Методические подходы к экспериментальному исследованию дорожной энергетической установки с ползунно-коромысловым преобразователем
Автор: Прудий Алексей Васильевич, Ляшенко Юрий Михайлович
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Электротехнические комплексы и системы
Статья в выпуске: 2 т.23, 2023 года.
Бесплатный доступ
На сегодняшний день мировым научным сообществом уделяется большое внимание созданию новых и совершенствованию существующих источником электрической энергии. Одним из таких источников являются дорожные энергетические установки. Данный вид устройств выполняется в виде искусственной дорожной неровности. Принцип их действия основан на том, что в момент наезда на искусственную дорожную неровность автотранспортное средство, создавая усилие на нажимной платформе, передаёт дорожной неровности кинетическую энергию, которую можно преобразовать в электрическую энергию. Целью данного исследования является разработка концепции экспериментальных исследований дорожной энергетической установки (имитационного моделирования) для уточнения закономерностей формирования силовых и скоростных параметров системы «автотранспортное средство - дорожная энергетическая установка» и проверки рабочей гипотезы и адекватности математического описания переходных процессов при разгоне и выбеге дорожной энергетической установки с учетом повторно-кратковременного характера режима работы. В результате получена структурная схема и на ее основании разработана схема электрическая принципиальная электромеханического симулятора дорожной энергетической установки, который в дальнейшем планируется использовать в физическом эксперименте. Произведен расчет крутящего момента при проезде среднестатистического автомобиля массой 1600 кг через дорожную энергетическую установку и угловой скорости коромысла при скоростях автотранспортного средства 20, 30, 40 км/ч. Величина крутящего момента составила 398 Н∙м; угловая скорость принимает следующие значения: при скорости автотранспортного средства 20 км/ч - 22,3 рад/с, при 30 км/ч - 33,3 рад/с, при 40 км/ч - 41,7 рад/с. Исходя из полученных значений крутящего момента и угловой скорости, определена мощность приводного двигателя электромеханического симулятора. Значение мощности составило 16,6 кВт. Разработанная электрическая схема и полученное значение расчетной мощности приводного двигателя позволят сымитировать работу дорожной энергетической установки и определить количество электрической энергии, полученной от проезда одного автомобиля массой 1600 кг.
Автомобильная дорога, автомобильный транспорт, дорожная энергетическая установка, ползунно-коромысловый механизм преобразователя движения, генерирование электрической энергии
Короткий адрес: https://sciup.org/147240936
IDR: 147240936 | DOI: 10.14529/power230205
Список литературы Методические подходы к экспериментальному исследованию дорожной энергетической установки с ползунно-коромысловым преобразователем
- Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23.11.2009 N 261-ФЗ (последняя редакция) [Электронный ресурс] // КонсультантПлюс: сайт. URL: https://www.consultant.ru/document/ cons_doc_LAW_93978/ (дата обращения: 24.11.2022).
- REN21 Renewables 2022 Global Status Report [Электронныйресурс] // REN21: сайт. URL: https://www.ren21.net/gsr-2022/ (дата обращения: 28.11.2022).
- Генерация электричества из движущихся машин! [Электронный ресурс] // it works!: сайт. URL: http://itw66.ru/blog/technologies/552.html (дата обращения: 24.11.2022).
- Dual electromagnetic energy harvesting technology for sustainable transportation systems / M. Gholikhani, S.Y.B. Shirazi, G.M. Mabrouk, S. Dessouky // Energy Conversion and Management. 2021. Vol. 230. DOI: 10.1016/j.enconman.2020.113804
- A novel road energy harvesting system based on a spatial double V-shaped mechanism for near-zero-energy toll stations on expressways / M. Sun, W. Wang, P. Zheng et al. // Sensors and Actuators A: Physical. 2021. Vol. 323. DOI: 10.1016/j.sna.2021.112648
- Srinivas Raju S., Naresh H., Raghuvardhan N. Design and Fabrication of A System for Harnessing Energy From Road Traffic // Materials Today: Proceedings. 2018;5(2):6189-6194. DOI: 10.1016/j.matpr.2017.12.226
- Design, fabrication, modelling and analyses of a movable speed bump-based mechanical energy harvester (MEH) for application on road / Ali Azam, Ammar Ahmed, Nasir Hayat et al. // Energy. 2021. Vol. 214. P. 118894. ISSN 0360-5442. DOI: 10.1016/j.energy.2020.118894
- Energy and Environmental Implications of Using Energy-Harvesting Speed Humps in Nablus City, Palestine / F.M.A. Hassouna, M. Assad, I. Koa et al. // Atmosphere. 2021. Vol. 12. P. 937. DOI: 10.3390/atmos12080937
- Mohamad Ramadan, Mahmoud Khaled, Hicham El Hage. Using Speed Bump for Power Generation -Experimental Study // Energy Procedia. 2015. Vol. 75. P. 867-872. ISSN 1876-6102. DOI: 10.1016/j.egypro.2015.07.192
- Ahmed M. Abdelrhman, Abdul Rahman Abdul Karim, Christina Georgantopoulou, Zahir Hanouf, Aun Naa Sung. Hybrid renewable energy harvesting device for street lightning in the Kingdom of Bahrain. AIP Conference Proceedings. 2022. 2676, 030006. DOI: 10.1063/5.0109867
- Патент на полезную модель № 205403 U1 Российская Федерация, МПК F03G 7/08. Дорожная энергетическая установка. № 2021110180; заявл. 12.04.2021; опубл. 13.07.2021 / Ю.М. Ляшенко, А.В. Прудий, М.Н. Колесник; заявитель ФГБОУ ВО «Южно-Российский государственный политехнический университет имени М.И. Платова». EDNLAXZPZ.
- Патент на полезную модель № 214465 U1 Российская Федерация, МПК F03G 7/08. Дорожная энергетическая установка. № 2022123633; заявл. 05.09.2022; опубл. 28.10.2022 / Ю.М. Ляшенко, А.В. Прудий, Д.В. Волков; заявитель ФГБОУ ВО «Южно-Российский государственный политехнический университет имени М.И. Платова». EDN INQWVN.
- Ляшенко Ю.М., Прудий А.В. Технические электрогенерирующие средства инженерного обустройства дорог: систематика и конструктивные особенности // Известия МГТУ «МАМИ». 2022. Т. 16, № 1. C. 89-98. DOI: 10.17816/2074-0530-104579
- Lyashenko Y.M., Prudiy A.V., Nasonov A.A. Simulating key characteristics of transition process at start of road energy harvesting system // Proceedings - 2022 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, ICIEAM 2022, Sochi, May 16-20, 2022. Sochi, 2022. P. 181-185. DOI: 10.1109/ICIEAM54945.2022.9787197. EDN TCCCNC.
- Ляшенко Ю.М., Прудий А.В. Исследование влияния движения звеньев механического преобразователя дорожной энергетической установки на функционирование генератора // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2021. Т. 21, № 3. С. 41-48. DOI: 10.14529/power210305. EDN JNEEDO.
- Лукин А.М., Квалдыков В.В. Теоретическая механика (раздел «Динамика»): учеб.-метод. пособие для студентов вузов. Омск: Изд-во СибАДИ, 2008. 372 с.
- Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода: учеб. для вузов. 6-е изд, доп. и перераб. М.: Энергоиздат, 1981. 576 с.
- Справочник подшипников | Таблица размеров | Страница 1 [Электронный ресурс] // Aprom.by: сайт. URL: https://aprom.by/table.php (дата обращения: 25.11.2022).
- Савельев И.В. Курс общей физики. Т. 1: Механика: учеб. пособие для вузов. СПб.: Лань, 2021. 340 с.
- Малугин В.А. Теория вероятностей и математическая статистика: учеб. и практикум для среднего профессионального образования. М.: Юрайт, 2022. 470 с.
