alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2022.01.103-114alternative-2125Research ArticleXII. ТРАНСПОРТНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА 31.Системы внешней и бортовой рекуперации энергии транспортных средствXII. ENVIRONMENTAL VEHICLES 31. External and onboard vehicle energyРазработка пружинного накопителя бортового рекуператора энергии торможения транспортных средствDevelopment of a spring tank onboard energy regenerator braking vehiclesБалаеваА. Г.BalayevaA. H.

Балаева Афила Гасанбала гызы – докторант, старший лаборант кафедры Электромеханики

Сумгаит

Afila H. Balayeva – Doctoral student, senior laboratory assistant at the Department of Electromechanics

Sumgait

balayeva.efile@mail.ruСумгаитский государственный университетАзербайджанSumgait State UniversityAzerbaijan20220704202201103114Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20222022Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/2125

Работа посвящена разработке механизма возвращения механической энергии, потраченной при торможении транспортного средства, потерянной при передаче на корпус и пропорциональной потере объема горючего двигателя. Вывод механической энергии из тормозной системы колес осуществляется тросом, имеющим связь с дополнительным элементом между корпусом и вращающимися колесами. Этот элемент является дополнительным весом, который увеличивает колесную систему в незначительном объеме и весе – всего на несколько %. Другой конец троса связан со специальным пружинным накопителем механической энергии. От механической силы тяги троса сжимается пружинная система специальной конструкции и происходит накопление механической энергии в объеме приблизительно 60-70% тормозной энергии. Этот же конец троса связывается также с муфтой свободного хода и возвратной пружиной. После передачи механической энергии трос с помощью возвратной пружины вместе с тормозным диском (дополнительный элемент) свободно возвращаются в исходное положение. Накопитель механической энергии имеет конструкцию из пружин, выполненных из доброкачественной стали. Можно создать конструкцию, накапливающую энергию всех четырех колес транспортного средства одной пружиной. Для конструкции, исследованной в работе, выбрана пружина из углеродистой стали с использованием характеристики данной стали. Установленный в конструкции электрогенератор, механически связанный с накопителем механической энергии, вращением ротора под действием сил пружин преобразовывает механическую энергию в электрическую. Электроэнергия от электрогенератора направляется для сбора в аккумуляторных банках.

The work is devoted to the investigation of return mechanism of mechanical energy spent under transport facility barking lost during the transmission onto body and proportional volume loss of the engine fuel.

The mechanical energy output off the brake-wheel system is implemented by the cable, having the contact with the extra element between the body and rotating wheels. This extra element has got the additional weight that increases wheel system in insignificant volume and weight-only some %.

The other end of the cable is tied with a special spring storage of mechanical energy. Spring system of special construction is compressed by mechanical thrust force of the cable and there takes place the mechanical energy storage in the volume approximately 60-70 % of brake energy.

The Same brake end is also being tied with the overrunning clutch and return spring. Mechanical energy having been transmitted, the cable with the help of the return spring together with the brake disk (an additional element) freely comes back to the initial position. Mechanical energy storage has got the construction of spring made from high-quality steel. It is possible to create a construction storing the energy of all four wheels of transport facility with one spring. For construction investigated in the given work, the spring made of the carbon steel using the characteristics of the given steel, is chosen.

The electric generator set in the construction, mechanically connected with the mechanical energy storage transforms the mechanical energy into electrical by revolving the rotor under the spring action. The electric energy from the electric generator is directed for storing in the cell jars.

транспортное средствомеханическая энергияэлектрическая энергиянакопительтростормозной дискмуфта свободного ходаtransport energymechanical energyelectric energystoragea cablebrake diskoverrunning clutchReferencesАлексеева Н.А., Джамай В.В., Серпичева Е.В. Проектирование и конструирование узлов и деталей машин и механизмов. Издательство: МАИ.2007.Alekseeva N.A., Dzhamai V.V., Serpicheva E.V. Proektirovanie i konstruirovanie uzlov i detalei mashin i mekhanizmov. Izdatel'stvo: MAI.2007.Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: 63Т/ под ред.И.Н. Жестковой – 8е изд. – машиностроение, 2001Т.3912 с.Anur'ev V.I. Spravochnik konstruktora – mashinostroitelya: 63T/ pod red.I.N. Zhestkovoi – 8e izd.– mashinostroenie, 2001T.3912 s.Аносов В.Н. Повышение эффективности систем тягового электропривода автономных транспортных средств: монография / В.Н. Аносов, В.М. Кавешников – Новосибирск. Изд-во НГТУ, 2014. – 218 с.Anosov V.N. Povyshenie ehffektivnosti sistem tyagovogo ehlektroprivoda avtonomnykh trans-portnykh sredstv: monografiya / V.N. Anosov, V.M. Kaveshnikov – Novosibirsk. Izd-vo NGTU, 2014. – 218 s.Акимов С.В., Акимов А.В. Автомобильные генераторные установки. М.: Транспорт, 1995, 118 с.Akimov S.V., Akimov A.V. Avtomobil'nye generatornye ustanovki.M.: Transport, 1995, 118 s.Авторское свидетельство СССР N 1590631, кл. F 03 G 7/08.Avtorskoe svidetel'stvo SSSR N 1590631, kl. F 03G 7/08.Amiri, M. Minimization of power losses in hybrid electric vehicles in view of the prolonging of battery life / M. Amiri, M. Esfahanian, M. R. Hairi-Yazdi, V. Esfahanian // Journal of Power Sources, Vol. 190(2), 2009. – P. 372–379.Amiri, M. Minimization of power losses in hybrid electric vehicles in view of the prolonging of battery life / M. Amiri, M. Esfahanian, M. R. Hairi-Yazdi, V. Esfahanian // Journal of Power Sources, Vol. 190(2), 2009. – P. 372–379.Валакина Е.Б., Репин А.А. Система «колесо устойчивость движения автомобиля в режиме торможения» Волгород, 2004, с.34-45.Valakina E.B., Repin A.A. Sistema «koleso ustoichivost' dvizheniya avtomobilya v rezhime tormozheniYA» Volgorod, 2004, s.34-45.Безруких П.П., Арбузов Ю.Д., Борисов Г.А. и др. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников в энергии. СПб.: Наука, 2002.Bezrukikh P.P., Arbuzov YU.D., Borisov G.A. i dr. Resursy i ehffektivnost' ispol'zovaniya vozobnovlyaemykh istochnikov v ehnergii. SPb.: Nauka, 2002.Бирюков В.В. Энергосбережение на электрическом транспорте // В.В. Бирюков-Иркутен. Изд-во ИГТУ, 2009244с.Biryukov V.V. Ehnergosberezhenie na ehlektricheskom transporte // V.V. Biryukov-Irkuten. Izd-vo IGTU, 2009244s.BEUC (2019). Создание удобных электромобилей. Извлечено из https://www.beuc.eu/publications/beuc-x-2019-032_making_electric_cars_convenient.pdf.BEUC (2019). Sozdanie udobnykh ehlektromobilei. Izvlecheno iz https://www.beuc.eu/publications/.beuc-x-2019-032_making_electric_cars_convenient.pdf.Галачиева С.В., Соколов А.А., Тилов А.И. Устройство для преобразования механической энергии движения автотранспортных средств в электрическую. Патент Россия № 179308, 2018.Galachieva S.V., Sokolov A.A., Tilov A.I. Ustroistvo dlya preobrazovaniya mekhanicheskoi ehnergii dvizheniya avtotransportnykh sredstv v ehlektricheskuyu. Patent Rossiya № 179308, 2018.Глушенков, В. А. Тяговый привод троллейбуса с конденсаторным накопителем / В. А. Глушенков, М. А. Слепцов, А. А. Каледин. – Вестник ГЭТ России. – 2004. – № 4 (61). – С. 2–6.Glushenkov, V. A. Tyagovyi privod trolleibu-sa s kondensatornym nakopitelem / V. A. Glushenkov, M. A. Sleptsov, A. A. Kaledin. – Vestnik GEHT Rossii. – 2004. – № 4 (61). – S. 2–6.Иванов Смоленский А.В. Электрические машины // Учебник для вузов. М.: Энергия, 2010. 927 с.Ivanov Smolenskii A.V. Ehlektricheskie mashiny // Uchebnik dlya vuzov. M.: Ehnergiya, 2010. 927 s.Иванов М.Н.,Финогенов В.А. Детали машин. //Москва. Высш.школа, 2008.Ivanov M.N.,Finogenov V.A. Detali mashin. //Moskva. Vyssh.shkola, 2008.Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник машиностроителя. // В 2-ч т. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 2006. 656 с. 21.Kosilova A.G., Meshcheryakov R.K. Spravochnik mashinostroitelya. // V 2-ch t. 4-e izd., pererab. i dop. M.: Mashinostroenie, 2006. 656 s. 21.Kermani, S. Predictive energy management for hybrid vehicle / Kermani S., Delprat S., Guerra T. M., Trigui R., Jeanneret B. // Control Engineering Practice. – Vol. 20 (2012). – P. 408–420.Kermani, S. Predictive energy management for hybrid vehicle / Kermani S., Delprat S., Guerra T. M., Trigui R., Jeanneret B. // Control Engineering Practice. – Vol. 20 (2012). – P. 408–420.Лабейш В.Г. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. СПб.: СЗТУ, 2003.79 с.Labeish V.G. Netraditsionnye i vozobnovlyaemye istochniki ehnergii. SPb.: SZTU, 2003.79 s.Lin, C. C. A stochastic control strategy for hybrid electric vehicles / C. C. Lin, H. Peng, J. W. Grizzle // Proceedings of American control conference, Boston, MA, 2004. – P. 4710–4715.Lin, C. C. A stochastic control strategy for hybrid electric vehicles / C. C. Lin, H. Peng, J. W. Grizzle // Proceedings of American control conference, Boston, MA, 2004. – P. 4710–4715.Lajunen, A. Energy consumption and cost-benefit analysis of hybrid and electric city buses / A. Lajunen. – Transportation Research. – Part C. – Vol. 38 (2014). – P. 1–15.Lajunen, A. Energy consumption and cost-benefit analysis of hybrid and electric city buses / A. Lajunen. – Transportation Research. – Part C. – Vol. 38 (2014). – P. 1–15.Моров А. А., Спектор Е.В., Спектор А.Е. Устройство для преобразования механической энергии движущегося транспортного средства в электрическую энергию. Патент Н02К7/ 06. 2007.Morov A. A., Spektor E.V., Spektor A.E. Ustroistvo dlya preobrazovaniya mekhanicheskoi ehnergii dvizhushchegosya transportnogo sredstva v ehlektricheskuyu ehnergiyu. Patent N02K7/ 06. 2007.Мятеж А.В., Ярославцев М.В. Определение энергоемкости бортового буферного конденсаторного накопителя энергии для городского электрического транспорта // Транспорт Российской Федерации. – 2013. № 4 (47). – с. 62-65.Myatezh A.V., Yaroslavtsev M.V. Opredelenie ehnergoemkosti bortovogo bufernogo kondensatorno-go nakopitelya ehnergii dlya gorodskogo ehlektrichesko-go transporta // Transport Rossiiskoi Federatsii. – 2013. № 4 (47). – s. 62-65.Мусаев З.Н. Преобразование тормозной энергии в электрическую // Патент Азербайджанский Республики. Т09211/04. .00132 класс Ф 0211/04.2010.Musaev Z.N. Preobrazovanie tormoznoi ehnergii v ehlektricheskuyu // Patent Azerbaidzhanskii Respubliki. T09211/04. .00132 klass F 0211/04.2010.Мусаев З.Н., Балаева А.Г. Альтернативная энергия при торможении городских транспортных средств // Актуальные проблемы науки и техники. 2017. Х международная научно-практическая конференция молодых ученых. Том 1. Уфа-2017.Musaev Z.N., Balaeva A.G. Al'ternativnaya ehnergiya pri tormozhenii gorodskikh transportnykh sredstv // Aktual'nye problemy nauki i tekhniki. -2017. KH mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya molodykh uchenykh. Tom 1. Ufa-2017.Mamadou, BailoCamara. Design and new control of DC/DC converters to share energy between supercapacitors and batteries in hybrid vehicles / BailoCamaraMamadou, Gualous Hamid, Gustin Frederic, Berthon Alain // IEEE Transactions on Vehicular Technologies. – Vol. 57(5), 2008. – P. 2721–2735.Mamadou, BailoCamara. Design and new control of DC/DC converters to share energy between supercapacitors and batteries in hybrid vehicles / BailoCamaraMamadou, Gualous Hamid, Gustin Frederic, Berthon Alain // IEEE Transactions on Vehicular Technologies. – Vol. 57(5), 2008. – P. 2721–2735.Hyunjae, Yoo. System integration and powerflow management for a series hybrid electric vehicle using supercapacitors and batteries / Yoo Hyunjae, Sul Seung Ki, Park Yongho, Jeong Jongchan // IEEE Transactions on Industrial APPlications. – Vol. 44 (1), 2008. – P. 108–114.Hyunjae, Yoo. System integration and powerflow management for a series hybrid electric vehicle using supercapacitors and batteries / YooHyunjae, SulSeungKi, Park Yongho, JeongJongchan // IEEE Transactions on Industrial APPlications. – Vol. 44 (1), 2008. – P. 108–114.Патент Российской Федерации – РУ2119434. Способ Петросова для рекуперации энергии у автомобилей. Дата начала действия патента 1993.03.24.Patent Rossiiskoi Federatsii – RU2119434. Sposob Petrosova dlya rekuperatsii ehnergii u avtomobilei. Data nachala deistviya patenta 1993.03.24.Спиридонов, Е.А. Повышение эффективности использования энергии в электротранспортных комплексах с накопительными устройствами: дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук: 05.09.03./Е.А.Спиридонов.Новосибирск,2009.165с.Spiridonov, E.A. Povyshenie ehffektivnosti ispol'zovaniya ehnergii v ehlektrotransportnykh kompleksakh s nakopitel'nymi ustroistvami: diss. na soisk. uch. st. kand. tekhn. nauk: 05.09.03./E.A.Spiridonov.Novosibirsk,2009.165s.Фархадзаде Э.М., Мусаев З.Н., Балаева А.Г. Процесс возврата потерянной механической энергии // современные инновации в технике и производстве. Сборник материалов Международной научно-практической конференции. 23-24 апреля 2020 г./ Псковский государственный университет. 2021. 86-90 с.Farkhadzade EH.M., Musaev Z.N., Balaeva A.G. Protsess vozvrata poteryannoi mekhanicheskoi ehnergii // sovremennye innovatsii v tekhnike i proizvodstve. Sbornik materialov Mezhdunarodnoi nauchnoprakticheskoi konferentsii. 23-24 aprelya 2020 g.// Pskovskii gosudarstvennyi universitet. 2021. 86-90 s.Худорожков С.И. Сохранение кинетической энергии при торможении наземных транспортных средств. «Вестник Курганского государственного университета», 2005, №2, с. 190-196.Khudorozhkov S.I. Sokhranenie kineticheskoi ehnergii pri tormozhenii nazemnykh transportnykh sredstv. «Vestnik Kurganskogo gosudarstvennogo universitetA», 2005, №2, s. 190-196.Хенбергер Г. Электрооборудование автомобилей (стартеры, генераторы, батареи) // Проспект фирмы Возь, ФРГ, Штутгарт, 2008, 108 c.Khenberger G. Ehlektrooborudovanie avtomobilei (startery, generatory, batarei) // Prospekt firmy Voz', FRG, Shtutgart, 2008, 108 c.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.