Traktorên çandiniyê yên nûjen ew qas teknolojiya pêşkeftî dihewîne, ku ew bi keştiyên fezayê yên herî dawî re hevrikiyê dikin. Lê dawiya paşîn hîn jî dibistana kevn e, ku bi piranî xwe dispêre sotemeniyên fosîl. Ji ber vê yekê her xweşbîniyek di karbidestiya traktorê de ji bo jîngehê serkeftinek mezin e.
Di hişê vê yekê de, lêkolînerên Zanîngeha Purdue projeyek Wezareta Enerjiyê ya 3.2 mîlyon dolarî pêk anîne da ku pergalên hîdrolîk ên ku traktor û sazkaran bi hev ve girêdidin xweş bikin.
"Hêza herikînê li her derê ye," got Andrea Vacca, Serokê Fakulteya Hêza Fluid Maha Purdue, profesorê endezyariya mekanîmyewî û endezyariya çandinî û biyolojîk, û rêvebirê ya Navenda Lêkolînê ya Hêza Fluid Maha, mezintirîn laboratûara hîdrolîka akademîk a li welêt. “Di balafiran de, di otomobîlan de û di her cûre alavên giran de tê bikar anîn. Traktor mînakek wesayitek e ku hêza şilî bikar tîne da ku her tiştî ji rêwergirtin û pêşbirkê bigire heya amûrên ku li pişt xwe dikişîne hêzdar bike."
Lê îsbat kir ku hêzkirina amûran pirsgirêkek e. Pergala kontrolkirina hîdrolîk a traktorê dema ku bi pergalên hîdrolîk ên hin amûran ve girêdayî ye, mîna çandin, tov û kelûpelan, tenê% 20 karîgerî nîşan daye.
"Di kontrolan de nakokî heye, ku her du sîstem hema hema bi hev re şer dikin," got Patrick Stump, Ph.D. xwendekarê endezyariya mekanîk. "Di encamê de, dema ku ew bi çandiniyê ve girêdayî ye, traktor her gav neçar e ku bi hêzek pir zêde bixebite, ku sotemeniyê xera dike û emelê zêde dike."
Di vê lêkolînê de, ji hêla Wezareta Enerjiyê ya Dewletên Yekbûyî ve hatî fînanse kirin Ofîsa Karbidestiya Enerjiyê û Enerjiya Nûjenkirî, tîmê Vacca bala xwe da ser hevberek taybetî ya traktor û nebatê, ku her du jî ji hêla peydakirî ve têne peyda kirin Case New Holland Industrial, bi pergalên hîdrolîk ve têne pêşkêş kirin Bosch Rexroth. Vîdyoyê bibînin.
Diçandin 40 metre fireh e, 16 rêzên çandiniyê hene.
Xiaofan Guo, Ph.D., got: "Her rêzek gelek makîneyên ku bi hev re dixebitin ku tov biçînin hene." xwendekarê endezyariya mekanîk. "Ji bo rakirina nebatên heyî çerxek paqijkirinê li pêş heye. Dîskek birr di erdê de xendek piçûk dibire, motorek bi rastî tovan diavêje erdê, spreyek av û gubreyê diavêje çalê û dûv re jî dîska dawîn qulikê vedigire. 16 ji van rêzên çandiniyê hene, ku ji bo ku tov bi serfirazî biçînin pêdivî bi zextek taybetî heye. Û hemî jî ji hêla yek pergala hîdrolîk ve têne hêz kirin."
Ji bo çareserkirina pirsgirêka xweşbînkirina kombuna traktor-planker, tîmê Vacca nêzîkatiyek sê qonax hilbijart. Pêşîn, lêkolîner hewce bû ku pergala hîdrolîk destnîşan bikin û modelek simulasyonê di komputerê de ava bikin.
"Ev traktor makîneyên biha û tevlihev in," got Xin Tian, Ph.D. xwendekarê ku modelên di çarçoveyek çar-salî de pêşve xistin. "Ji ber vê yekê me dest bi modelkirina pêkhateyên takekesî kir û ceribandina wan di rewşek rawestayî de li vir di laboratîfê de. Gava ku ew rast bin, em modelên pêkhateyê di pergalek de berhev dikin - û pergalê ceribandine - da ku em verast bikin ku modela tevahî derbasdar e. Model ew qas mezin û tevlihev e, tîmê min jê re dibêjin 'Cinawir!'"
Piştî ku wan modela xwe pejirand, lêkolîner derbasî qonaxa duyemîn bûn: Pêşxistina çareseriyên ku ew dikarin ceribandinê bikin.
"Şert û mercên çandiniyê yên cihêreng pêdivî bi zext û rêjeya herikînê ya cûda heye," Tian got. "Heke model di hêz û karbidestiyê de çêtirkirinên sozdar nîşan bide, wê hingê em dikarin di bin şert û mercên cîhana rastîn de dest bi pêkanîna van guhertinan bikin."
Ji bo qonaxa sêyem - ceribandinên cîhana rastîn - tîmê kombika traktor-planker bi gelek sansor vekir.
"Pêdivî ye ku em zanibin ka traktor çiqas hêz dixwe, pompeyên hîdrolîk çi dikin, û rêjeyên zext û herikandinê li seranserê çandiniyê çi ne," got Jake Lengacher, Ph.D. zankoyî. "Hemû ew têl vedigere nav qutiyek wergirtina daneya nû ya ku me di kabloyê de saz kiriye, ji ber vê yekê me wêneyek tevahî ya ku di dema çerxa çandiniyê de diqewime heye."
Ji kerema xwe ji bo tîmê, Purdue gelek cîh hene ku ji bo traktorên gewre bigerin. Ew College of Agriculture ekîba Vacca çaryek milî erdek li ser veqetand Navenda Lêkolîn û Perwerdehiya Zanistên Heywanan li West Lafayette.
"Em li Purdue pir bextewar in," Vacca got. "Li Maha me gelek cîhê laboratîfê heye ku em dikarin van makîneyên mezin di bin şert û mercên kontrolkirî de biceribînin; û Çandiniyê jî gelek zeviyên çandiniyê hene ku em dikarin lêkolînên zeviyê bikin."
Û ji ber ku yek ji endamên tîmê çu carî traktorek wusa mezin li zeviyê nexebitî, Case New Holland perwerdehiyek peyda kir da ku wan fêrî ajotinê bike.
"Hêza mezin a traktorek 25,000 poundî ya bi 435 hespê hêzê, kişandina çandinek 10,000 pound - ecêb e," Stump got. "Lê di taksê de jî pir tişt diqewime, nemaze ji bo xebitandina çandiniyê. Ew bê guman karek du-zilamî ye, ji ber vê yekê bi gelemperî Jake jî di kabîneyê de ye ku daneyên li ser laptopê çavdêrî dike.
Tîmê di bihara 2021-an de gelek bazdan pêk anîn, ku li wir tovên ceh bi leza motorê û rêjeyên çandiniyê yên berê diyarkirî çandin. Bi berhevkirina daneyan re, wan dît ku pergalên wan ên nû yên kontrolkirina hîdrolîk bi tevahî% 25 zêdebûnek karîgeriyê werdigire.
Vacca got, "Li gorî mêjera sotemeniyê ya ku traktorek tîpîk dixwe, ev pêşkeftinek mezin e." "Û ev tenê destpêk e. Armanca projeya me ev e ku em karbidestiya pergala kontrolkirina hîdrolîk a giştî ducar bikin. Di pêşerojê de, em plan dikin ku nêzîkatiyek kontrolkirina zextê ji bo mantiqa kontrolê saz bikin, ku qet carî di wesayîtên çandiniyê de nehatiye ceribandin."
"Gava ku min daneyên ku îspat kir ku çareseriya me dixebitî dît, ez pir kêfxweş bûm," Guo got. "Ez li bajarekî mezin bûm, ji ber vê yekê derketina li çandiniyek bi vî rengî ji bo min ezmûnek pir balkêş e. Taybetmendiya min pergalên kontrolê ye, ji ber vê yekê pir balkêş bû ku dîtina teoriyên me yên di laboratîfê de di cîhana rast de têne ceribandin. Hêza herikînê qadeke baş-damezrandî ye, lê hîn jî potansiyelek pir zêde heye ku meriv pergalên nû û mîmariyên nû pêşniyar bike da ku tiştan hîn baştir bike.”
Stump got, "Min qet xeyal nedikir ku ez ê ji bo Ph.D. Planên min hebûn ku ez biçim hewavaniyê. Lê hîdrolîka li ser van traktoran bi qasî balafirek an rokêtek tevlihev e. Ketina kûr di hêza şilavê de ji bo paşeroja min di endezyariyê de pir bikêrhatî bûye.
Tian got, "Ew bê guman girîngiya dema min a li vir li Purdue ye. Min ew qas dem dan van modelan, û dîtina çêtirbûna encaman ji bo min bi rastî demek xweş bû.
Vacca got, "Dîtina keda xwendekarên me - û şahidiya ramanek ku ji laboratuarê berbi zeviyê ve diçe - ev bi rastî beşa çêtirîn a karê me ye."
- Jared Pike, Zanîngeha Purdue