Накопитель энергии для транспортно-технологических машин

Бесплатный доступ

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.

Еще

Транспортно-технологическая машина, накопитель, супермаховик, силовая установка, энергоэффективность

Короткий адрес: https://sciup.org/147231761

IDR: 147231761   |   DOI: 10.14529/engin190407

Список литературы Накопитель энергии для транспортно-технологических машин

  • 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. Aliukov // 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 электромобилей 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
Еще
Статья научная