МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМУ ИССЛЕДОВАНИЮ ДОРОЖНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ С ПОЛЗУННО-КОРОМЫСЛОВЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ
DOI:
https://doi.org/10.14529/power230205%20Ключевые слова:
автомобильная дорога, автомобильный транспорт, дорожная энергетическая установка, ползунно-коромысловый механизм преобразователя движения, генерирование электрической энергииАннотация
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 выполняются 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 раз-гоне 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 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.
Скачивания
Библиографические ссылки
Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесе-нии изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23.11.2009 N 261-ФЗ (послед-няя редакция) [Электронный ресурс] // КонсультантПлюс: сайт. URL: https://www.consultant.ru/document/ cons_doc_LAW_93978/ (дата обращения: 24.11.2022). DOI: 10.51980/2018_185
REN21 Renewables 2022 Global Status Report [Электронныйресурс] // REN21: сайт. URL: https://www.ren21.net/gsr-2022/ (дата обращения: 28.11.2022). DOI: 10.3390/resources8030139
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 Confe-rence Proceedings. 2022. 2676, 030006. DOI: 10.1063/5.0109867
Патент на полезную модель № 205403 U1 Российская Федерация, МПК F03G 7/08. Дорожная энер-гетическая 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. DOI: 10.19163/MedChemRussia2021-2022-28
Патент на полезную модель № 214465 U1 Российская Федерация, МПК F03G 7/08. Дорожная энер-гетическая 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. DOI: 10.19163/MedChemRussia2021-2022-28
Ляшенко Ю.М., Прудий А.В. Технические электрогенерирующие средства инженерного обустрой-ства 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, Appli-cations 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 преобразо-вателя 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.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
