Накопитель энергии для транспортно-технологических машин

Игорь Павлович Попов

Аннотация


Рассматривается возможность оснащения транспортно-технологических машин инертно-емкостным накопителем энергии, что позволит сгладить нагрузку на силовую установку и за счет этого снизить ее мощность и массогабариты. Нагрузка ряда транспортно-технологических машин, таких как экскаваторы, бульдозеры, маневровые тепловозы и др. имеет существенно неравномерный характер. Мощность их силовой установки определяется пиковой нагрузкой. Очевидно, что большую часть времени силовая установка работает в недогруженном режиме. Целью работы является разработка технического решения по компенсации пиковых нагрузок транспортно-технологических машин. Задачи исследования состоят в построении математической модели инертно-емкостного накопителя энергии. Актуальность настоящего исследования обусловлена тем, что использование накопителя энергии позволит сгладить нагрузку на силовую установку и за счет этого снизить ее мощность и массогабариты. Относительно частая смена режима работы транспортно-технологических машин обусловливает эффективность и целесообразность оснащения их накопителем энергии. Помимо сглаживания нагрузки на силовую установку накопитель позволит рекуперировать энергию при торможении, за счет чего возрастет энергоэффективность машины. Основными методами исследования в рамках настоящей работы являются методы математического моделирования и анализа. Использованные методы позволяют получить достоверное описание исследуемых объектов. Представлены теоретические предпосылки создания инертно-емкостного накопителя энергии, который технически выполнен в виде машины постоянного тока с супермаховиком. Использование маховиков на транспортно-технологических машинах оправдано в силу не жестких требований к общему весу. Другим преимуществом некоторых транспортно-технологических машин является наличие электромеханической трансмиссии, что минимизирует разработку для них рассмотренного инертно-емкостного накопителя.


Ключевые слова


транспортно-технологическая машина; накопитель; супермаховик; силовая установка; энергоэффективность

Полный текст:

PDF

Литература


Vehicle Stability Control through Optimized Coordination of Active Rear Steering and Differential Driving / Z. Zhou, H. Miaohua, Z. Yachao, F. Cheng // SAE International Journal of Passenger Cars – Mechanical Systems. – 2018. – Vol. 11, No. 3. – P. 239–248. DOI: 10.4271/06-11-03-0020

Keller, A. Comparative Analysis of Methods of Power Distribution in Mechanical Transmissions and Evaluation of their Effectiveness / A. Keller, I. Murog, S. Aliukov // SAE Technical Paper. – 2015. – Номер статьи 2015-01-1097. DOI: 10.4271/2015-01-1097

Keller, A. Rational Criteria for Power Distribution in All-wheel-drive Trucks / A. Keller, S. Aliu¬kov // SAE Technical Paper. – 2015. – Номер статьи 2015-01-2786. DOI: 10.4271/2015-01-2786

Chiatti, G. Turbocharging a small displacement diesel engine for urban vehicles / G. Chiatti, O. Chiavola, E. Recco // International Journal of Mechanical Engineering and Technology. – 2017. – Vol. 8, No. 7. – P. 1916–1928.

Research progress in the development of natural gas as fuel for road vehicles / M.I. Khan, T. Yasmeen, M.I. Khan, et al. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2016. – Vol. 66. – P. 702–741. DOI: 10.1016/j.rser.2016.08.041

Assessing the impacts of ethanol and isobutanol on gaseous and particulate emissions from flexible fuel vehicles / G. Karavalakis, D. Short, R.L. Russell, et al. // Environmental Science and Technology. – 2014. – Vol. 48 (23). – P. 14016–14024. DOI: 10.1021/es5034316

Ranjan, R. Emission Characteristic of Hydrogen and Gasoline Blend in Spark-Ignited Engine / R. Ranjan, R.K. Tyagi // International Journal of Ambient Energy. – 2015. – Vol. 38, No. 1. – P. 14–18. DOI: 10.1080/01430750.2015.1023840

Chatterjee, A. Combustion Performance and Emission Characteristics of Hydrogen as an Internal Combustion Engine Fuel / A. Chatterjee, S. Dutta, B.K. Mandal // Journal of Aeronautical and Automotive Engineering (JAAE). – 2014. – Vol. 1, no. 1. – P. 1–6.

Sharma, S.K. Hydrogen-Fueled Internal Combustion Engine: A Review of Technical Feasibility / S.K. Sharma, P. Goyal, R.K. Tyagi // International Journal of Performability Engineering. – 2015. – Vol. 11, no. 5. – P. 491–501.

The Automotive Transmission Book / R. Fischer, F. Küçükay, G. Jürgens et al. – Springer International Publishing Switzerland, 2015. – 355 р. DOI: 10.1007/978-3-319-05263-2

Незевак, В.Л. Характеристика тяговой нагрузки для определения параметров накопителя электрической энергии / В.Л. Незевак, А.П. Шатохин // Мир транспорта. – 2018. – № 2. – С. 84–94.

Кузнецов, А.Г. Динамическая модель энергетической установки тепловоза / А.Г. Кузнецов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. – 2009. – № 3. – С. 106–116.

Кузнецов, А.Г. Результаты полунатурного моделирования динамических режимов энергетической установки тепловоза / А.Г. Кузнецов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. – 2011. – № 3. – С. 64–69.

Леонов, И.В. Модель расхода энергии силового агрегата с ДВС / И.В. Леонов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. – 2015. – № 5. – С. 106–116. DOI: 10.18698/0236-3941-2015-5-106-116

Этапы, проблемы и перспективы развития производственных проектов электромо¬билей и автомобилей с комбинированной энергоустановкой / В.Н. Козловский, А.В. Заятров, М.М. Васильев, Е.В. Полякова // Грузовик. – 2018. – № 2. – С. 27–32.

Макеев, В.Н. Один из конструктивных способов повышения эффективности применения гидравлических экскаваторов при строительстве лесовозных дорог / В.Н. Макеев, Д.Д. Плешков // Грузовик. – 2018. – № 3. – С. 10–14.

Черемисин, В.Т. Методика оценки использования энергии рекуперации / В.Т. Черемисин, М.М. Никифоров, А.С. Вильгельм // Мир транспорта. – 2018. – № 1. – С. 34–45.

Милованова, Е.А. Резервирование в тяговом приводе локомотива / Е.А. Милованова, А.А. Милованов, А.И. Милованов // Мир транспорта. – 2015. – № 5. – С. 86–98.

Веселов, П.А. Энергия рекуперативного торможения: копить или обмениваться? / П.А. Веселов // Мир транспорта. – 2017. – № 5. – С. 76–84.

Попов, И.П. Дифференциальные уравнения двух механических резонансов / И.П. Попов // Прикладная физика и математика. – 2019. – № 2. – С. 37–40. DOI: 10.25791/pfim.02.2019.599


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.