0536-1036 Известия высших учебных заведений. Лесной журнал Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal) Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова 10.37482/0536-1036-2026-1-147-160 ТЕХНОЛОГИИ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА И ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ TECHNOLOGIES, MACHINERY AND EQUIPMENT IN FOREST MANAGEMENT AND WOOD PROCESSING Характеристики пневмогидравлического рекуперативного коникового устройства лесовозного тягача с прицепом-роспуском Characteristics of the Pneumohydraulic Recuperative Conical Device of a Hauling Tractor with a Pole Trailer Посметьев В.И. Посметьев В.И. Posmetyev Valeryi I. posmetyev@mail.ru 0000-0001-9878-7451 Q-1411-2015 Никонов В.О. Никонов В.О. Nikonov Vadim O. 8888nike8888@mail.ru 0000-0002-7380-9180 N-3510-2019 Посметьев В.В. Посметьев В.В. Posmetyev Viktor V. victorvpo@mail.ru 0000-0001-6622-5358 Z-3736-2019 Мануковский А.Ю. Мануковский А.Ю. Manukovskii Andrey Yu. mayu1964@mail.ru 0000-0003-4289-6581 AAR-1976-2020 Матяшов А.Е. Матяшов А.Е. Matyashov Aleksey E. matyashov-a@bk.ru 0000-0002-3505-7483 LPP-4512-2024 Поздняков Е.В. Поздняков Е.В. Pozdnyakov Evgeny V. pozd.ev@yandex.ru 0000-0003-3904-867x AAX-9199-2020 Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова, ул. Тимирязева, д. 8, г. Воронеж, Россия, 394087 Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov, ul. Timiryazeva, 8, Voronezh, 394087, Russian Federation Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov 20 02 2026 1 147 160 22 11 2024 16 02 2025 13 02 2025 © Посметьев В.И., Никонов В.О., Посметьев В.В., Мануковский А.Ю., Матяшов А.Е., Поздняков Е.В., 2026 2026 Посметьев В.И., Никонов В.О., Посметьев В.В., Мануковский А.Ю., Матяшов А.Е., Поздняков Е.В. Posmetyev V.I., Nikonov V.O., Posmetyev V.V., Manukovskii A.Yu., Matyashov A.E., Pozdnyakov E.V. CC BY 4.0

Описаны последствия эксплуатации автопоездов в составе тягачей с прицепами-роспусками в сложных дорожных условиях. Приведены перспективные научные направления, способствующие повышению эффективности работы тягачей с прицепными звеньями. Рассмотрены преимущества разработанного пневмогидравлического рекуперативного коникового устройства с шаровой опорой для лесовозного тягача с прицепом-роспуском. Целью работы является исследование влияния параметров пневмогидравлического рекуперативного коникового устройства с шаровой опорой на его эффективность и определение их оптимальных значений. На основе математической модели и реализующей ее компьютерной программы выполнена оптимизация конструктивных параметров шаровой опоры пневмогидравлического рекуперативного коникового устройства, обеспечивающая минимальную амплитуду раскачивания верхней части груженых лесоматериалов и максимальную рекуперируемую устройством мощность. Выявлено, что оптимальное плечо расположения верхних точек крепления гидроцилиндров шаровой опоры коникового устройства при фиксированном плече расположения нижних точек крепления гидроцилиндров 0,35 м составляет 0,35…0,45 м, при этом обеспечиваются средняя рекуперируемая мощность более 13 кВт и амплитуда бокового смещения груза менее 0,27 м. Установлено, что наилучший диапазон давления рабочей жидкости пневмогидроаккумулятора – 35...50 МПа, рекуперируемая устройством мощность в этом случае превышает 12,2 кВт, а амплитуда бокового смещения груженых лесоматериалов равняется не более 0,29 м. По результатам 2-факторной оптимизации наилучшее плечо расположения верхних точек гидроцилиндров шаровой опоры коникового устройства составляет 0,37...0,58 м, а давление рабочей жидкости пневмогидравлического аккумулятора – 35...50 МПа. При этом предлагаемое пневмогидравлическое рекуперативное кониковое устройство генерирует мощность более 15 кВт, а амплитуда бокового смещения груза не превышает 0,2 м.

The consequences of operating road trains consisting of tractors with pole trailers in difficult road conditions have been described. Promising scientific directions have been presented contributing to increasing the efficiency of tractors with trailed links. The advantages of the developed pneumohydraulic recuperative conical device with a ball joint for a hauling tractor with a pole trailer have been considered. The aim of the work has been to study the influence of the parameters of a pneumohydraulic recuperative conical device with a ball joint on its efficiency and to determine their optimal values. Based on a mathematical model and the computer program implementing it, the design parameters of the ball joint of a pneumohydraulic recuperative conical device have been optimized, ensuring a minimum swing amplitude of the upper part of loaded timber and the maximum power recuperated by the device. It has been revealed that the optimal lever of the upper attachment points of the hydraulic cylinders in the ball joint of the conical device with a fixed lever of the lower attachment points of the hydraulic cylinders of 0.35 m is 0.35…0.45 m, while providing an average recuperated power of more than 13 kW and an amplitude of lateral displacement of the load less than 0.27 m. It has been established that the best pressure range of the hydraulic fluid in the hydropneumatic accumulator is 35…50 MPa, the power recuperated by the device in this case exceeds 12.2 kW, and the amplitude of lateral displacement of the loaded timber is no more than 0.29 m. According to the results of 2-factor optimization, the best lever of the upper points of the hydraulic cylinders in the ball joint of the conical device is 0.37 ... 0.58 m, and the pressure of the hydraulic fluid in the hydropneumatic accumulator is 35 ... 50 MPa. At the same time, the proposed pneumohydraulic recuperative conical device with a ball joint generates a power of more than 15 kW, and the amplitude of the lateral displacement of the load does not exceed 0.2 m.

 Ключевые слова лесовозные дороги гидроцилиндр прицеп-роспуск лесоматериалы оптимизация шаровая опора компьютерный эксперимент рекуперируемая мощность тягач кониковое устройство амплитуда бокового смещения рабочая жидкость Keywords logging road hydraulic cylinder pole trailer timber optimization ball joint computer experiment recuperated power tractor conical device lateral displacement amplitude hydraulic fluid Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1976. 279 с. Грановский В.А., Сирая Т.Н. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. 288 с. Мудров А.Е. Численные методы для ПЭВМ на языках Бейсик, Фортран и Паскаль. Томск: Раско, 1991. 270 с. Никонов В.О. Современное состояние, проблемы и пути повышения эффективности лесовозного автомобильного транспорта. Воронеж: ВГЛТУ, 2021. 203 с. Посметьев В.И., Никонов В.О., Матяшов А.Е. Перспективные конструкции кониковых устройств лесовозных автопоездов с шаровой опорой и демпферным механизмом // Инновационные технологии на автомобильном транспорте: материалы Всерос. науч.-техн. конф. Воронеж: ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова, 2024. С. 22–27. https://doi.org/10.58168/MOTOR2024_22-27 Посметьев В.И., Никонов В.О., Посметьев В.В. Обоснование целесообразности оснащения лесовозных автопоездов рекуперативными тягово-сцепными устройствами по результатам имитационного моделирования. Воронеж: ВГЛТУ, 2023. 203 с. Посметьев В.И., Никонов В.О., Посметьев В.В. Повышение эффективности лесовозных автопоездов с помощью рекуперативных седельно-сцепных и поворотных кониковых устройств. Воронеж: ВГЛТУ, 2024. 282 с. Allman M., Dudákova Z., Jankovský M., Merganič J. Operational Parameters of Logging Trucks Working in Mountainous Terrains of the Western Carpathians. Forests, 2021, vol. 12, no. 6, art. no. 718. https://doi.org/10.3390/f12060718 Antilla P., Nummelin T., Väätäinen K., Laitila J., Ala-Ilomäki J., Kilpeläinen A. Effect of Vehicle Properties and Driving Environment on Fuel Consumption and CO2 Emissions of Timber Trucking Based on Data from Fleet Management System. Transportation Research Interdisciplinary Perspectives, 2022, vol. 15, art. no. 100671. https://doi.org/10.1016/j.trip.2022.100671 Brown M.W. Evaluation of the Impact of Timber Truck Configuration and Tare Weight on Payload Efficiency: An Australian Case Study. Forests, 2021, vol. 12, no. 7, art. no. 855. https://doi.org/10.3390/f12070855 Conrad IV J.L. Evaluating Profitability of Individual Timber Deliveries in the US South. Forests, 2021, vol. 12, no. 4, art. no. 437. https://doi.org/10.3390/f12040437 Gao L., Wang D., Jin C., Yi T. Modelling and Performance Analysis of Cyclic Hydro-Pneumatic Energy Storage System Considering the Thermodynamic Characteristics. Energies, 2022, vol. 15, no. 18, art. no. 6672. https://doi.org/10.3390/en15186672 Moskalik T., Tymendorf L., van der Saar J., Trzciński G. Methods of Wood Volume Determining and Its Implications for Forest Transport. Sensors, 2022, vol. 22, no. 16, art. no. 6028. https://doi.org/10.3390/s22166028 Mușat E.C., Abutnăriței G.L., Hogea D.D., Miu L.D., Avram V.N., Saicu S., Derczeni R.A. Loading Round Wood in Forestry Trucks and Forestry Platforms: A Case Study for Romania. Forests, 2024, vol. 15, no. 9, art. no. 1646. https://doi.org/10.3390/f15091646 Radzajewski P., Guzek M. Assessment of the Impact of Selected Parameters of Tractor-Semitrailer Set on the Braking Safety Indicators. Applied Sciences, 2023, vol. 13, no. 9, art. no. 5336. https://doi.org/10.3390/app13095336 Salamah Y.B. Sliding Mode Controller for Autonomous Tractor-Trailer Vehicle Reverse Path Tracking. Applied Sciences, 2023, vol. 13, no. 21, art. no. 11998. https://doi.org/10.3390/app132111998 Škvor P., Jankovský M., Natov P., Dvořák J., Zlatuška K. The Effect of Different Road Types on Timber Truck Drivers by Assessing the Load Environment of Drivers by Monitoring Changes in Muscle Tension. Forests, 2022, vol. 13, no. 10, art. no. 1565. https://doi.org/10.3390/f13101565 Trzciński G., Tymendorf Ł. Multifactorial Analysis of the Axle Load of Truck Sets during the Transport of Sawmill By-Products. Forests, 2022, vol. 13, no. 12, art. no. 1992. https://doi.org/10.3390/f13121992 Ziółkowski A., Fuć P., Lijewski P., Bednarek M., Jagielski A., Kusiak W., Igielska-Kalwat J. The Influence of the Type and Condition of Road Surfaces on the Exhaust Emissions and Fuel Consumption in the Transport of Timber. Energies, 2023, vol. 16, no. 21, art. no. 7257. https://doi.org/10.3390/en16217257 Zuska A., Kurczyński D., Jackowski J.T. Study of Loads Acting on the Load during the Sudden Braking of a Vehicle. Applied Sciences, 2023, vol. 13, no. 3, art. no. 1559. https://doi.org/10.3390/app13031559 Adler Yu.P., Markova E.V., Granovskij Yu.V. Planning an Experiment When Searching for Optimal Conditions: 2nd ed., revised and enlarged. Moscow, Nauka Publ., 1976. 279 p. (In Russ.). Granovskij V.A., Siraya T.N. Methods for Processing Experimental Data during Measurements. Leningrad, Energoatomizdat Publ. (Leningrad Branch), 1990. 288 p. (In Russ.). Mudrov A.E. Numerical Methods for Personal Computers in the Basic, Fortran and Pascal Languages. Tomsk, Rasko Publ., 1991. 270 p. (In Russ.). Nikonov V.O. Current State, Problems and Ways to Improve the Efficiency of Timber Road Transport. Voronezh, Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov Publ., 2021. 203 p. (In Russ.). Posmetev V.I., Nikonov V.O., Matyashov A.E. Prospective Designs of Conical Devices of Logging Road Trains with Ball Joint and Damper Mechanism. Innovatsionnye tekhnologii na avtomobil’nom transporte = Innovative Technologies in Motor Transport: Materials of the All-Russian Scientific and Technical Conference. Voronezh, Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov Publ., 2024, pp. 22–27. (In Russ.). https://doi.org/10.58168/MOTOR2024_22-27 Posmetev V.I., Nikonov V.O., Posmetev V.V. Justification of the Feasibility of Equipping Timber Road Trains with Recuperative Towing Devices Based on the Results of Simulation Modeling. Voronezh, Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov Publ., 2023. 203 p. (In Russ.). Posmetev V.I., Nikonov V.O., Posmetev V.V. Improving the Efficiency of Timber Road Trains with Recuperative Fifth Wheel Couplings and Pivoting Cone Devices. Voronezh, Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov Publ., 2024. 282 p. (In Russ.). Allman M., Dudákova Z., Jankovský M., Merganič J. Operational Parameters of Logging Trucks Working in Mountainous Terrains of the Western Carpathians. Forests, 2021, vol. 12, no. 6, art. no. 718. https://doi.org/10.3390/f12060718 Antilla P., Nummelin T., Väätäinen K., Laitila J., Ala-Ilomäki J., Kilpeläinen A. Effect of Vehicle Properties and Driving Environment on Fuel Consumption and CO2 Emissions of Timber Trucking Based on Data from Fleet Management System. Transportation Research Interdisciplinary Perspectives, 2022, vol. 15, art. no. 100671. https://doi.org/10.1016/j.trip.2022.100671 Brown M.W. Evaluation of the Impact of Timber Truck Configuration and Tare Weight on Payload Efficiency: An Australian Case Study. Forests, 2021, vol. 12, no. 7, art. no. 855. https://doi.org/10.3390/f12070855 Conrad IV J.L. Evaluating Profitability of Individual Timber Deliveries in the US South. Forests, 2021, vol. 12, no. 4, art. no. 437. https://doi.org/10.3390/f12040437 Gao L., Wang D., Jin C., Yi T. Modelling and Performance Analysis of Cyclic Hydro-Pneumatic Energy Storage System Considering the Thermodynamic Characteristics. Energies, 2022, vol. 15, no. 18, art. no. 6672. https://doi.org/10.3390/en15186672 Moskalik T., Tymendorf L., van der Saar J., Trzciński G. Methods of Wood Volume Determining and Its Implications for Forest Transport. Sensors, 2022, vol. 22, no. 16, art. no. 6028. https://doi.org/10.3390/s22166028 Mușat E.C., Abutnăriței G.L., Hogea D.D., Miu L.D., Avram V.N., Saicu S., Derczeni R.A. Loading Round Wood in Forestry Trucks and Forestry Platforms: A Case Study for Romania. Forests, 2024, vol. 15, no. 9, art. no. 1646. https://doi.org/10.3390/f15091646 Radzajewski P., Guzek M. Assessment of the Impact of Selected Parameters of Tractor-Semitrailer Set on the Braking Safety Indicators. Applied Sciences, 2023, vol. 13, no. 9, art. no. 5336. https://doi.org/10.3390/app13095336 Salamah Y.B. Sliding Mode Controller for Autonomous Tractor-Trailer Vehicle Reverse Path Tracking. Applied Sciences, 2023, vol. 13, no. 21, art. no. 11998. https://doi.org/10.3390/app132111998 Škvor P., Jankovský M., Natov P., Dvořák J., Zlatuška K. The Effect of Different Road Types on Timber Truck Drivers by Assessing the Load Environment of Drivers by Monitoring Changes in Muscle Tension. Forests, 2022, vol. 13, no. 10, art. no. 1565. https://doi.org/10.3390/f13101565 Trzciński G., Tymendorf Ł. Multifactorial Analysis of the Axle Load of Truck Sets during the Transport of Sawmill By-Products. Forests, 2022, vol. 13, no. 12, art. no. 1992. https://doi.org/10.3390/f13121992 Ziółkowski A., Fuć P., Lijewski P., Bednarek M., Jagielski A., Kusiak W., Igielska-Kalwat J. The Influence of the Type and Condition of Road Surfaces on the Exhaust Emissions and Fuel Consumption in the Transport of Timber. Energies, 2023, vol. 16, no. 21, art. no. 7257. https://doi.org/10.3390/en16217257 Zuska A., Kurczyński D., Jackowski J.T. Study of Loads Acting on the Load during the Sudden Braking of a Vehicle. Applied Sciences, 2023, vol. 13, no. 3, art. no. 1559. https://doi.org/10.3390/app13031559