Разработка пружинного накопителя бортового рекуператора энергии торможения транспортных средств

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.

1. Алексеева Н.А., Джамай В.В., Серпичева Е.В. Проектирование и конструирование узлов и деталей машин и механизмов. Издательство: МАИ.2007.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: 63Т/ под ред.И.Н. Жестковой – 8е изд. – машиностроение, 2001Т.3912 с.

3. 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.

4. Акимов С.В., Акимов А.В. Автомобильные генераторные установки. М.: Транспорт, 1995, 118 с.

5. Авторское свидетельство СССР N 1590631, кл. F 03 G 7/08.

6. 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.

7. Валакина Е.Б., Репин А.А. Система «колесо устойчивость движения автомобиля в режиме торможения» Волгород, 2004, с.34-45.

8. Безруких П.П., Арбузов Ю.Д., Борисов Г.А. и др. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников в энергии. СПб.: Наука, 2002.

9. Бирюков В.В. Энергосбережение на электрическом транспорте // В.В. Бирюков-Иркутен. Изд-во ИГТУ, 2009244с.

10. BEUC (2019). Создание удобных электромобилей. Извлечено из https://www.beuc.eu/publications/beuc-x-2019-032_making_electric_cars_convenient.pdf.

11. Галачиева С.В., Соколов А.А., Тилов А.И. Устройство для преобразования механической энергии движения автотранспортных средств в электрическую. Патент Россия № 179308, 2018.

12. 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.

13. Иванов Смоленский А.В. Электрические машины // Учебник для вузов. М.: Энергия, 2010. 927 с.

14. Иванов М.Н.,Финогенов В.А. Детали машин. //Москва. Высш.школа, 2008.

15. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник машиностроителя. // В 2-ч т. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 2006. 656 с. 21.

16. 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.

17. Лабейш В.Г. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. СПб.: СЗТУ, 2003.79 с.

18. 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.

19. 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.

20. Моров А. А., Спектор Е.В., Спектор А.Е. Устройство для преобразования механической энергии движущегося транспортного средства в электрическую энергию. Патент Н02К7/ 06. 2007.

21. 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.

22. Мусаев З.Н. Преобразование тормозной энергии в электрическую // Патент Азербайджанский Республики. Т09211/04. .00132 класс Ф 0211/04.2010.

23. 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.

24. 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.

25. 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.

26. Патент Российской Федерации – РУ2119434. Способ Петросова для рекуперации энергии у автомобилей. Дата начала действия патента 1993.03.24.

27. 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.

28. 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.

29. Худорожков С.И. Сохранение кинетической энергии при торможении наземных транспортных средств. «Вестник Курганского государственного университета», 2005, №2, с. 190-196.

30. Хенбергер Г. Электрооборудование автомобилей (стартеры, генераторы, батареи) // Проспект фирмы Возь, ФРГ, Штутгарт, 2008, 108 c.