi varianţă arată gradul de împrăştiere faţă de medie a valorilor măsurate. Este suma pătratelor abaterilor împărţită la gradul lor de libertate. Se calculează cu formula:

12

−=

nSPAS . (5.9)

Abaterea standard are aceeaşi semnificaţie ca şi dispersia, arată gradul de împrăştiere a selecţiei, însă se exprimă în aceeaşi unitate de măsură ca valorile măsurate şi media lor. Se calculează cu formula:

.2SS = (5.10) Coeficientul de variaţie reprezintă omogenitatea valorilor măsurate. Se calculează cu

relaţia:

100⋅=xSv %. (5.11)

Interpretarea coeficientului de variaţie: v < 10%, omogenitate mare, variabilitate mică, medie reprezentativă; 10%≤ v ≤ 20%, omogenitate, variabilitate medie, medie reprezentativă; v≥20%, omogenitate mică, variabilitate mare, medie puţin reprezentativă.

Analiza grafică a rezultatelor reprezintă exprimarea rezultatelor experimentului sub forma unor funcţii, care să descrie cât mai fidel dependenţa variabilei y de variabila x, y = f(x). Această corespondenţă se numeşte funcţie de regresie a mediei lui y în raport cu media lui x.

Etapele determinării funcţiei de regresie [37], [38]: • se alege funcţia cea mai adecvată, funcţia y = ax + b, regresia liniară sau y=a/x+b,

regresia hiperbolică; • se verifică corelaţia cu testul F; • se determină coeficienţii a şi b; • se determină coeficientul de variaţie; • se reprezintă grafic funcţia.

Se caută regresia liniară sau hiperbolică între viteza de lucru, exprimată în m/s şi consumul de combustibil al lucrării, exprimat în cm3 pe distanţa parcursă de 15 m, cu lăţimea de lucru de 1,30 m la frezare şi de 1,40 m la săpare.

Testul F este un test statistic, un procedeu prin care se decide asupra ipotezei statistice, inclusiv formularea concretă a concluziei.

Ecuaţia dreptei de regresie se calculează cu relaţia:



bxay +⋅= . (5.12)

Ecuaţia regresiei hiperbolice este asemănătoare cu ecuaţia dreptei de regresie şi este reprezentată de formula:

.' bxabxay +⋅=+= (5.13)

Coeficienţii regresiei se calculează cu formulele:

.

,Pr

xayb

SPAAS

ax

xy

⋅−=

= (5.14)

5.7. Concluzii privind cercetarea experimentală şi optimizarea energetică

a lucrărilor pentru pregătirea patului germinativ la înfiinţarea culturilor de legume

1. Obiectivul principal al cercetărilor experimentale a constat în optimizarea energetică a

lucrărilor şi echipamentelor folosite la pregătirea patului germinativ în spaţiile protejate, iar pentru atingerea sa a fost necesară parcurgerea şi rezolvarea a şapte obiective subsidiare, începând cu stabilirea obiectului cercetărilor experimentale şi încheind cu compararea datelor obţinute pe cale teoretică şi experimentală.

2. Obiectul cercetărilor experimentale l-a reprezentat materialul de lucru al pregătirii patului germinativ din cadrul câmpului de cercetare al Staţiunii de Cercetare şi Dezvoltare pentru Legumicultură Buzău situat la centru şi la fostele ferme Crâng.

3. Proprietăţile fizice şi chimice ale solului au fost analizate de Laboratorul de Pedologie din Buzău, iar clasa texturală s-a stabilit cu ajutorul triunghiului texturii, constatându-se că este vorba de o textură luto-argilo-nisipoasă. La gruparea fracţiunilor granulometrice ale particulelor s-a utilizat scara Atterberg.

Din analiza pedologică se remarcă o suprafaţă de 22,35 ha soluri halomorfe unde nu se recomandă executarea de arături, lucrarea recomandată fiind afânarea adâncă şi discuri repetate însoţită de fertilizare cu îngraşăminte organice şi amendamente.

4. În vederea atingerii obiectivului principal şi obiectivelor subsidiare ale cercetărilor experimentale s-a conceput şi urmărit o metodică generală, în care se fac precizări referitoare la locurile de desfăşurare a cercetărilor, aparatele şi echipamentele folosite, indicatorii urmăriţi. Se evidenţiază faptul că energia necesară efectuării lucrărilor din tehnologiile de pregătire a patului germinativ se va evidenţia experimental prin măsurarea consumului de combustibil, atât la mersul în gol al echipamentelor, cât şi pe durata efectuării lucrărilor.

5. În vederea efectuării corecte a cercetărilor experimentale, aparatura şi dispozitivele de măsurare au fost verificate în laboratoare acreditate. Aparatele folosite la determinările experimentale au fost: penetrometrul static DICKEY-John, umidometrul Kapacitiv KKT.PT-1, setul de site granulometrice etc. Alte instrumente, neprezentate explicit în lucrare din cauza caracterului lor uzual au fost: aparat de măsurare a maselor (cântar electronic), ruletă pentru măsurarea distanţelor, cronometru, pH-metru etc. Se remarcă faptul că aceste aparate sunt din ultima generaţie, astfel că şi rezultatele măsurătorilor au cea mai mare credibilitate.

6. În exploatare, obiectele cercetărilor experimentale le-au constituit sistemele de maşini formate din tractorul legumicol T-054 fabricat la MAT Craiova, toate acestea fiind prezentate suficient de detaliat în lucrare, inclusiv sub aspectul reglajelor necesare obţinerii performanţelor nominale în timpul lucrului.



7. Acţiunile preliminare desfăşurării cercetărilor experimentale au avut în vedere indicatorii de exploatare ai cultivatorului de deschis rigole CL-1,4; freza Nardi 1,4; modelatorul MMS-1,4; semănătoarea SUP-1,4; agregatul complex AC-1,4 precum şi determinarea proprietăţilor fizico-mecanice ale solului la momentul desfăşurării experimentelor, respectiv rezistenţa la penetrare şi umiditatea acestuia.

8. Monitorizarea solului înainte de aplicarea lucrărilor de pregătire a patului germinativ sub aspectul determinării rezistenţei la penetrare şi a umidităţii.

9. În cadrul metodicii de cercetare experimentală în exploatare sistemele agricole s-au deplasat cu trei viteze de lucru, atât în gol cât şi în sarcină. Măsurarea consumului de combustibil s-a făcut pe lungimea de 200 m, jalonată în prealabil, pentru care s-au înregistrat timpii de deplasare şi valorile consumurilor de combustibil. Consumul mersului în gol s-a măsurat o dată pentru fiecare treaptă de viteză, iar la deplasarea în lucru s-au făcut câte 5 probe la fiecare viteză.

10. Măsurările consumului de combustibil au fost precedate de măsurarea rezistenţei la penetrare şi umidităţii solului şi urmate de verificarea gradului de mărunţire a acestuia. Pentru gradul de mărunţire probele de sol s-au prelevat în urma lucrărilor de săpare şi frezare cu diferite viteze de lucru, din adâncimile de 0…0,15 m şi 0,15…0,30 m. Prin cernere s-au separat din masele probelor bulgării mai mari de 5 cm, cântărindu-se în prealabil masa totală a probei şi ulterior masa solului fără bulgări. Se constată că cel mai bun grad de mărunţire se obţine în terenurile lucrate primăvara arate toamna.

11. Pentru toate probele experimentale gradul de mărunţire a solului s-a încadrat în limitele agrotehnice impuse, astfel încât concluziile pot fi considerate corecte. Alegerea unor viteze de deplasare mai mari ţine de îndemânarea tractoristului şi de configuraţia dar şi de cinematica pe care acesta o va adopta pentru efectuarea unei anumite lucrări.

12. Deosebit de importante sunt consumurile energetice specifice pentru deplasare în gol a sistemelor agricole considerate, care au următoarele valori: cultivatorul CL-1,4 consumă pentru deplasarea în gol 61,38% din combustibilul necesar pentru executarea lucrării, freza consumă în gol 26,38% din combustibilul necesar executării lucrării, modelatorul 60,51% , semănătoarea 60,64%, agregatul complex 44,31%. Cele patru agregate consumă pentru deplasarea în gol 38,43% din combustibilul necesar executării lucrării.

13. Agregatul complex consumă 38,23% din consumul în sarcină al agregatelor, 44,31% din consumul în gol al acestora şi 34,58% din consumul lucrării de înfiinţare a unei culturi de legume. Freza consumă pentru efectuarea lucrării 15,58 l/ha, agregatul complex consumă 7,2 l/ha ceea ce înseamnă 45,57% din consumul frezei.

Reducerea consumului de energie se justifică prin faptul că energia cinetică imprimată particulelor de sol este mult mai mică în cazul agregatului complex.

Experimental s-a stabilit ca circa 30% din energia consumată de freză este necesară pentru accelerarea particulelor de sol.



6. CONCLUZII FINALE

6.1. Concluzii generale

1. Legumicultura este o ramură importantă a agriculturii, iar cererea de legume de la legumele proaspete până la legumele conservate şi însilozate ocupă un loc important în alimentaţia populaţiei. Aportul de vitamine şi minerale pe care legumele le aduc organismului uman le fac indispensabile în alimentaţia cotidiană.

2. Solul este stratul superficial al scoarţei terestre în care au loc procese fizico- chimice şi biologice, prin care elementele nutritive sunt reţinute şi acumulate sub formă de materie organică şi eliberate prin mineralizare. Solul este un organism viu si depinde de cum va fi exploatat pentru a nu deveni un corp inert. Lucrările de mecanizare sunt un factor de stres pentru sol, executarea lucrărilor in perioade nepotrivite sau executarea de treceri repetate pot duce la deşertificarea acestuia.

3. Lucrările mecanice urmăresc corectarea proprietăţilor care sunt de două categorii: proprietăţi care influenţează comportamentul utilajelor cu care se realizează lucrările agricole: proprietăţi fizice și proprietăți fizico -mecanice; proprietăți care influențează creșterea și dezvoltarea plantelor, care la rândul lor se clasifică în: proprietăți hidro -fizice, de aerație și termice și proprietăți chimice.

4. Proprietățile de bază ale sol ului sunt: textura, structura, densitatea solului, densitatea aparentă, porozitatea solului, aria specifică a solului. Proprietățile fizico -mecanice principale ale solurilor sunt următoarele: coeziunea, aderența, consistența, plasticitatea, variația de vol um, frecarea, deformarea solului prin prelucrare. În timpul proceselor de lucru solul este supus unor solicitări sub influența cărora se deformează, iar in interiorul lui iau naștere rezistențe ca: rezistența la compresiune; rezistența la tăiere; rezistența la penetrare; rezistența la arat. Cunoașterea proprietăților fizico-mecanice de deformare a solului prin prelucrare servește la proiectarea și exploatarea rațională a mașinilor agricole, la alegerea momentului optim de execuție a lucrărilor solului, la executarea unor lucrări de calitate mai ieftine.

5. Cerințele agrotehnice impuse patului germinativ se referă la: bulgării de sol să fie mărunțiți până la obținerea structurii glomerulare, solul să se afâneze pe adâncimea de semănat sau plantat; adâncimea de lucru să fie uniformă atât pe direcția de înaintare cât si pe lățimea de lucru; să se niveleze crestele rămase în urma lucrărilor de bază; baza patului germinativ să fie tasată corespunzător.

6. Indicii calitativi de lucru: complexul de măsuri măsurabile sau determinabile cu ajutorul aparatelor de măsurare care pot caracteriza procesul de lucru. Indicii calitativi de lucru ai lucrărilor de pregătire a patului germinativ caracterizează gradul in care sunt satisfăcute cerințele agrotehnice impuse solului in momentul semănatului sau plantării. Cei mai importanți indici calitativi de lucru sunt: gradul de mărunțire a solului; stabilitatea hidrica a agregatelor solului; masa volumetrică a solului; rezistența la penetrare a solului; adâncimea medie de lucru a utilajelor pentru lucrările solului; gradul de afânare a solului; gradul de nivelare a solului; gradul de distrugere a buruienilor.

7. Tehnologia pregătirii solului în vederea înființ ării culturilor legumicole cuprinde următoarele lucrări: tocarea resturilor vegetale, afânarea adânca a terenului în vederea spargerii hardpanului 45…65 cm; administrarea de îngrăș ămintelor organice şi chimice pe suprafața solului; arătura la adâncimea de 35…30 cm; mărunțirea solului; modelarea solului; înființarea culturii prin semănare sau plantare.

8. Afânarea adâncă a solului este o lucrare de bază a solului, care constă în mobilizarea stratului subarabil fără răsturnarea lui, până la adâncimea de 45…65 cm., este o lucrare cu mare consum de energie însă este benefică pentru culturile legumicole care preferă solurile afânate cu o bună permeabilitate.



9. Lucrarea de arat este operațiunea prin care solul este mobilizat la o adâncime de 20…40 cm cu răsturnarea brazdei, mulți fermieri care cultivă legume fac acesată lucrare odată l a câțiva ani, preferând lucrarea de afânare adâncă, de altfel sunt soluri pentru care se recomandă de către laboratoarele de pedologie numai această lucrare.

10. Lucrarea de pregătire a patului germinativ cu freza constă în mărunțirea, amestecarea şi afânarea solului la adâncimi cuprinse între 5…25 cm. Freza face o lucrare energică fiind o mare consumatoare de energie.

11. Nivelarea este de două feluri: nivelare de bază și nivelarea de întreținere. Nivelarea de bază asigură planeitatea terenului şi o anumită pantă necesară mai ales atunci când irigarea se face pe brazdă, nivelarea de întreținere se face pentru corectarea denivelărilor făcute de mașinile agricole și de mijloacele de transport.

12. Modelarea este o lucrare specifică legumiculturii, care se realizează prin crearea unor straturi înalțate care sunt despărţite prin rigole. Lucrarea de modelat se execută din două treceri: deschiderea rigolelor cu rarițele și lucrarea de modelat cu modelatorul.

13. Lucrarea de faț ă mai prezintă o mașină şi anume un agregat complex, realizat şi brevetat de autorul lucrării, care execută dintr-o singură trecere lucrările de deschis rigole, pregătirea patului germinativ, administrarea îngraşămintelor chimice, modelarea solului şi semănatul sau plantatul.

14. Pregătirea patului germinativ este o lucrare importantă în tehnologia de cultivare a plantelor legumicole, atât sub aspectul calităţii lucrării de care depinde recolta viitoare, cât și din punct de vedere al consumurilor energetice. Din studiul cinematicii, dinamicii și energeticii agregatelor luate în studiu, dar și din experiment ările efectuate se poate trage concluzia că există posibilități de reducere al consumurilor energetice prin executarea lucrărilor în condiții de umiditate optimă, prin perfecţionarea organelor active ale mașinilor agricole şi prin stabilirea unei cinematici optime la deplasarea mașinii agricole. Din capitolul 5 care se ocupă de experimentarea agregatelor luate în studiu se poate trage concluzia că o posibilitate reală de reducere importantă a consumurilor energetice se realizează prin folosirea agregatului complex ale cărui performanţe se justifică prin reducerea consumurilor la deplasarea în gol și prin modul de a acționa al organelor active asupra solului.

6.2. Concluzii privind cercetările teoretice şi experimentale 1. Optimizarea energetică a lucrărilor de pregătire a patului germinativ utilizează rezultate

matematice și metode numerice pentru identificarea celei mai bune variante dintr-o colecție de alternative fără a evalua toate alternativele posibile. Procesul de optimizare presupune definirea sistemului: selectarea variabilelor independente ale acestuia, trasarea clară a limitelor sistemului, stabilirea criteriului de performantă pe baza căruia vor fi alese cele mai bune variante ș i un model matematic care să exprime relația dintre variabilele sistemului.

2. Modelarea matematică a lucrărilor de pregătire a patului germinativ este reprezentată de ansamblul mașină agricolă -tractor-sol, iar în sens mai larg de tehnologiile agricole care conțin diferite sisteme de acest tip. Obiectul optimizării îl constituie parametrii procesului de pregătire a patului germinativ.

3. Variabilele independente luate în considerare la calculul și optimizarea consumului energetic la lucrarea de pregătire a patului germinativ sunt parametrii tractorului, ai mașinilor agricole de lucrat solul și ai solului.

4. Limitele sistemului sunt impuse de cerințele agrotehnice ale plantelor cultivate, respectiv indicii calitativi de lucru ai mașinilor de lucrat solul și indicatorii de exploatare ai sistemului agricol. Principalii indici calitativi de lucru ai mașinilor agricole se remarcă: gradul de mărunţire a solului, rezistența la penetrare a solului, adâncimea medie de lucru a utilajelor pentru lucrările



solului, gradul de afânare a solului, gradul de distrugere a buruienilor, iar ca indicatori de exploatare s-a reținut productivitatea (capacitatea de lucru).

5. Performanța sistemului mașină agricolă-tractor-sol se apreciază după indicatorul consum de energie în procesul de prelucrare a patului germinativ, iar în final se alege varianta optimă.

6. Au fost luate în studiu 5 agregate: mașina de afânat, plugul, freza, cultivatorul pentru deschis rigole, modelatorul și semănătoarea , comparativ cu agregatul complex. Au fost determinați indicii calitativi de lucru și indicii energetici ai agregatelor, comparativ cu indicii agregatului complex.

7. Pentru modelarea matematică a consumurilor energetice ale echipamentelor de pregătire a patului germinativ s-au studiat componentele energiei mecanice totale necesare prelucrării și energia necesară acoperirii pierderilor. S-a considerat introducerea și a unor indici care comasează mai mulți factori pentru caracterizarea consumului de energie al mașinilor de lucrat solul, respectiv suprafața specifică de tăiere a solului și lucrul mecanic specific. Suprafața specifică pentru tăierea unității de volum a solului este raportul dintre aria și volumul solului dislocate, iar lucrul mecanic specific este lucrul mecanic necesar dislocării și prelucrării unității de volum de sol.

8. Pentru fiecare dintre mașinile specificate ca fiind posibile participante la lucrările de pregătire a patului germinativ s-a întocmit modelul matematic al consumului energetic în care s-au studiat energiile pentru: deplasare, tăiere-dislocare, despicare. pierderi etc., specific lucrului fiecăruia dintre acestea. Pentru fiecare component al energiei totale s-au făcut analize în vederea stabilirii elementelor care să permită optimizarea consumurilor energetice.

9. Reducerea consumului energetic pentru deplasare se poate face prin reducerea greutății utilajelor, prin reducerea rezistenței la rulare care se realizează folosind roți cu diametre și lățimi mari și presiuni în pneuri mai scăzute.

10. Din analiza consumului agregatului tractor- cultivator de deschis rigole se desprind următoarele: consumul în gol al agregatului reprezintă din consumul în sarcină, consumul lucrării este 62,83% din consumul în gol, ceea ce reprezintă o folosire ineficientă a puterii motorului. Soluția de eficientizare ar fi realizarea unui cultivator de deschis rigole cu lățime mai mare de lucru, care să cuprindă trei straturi de teren modelat adică 4,2 m, în acest caz dacă aproximăm consumul în gol la aceeași valoare 77 cm3 , consumul în sarcină va fi 222,314 cm3, în acest caz consumul în gol va reprezenta 34,63% din consumul în sarcină. Problema este că acest utilaj cu lățimea de 1,4 m este folosit de unitățile de cercetare și de micii fermieri care au suprafețe mici de legume unde este o problema cu manevrarea agregatului și altă problema ar fi faptul că la o lățime de lucru de 4,2 m care acoperă 3 straturi, indicele calitativ de lucru Am (adâncimea medie) are abateri mari. Abaterea medie de la adâncimea de lucru şi consumul de combustibil sunt corespunzătoare pentru viteza de lucru de 1,242 m/s, la care s-a calculat si productivitatea care are valoarea medie de 0,626 ha/h, o valoare acceptabilă pentru fermele mici de până la 10 ha.

11. Experimentările cu freza Nardi 1,4 au relevat că la viteza V1 de 0,526 m/s lucrarea îndeplineşte condițiile impuse indicilor calitativi de lucru: abaterea de la adâncimea medie și gradul de mărunțire a solului, la această viteză consumul lucrării este de 14670432,2 J, consumul în gol reprezintă 26,81% din consumul în sarcină. Consumul de combustibil al frezei este cel mai mare dintre toate utilajele experimentate, productivitatea este de asemenea mică 0,265 ha/h consecință a vitezei mici de lucru și a lățimii deasemenea mici.

12. Modelatorul MMS-1,4 folosit pentu executarea straturilor înălțate lucrează după cultivatorul de deschis rigole și a fost testat în trei viteze si a fost aleasă viteza de 1,16 m/s care corespunde din punct de vedere al abateii de la adâncimea medie de lucru si productivității. Consumul energetic al lucrării este de 1595941,4 J, consumul în gol reprezintă 39,56% din consumul în sarcină, rezultat care arată o folosire ineficientă a puterii tractorului. Productivitatea de 0,63 ha/h are, de asemenea, o valoare acceptabilă pentru fermele mici.



13. Consumul energetic al semănătorii SUP-1,4 este de 1607036,0 J, consumul în gol reprezintă 39,18% din consumul în sarcină al agregatului, care arată o folosire incompletă a puterii tractorului din cauza lățimii de lucru de 1,4 m și a vitezei relativ mici. Productivitatea de 0,597 ha/h se datorează aceleiaşi cauze însă este acceptabilă pentru fermele mici.

14. Deosebit de importante sunt consumurile energetice specifice pentru deplasare în gol a sistemelor agricole considerate, care au următoarele valori: cultivatorul CL-1,4 consumă pentru deplasarea în gol 61,38% din combustibilul necesar pentru executarea lucrării, freza consumă în gol 26,38% din combustibilul necesar executării lucrării, modelatorul 60,51% , semănătoarea 60,64%, agregatul complex 44,31%. Cele patru agregate consumă pentru deplasarea în gol 38,43% din combustibilul necesar executării lucrării.

15. Agregatul complex consumă 57,9% din consumul în sarcină al agregatelor, 41,82% din consumul în gol al acestora şi 68,53% din consumul lucrării de înfiinţare a unei culturi de legume.

16. Productivitatea agregatelor luate în studiu a fost calculată în ore pe ha pentru a putea fi evidențiate diferențele, astfel în final cele patru agregate au nevoie de 8,5 ore pentru înființarea unui hectar de legume iar agregatul complex execută lucrarea în 3,78 ore, ceea ce înseamnă că agregatul complex are nevoie de 44,47% din timpul necesar celor patru agregate pentru a înființa un hectar de legume.

17. Reducerea numărului de treceri are impact pozitiv și în c e privește conservarea structurii solului, lucru cel puțin la fel de important ca și reducerea consumurilor energetice, de asemenea, prin folosirea agregatului complex se micșoreaz ă numărul de mecanizatori angrenați în lucrările agricole.

18. Din analiza consumurilor energetice ale agregatului complex și în special analizând consumul în gol față de consumul în sarcină și consumul lucrării se poate trage concluzia că la puterea tractorului folosit se poate construi un agregat cu lățime mai mare de lucru care să folosească rațional puterea tractorului, ceea ce va avea ca rezultat reducerea consumului de combustibil pe unitate de suprafață şi creșterea productivității.

6.3. Contribuţii personale

1. Realizarea unui studiu privind stadiul actual al cultivării legumelor, cerinţele plantelor legumicole faţă de sol, climă, tratamente, fertilizare şi de lucrări mecanice.

2. Analiza stadiului actual al realizărilor în domeniul construcţiei echipamentelor destinate înfiinţării culturilor de legume.

3. Cercetarea teoretică a cinematicii, dinamicii şi energeticii echipamentelor pentru pregătirea patului germinativ şi stabilirea modelelor matematice ale consumurilor energetice pentru fiecare echipament folosit, precum şi pentru tehnologiile posibile a fi utilizate;

4. Analiza critică a consumurilor energetice ale lucrărilor şi tehnologiilor, în vederea optimizării procesului de pregătire a patului germinativ.

5. Stabilirea aparaturii şi metodicii pentru cercetarea experimentală în vederea studiului consumului energetic al lucrărilor de pregătire a patului germinativ.

6. Măsurarea indicilor calitativi de lucru impuşi la lucrările de pregătire a patului germinativ.

7. Monitorizarea caracteristicilor fizice, fizico-chimice şi chimice ale solurilor în care se efectuează cercetarea experimentală;

8. Cercetarea experimentală a consumurilor energetice ale lucrărilor de bază folosite la pregătirea patului germinativ şi compararea cu cele obţinute prin calcule teoretice;

9. Analiza rezultatelor cercetărilor experimentale efectuate cu cele patru agregate, comparativ cu rezultatele experimentale ale agregatului complex1. Scoaterea în evidenț ă a



necesităţii și utilității temei de doctorat cu obiectivul principal optimizarea energetică a tehnologiilor și echipamentelor folosite la pregătirea patului germinativ.

10. Efectuarea cercetărilor experimentale în vederea determinării consumului real de energie pentru mersul în gol și în sarcină al agregatelor luate în studiu.

11. Realizarea modelului experimental brevetat de agregat complex, elaborarea modelului matematic al consumurilor energetice ale acestuia, cercetarea cinematicii, dinamicii și energeticii agregatului complex.

12. Studiul comparativ, în urma cercetărilor experimentale, a indicilor energetici a celor patru agregate și ai agregatului complex.

6.4. Direcţii viitoare de cercetare

1. Continuarea cercetărilor în vederea îmbunătățirii performanțelor agregatului complex, în special a mecanismelor de acționare a organelor active.

2. Realizarea unui prototip de agregat complex în care transmisiile mecanice să fie înlocuite cu transmisii electrice sau hidraulice atât pentru acționarea secției de pregătire a patului germinativ cât și a distribuitorilor de semințe și îngășaminte . Brevetarea prototipului și aplicarea pentru un proiect de cercetare.

3. Dotarea prototipului cu componente de automatizare capabile să regleze viteza de acționare a organelor active în funcție de umiditatea și structura solului, ceea ce înseamnă folosirea mai judicioasă a energiei.

4. Având în vedere consumurile energetice mici prototipul va fi realizat cu lățime mai mare de lucru chiar dublă, îmbunătățindu-i astfel performanțele.

5. Realizarea unui model experimental de agregat complex cu organe de afânare vibratoare și cu o secție de mărunțire a solului asemănătoare cu cea a agregatului complex realizat.



BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

4 BERNACKI, H.: Investigation of energy requirement for tilage by active and by combined active passive machines, Report USDFA, 1972.

5 BERNACKI, H.: Agricultural machines theory and construction (vol I), Warsaw, Published for US Department of Agriculture and the National Science Foundation, Washington DC, 1981.

8 BODOLAN, C., BRĂTUCU, GH.: Heat and Light Requirements of Vegetable Plants, in The 5th International Conference ″Computational Mechanics and Virtual Engineering ″ COMEC 2013 24- 25 October 2013, Braşov, Romania, Vol. 1, p. 361-364, ISBN 978-606-19-0225-5.

9 BODOLAN, C., BRĂTUCU, GH.: Current Issues Regarding Growing Plants in Romanian Greenhouses, in The 4th International Conference COMAT 2012, Brasov, 2012, Vol. 3, p. 691-695, ISBN 978-973-131-162-3.

10 BORUZ, S.P.: „Cercetări privind dinamica şi energetica agregatelor cu freze cu ax vertical utilizate la prelucrarea solului pe rânduri de pomi”, Teza de doctorat, Universitatea Transilvania din Braşov , Braşov, 2005.

17 BRĂTUCU, GH., CĂPĂŢÎNĂ, I.: Experimental Researches Regarding Traction Resistance of the Working Organs for Deep Soil Loosening, în Journal of EcoAgriTourism, Vol.6 (2010), nr. 1 (18), p. 28-35, ISSN 1844-8577( BIOATLAS 2010-International Conference New Research in Food and Tourism- 28-30 mai 2010- Braşov-Romania).

20 BRĂTUCU, GH., PASZTOR, J., PĂUNESCU, C.: Experimental Rearches Regarding the Energetically Consumption for Rotary Tiller at Soil Working in Greenhouses, in Buletinul Conferinţei COMAT 2010 (International Conference Research and Innovation in Engineering), 27-29 oct. 2010, vol. III, p. 13-17, Braşov, Romania, ISSN 1844-9336.

21 BRĂTUCU, GH., PASZTOR, J., PĂUNESCU, C.: Optimizing the Exploitation of Agricultural System Tractor-Digging Soil Machine for Preparing the Germination Bed in Greenhouses, in Bulletin of the Transilvania University of Brasov • Vol. 4 (53) No.1 – 2011, Series II – Forestry • Wood Industry • Agricultural Food Engineering, p. 89-96, ISSN 2065-2135 (Print), ISSN 2065-2143 (CD-ROM).

23 BRĂTUCU, GH.: The Soil Protection – a Base Criterion for the Promotion of the Drilling in Non Plough Land, în Buletinul Conferinţei Internaţionale „Research People and Actual Task on Multidisciplinary Sciences”, 6-8 iunie 2007, Lozenec, Bulgaria, Vol. 2, p. 6-10, ISBN 978-954-91147-3-7.

24 BRĂTUCU, GH.: Cauzele scăderii capacităţii de lucru a echipamentelor tehnice agricole, Revista Mecanizarea Agriculturii, nr.7/2006, p.18-21, 2006.

25 BRĂTUCU, GH.: Cercetări privind dimensionarea exploataţiilor agricole după criteriul independenţei energetice, Simpozion Tehnologii de mecanizare şi echipamente tehnice pentru agricultură şi industria alimentară armonizată la practica U.E., INMATEH 2007-III, Bucureşti, România, p. 163-173, 2007.

26 BRĂTUCU, GH.: Mathematical Model of the Energetic Consumption for Digging Soil Machines in Greenhouses, in Bulletin of the Transilvania University of Braşov, Vol. 3(52), 2010, Series II, p.143-150, ISSN 2065-2143.

28 BRĂTUCU, GH.: Tehnologie agricolă, Editura Universităţii “Transilvania” Braşov, 1999. 29 BRĂTUCU, GH.: Untersuchung des Verhaltens von Schlepperkupplungen bei dynamisher

Belastung, Grundagen der Landtechnik, Bd.27/1977, nr.2, p. 49-56, Germania, 1997. 30 BRIA, N.: Istoria mecanizării agriculturii – momente în dezvoltarea cercetării de mecanică

agricolă în România, Revista Mecanizarea Agriculturii, nr.10/2002, p.8-20, 2002. 31 CÂNDEA, I.,COMĂNESCU, I., COJOCARU, I., SÂRBU, S.: Mecanica - Dinamica, Teorie

şi aplicaţii, Editura Universităţii Transilvania Braşov, 2003. 34 CĂPĂŢÎNĂ, I., BRĂTUCU, GH.: Researches Regarding the Advance Resistance of the

Subsoilers Active Organs, in Buletinul Conferintei Internationale„ Information Technology in Agriculture and Rural Developement”, Debrecen, Hungary, p 148-151, 29-30 aug. 2007, ISBN 978-963-87366-1-1.

38 CĂPROIU, ŞT. ş.a.: Maşini agricole de lucrat solul, semănat şi întreţinerea culturilor, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1982.

40 CIULU, GH., BÂRCĂ, GH.: Optimizarea exploatării agregatelor agricole, vol. II, Reprografia Universităţii din Craiova, 2002.

http://but.unitbv.ro/Bulletin/Series%20II/BULETIN%20II%20PDF/Bratucu%20Gh.pdf�






41 CIULU, GH.: Optimizarea exploatării agregatelor agricole, vol. I, Reprografia Universităţii din Craiova, 2000.

44 COJOCARU, I., MARIN, E., VOICU E.: Mechanization technologies and technical equipments designed to the vegetable area of agriculture realized by INMA Bucharest inside the RDI National Programes in the context of sustainable development, University of Craiova, The faculty of agriculture of Craiova, The scientific conference whith international participation Durable Agriculture-Agriculture of the future - The second edition, Craiova, 2006.

48 CONSTANTINESCU A.: The dynamic study of some tractor system-agriculture machines hold in back, without wheels, used to the preparation of the land for sowing, Simpozionul cu Participare Internaţională „Agricultura Durabilă - Agricultura Viitorului”, Ediţia I, Universitatea din Craiova, 9 – 10 dec. 2005.

49 CONSTANTINESCU A., POPA Gh., DUMITRU I.: The energetic analyse of the system tractor-agriculture machine used for the preparation of the soil for sowing, The 1st International Conference on Motor Vehicle and Transportation MVT 2006, november 15-17th, Timisoara, Romania, 2006.

50 CONSTANTINESCU A., POPESCU S.: Equipment and methodology for experimental research of the dynamic and energetic of the high power agricultural tractors of in aggregate with tillage machine systems, The 3rd International Conference “Computational Mechanics And Virtual Engineering And Applications In Automotive Engineering”, COMEC 2009, Universitatea Transilvania din Braşov, 2009

51 CONSTANTINESCU A., POPESCU S.: Studiul dinamic al unor sisteme tractor-maşină agricolă tractată utilizate la pregătirea terenului pentru semănat, INMATEH-2006-II Lucrări ştiinţifice cu tema: „Cercetarea de excelenţă în agricultură şi industria alimentară din România”, INMA Bucureşti, iunie 2006.

53 DOBRESCU, C.: Consumul energetic la lucrările cu agregate mobile, Mecanizarea agriculturii, Nr. 4, Bucuresti, 1981.

56 DUMITRESCU, C., BRĂTUCU, GH.: Maşini agricole pentru lucrările solului, semănat şi întreţinerea culturilor, Institutul Politehnic Braşov, 1972.

64 GHERES, M., ROŞ, V.: Mathematical model for soil tillage energy evaluation, Simpozion Tehnologii de mecanizare şi echipamente tehnice pentru agricultură şi industria alimentară armonizată la practica U.E., INMATEH 2007-III, Bucureşti, România, p. 213-219, 2007.

71 HERMENEAN, I., MOCANU, V.: Cercetări privind îmbunătăţirea maşinilor combinate de distrus vechiul covor vegetal, pregătit patul germinativ şi semănat ierburi, în Lucrări ştiinţifice ale ICPCP Braşov, vol. XX, Braşov, 2001.

74 JITĂREANU, G., TENU, I., COJOCARU, P., BRIA, N., COJOCARU, I.: Tehnologii şi maşini pentru mecanizarea lucrărilor solului în vederea practicării conceptului de agricultură durabilă, Editura Ion Ionescu de la Brad, Iaşi, 2007.

75 JUK, I. M.: Determinarea forţelor care acţionează asupra organului de lucru al rotorului frezei, Mehanizaţia i electificaţia s. – h., 4 – 1969.

77 KRASNICENKO, V. A.: Manualul constructorului de maşini agricole, (traducere din limba rusă), vol. I şi II, Editura Tehnică, Bucureşti, 1963 şi 1964.

78 LETOŞNEV, M. N., Maşini agricole, Editura Agrosilvică, Bucureşti, 1969. 81 MERTINS, K. H., GERHARDS, A.: Betraschtungen zur Elektronik - Anwendung bei

Traktoren, Grundl. Landtechnik Bd. 36, Nr. 5, 1986. 82 MERTINS, K. H.: Theoretische und apparative Veraussetzung zur

Traktoreinsalzoptimierung mit Hilfe von Fahrerinformationssystemen, Fortschr-Ber., VDI – Reibe 14, nr. 25, VDI-Verlag, Düsseldorf, 1984.

85 MITROI, A.: Impactul ecologic al utilizării energiei în mecanizarea agriculturii, Lucrările Simpozionului „Tehnica agricolă în contextul integrării în comunitatea europeană” USAMV a Banatului, Timişoara, 2006.

86 MITROI, A.: Landtechnik und Umwelttechnik. Umweltverschmutzung und Umweltschutz, Sofdaad-Tagung, Bukarest, 1994.

90 MOCANU V., HERMENEAN I.: New mechanization alternatives with low inputs for reseeding degraded grassland, in Research Journal of Agricultural Science, Vol. 41(2), p. 463-467, Timişoara , 2009, ISSN 2066-1843.

95 NAGHIU, A., ş.a.: Maşini şi instalaţii agricole, vol.I, Editura Risoprint, Cluj Napoca, 2004.



99 NAGHIU, AL., ş.a.: Maşini şi instalaţii agricole, vol. I, Editura Risoprint, Cluj-Napoca, 2004.

100 NAGHIU, L.: Cercetări privind procesul de prelucrare a solului cu organe de lucru rotative, Teză de doctorat, Universitatea Tehnică Cluj-Napoca, 2003.

106 OLARU, D.: Utilaje speciale pentru horticultură, Atelierul de multiplicare al Institutului Politehnic, Cluj-Napoca, 1990.

109 PARASCHIV, G., COSTOIU, M.C., PARASCHIV, I.: Modelarea matematică şi încercarea experimentală a maşinilor de frezat solul, Editura Politehnica PRESS, Bucureşti, 2010, ISBN 978-606-515-181-9.

112 PARASCHIV, G., MAICAN, E., COSTOIU, M.C., VOICU, Gh., POENARU, I.: Research regarding the influence of working speed od the hoedrills seeding accurancy, in The 40 Symposium „Actual Tasks on Agricultural Engineering”, Opatija, Croatia, 2012, ISSN 1333-2651..

114 PARASCHIV, G., PARASCHIV, I., NIŢĂ, A.: Maşini de lucrat solul, semănat şi întreţinerea culturilor, Editura Printech, ISBN 973-718-374-6, Bucureşti, 2005.

117 PASZTOR, J., BRĂTUCU, GH.: Aspecte actuale ale cultivării plantelor în serele din România, în Revista INMATEH III/2007, nr. 21, Bucureşti, p. 173-182, ISSN 1583-1019.

119 PASZTOR, J., BRĂTUCU, GH.: Experimental Research of the Energetic Consumption for the Digging Soil Machine in Greenhouses, în Journal of EcoAgriTourism, Vol.6 (2010), nr. 3 (20), p. 75-81, (BIOATLAS 2010-International Conference New Research in Food and Tourism - 28-30 mai 2010 – Braşov - Romania), ISSN 1844-8577.

121 PISOSCHI, AL.-GR., ş.a.: Calculul şi construcţia maşinilor agricole pentru lucrările solului, semănat şi întreţinerea culturilor. Lucrări de laborator. Îndrumar, Reprografia Universitaţii din Craiova, Craiova, 2000.

122 POENARU, I.C., PARASCHIV, G., VOICU, Gh., MOICEANU, Gh., BIRIŞ, S.: Studies regarding the working process executed on ploughshare of planting machines, in Proceedings of 11th International Scientific Conference „Engineering for Rural Development”, vol.11, 24-25 mai 2012, Jelgava, Letonia, p. 22-26, ISSN 1691-3043.

124 POPESCU, S., CSATLOS, C., RUS, FL., GHINEA, T.: Automatizarea maşinilor şi instalaţiilor agricole, Îndrumar de lucrări practice, Reprografia Universităţii din Braşov, 1985.

133 ROŞ, V., ş.a.: Model matematic pentru analiza energetică a procesului de prelucrare a solului, Conferinţa TRANSAGRATECH, Cluj-Napoca, 1998.

136 RUS, FL.: Maşini agricole pentru lucrările solului, semănat şi întreţinerea culturilor, Braşov, Editura Universităţii Transilvania, Braşov, 1987.

137 RUS, FL.: Monitorizarea compactării terenurilor agricole, în Revista INMATEH, Bucureşti, 2005, p.73-78 ISSN 1583-1019.

138 RUS, FL., CSATLOS, C., ŢANE, N.: Maşini agricole pentru lucrările solului, semănat şi întreţinerea culturilor, Îndrumar de lucrări practice, Reprografia Universităţii din Braşov, 1990.

139 RUS, FL., ş.a.: Tehnici şi tehnologii moderne în ingineria producţiei vegetale, Editura Universităţii Transilvania Braşov, 2002.

140 RUS, FL.: Aspecte privind interacţiunea organ de lucru – sol, , în Lucrările celei de-a 7-a Conferinţe Naţionale pentru Protecţia Mediului prin Biotehnologii Agricole, Silvice, de Alimentaţie şi Sănătate Publică, Braşov, 2005, p. 37-42, ISSN 1844-8577.

142 RUS, FL.: Managementul compactării solurilor, în Lucrările celei de-a 7-a Conferinţe Naţionale pentru Protecţia Mediului prin Biotehnologii Agricole, Silvice, de Alimentaţie şi Sănătate Publică, Braşov, 2005, p. 43-46 ISSN 1844-8577.

147 SCRIPNIC, V., BABICIU, P.: Maşini agricole, Editura Ceres, Bucureşti, 1979. 154 STOICESCU, GH. ş.a.: Studiul interdependenţei dintre parametrii constructivi şi cinematici

ai cuţitelor frezelor, Studii şi cercetări de mecanică agricolă, 3 – 1970. 159 TEŞU, T., ş.a.: Energia şi agricultura, Editura Ceres, Bucureşti, 1984. 169 VLAD, C., BRĂTUCU, GH.: Experimental Research on Complex Aggregate for Vegetable

Crops Establishment in Order to Reduce Energy and Soil Structure Preservation, in The 4th International Conference COMAT 2012, Brasov, 2012 ,Vol. 3, p. 830-833, ISBN 978-973-131-162-3.

175 ***Dicţionar de mecanică agricolă – Editura CERES, Bucureşti, 1972.



Curriculum vitae Informaţii personale

Nume şi prenume VLAD, R. Constantin Adresă Bdul. Nicolae Bălcescu , bl. 8, ap. 11, Buzău,

România Telefon 0745 162 570 E-mail [email protected]

Naţionalitate Română Data naşterii 06.02.1944, Com. Movila Banului, Jud. Buzău

Experienţa profesională Perioada

Numele angajatorului/ Funcţia 04.11.2010 – prezent

S.C.D.L. Buzău – Director Perioada

Numele angajatorului/ Funcţia 16.05.2005 – 04.11.2010

S.C.D.L. Buzău – Cercetător ştiinţific gr. III Perioada


S.C. ECO PRODEX S.R.L. Buzău - Administrator Perioada


S.C. AGROMEC S.A. Urziceni – Director Perioada


S.C. PANAGRO S.R.L. – Director Perioada


S.C. AGROMEC S.A. Urziceni - Director Perioada


S.C.P.L. Buzău – Cercetător ştiinţific Perioada


I.C.L.F. Vidra – Cercetător ştiinţific Perioada


I.C.M.A. Bucureşti – Inginer în cercetare Perioada


Lic. Agroindustrial Urziceni - Profesor specialitate Perioada


S.M.A. – Şef Sector Producţie Educaţie şi formare

Perioada 2008-prezent Calificarea/diploma obţinută Doctorand

Numele instituţiei de învăţământ Universitatea Transilvania din Braşov

Perioada 1964-1969 Calificarea/diploma obţinută Inginer mecanic agricol

Numele instituţiei de învăţământ Institutul Politehnic Bucureşti Limba(i) străină(e) cunoscută(e) Franceză, Engleză Competenţe şi aptitudini tehnice Windows OS, Microsoft Office, inginerie mecanică

Informaţii suplimentare 24 lucrări ştiinţifice pe domeniul tezei de doctorat, din care: 21 lucrări ştiinţifice publicate în revistele de specialitate româneşti. Prim autor sau coautor la alte 29 de lucrări ştiinţifice susţinute la simpozioane interne internaţionale, publicate în reviste de specialitate din România şi străinătate şi coautor la 3 cărţi ştiinţifice şi de popularizare. Membru în 11 colective de cercetare în cadrul proiectelor derulate de către SCDL Buzău.



Curriculum vitae Personal information

Name VLAD, R. Constantin Address Nicolae Balcescu Blvd., Block of Flats 8, Apartment

no. 11, Buzau, Romania Telephone 0722 361 850

E-mail [email protected] Nationality Romanian

Birth date 06.02.1944, Movila Banului village, Buzau county Work experience

Period Name of employer/ position held

04.11.2010 – present R.D.S.V.G. Buzau – Manager


16.05.2005 – 04.11.2010 R.D.S.V.G. Buzau – Scientific researcher 3rd degree


01.03.1999 – 01.03.2001 S.C. ECO PRODEX S.R.L. Buzau - Manager


15.06.1996 – 01.01.1997 S.C. AGROMEC S.A. Urziceni – Manager


01.05.1995 – 31.12.1995 S.C. PANAGRO S.R.L. – Manager


01.01.1995 – 01.05.1995 S.C. AGROMEC S.A. Urziceni - Manager


01.01.1985 – 01.01.1995 S.C.P.L. Buzău – Scientific researcher


01.12.1982 – 01.01.1985 I.C.L.F. Vidra – Scientific researcher


20.03.1978 – 01.12.1982 I.C.M.A. Bucureşti – Research engineer


19.04.1976 – 20.03.1978 Agroindustrial College Urziceni - Professor

specialist Period

Name of employer/ position held 15.07.1969 – 19.04.1976

S.M.A. – Head of Production Sector Education and formation

Period 2008-present Qualification Ph.D. Candidate

Education institution Transilvania University of Braşov Period 1964-1969

Qualification Agricultural Mechanical Engineer Education institution Polytechnic Institute of Bucharest

Foreign languages French, English Technical competences Windows OS, Microsoft Office, mechanical

engineering Supplementary information 24 scientific publications, in the field of tractors and

agricultural machines, of which 21 papers published on the Ph.D Thesis, in Romanian professional journals. First author or coauthor of 29 other scientific papers presented at national/international conferences and journals published in Romania and abroad, and coauthor of three scientific and and popular books. Member in 11 research teams in projects run by RDSVG Buzau.



A. Lucrări elaborate de autor în domeniul tezei de doctorat 1. PÁSZTOR, J., FORGÓ, Z., VLAD, C.: Modelarea dinamică a grapei oscilante,

Conferinţa Internaţională de Inginerie Mecanică, ed. a XXI-a, 26-28 aprilie 2013, Arad, http://www.emt.ro/;

2. PÁSZTOR, J., FORGÓ, Z., VLAD, C.: Modelarea energeticii a grapei oscilante, Societatea Muzeului Ardelean, Secţia Ştiinţe Agricole, Conferinţa Ziua Ştiinţei, ediţia a IX.-a, Tg-Mureş, 16. noiembrie 2013, http://www.eme.ro/.

3. PÁSZTOR, J., FORGÓ, Z., VLAD, C.: Modelarea matematică şi studiul cinematicii colţilor grapei oscilante, Societatea Muzeului Ardelean, Secţia Ştiinţe Agricole, Conferinţa Ziua Ştiinţei, ediţia a VIII.-a, 17.11.2012, Tg-Mureş, http://www.eme.ro/;

4. PÁSZTOR, J., FORGÓ, Z., VLAD, C.: Modelarea cinematicii a grapei oscilante, Acta Scientiarum Transylvanica / Agronomia, Cluj-Napoca, p. 39-47, 2013, http://www.eme.ro/.

5. VLAD, C., PÁSZTOR, J., FORGÓ, Z., BRĂTUCU, GH., Kinematics and operation process of the complex aggregate used to prepare the germinative bed, in Vegetable Farming Bulletin of the Transilvania University of Braşov Series II: Forestry • Wood Industry • Agricultural Food Engineering • Vol. 6 (55) No. 1, 2013.

6. VLAD, C., BRĂTUCU, GH., BURNICHI, F.: Reduction of the energetic consumption and preservation of the soil structure cultivated with vegetables by using a complex aggregate, The 12th International Symposium “Prospects for 3rd Millennium Agriculture, Cluj-Napoca, 26-28 September 2013.

7. VLAD, C., BRĂTUCU, GH.: Experimental Research on Complex Aggregate for Vegetable Crops Establishment in Order to Reduce Energy and Soil Structure Preservation, in The 4th International Conference COMAT 2012, Brasov, ,Vol. 3, p. 830-833, 2012, ISBN 978-973-131-162-3.

8. VLAD, C., BRĂTUCU, GH.: Experimental Research on Complex Aggregate for Vegetable Crops Establishment in Order to Reduce Energy and Soil Structure Preservation, in The 4th International Conference COMAT 2012, Brasov,Vol. 3, p. 830-833, 2012, ISBN 978-973-131-162-3.

9. VLAD, C., BRĂTUCU, GH.: Kinematics and operation process of the complex aggregate used to prepare the germinative bed in vegetable farming, Published in Scientific Papers. Series B. Horticulture., Vol. LVII, 4-6 Octomber 2012, USAMV Bucureşti, ISSN 2285-5653, 127-130.

10. VLAD, C., CÂNDEA, I., BURNICHI, F.: Cercetări asupra agregatului complex pentru înfiinţarea culturilor de legume în scopul reducerii energiei şi conservarea structurii solului / Experimental research on complex aggregate for vegetable crops establishment in order to reduce energy and soil structure preservation, The 4th International Conference ″Computational Mechanics and Virtual Engineering″ COMEC 2011 20-22 OCTOBER 2011, Braşov, România;

11. VLAD, C., CÂNDEA, I., BURNICHI, F.: Research regarding a complex aggregate for the establisment of vegetable crops aiming the energetic consumption reduction and preservation of the agro productive potential of the soil Simpozionul Ştiinţific Anual cu Participare Internaţională – Horticultură – Ştiinţă, Calitate, Diversitate şi Armonie, Facultatea de Horticultură, Universitatea de Ştiinţe Agricole şi Medicină Veterinară, Iaşi, 27-28 mai 2010 http://www.ihc2010.org/docs/Thematic%20Sessions.Final%20Programme.pdf.

12. VLAD, C., CÂNDEA, I., BURNICHI, F.: Research regarding reduction of the energetic consumption and preservation of the agro productive potential of the soils cultivated with vegetables by using a complex aggregate / Cercetări privind reducerea consumurilor

http://www.emt.ro/�

http://www.eme.ro/�



http://www.ihc2010.org/docs/Thematic%20Sessions.Final%20Programme.pdf�



energetice şi conservarea structurii solului prin utilizarea unui agregat complex destinat înfiinţării culturilor legumicole, INMATEH International Symposium, 24th April 2009, Bucureşti.

13. VLAD, C., CÂNDEA, I., BURNICHI, F.: Research regarding reduction of the energetic consumption and preservation of the agro productive potential of the soils cultivated with vegetables by using a complex aggregate / Cercetări privind reducerea consumurilor energetice şi conservarea structurii solului prin utilizarea unui agregat complex destinat înfiinţării culturilor legumicole, LUCRĂRI ŞTIINŢIFICE (INMATEH) Vol. 28, No. 2 /2009, pag. 99-102, Bucureşti, 2009, ISSN 1583-1019.

14. VLAD, C., NICOLAE, T., GHEORGHE, F., BURNICHI, F., MOGOŞ, G., PANAET, I.: Maşină pentru întreţinerea culturilor de legume cu diferite scheme de înfiinţare, Oferta cercetării ştiinţifice pentru transfer tehnologic în agricultură, industria alimentară şi silvicultură, vol. XII, Editura New Agris, 2009, ISBN 1844-0355.

15. VLAD, C., NICOLAE, T., GHEORGHE, F., BURNICHI, F., VÎNĂTORU, C., PANAET, I.: Agregat complex pentru legumicultură, Oferta cercetării ştiinţifice pentru transfer tehnologic în agricultură, industria alimentară şi silvicultură, vol. XII, 2009, Editura New Agris, 2009, ISBN 1844-0355.

16. VLAD, C., PASZTOR, J., BRĂTUCU, GH., FORGÓ, Z.: Mathematical Modeling of the Vegetable Soil Preparation Process Using a Complex Equipment, in The 4th International Conference COMAT 2012, Brasov, 2012, Vol. 3, p. 834-837, ISBN 978-973-131-162-3;

17. VLAD, C., PASZTOR, J., BRĂTUCU, GH., FORGÓ, Z.: Mathematical Modeling of the Vegetable Soil Preparation Process Using a Complex Equipment, in The 4th International Conference COMAT 2012, Brasov, 2012, Vol. 3, p. 834-837, ISBN 978-973-131-162-3.

18. VLAD, C., PÁSZTOR, J., BRĂTUCU, GH., FORGÓ, Z.: Mathematical Modeling of the Aggregates Kinematics for the Preparation of Seedbed, The 4th International Conference, Advanced Composite Materials Engineering, COMAT 2012, Vol. III, p 831-834; 18- 20 October Brasov, Romania, 2012,

19. VLAD, C., PASZTOR, J., FORGO, Z., BRĂTUCU, GH.: Kinematics and Operation Process of the Complex Aggregated used to Prepare the Germinative Bed, in Vegetable Farming, în Bulletin of the Transilvania University of Brasov, VOL. 6 (55) No. 1 – 2013, Series II – Forestry • Wood Industry • Agricultural Food Engineering, p. 71-76;

20. VLAD, C., PÁSZTOR, J., FORGÓ, Z.: Cercetări privind cinematica şi procesul de lucru al agregatelor pentru pregătirea patului germinativ, Bulletin of the Transilvania University of Brasov, vol. xx no.1, 2011, Series II-Forestry • Wood Industry • Agricultural Food Engineering, ISSN 2065-2135 (Print), ISSN 2065-2143 (CD-RO), http://webbut.unitbv.ro/Bulletin/Series%20II/Contents_II_1.html, in editare;

21. VLAD, C.: Preserving the agro productive potential of the soils that are cultivated with vegetables by using a complex aggregate, CEEX 2008, Conference Excellence research - a way to innovation Editura Tehnică, Braşov, 2008, ISSN 1844 – 7090.

B. Lucrări prezentate în cadrul pregătirii la Şcoala Doctorală

1 VLAD C.: Consideraţii generale asupra culturilor de legume din punct de vedere agro-pedologic

şi sistema de maşini pentru lucrările de bază, Referat de cercetare ştiinţifică pentru doctorat, Universitatea Transilvania din Braşov, 2011.

2 VLAD C.: Studii teoretice cu privire la organele active de lucru din componenţa agregatului complex pentru înfiinţarea culturilor de legume, Referat de cercetare ştiinţifică pentru doctorat, Universitatea Transilvania din Braşov, 2011

3 VLAD C.: Studii teoretice cu privire la organele active de lucru din componenţa agregatului complex pentru înfiinţarea culturilor de legume, Referat de cercetare ştiinţifică pentru doctorat, Universitatea Transilvania din Braşov, 2011

http://webbut.unitbv.ro/Bulletin/Series%20II/BULETIN%20II%20PDF/10_VLAD%20C%20_1_%20.pdf�

http://webbut.unitbv.ro/Bulletin/Series%20II/BULETIN%20II%20PDF/10_VLAD%20C%20_1_%20.pdf�

http://webbut.unitbv.ro/Bulletin/Series%20II/Contents_II_1.html�



CERCETĂRI PRIVIND OPTIMIZAREA ENERGETICĂ A PROCESULUI DE PREGĂTIRE

A PATULUI GERMINATIV LA ÎNFIINŢAREA CULTURILOR DE LEGUME

- REZUMAT –

Conducător ştiinţific, Doctorand, Prof.univ.dr.ing. BRĂTUCU Gheorghe Ing. VLAD R. Constantin

Tehnologia de lucru din legumicultură necesită multă precizie şi acurateţe,începând de la

pregătirea patului germinativ, alegerea celor mai valoroase soiuri,însămânţarea sau plantarea acestora, întreţinerea pe toată perioada de vegetaţie şi încheind cu recoltarea şi depozitarea legumelor înainte de comercializare sau industrializare. Consumul energetic la toate aceste lucrări este relativ ridicat, motiv pentru care se caută în permanenţă soluţii tehnice pentru optimizarea acestuia. În această lucrare s-a modelat matematic şi s-a rezolvat practic optimizarea energetică a lucrării de pregătire a patului germinativ şi însămânţare la înfiinţarea culturilor legumicole, prin conceperea şi realizarea, în mai multe variante, a unui echipament complex, care rezolvă la o singură trecere 4 lucrări, care în tehnologiile normale se execută cu agregate agricole individuale. În felul acesta consumul energetic se reduce cu până la 50%, creşte potenţialul productiv al solului ca urmare a evitării degradării structurii şi texturii sale prin trecerile repetate pe aceleaşi urme, se oferă posibilitatea încadrării lucrării în perioadele agrotehnice optime şi se eliberează o parte din forţa de muncă pentru a participa la alte activităţi. Realizarea modulară a echipamentului complex îi permite acestuia să fie încadrat în diverse tehnologii de pregătire a patului germinativ la înfiinţarea culturilor legumicole.

RESEARCHES REGARDING THE ENERGETIC OPTIMIZATION OF THE

GERMINATION BED PREPARATION PROCESS FOR VEGETABLE CULTURES

- ABSTRACT–

Scientific coordinator, PHD Student, Professor Ph.D. Eng. BRĂTUCU Gheorghe Eng. VLAD R. Constantin

The work technology in vegetable growing requires a lot of precision and accuracy, starting with

the preparation of the germination bed, choosing the best bred, sowing it, performing the maintenance all throughout the vegetating state, and finishing by cropping and storing the vegetables before their commercialization or industrialization. All these works involve a relatively high level of energetic consumption, which is why there is a constant seek of technical solutions for optimizing it. This thesis has developed a mathematical model for the energetic optimization of the preparation of the germination bed. This has been done by conceiving and developing several versions of a complex equipment that executes four activities after a single transit through the soil, which in regular technologies is being executed using separate agricultural aggregates. With this technology, the energetic consumption is reduced with up to 50%, the soil potential increases as a consequence of avoiding the degradation of it’s structure and texture caused by successive passing through the same tracks. Furthermore, it offers the possibility of performing the works in the optimal agrotechnical seasons and it relases some of the workforce that can be used for other activities. The modular design of the complex equipment allows it to be easily integrated into various techonologies of preparing the germination bed for vegetable cultures.

TEZĂ DE DOCTORAT - UniTBv · 2018-01-31 · Aspecte actuale privind cultivarea legumelor în...

Documents

Transcript of TEZĂ DE DOCTORAT - UniTBv · 2018-01-31 · Aspecte actuale privind cultivarea legumelor în...