Науковий вісник НГУ

Особливості модернізації великовантажного автомобіля з гібридною силовою трансмісією

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №1 2023

Останнє оновлення: 23 березня 2023

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 2095

Authors:

М.Володарець*, orcid.org/0000-0002-8526-4800, ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет, м. Маріуполь, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

І.Грицук, orcid.org/0000-0001-7065-6820, Херсонська державна морська академія, м. Херсон, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

І.Таран, orcid.org/0000-0002-3679-2519, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В.Волков, orcid.org/0000-0003-2202-3441, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, м. Харків, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

М.Булгаков, orcid.org/0000-0002-7172-8678, Одеський національний морський університет, м. Одеса, Україна, e-mail:, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

М.Ізтелеуова, orcid.org/0000-0002-7631-5223, Алмати менеджмент університет, м. Алмати, Республіка Казахстан, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023, (1): 080 - 087

https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-1/080

Abstract:

Мета. Обґрунтування особливостей модернізації великовантажного транспортного засобу з гібридною силовою трансмісією шляхом застосування сформованого комплексу аналітико-технологічних рішень передачі потужності в умовах експлуатації.

Методика. Для розробленої функціональної моделі роботи гібридного транспортного засобу наведені параметри ланок функціональної моделі, описані вза­є­мо­зв’язки між елементами, а також сформовані граничні умови. Застосована комбінована послідовно-паралельна схема гібридного приводу, так як вона має більший ККД у порівнянні з паралельною й послідовною. При роботі в режимі холостого ходу й низьких навантаженнях дизель-генераторна установка поповнює запас енергії в накопичувач енергії та здійснюється робота транспортного засобу. Для зарядження накопичувачів енергії можливе використання тягового електродвигуна в якості генератора, а при роботі – у режимі рекуперації енергії під час гальмування транспортного засобу. Розроблена оптимізаційна математична модель для визначення параметрів силової установки й накопичувача енергії з урахуванням умов експлуатації. Розроблена процедура та на її основі алгоритм підпрограми розрахунку необхідної енергоємності накопичувача енергії й потужності силової установки транспортного засобу. Виконана оцінка ефективності модернізації кар’єр­них самоскидів гібридною передачею потужності.

Результати. Розроблена функціональна модель роботи гібридного транспортного засобу у відповідних умовах експлуатації, наведені основні обмеження параметрів стану. Складені відповідні процедури та алгоритм розрахунку параметрів накопичувача електроенергії й силового агрегату, що було покладено у відповідну комп’ютерну програму розрахунку. При дослідженні паливної економічності розглянуті три кар’єрних самоскидів БелАЗ-7547. Були визначені величини зміни кінетичної енергії при збільшенні швидкості (прискорення) та при зменшенні швидкості (гальмування). Була проведена оцінка ефективності модернізації кар’єрних самоскидів гібридною передачею потужності й термін окупності відповідних заходів, що склав 1,42 років.

Наукова новизна. Для визначення параметрів накопичувачів електроенергії й силового агрегату були розроблені функціональна модель роботи гібридного транспортного засобу та оптимізаційна математична модель для визначення параметрів силової установки й накопичувача енергії з урахуванням умов експлуатації. Виконане обґрунтування комплексу аналітико-технологічних рішень передачі потужності гібридного кар’єрного самоскиду в умовах експлуатації.

Практична значимість. Отримані результати є корисними при здійсненні модернізації великовантажних кар’єрних самоскидів із гібридною передачею потужності в умовах експлуатації.

Ключові слова: транспортний засіб, модернізація, гібридна передача потужності, силова установка, накопичувач енергії, енергоємність

References.

1. Taran, I., & Bondarenko, A. (2017). Conceptual approach to select parameters of hydrostatic and mechanical transmissions for wheel tractors designed for agrucultural opeations. Archives of transport, 41(1), 89-100. https://doi.org/10.5604/01.3001.0009.7389.

2. Taran, I. A. (2012). Laws of power transmission on branches of double-split hydrostatic mechanical transmissions. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (2), 69-75.

3. Lü, X., Wu, Y., Lian, J., Zhang, Y., Chen, C., Wang, P., & Meng, L. (2020). Energy management of hybrid electric vehicles: A review of energy optimization of fuel cell hybrid power system based on genetic algorithm. Energy Conversion and Management, 205, 112474. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2020.112474.

4. Khodaparastan, M., Mohamed, A. A., & Brandauer, W. (2019). Recuperation of regenerative braking energy in electric rail transit systems. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 20(8), 2831-2847. https://doi.org/10.1109/TITS.2018.2886809.

5. Kartashov, A., Harutyunyan, G., Kosolapov, A., & Shkarupelov, E. (2020, March). Justification of the concept of creating a perspective dump truck. IOP Conference Series. Materials Science and Engineering, 779(1). IOP Publishing. https://doi.org/10.1088/1757-899X/779/1/012028.

6. Kartashov, A. B., & Skotnikov, G. I. (2020, April). Simulation based feasibility confirmation of using hybrid powertrain system in unmanned dump trucks. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 819(1), 012010. IOP Publishing. https://doi.org/10.1088/1757-899X/819/1/012010.

7. Yunqing, X. I. A., Huaping, T. A. N. G., Qing, T. A. N., & Guanghui, Z. H. U. (2019). Nonlinear Variable Structure Excitation Control for Electric Brake of Hybrid Motor Dump Truck. Journal of Hunan University Natural Sciences, 46(8). https://doi.org/10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2019.08.004.

8. Falendysh, A., Kharlamov, P., Kletska, O., & Volodarets, N. (2016). Calculation of the Parameters of Hybrid Shunting Locomotive. Transportation Research Procedia, 14, 665-671. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2016.05.325.

9. Falendysh, A., Volodarets, M., Kletska, O., & Hatchenko, V. (2017). The impact of the type of operation on the parameters of a shunting diesel locomotive with hybrid power plant. MATEC Web of Conferences, 133, 03003. EDP Sciences. https://doi.org/10.1051/matecconf/201713303003.

10. Rizoulis, D., Burl, J., & Beard, J. (2001). Control Strategies for a Series-Parallel Hybrid Electric Vehicle. SAE Technical Paper, 2001-01-1354. https://doi.org/10.4271/2001-01-1354.

11. Gritsuk, I., Mateichyk, V., Aleksandrov, V., Prilepsky, Y., Panchenko, S., Kagramanian, A., …, & Rodin, O. (2019). Features of Modeling Thermal Development Processes of the Vehicle Engine Based on Phase-Transitional Thermal Accumulators. SAE Technical Paper, 2019-01-0906. https://doi.org/10.4271/2019-01-0906.

12. Zhou, X., Qin, D., Rotella, D., & Cammalleri, M. (2019). Hybrid Electric Vehicle Powertrain Design: Construction of Topologies and Initial Design Schemes. In Carbone, G., & Gasparetto, A. (Eds.) (2019). Advances in Italian Mechanism Science. IFToMM ITALY 2018. Mechanisms and Machine Science, 68. https://doi.org/10.1007/978-3-030-03320-0_6.

13. Castaings, A., Lhomme, W., Trigui, R., & Bouscayrol, A. (2016). Practical control schemes of a battery/supercapacitor system for electric vehicle. IET Electrical Systems in Transportation, 6(1), 20-26. https://doi.org/10.1049/iet-est.2015.0011.

14. Ehsani, M., Gao, Y., Longo, S., & Ebrahimi, K. (2018). Modern electric, hybrid electric, and fuel cell vehicles. CRC press. ISBN 0-8493-3154-4.

15. Zhang, S., Xiong, R., & Sun, F. (2017). Model predictive control for power management in a plug-in hybrid electric vehicle with a hybrid energy storage system. Applied Energy, 185, 1654-1662. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.12.035.

16. Rahman, I., Vasant, P. M., Singh, B. S. M., Abdullah-Al-Wadud, M., & Adnan, N. (2016). Review of recent trends in optimization techniques for plug-in hybrid, and electric vehicle charging infrastructures. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 58, 1039-1047. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.12.353.

17. Chen, J-S. (2015). Energy Efficiency Comparison between Hydraulic Hybrid and Hybrid Electric Vehicles. Energies, 8(6), 4697-4723. https://doi.org/10.3390/en8064697.

18. Zabolotny, K., Zinovyev, S., Zupiev, A., & Panchenko, E. (2015). Rationale for the parameters equipment for rope dehydration of mining hoisting installations. New Developments in Mining Engineering 2015: Theoretical and Practical Solutions of Mineral Resources Mining, 275-281.

19. Zabolotnyi, K. (2017). Development of a model of contact shoe brake-drum interaction in the context of a mine hoisting machine. Mining of Mineral Deposits, 11(4), 38-45.

20. Wen, J., Zhao, D., & Zhang, Ch. (2020). An overview of electricity powered vehicles: Lithium-ion battery energy storage density and energy conversion efficiency. Renewable Energy, 162, 1629-1648. https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.09.055.

21. Wangsupphaphol, A., Idris, N.R., Jusoh, A.B., Muhamad, N. D. B., & Chaitusaney, S. (2022). Design and development of auxiliary energy storage for battery hybrid electric vehicle. Journal of Energy Storage, 51, 104533. https://doi.org/10.1016/j.est.2022.104533.

• < Попередня
• Наступна >