ISSN 2658-6525 (Online)
ISSN 2658-4123 (Print)
Основан в 1990 году
Реестровая запись
ПИ № ФС 77-74640
от 24 декабря 2018 г.

Вы здесь: Главная Архив статей (2014-2016) 2026 №3 Список статей 10 Антибас И. Р. Проектирование и оценка интеллектуальной гидравлической системы защиты для глубокорыхлителей на каменистых почвах (на англ. яз.)

PDF Скачать статью в pdf.

DOI: 10.15507/2658-4123.26363.644-661

EDN: https://elibrary.ru/yhzmzr

УДК 631.312.02+631.51:004.9

 

Проектирование и оценка интеллектуальной гидравлической системы защиты для глубокорыхлителей на каменистых почвах

 

Антибас Имад Ризакалла
кандидат технических наук, доцент кафедры основы конструирования машин Донского государственного технического университета (344000, Российская Федерация, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8141-9529, Researcher ID: O-4789-2018, Scopus ID: 57191988834, SPIN-код: 7371-0223, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Аннотация
Введение. Глубокорыхлители, работающие на каменистых почвах, подвергаются высоким динамическим и ударным нагрузкам, что приводит к повреждению рабочих органов, снижению надежности и производительности. Традиционные механические системы защиты не обеспечивают адаптивной реакции на перегрузки.
Цель исследования. Разработка и экспериментальная оценка эффективности интеллектуальной гидравлической системы замкнутого управления для автоматической защиты глубокорыхлителя от ударных нагрузок на каменистых почвах.
Материалы и методы. В работе представлена принципиальная гидравлическая схема и физическая модель орудия. Система включает насос, пилотный обратный клапан, четырехходовой электрогидравлический распределитель, датчик давления, двусторонний гидроцилиндр и предохранительный клапан. Управление реализовано по замкнутому контуру с пороговым значением тягового усилия 28 кН. Оценка эффективности проводилась с использованием C++-моделирования, полевых испытаний с регистрацией данных в MATLAB и сравнительного анализа с пружинной системой защиты.
Результаты исследования. Моделирование и полевые испытания подтвердили работоспособность логики управления. В сравнении с пружинной гидравлическая система показала снижение массы на 10 %, повышение полевой эффективности на 11 %, снижение часового расхода топлива на 14 % и сокращение времени реакции на 40 % (с 3,0 до 1,8 с). Установлена линейная корреляция между давлением в системе и тяговым усилием, что подтверждает корректность выбора компонентов. Автоматический характер срабатывания системы снижает механические нагрузки на раму и рабочий орган, а плавное управление клапаном минимизирует опасные переходные процессы.
Заключение. Разработанная гидравлическая система защиты является эффективной и технически обоснованной. Она обеспечивает автоматическую защиту глубокорыхлителя при перегрузках, снижая механические напряжения. Математический анализ подтвердил правильность выбора компонентов, а замкнутое управление повыcило надежность. Система имеет потенциал для дальнейшего развития с использованием более совершенных электронных систем управления и цифровых датчиков.

<Ключевые слова: гидравлическая схема, каменистая почва, плуг, клапан, почвообработка, надежность, компьютерное моделирование

Конфликт интересов: автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Для цитирования: Антибас И.Р. Проектирование и оценка интеллектуальной гидравлической системы защиты для глубокорыхлителей на каменистых почвах. Инженерные технологии и системы. 2026;36(3):644–661. https://doi.org/10.15507/2658-4123.26363.644-661

Автор прочитал и одобрил окончательный вариант рукописи.

Поступила в редакцию 23.01.2026;
поступила после рецензирования 13.03.2026;
принята к публикации 16.03.2026

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Roeber J.B.W., Pitla S.K., Kocher M.F., Luck J.D., Hoy R.M. Tractor Hydraulic Power Data Acquisition System. Computers and Electronics in Agriculture. 2016;(127):1–14. https://doi.org/10.1016/j.compag.2016.05.012
  2. Frosina E., Senatore A., Buono D., Monacelli G., Pintone F. Study of the Performance of the Hydraulic Circuit of an Agricultural Machine with a Lumped Parameter Approach. International Review on Modelling and Simulations. 2017;10(1):26–36. https://doi.org/10.15866/iremos.v10i1.11213
  3. Luo Z., Wang J., Wu J., Zhang S., Chen Z., Xie B. Research on a Hydraulic Cylinder Pressure Control Method for Efficient Traction Operation in Electro‑Hydraulic Hitch System of Electric Tractors. Agriculture. 2023;13(8):1555. https://doi.org/10.3390/agriculture13081555
  4. Миллер А.П., Пугин К.Г. Диагностирование гидроцилиндров строительно-дорожных машин с помощью гидравлического подпора. Тракторы и сельхозмашины. 2023;90(6):551–559. https://doi.org/10.17816/0321-4443-568992
  5. Bychenin A.P., Volodko O.S., Bazhutov D.N. Hydraulic System for Agricultural Tractors Adapted to Alternative Fluids. In: Bio Web of Conferences: International Scientific-Practical Conference “Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources” (FIES 2020). Kazan: Kazan State Agrarian University; 2020. p. 00056. https://doi.org/10.1051/bioconf/20202700056
  6. Прядкин В.И., Колядин П.А. Вибронагруженность штанг самоходного опрыскивателя на шинах сверхнизкого давления. Тракторы и сельхозмашины. 2023;90(6):543–550. https://doi.org/10.17816/0321-4443-567796
  7. Пугин К.Г., Шаякбаров И.Э. Обеспечение надежности гидравлических систем строительно- дорожных машин. Тракторы и сельхозмашины. 2025;92(2):176–184. https://doi.org/10.17816/0321-4443-630654
  8. Сычев Д.В., Трушин Н.Н., Редников С.Н. тенденции развития и совершенствования гидравлических приводов мобильных и стационарных машин. Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023;(9):39–40. https://elibrary.ru/ctpudv
  9. Попов А.Ю. Имитационное моделирование объемного гидропривода. Тракторы и сельхозмашины. 2018;85(3):45–53. https://doi.org/10.17816/0321-4443-66397
  10. Wang L., Wang Y., Dai D., Wang X., Wang S. Review of electro-hydraulic Hitch System Control Method of Automated Tractors. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2021;14(3):1–11. https://doi.org/10.25165/j.ijabe.20211403.6175
  11. Sun X., Song Y., Lu Z., Deng X. Research on a Coordinated Control Method of Tractor Electro- Hydraulic Hitch Tillage Depth and Travel Speed Based on Optimal Overall Efficiency and Economic Performance. Agriculture. 2025;15(21):2232. https://doi.org/10.3390/agriculture15212232
  12. Navone A., Martini M., Chiaberge M. Autonomous Robotic Pruning in Orchards and Vineyards: A Review. Smart Agricultural Technology. 2025;(12):101283. https://doi.org/10.1016/j.atech.2025.101283
  13. Werner L., Eyschen P., Costello S., Micarelli P., Hutter M. Calibrated Dynamic Modeling for Force and Payload Estimation in Hydraulic Machinery. Construction Robotics. 2025;(9):26. https://doi.org/10.1007/s41693-025-00169-7
  14. Wrat G., Das J. Energy Saving in Off‑Road Vehicles Using Leakage Compensation Technique. Preprint. 2025. https://doi.org/10.48550/arXiv.2509.20926
  15. Tian X., Guo X., Stump P., Vacca A., Fiorati S., Pintore F. A Pressure Control Method for Increasing the Energy Efficiency of the Hydraulic System Powering Agricultural Implements. Journal of Sustainable Energy Engineering. 2024;238(6):176–1088. https://doi.org/10.1177/09596518241227250
  16. 16. Korchagina M.V., Stepanov V.N., Kireev S.O., Lebedev A.R. Investigation of Parameters Influencing the Establishment of Hydrostatic Mode in the Crosshead-Guide Assembly of High-Pressure Plunger Pump. Advanced Engineering Research. 2024;24(4):316–327. https://doi.org/10.23947/2687-1653-2024-24-4-316-327
  17. Zenin A.R., Rybak A.T., Beskopylny A.N., Pelipenko A.Yu., Serdyukova Yu.A. Testing Bench for Reciprocating Hydraulic Cylinders with Energy Recovery: Structure, Simulation, and Calculation. Advanced Engineering Research. 2024;24(4):347–359. https://doi.org/10.23947/2687-1653-2024-24-4-347-359
  18. Costa G.K., Sepehri N. Understanding Overall Efficiency of Hydrostatic Pumps and Motors. International Journal of Fluid Power. 2018;19(2):106–116. https://doi.org/10.1080/14399776.2018.1476306
  19. Penglong Z., Liu J., Wu W.W. Dynamic Analysis and Model Predictive Control of Excavator’s Working Device. Journal of Physics Conference Series. 2022;(2195):012039. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2195/1/012039

 

Лицензия Creative Commons
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

Подробности
Просмотров: 4