Одним з перспективних напрямків підвищення енергоефективності машин є застосування рекуперації енергії створеної її джерелом. Метою даної роботи є розробка принципової гідравлічної схеми притискного механізму секції сівалки, яка б давала можливість рекуперувати енергію коливального руху висівної секції відносно рами сівалки. В роботі розглянуто схему використання гідравлічного довантаження висівних секцій з використанням гідроциліндра односторонньої дії. Для збирання енергії руху висівної секції сівалки пропонується в існуючу гідравлічну довантажувальну схему, встановити гідравлічний мотор для перетворення гідравлічної енергії системи в механічну енергію обертання його вихідного валу та систему зворотних клапанів для перенаправлення робочої рідини в системі і забезпечення обертання валу гідравлічного мотору в одному заданому напрямку. Вхідними параметрами даної системи є: нерівності ґрунту, конструктивні особливості висівної секції сівалки, поступальна швидкість руху сівалки. Досліджено вплив основних параметрів гідроциліндра, гідроакумулятора та гідромотора системи на швидкість обертання та крутний момент на валу гідравлічного мотору. Проведені дослідження показують, що за певних зовнішніх умов, при моделюванні системи в полі програми MATLAB Simulink примусовий зворотно-поступальний рух поршня гідроциліндра перетворився в обертальний рух вихідного валу гідромотора, який при певних досліджуваних параметрах системи може обертатися зі швидкістю в межах 6-86 об/хв, розвиваючи теоретичний крутний момент до 22 Н∙м. Найбільший вплив на вихідні характеристики системи має розмір поршня гідроциліндра. Гідроакумулятор забезпечує згладжування пульсацій, величина яких, як і загальний тиск в системі, залежить від тиску його попереднього зарядження. Результати цього дослідження можуть бути застосовані в сільському господарстві для оптимізації використання енергії в процесі сівби через розробку ефективних систем рекуперації енергії висівних машин, що дозволить зменшити споживання палива та негативний вплив на навколишнє середовище
секція сівалки, гідроциліндр, гідроакумулятор, гідромотор, MATLAB Simulink
[1] Awad, M.N., Sokar, M.I., Rabbo, S.A., & El-Arabi, M.E. (2018). Performance evaluation and damping characteristics of hydro-pneumatic regenerative suspension system. International Journal of Applied Engineering Research, 13(7), 5436-5442.
[2] Bonavolontà, A., Dolcin, C., Marani, P., Frosina, E., & Senatore, A. (2019). Comparison of energy saving and recovery systems for hydraulic mobile machines. AIP Conference Proceedings, 2191, article number 020025. doi: 10.1063/1.5138758.
[3] Chen, Q., Lin, T., Ren, H., & Fu, S. (2019). Novel potential energy regeneration systems for hybrid hydraulic excavators. Mathematics and Computers in Simulation, 163, 130-145. doi: 10.1016/j.matcom.2019.02.017.
[4] Choi, K., Seo, J., Nam, Y., & Kim, K.U. (2015). Energy-saving in excavators with application of independent metering valve. Journal of Mechanical Science and Technology, 29, 387-395. doi: 10.1007/s12206-014-1245-5.
[5] Dindorf, R., Takosoglu, J., & Wos, P. (2023). Review of hydro-pneumatic accumulator models for the study of the energy efficiency of hydraulic systems. Energies, 16(18), article number 6472. doi: 10.339 0/en16186472.
[6] Fang, Z., Xiong, F., Xie, X., & Wang, J. (2021). Design and research of hydraulic conversion system of wave energy generating device. Journal of Physics: Conference Series, 2125(1), article number 012058. doi: 10.1088/1742-6596/2125/1/012058.
[7] Gong, B., Guo, X., Hu, S., & Fang, Z. (2016). The ride comfort and energy-regenerative characteristics analysis of hydraulic-electricity energy regenerative suspension. Journal of Vibroengineering, 18(3), 1765-1782. doi: 10.21595/jve.2016.16746.
[8] Li, J., Zhao, J., & Zhang, X. (2020). A novel energy recovery system integrating flywheel and flow regeneration for a hydraulic excavator boom system. Energies, 13(2), article number 315. doi: 10.3390/en13020315.
[9] Mi, J., Xu, L., Guo, S., Abdelkareem, M.A., Meng, L., & Zuo, L. (2017). The dimension match and parameters setting of the hydraulic motor for the hydraulic-electromagnetic energy-regenerative shock absorber. In International design engineering technical conferences and computers and information in engineering conference (article number V003T01A019). Cleveland: American Society of Mechanical Engineers. doi: 10.1115/DETC2017-68093.
[10] Minav, T.A., Virtanen, A., Laurila, L., & Pyrhönen, J. (2012). Storage of energy recovered from an industrial forklift. Automation in Construction, 22, 506-515. doi: 10.1016/j.autcon.2011.11.010.
[11] Precision Farming Dealer. (2015). https://www.precisionfarmingdealer.com/articles/1797-planter-downforce.
[12] Sharda, A., Fulton, J., Badua, S., Griffin, T., Ciampitti, I., & Haag, L. (2017). Planter downforce technology for uniform seeding depth. Retrieved from https://bookstore.ksre.ksu.edu/pubs/mf3331.pdf.
[13] Virk, S.S., Porter, W.M., Li, C., Rains, G.C., Snider, J.L., & Whitaker, J.R. (2021). On-farm evaluation of planter downforce in varying soil textures within grower fields. Precision Agriculture, 22, 777-799. doi: 10.1007/s11119-020-09755-x.
[14] Voitik, A., Kravchenko, V., Pushka, O., & Shchur, T. (2021). Investigation of movement of sections with working bodies of seeding machines for the purpose of energy recovery. Bulletin of Lviv National Environmental University. Series Agroengineering Research, 25, 92-98. doi: 10.31734/agroengineering2021.25.092.
[15] Wang, T., & Wang, Q. (2013). An energy-saving pressure-compensated hydraulic system with electrical approach. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 19(2), 570-578. doi: 10.1109/TMECH.2013.2250296.
[16] Xia, L., Quan, L., Ge, L., & Hao, Y. (2018). Energy efficiency analysis of integrated drive and energy recuperation system for hydraulic excavator boom. Energy Conversion and Management, 156, 680-687. doi: 10.1016/j.enconman.2017.11.074.
[17] Yu, Y.X., & Ahn, K.K. (2019). Optimization of energy regeneration of hybrid hydraulic excavator boom system. Energy Conversion and Management, 183, 26-34. doi: 10.1016/j.enconman.2018.12.084.
[18] Zhao, P.Y., Chen, Y.L., & Zhou, H. (2017). Simulation analysis of potential energy recovery system of hydraulic hybrid excavator. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 18, 1575-1589. doi: 10.1007/s12541-017-0187-0.
[19] Zheng, P., Wang, R., Gao, J., & Zhang, X. (2019). Parameter optimisation of power regeneration on the hydraulic electric regenerative shock absorber system. Shock and Vibration, 2019, article number 5727849. doi:10.1155/2019/5727849.
[20] Zhou, L., Ma, Y., Zhou, H., Niu, K., Zhao, B., Wei, L., & Zhang, W. (2023). Design and test of sowing depth measurement and control system for no-till corn seeder based on integrated electro-hydraulic drive. Applied Sciences, 13(10), article number 5823. doi: 10.3390/app13105823.
[21] Zou, J., Guo, X., Xu, L., Tan, G., Zhang, C., & Zhang, J. (2017). Design, modeling, and analysis of a novel hydraulic energy-regenerative shock absorber for vehicle suspension. Shock and Vibration, 2017, article number 3186584. doi: 10.1155/2017/3186584.