Cov tsheb laij teb ua liaj ua teb niaj hnub muaj ntau yam kev siv thev naus laus zis, lawv sib tw txawm tias lub dav hlau tshiab kawg. Tab sis lub nraub qaum kawg tseem yog lub tsev kawm qub qub, vam khom rau cov fossil fuels. Yog li txhua yam optimization hauv tsheb laij teb efficiency yog qhov yeej loj rau ib puag ncig.
Nrog rau qhov no hauv siab, Purdue University cov kws tshawb fawb tau ua tiav $ 3.2 lab Lub Tsev Haujlwm Saib Xyuas Lub Zog los txhim kho cov tshuab hydraulic uas txuas cov tsheb laij teb thiab siv.
"Lub zog ua kua muaj nyob txhua qhov chaw," said Andrea Vacca, Purdue's Maha Fluid Power Kws qhia ntawv lub rooj zaum, tus xibfwb ntawm mechanical engineering thiab Agriculture thiab biological engineering, thiab director Maha Fluid Power Research Center, qhov loj tshaj plaws kev kawm hydraulics lab nyob rau hauv lub teb chaws. "Nws yog siv hauv dav hlau, hauv tsheb, thiab txhua yam khoom hnyav. Lub tsheb laij teb yog ib qho piv txwv ntawm lub tsheb uas siv cov kua dej los ua kom txhua yam ntawm lub kauj thiab lub zog, kom muaj zog rau cov khoom siv uas nws rub rov qab. "
Tab sis kev siv zog ntawm cov khoom siv tau ua pov thawj tias muaj teeb meem. Kev tswj hwm hydraulic ntawm lub tsheb laij teb tau pom tsuas yog 20% kev ua haujlwm thaum txuas nrog cov tshuab hydraulic ntawm qee yam khoom siv xws li cog, noob thiab bailers.
"Muaj kev tsis sib haum xeeb hauv kev tswj hwm, qhov twg ob lub tshuab yuav luag sib ntaus sib tua," Patrick Stump, Ph.D. tub ntxhais kawm hauv mechanical engineering. "Yog li ntawd, thaum nws txuas nrog lub tshuab cog, lub tsheb laij teb ib txwm yuav tsum tau khiav ntawm lub zog siab heev, uas nkim roj thiab nce emissions."
Hauv qhov kev tshawb fawb no, tau txais nyiaj los ntawm US Department of Energy's Office of Energy Efficiency thiab Renewable Energy, Vacca pab pawg tau tsom nws cov xim rau ib qho kev sib txuas ntawm lub tsheb laij teb thiab cov cog qoob loo, ob qho tib si muab los ntawm Case New Holland Industrial, nrog hydraulic systems muab los ntawm Bosch Rexroth. Saib video.
Lub planter yog 40 ko taw dav, nrog 16 cog kab.
"Txhua kab muaj ntau lub tshuab ua haujlwm ua ke los cog cov noob," Xiaofan Guo, Ph.D. tub ntxhais kawm hauv mechanical engineering. “Muaj lub log tu pem hauv ntej kom tshem tawm cov nroj tsuag uas twb muaj lawm. Ib tug txiav disc txiav ib tug me me kwj nyob rau hauv av, lub cev muaj zog tsav cov noob rau hauv av, ib tug sprayer pub dej thiab chiv rau hauv lub qhov thiab ces ib tug zaum kawg disc npog lub qhov. Muaj 16 ntawm cov kab no cog, uas xav tau qhov tshwj xeeb ntawm lub siab kom ua tiav cov noob cog. Thiab tag nrho cov ntawm lawv yog powered los ntawm ib tug hydraulic system. "
Txhawm rau daws qhov teeb meem ntawm kev ua kom zoo ntawm lub tsheb laij teb-neeg cog qoob loo, Vacca pab pawg tau xaiv peb theem mus kom ze. Ua ntej, cov kws tshawb fawb xav tau los ua tus yam ntxwv ntawm hydraulic system thiab tsim ib qho qauv simulation hauv computer.
"Cov tsheb laij teb no kim thiab cov tshuab nyuaj," said Xin Tian, Ph.D. cov tub ntxhais kawm uas tsim cov qauv ua ntej plaub xyoos. "Yog li peb tau pib los ntawm kev ua qauv ntawm tus kheej cov khoom thiab sim lawv nyob rau hauv qhov chaw nyob ruaj khov ntawm no hauv chav kuaj. Thaum cov no yog qhov tseeb, peb muab cov qauv sib xyaw ua ke rau hauv ib qho system - thiab sim lub kaw lus - yog li peb tuaj yeem txheeb xyuas tias tag nrho cov qauv siv tau. Tus qauv loj heev thiab nyuaj, kuv pab neeg hu nws 'Tus Dab!'”
Thaum lawv tau lees paub lawv tus qauv, cov kws tshawb fawb tau txav mus rau theem ob: tsim cov kev daws teeb meem uas lawv tuaj yeem sim.
Tian tau hais tias "Txoj kev cog qoob loo sib txawv yuav tsum muaj qhov sib txawv ntawm qhov sib txawv ntawm qhov siab thiab ntws tawm," Tian tau hais. "Yog tias tus qauv qhia tau hais tias muaj kev txhim kho zoo hauv lub zog thiab kev ua haujlwm, ces peb tuaj yeem pib siv cov kev hloov pauv no raws li lub ntiaj teb tiag tiag."
Rau theem thib peb - kev sim ntiaj teb tiag - pab pawg tau teeb tsa lub tsheb laij teb-neeg cog qoob loo nrog ntau yam ntawm cov sensors.
"Peb yuav tsum paub tias lub tsheb laij teb siv hluav taws xob ntau npaum li cas, cov twj hydraulic ua haujlwm li cas, thiab lub siab thiab cov nqi ntws li cas thoob plaws hauv lub cog," Jake Lengacher, thawj xyoo Ph.D. tub kawm. "Txhua yam ntawm cov xaim ntawd ua rau lub thawv tau txais cov ntaub ntawv tshiab uas peb tau teeb tsa hauv lub cab, yog li peb muaj tag nrho cov duab ntawm qhov tshwm sim thaum lub caij cog qoob loo."
Ua tsaug rau pab pawg, Purdue muaj ntau qhov chaw rau cov tsheb laij teb loj loj mus ncig. Cov College of Agriculture faib Vacca pab neeg ib lub quarter-mais strip ntawm thaj av Animal Sciences Research thiab Education Center hauv West Lafayette.
"Peb muaj hmoo heev ntawm Purdue," Vacca hais. "Peb muaj ntau qhov chaw sim ntawm Maha qhov chaw uas peb tuaj yeem sim cov tshuab loj no raws li kev tswj hwm; thiab kev ua liaj ua teb kuj muaj ntau thaj chaw ua liaj ua teb uas peb tuaj yeem tshawb xyuas thaj chaw. "
Thiab txij li tsis muaj ib pab neeg twg tau ua lub tsheb laij teb loj hauv thaj chaw, Case New Holland tau muab kev cob qhia los qhia lawv tsav tsheb.
"Lub hwj chim loj ntawm 25,000-phaus tsheb laij teb nrog 435 horsepower, rub lub 10,000-phaus planter - nws zoo heev," Stump hais. “Tab sis kuj tseem muaj ntau yam tshwm sim hauv lub tsheb tavxij, tshwj xeeb tshaj yog ua haujlwm lub tshuab cog. Nws yog ib txoj hauj lwm ob tug txiv neej, yog li feem ntau Jake tseem nyob hauv lub cab saib xyuas cov ntaub ntawv ntawm lub laptop. "
Pab neeg no tau ua ntau txoj haujlwm nyob rau lub caij nplooj ntoo hlav xyoo 2021, qhov chaw uas lawv cog cov noob pob kws ntawm qhov sib txawv ua ntej lub cav ceev thiab cov nqi cog. Ua ke los ntawm cov ntaub ntawv, lawv pom tias lawv cov kev tswj xyuas hydraulic tshiab tau txhais ua ib qho kev ua tau zoo ntawm tag nrho 25%.
Vacca tau hais tias "Rau cov roj ntau npaum li lub tsheb laij teb siv, qhov ntawd yog kev txhim kho loj," Vacca tau hais. “Thiab qhov no tsuas yog qhov pib xwb. Peb lub hom phiaj yog ua ob npaug rau kev ua haujlwm ntawm tag nrho cov hydraulic tswj system. Nyob rau hauv lub neej yav tom ntej, peb npaj yuav tsim ib txoj hauv kev los tswj lub siab rau kev tswj cov logic, uas yeej tsis tau sim hauv tsheb ua liaj ua teb. "
Guo tau hais tias "Thaum kuv pom cov ntaub ntawv uas ua pov thawj tias peb cov kev daws tau ua haujlwm, kuv zoo siab heev," Guo hais. "Kuv loj hlob hauv ib lub nroog, yog li tawm mus ua liaj ua teb zoo li qhov no yog qhov kev paub zoo nkauj rau kuv. Kuv qhov tshwj xeeb yog kev tswj hwm, yog li nws yog qhov nthuav heev kom pom peb cov kev xav hauv chav kuaj raug muab tso rau qhov kev sim hauv ntiaj teb tiag. Lub zog hluav taws xob yog qhov tsim tau zoo, tab sis tseem muaj ntau lub peev xwm los tawm tswv yim tshiab thiab cov qauv tsim tshiab kom ua tau zoo dua. "
Stump hais tias, “Kuv tsis tau xav txog tias kuv yuav tsav tsheb laij teb hla kev ua liaj ua teb rau kuv Ph.D. Kuv muaj kev npaj mus rau hauv aerospace. Tab sis cov hydraulics ntawm cov tsheb laij teb no yog txhua qhov nyuaj li lub dav hlau lossis foob pob hluav taws. Kev dhia dej tob rau hauv cov dej muaj zog tau siv tau rau kuv lub neej yav tom ntej hauv engineering. "
Tian hais tias, “Nws yog qhov tseem ceeb ntawm kuv lub sijhawm nyob ntawm Purdue. Kuv muab sijhawm ntau rau hauv cov qauv no, thiab pom kev txhim kho hauv cov txiaj ntsig yog lub sijhawm zoo siab rau kuv. "
Vacca tau hais tias, "Pom peb cov tub ntxhais kawm txoj haujlwm nyuaj - thiab ua tim khawv txog lub tswv yim tau txais los ntawm chav kuaj mus rau thaj chaw - qhov ntawd yog qhov zoo tshaj plaws ntawm peb txoj haujlwm."
- Jared Pike, Purdue University