Skip to content

Разработка энергоэффективной системы управления гидравлическим приводом мобильных строительных машин

Jul 2026 · Stroitelʹnye i dorožnye mašiny · 0 citations · 8 references

Abstract

Дроссельное распределение потока в гидроприводе мобильных строительных машин остаётся источником потерь, которые не устраняются ни повышением рабочего давления, ни улучшением объёмных характеристик насосов: перепад, снимаемый на золотнике и на компенсаторе, определяется разностью нагрузок одновременно работающих потребителей и слабо зависит от совершенства отдельных агрегатов. Расхождение между заявляемой экономией от систем регулирования по нагрузке и фактическим расходом топлива в эксплуатации сохраняется, а количественная привязка выигрыша к отдельным управляющим воздействиям разработана слабо. Цель работы состоит в разработке структуры системы управления гидравлическим приводом, снижающей цикловые энергозатраты, и в количественной оценке вклада каждого управляющего мероприятия. Построена авторская расчётная модель энергетического баланса шестифазного рабочего цикла одноковшового экскаватора класса 15-16 т с ковшом 0,65 куб. м, охватывающая дроссельное управление, гидромеханическое и электронное регулирование по нагрузке и предложенную структуру с разделением потребителей на два независимо регулируемых контура, адаптивной настройкой перепада 0,8 МПа, разгрузкой насосов в паузах и рекуперацией энергии опускания рабочего оборудования. Цикловой коэффициент полезного действия повышается с 0,562 при дроссельном управлении до 0,830, приведённый расход топлива снижается с 11,85 до 7,67 кг/маш.-ч и оказывается на 28,3% ниже норматива, рассчитанного по методике приказа Минстроя России № 916/пр. Декомпозиция выигрыша показала, что из суммарных 20,0% экономии относительно классического регулирования по нагрузке 11,6 процентных пункта дало контурное разделение потоков по уровню нагрузки, 4,8 – снижение настройки перепада, 2,8 – разгрузка в паузах и 2,3 – рекуперация. Основной резерв энергоэффективности сосредоточен в структуре распределения потока между потребителями; накопление и возврат энергии дают заметно меньший эффект, и приоритет при модернизации гидропривода принадлежит алгоритмам согласования контуров. Throttling-based flow distribution in the hydraulic drive of mobile construction machines remains a source of losses eliminated neither by raising the working pressure nor by improving the volumetric characteristics of pumps: the differential absorbed by the spool and by the compensator is governed by the difference between the loads of simultaneously operating consumers. The discrepancy between the fuel economy claimed for load-sensing systems and the actual consumption in service persists, while the quantitative attribution of the gain to individual control actions remains poorly developed. The purpose of the work is to develop a control structure that reduces cycle energy consumption and to quantify the contribution of each control measure. An author's computational model of the energy balance of a six-phase working cycle of a 15-16 t single-bucket excavator with a 0,65 cu. m bucket covers throttle control, hydromechanical and electronic load-sensing control, and the proposed structure with the consumers divided between two independently regulated circuits, an adaptive differential setting of 0,8 MPa, pump unloading in pauses and recovery of the energy of equipment lowering. The cycle efficiency rises from 0,562 under throttle control to 0,830, the reduced fuel consumption falls from 11,85 to 7,67 kg per machine hour and turns out to be 28,3% below the standard calculated by the procedure of Order № 916/pr of the Ministry of Construction of Russia. Of the total 20,0% saving relative to classical load-sensing control, 11,6 percentage points came from splitting the flows between circuits according to the load level, 4,8 from lowering the differential setting, 2,8 from unloading during pauses and 2,3 from recovery. The main energy efficiency reserve is concentrated in the structure of flow distribution among consumers; energy storage and return yield a noticeably smaller effect, and priority in hydraulic drive upgrading belongs to circuit coordination algorithms.

View source

Similar papers

Open access Jul 2026

Отечественная кенотическая евхаристология первой половины XX века: основные представители и идеи

В настоящей статье определяется и подвергается комплексному рассмотрению такой феномен русской богословской традиции первой половины XX века, как кенотическая евхаристология. Кенотическое учение о Евхаристии раскрывается в связи с другими подвидами отечественной кенотики. Автор статьи выделяет главных представителей кенотической евхаристологии рассматриваемого периода — это сщмч. Александр Туберовский, свящ. Анатолий Жураковский, прот. Сергий Булгаков и архим. Киприан (Керн), реконструирует концепции мыслителей и указывает на содержащиеся в них проблемы. В качестве основных положений анализируемого феномена выделяются понимание Евхаристии как вершины кенотических (жертвенных, самоограничительных) актов Бога, начавшихся в творении мира; библейское обоснование идеи кенотических действий Бога через образ Агнца, закланного прежде создания мира (ср.: 1 Пет 1:18–20; Откр 13:8). Космическая, христологическая и литургическая жертвы связываются через образ апокалиптического Агнца. В наиболее разработанном виде кенотическая евхаристология обнаруживается в наследии отца Сергия Булгакова, где важное место занимает идея не только жертвенности действий Бога в мире, но жертвенного характера взаимоотношений лиц Пресвятой Троицы. The article presents a definition and complex consideration of such a phenomenon of the Russian theological tradition of the first half of the 20th century as kenotic Eucharistology. The kenotic doctrine of the Eucharist is considered in connection with other subtypes of Russian kenoticism. In the article, the main representatives of kenotic Eucharistology of the period under consideration are identified: holy martyr Alexander Tuberovsky, priest Anatoly Zhurakovsky, archpriest Sergiy Bulgakov, and archimandrite Cyprian (Kern); the conceptions of the thinkers are reconstructed, and the problems characteristic of them are indicated. The main statements of the analyzed phenomenon are the following: the Eucharist is understood as the culmination of kenotic (sacrificial, self-limiting) acts of God, which began in the creation of the world; the biblical justification for the idea of God’s kenotic actions is given through the image of the Lamb slain from the foundation of the world (1 Pet 1, 18–20; Rev 13, 8). Cosmic, Christological and liturgical sacrifices are connected through the image of the apocalyptic Lamb. In its most developed form, kenotic Eucharistology is found in the legacy of Fr. Sergiy Bulgakov, in which an important place belongs not only to the idea of the sacrificial nature of God’s actions in the world but also to the idea of the sacrificial nature of the relationship among the Persons of the Holy Trinity.

А. В. Малышев · 0 citations
Jul 2026

Разработка автоматизированной системы адаптивного управления рабочим оборудованием одноковшового гидравлического экскаватора

Управление рабочим оборудованием одноковшового гидравлического экскаватора остаётся ручным: задание скоростей гидроцилиндров стрелы, рукояти и ковша формирует машинист, реагирующий на изменение сопротивления грунта с запаздыванием порядка секунды. Системы автоматизации, доступные на российском рынке, решают геодезическую задачу выведения режущей кромки на проектную отметку и не воздействуют на распределение потока рабочей жидкости при смене категории разрабатываемого грунта. Цель работы – построение и расчётная проверка структуры автоматизированной системы, которая перенастраивает задание скорости рукояти по текущей оценке удельного сопротивления копанию. Расчёт выполнен на авторской модели машины 4-й размерной группы по ГОСТ 30067-93 с эксплуатационной массой 23 т, ковшом вместимостью 1,0 м³ и номинальным давлением в гидросистеме 34 МПа; оценка сопротивления копанию получена рекуррентным методом наименьших квадратов с забыванием при периоде дискретизации 20 мс; режимы сопоставлены имитационным моделированием на 10 000 реализаций забоя. Установившаяся относительная погрешность оценки удельного сопротивления копанию составила 4,3% для грунтов I-II категорий и 6,8% для III-IV категорий при задержке отработки 0,34 с. Переход от базового управления к адаптивному увеличивает техническую производительность на грунтах IV категории со 110,0 до 135,3 м³/ч и снижает удельную энергоёмкость разработки с 0,984 до 0,734 кВт·ч/м³; на грунтах I категории прирост производительности не превышает 2,6%. Средневзвешенный по смешанному забою прирост производительности достиг 10,5% при снижении энергоёмкости на 19,3%. Зависимость эффекта от показателя степени в законе адаптации немонотонна, оптимум лежит вблизи значения 0,72. Выигрыш адаптивного контура сосредоточен в области тяжёлых грунтов и порождается устранением сбросов через предохранительный клапан, а не ускорением холостых участков цикла, что переносит центр тяжести проектирования системы управления с кинематики траектории на идентификацию силового взаимодействия ковша с грунтом. Control of the working equipment of a single-bucket hydraulic excavator remains manual: the speed commands for the boom, arm and bucket cylinders are formed by the operator, who responds to changing soil resistance with a delay of about one second. The automation systems available on the Russian market solve the geodetic task of guiding the cutting edge to the design elevation and do not affect the distribution of working fluid flow when the soil category changes. The aim of the work is to construct and verify by calculation the structure of an automated system that retunes the arm speed command according to the current estimate of specific digging resistance. The calculation was performed on the author's model of a machine of the 4th size group under GOST 30067-93 with an operating mass of 23 t, a bucket capacity of 1.0 m³ and a rated hydraulic system pressure of 34 MPa; the digging resistance estimate was obtained by the recursive least squares method with forgetting at a sampling period of 20 ms; the modes were compared by simulation over 10,000 realisations of the working face. The steady-state relative error of the specific digging resistance estimate was 4,3% for soils of categories I-II and 6,8% for categories III-IV, with a response delay of 0,34 s. The transition from baseline to adaptive control raises technical productivity on category IV soils from 110,0 to 135,3 m³/h and reduces the specific energy intensity of excavation from 0,984 to 0,734 kWh/m³; on category I soils the productivity gain does not exceed 2,6%. The gain averaged over a mixed face reached 10,5% in productivity with a 19,3% reduction in energy intensity. The dependence of the effect on the exponent in the adaptation law is non-monotonic, with an optimum near 0,72. The benefit of the adaptive loop is concentrated in the region of heavy soils and originates from the elimination of relief valve discharges rather than from acceleration of the idle portions of the cycle, which shifts the centre of gravity in control system design from trajectory kinematics to identification of the force interaction between bucket and soil.

Кристина Антоновна Шкаплерова · 0 citations
Open access Jul 2026

Метод выбора архитектуры доверенной третьей стороны в параметрическом страховании с учетом требований информационной безопасности

Цифровая трансформация страховой отрасли и внедрение продуктов параметрического страхования требуют пересмотра подходов к обеспечению доверия между участниками сделки. Ключевым вызовом становится выбор архитектуры доверенной третьей стороны, которая могла бы гарантировать не только юридическую значимость транзакций, но и их защищенность в условиях растущих угроз. Существующие централизованные модели, доказавшие эффективность в массовом сегменте, часто не отвечают требованиям прозрачности и безопасности, критически важным для крупных сделок перестрахования и рынков связанного со страхованием капитала. Целью работы является сравнительный анализ трех архитектурных подходов к построению доверенной третьей стороны: традиционной централизованной на базе инфраструктуры открытых ключей, децентрализованной на базе блокчейна и гибридной. Для объективизации выбора применяется двухэтапная методика системного анализа: метод главных компонент для снижения размерности и визуализации компромиссов, а также многокритериальный анализ решений для ранжирования архитектур. Особое внимание уделено теоретическим ограничениям распределенных систем («трилемма блокчейна», «проблема оракула»), моделированию векторов атак и стратегиям их минимизации. Источником данных послужили экспертные оценки, полученные методом «Дельфи». Исследование показало, что архитектура на базе блокчейна является оптимальной для задач перестрахования благодаря высокой скорости мобилизации ликвидности. В то же время для массового розничного сегмента экономически наиболее эффективной остается централизованная модель. Обоснована необходимость перехода к гибридным архитектурам, использующим криптографические доказательства с нулевым разглашением и доверенные среды исполнения. Такой подход позволяет сочетать высокую пропускную способность с проверяемой безопасностью, что подтверждается опытом реализации национальных цифровых валют, в частности, цифрового The digital transformation of the insurance industry and the introduction of parametric insurance products require a rethinking of approaches to ensuring trust between transaction parties. A key challenge is choosing a trusted third party architecture that can guarantee not only the legal validity of transactions but also their security in the face of growing threats. Existing centralized models, while proven effective in the mass market, often fail to meet the transparency and security requirements critical for large-scale reinsurance transactions and insurance-linked capital markets. This paper aims to comparatively analyze three architectural approaches to building trusted third parties: a traditional centralized approach based on a public key infrastructure, a decentralized approach based on a blockchain, and a hybrid approach. To objectively evaluate the choice, a two-stage system analysis method is applied: principal component analysis for dimensionality reduction and tradeoff visualization, and multicriteria decision analysis for ranking architectures. Particular attention is paid to the theoretical limitations of distributed systems (the "blockchain trilemma" and "oracle problem"), attack vector modeling, and mitigation strategies. The data source was expert assessments obtained using the Delphi method. The study showed that a blockchain-based architecture is optimal for reinsurance applications due to its high liquidity mobilization speed. However, for the mass retail segment, a centralized model remains the most cost-effective. The study substantiates the need to transition to hybrid architectures using zero-knowledge cryptographic proofs and trusted execution environments. This approach combines high throughput with verifiable security, as evidenced by the experience of implementing national digital currencies, in particular, the Bank of Russia's digital ruble.

Селезнев Николай · 0 citations
Open access Jul 2026

Нетление мощей, Достоевский, «народное православие» и большевики

В статье рассматривается и анализируется такой феномен, сложившийся в первую очередь в «народном православии», как нетление мощей святых. Вера в этот феномен особенно хорошо показана Ф. М. Достоевским в его романе «Братья Карамазовы»: обнаружив, что тело старца Зосимы подвержено тлению, это истолковали как показатель греховной жизни. Вера в нетление мощей как признак праведности была настолько широко распространена в России, что канонизация некоторых святых встречала значительное сопротивление, если их нетленных мощей не обнаруживалось. Распространенное в православном народе мнение о нетлении как непременном признаке святости, как показывают источники, сложилось еще в средневековой Руси. Настойчивые разъяснения религиозно образованных людей о том, что Церковь почитает и тленные, и нетленные останки святых в равной мере, не помогали искоренить этот взгляд. Впоследствии большевики, придя к власти, предприняли в 1919–1920 гг. вскрытие мощей многих святых. Так как в большинстве гробниц нетленных мощей не оказалось, большевики объявили, что якобы Церковь обманывает верующих, говоря о нетлении. he article presents a study and analysis of the phenomenon of incorruptibility of the relics of saints, which primarily developed in “folk Orthodoxy”. Faith in this phenomenon is particularly well depicted by F. M. Dostoevsky in his novel “The Brothers Karamazov”. Thus, on discovering that the body of Elder Zosima was subject to decay, this was interpreted as an indicator of his sinful life. Belief in the incorruptibility of relics was so widespread in Russia that canonization of some saints met with considerable resistance if their relics were not incorruptible. According to the sources, the widespread attitude of Orthodox people towards incorruptibility formed back in medieval Rus’. Persistent explanations of people with religious education that the Church equally venerates both corruptible and incorruptible relics of saints did not help to do away with this belief. When the Bolsheviks came to power, they excavated the burial sites of the relics of many saints in 1919–1920. Since most of the tombs did not contain incorruptible relics, the Bolsheviks declared that the Church allegedly deceived believers by talking about incorruptibility.

Павел Рогозный · 0 citations
Open access Aug 2026

Общественно - ориентированная экономическая модель детского здравоохранения

В середине XIX века великий французский писатель и мыслитель Виктор Гюго в своем бессмертном романе «Отверженные» поделился идеей об идеальном обществе, назвав ее «красотой общественного строя». Он верил, что человечество способно построить мир, основанный на справедливости, сострадании и взаимопомощи. Сегодня кажется, что это лишь мечта. Однако описанный В. Гюго идеал воплотился в жизнь в некоторых детских больницах, о которых с удивительной теплотой и проникновенностью рассказывает автор статьи, опираясь на свою пятидесятилетнюю практику по всему миру. Цель настоящей статьи — представить структуру и принципы функционирования общественно-ориентированной экономической модели детского здравоохранения (ОЭМДЗ). Несмотря на название, это не только экономическая модель в узком смысле, но и целостная философско-концептуальная система, в которой заложены не просто правила управления, но и глубокие этические и человеческие принципы. Это своего рода инструкция к тому, как должна работать больница, если ее целью становится не только лечение, но и поддержание достоинства и смысла жизни каждого человека. Модель представляет собой социально-экономическую систему, основанную на принципах альтруизма, демократического управления и государственного финансирования, адаптированную к конкретным географическим и демографическим условиям, основная цель которой — удовлетворение потребностей детей на основе милосердия и эффективной помощи. Ее экономическая составляющая использует финансирование по объективно необходимым затратам. Управление осуществляется специалистами с выраженными лидерскими качествами и высокой нравственной мотивацией, которые формируют годовой бюджет медицинского учреждения и обеспечивают его открытую отчетность перед обществом и государством. Таким образом, ОЭМДЗ базируется на основополагающих принципах научной достоверности, доказательной медицины, этических норм и демократических ценностей. Она способствует формированию социальной среды, в которой реализуется красота общественного строя и создаются условия для уважения, заботы и безусловной ценности каждого ребенка. In the XIX century, the great French writer and philosopher Victor Hugo in his immortal novel Les Misérables introduced a profound idea of Social Beauty. He believed humanity could build a world grounded in justice, compassion, and cooperation. Though it may appear today as little more than a dream, this ideal has been brought to life in certain children’s hospitals. The article shares these experiences with warmth and insight, reflecting the author’s fifty years of experience in medical practice around the world. The purpose of this article is to explain the Children’s Hospital Public Economy Model (CHPEM) and its underlying principles. More than a conventional economic model, it is a philosophical and conceptual system that integrates ethical and human-centered principles, fostering hospitals as living, compassionate, and sustainable organizations. CHPEM enables hospitals to function as caring, resilient institutions, guiding them to prioritize both effective treatment and the dignity and meaningful life of every individual. The CHPEM is an altruistic, democratic, publicly-funded, geographic/population-based, collaborative social and economic model whose primary concern is to meet the needs of children in a most kind and appropriately efficient way. It is guided by an accurate and positive view of Human Nature. It is cost-based, rather than price-based. It is led by altruistic natural leaders who among other positive attributes are the least corruptible among us. These leaders present an appropriate annual budget to the public and the public’s government. The salaried staff are motivated by moral incentive, as opposed to monetary incentive. The entire network of children’s hospitals is guided by an altruistic spirit and work ethic and an emphasis on accountability, fairness, and trust. The CHPEM is dedicated to the fundamental principles of science, medicine, ethics, and democracy. It generates Social Beauty and provides a most precious freedom.

Роберт Мартин Реннебом · 0 citations
Aug 2026

Автоматизированное управление процессом распределения асфальтобетонной смеси с учетом параметров дорожного основания

Автоматические системы асфальтоукладчиков выдерживают заданные высотные отметки и уклон, опираясь на копирную струну, лазерный луч или следящую лыжу, и оставляют толщину укладываемого слоя величиной, производной от рельефа основания. Несущая способность готовой конструкции при этом складывается из совместной работы асфальтобетонного пакета и нижележащих слоёв, жёсткость которых по длине захватки меняется в масштабе, сопоставимом с полезным диапазоном самого управления. Цель работы – построение и расчётная проверка закона распределения асфальтобетонной смеси, в котором толщина укладываемого слоя и режим последующей укатки назначаются по измеренному модулю упругости основания. Расчёт выполнен методом эквивалентных толщин Одемарка в постановке Уллидца для двухслойного асфальтобетонного пакета на основании переменной жёсткости, дополнен авторской моделью кинетики уплотнения и оценкой температурного окна укатки; сопоставлены три режима распределения на модельном участке длиной 1000 м, разбитом на двадцать расчётных отрезков с модулем основания 82,3-172,4 МПа. При постоянной толщине 70 мм и восьми проходах катка требуемый общий модуль 200 МПа не достигается на семи отрезках из двадцати, а остаточная пустотность превышает верхнюю границу 7,0% на трёх. Адаптивное назначение толщины в диапазоне 50-90 мм и числа проходов в диапазоне 8-10 сокращает число дефицитных отрезков до двух, полностью снимает превышение пустотности и уменьшает коэффициент вариации общего модуля с 16,43 до 8,86%, причём расход смеси снижается на 7,14%. Установлен нижний порог применимости толщинной компенсации: при модуле основания ниже 86,6 МПа предельная по стандарту толщина слоя уже не выводит конструкцию на требуемый модуль. Завышение измеренного модуля основания на 15% увеличивает число дефицитных отрезков с двух до десяти, занижение на ту же величину результат не ухудшает. Толщина слоя работает как ограниченный по диапазону компенсатор неоднородности основания, и достоверность исходной оценки жёсткости входит в конечный результат несимметрично, требуя консервативного смещения этой оценки. Automatic systems of asphalt pavers maintain the prescribed elevations and cross slope relying on a stringline, a laser beam or a tracking ski, which leaves the thickness of the laid course as a quantity derived from the relief of the base. The bearing capacity of the finished structure, however, results from the combined behaviour of the asphalt package and the underlying courses, whose stiffness varies along the working section on a scale comparable with the useful range of the control itself. The aim of the study is to formulate and verify by calculation a law of asphalt concrete mix distribution in which the course thickness and the subsequent rolling regime are assigned according to the measured modulus of elasticity of the base. The calculation follows Odemark's method of equivalent thicknesses in Ullidtz's formulation for a two-layer asphalt package resting on a base of variable stiffness, supplemented by an author's model of compaction kinetics and an estimate of the temperature window for rolling; three distribution regimes are compared on a model section 1000 m long divided into twenty calculation segments with base moduli of 82,3-172,4 MPa. With a constant thickness of 70 mm and eight roller passes, the required overall modulus of 200 MPa is not reached on seven segments out of twenty, and the residual air void content exceeds the upper limit of 7,0% on three of them. Adaptive assignment of thickness within 50-90 mm and of the number of passes within 8-10 reduces the number of deficient segments to two, removes the void content excess completely and lowers the coefficient of variation of the overall modulus from 16,43 to 8,86%, while mix consumption falls by 7,14%. A lower applicability threshold of thickness compensation is established: at a base modulus below 86,6 MPa the maximum thickness permitted by the standard no longer brings the structure to the required modulus. Overestimating the measured base modulus by 15% raises the number of deficient segments from two to ten, whereas underestimation by the same amount does not worsen the outcome. The course thickness acts as a range-limited compensator of base heterogeneity, and the reliability of the initial stiffness estimate enters the final result asymmetrically, calling for a conservative bias of that estimate.

Алексей Юрьевич Бомбицкий · 0 citations