Метод определения параметров электромеханической трансмиссии фронтального погрузчика

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Предлагается метод расчета тягового электродвигателя гибридной трансмиссии фронтального погрузчика. Указано, что для данных машин характерен режим работы, имеющий множество разгонов и торможений, а также чередующиеся операции с высокой и низкой требуемой силой тяги. Предложена схема электромеханической трансмиссии, которая может эффективно применяться в таких условиях.

В предложенном методе используется понятие величины диапазона электродвигателя, которую можно использовать для выбора конкретного электродвигателя, обеспечивающего требуемую подвижность машины. Для фронтального погрузчика грузоподъемностью 3500 кг максимальной скоростью 40 км/ч и максимальной удельной тягой 1 были определены основные параметры тягового электродвигателя. Однако для трансмиссии с одним фиксированным передаточным отношением (ЭМТ1) был получен электродвигатель с чрезмерно большой мощностью. Поэтому было проведено определение характеристик электродвигателя для электромеханической трансмиссии с двумя фиксированными передаточными отношениями (ЭМТ2). В процессе расчета этой трансмиссии была получена значительно меньшая необходимая мощность двигателя.

В статье проведена приблизительная оценка энергоэффективности трансмиссий ЭМТ1 и ЭМТ2. Для этого использовался метод определения КПД электродвигателя в зависимости от режима его работы (от текущей угловой скорости вала и крутящего момента). Определено, что трансмиссия ЭМТ2 обладает лучшим КПД электродвигателя как при бульдозерной операции, так и при движении на максимальной скорости.

Общий вывод заключается в том, что для рассматриваемого применения наиболее рационально применять трансмиссию с двумя фиксированными передаточными отношениями. В качестве дальнейшего направления исследования выделено применение имитационного компьютерного моделирования для оценки энергоэффективности погрузчика в цикле погрузки-разгрузки.

Об авторах

В. А. Горелов

ФГБОУ ВО «ЧГУ им. И.Н. Ульянова»

Email: gvas@mail.ru

д.т.н.

Россия, Чебоксары

Б. Б. Косицын

МГТУ им. Н.Э. Баумана

Email: ant.m9@yandex.ru

к.т.н.

Россия, Москва

А. А. Стадухин

МГТУ им. Н.Э. Баумана

Email: ant.m9@yandex.ru

к.т.н.

Россия, Москва

О. И. Чудаков

МГТУ им. Н.Э. Баумана

Автор, ответственный за переписку.
Email: ant.m9@yandex.ru

к.т.н.

Россия, Москва

Список литературы

  1. Лукашук О.А., Комиссаров А.П., Летнев К.Ю. Машины для разработки грунтов. Проектирование и расчет: учебное пособие. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2018. 128 с.
  2. Filla R. Alternative System Solutions for Wheel Loaders and OtherConstruction Equipment // 1st CTI Forum Alternative, Electric andHybrid Drive Trains. Berlin, Germany, 2008.
  3. Пугин К.Г., Бургонутдинов А.М. Машины для строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог. Ч. 1. Дорожные катки и одноковшовые погрузчики: учеб. пособие. Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. 172 с.
  4. Gottschalk M., Jacobs G. and Kramer A. Test Method for Evaluating the Energy Efficiency of Wheel Loaders // ATZ offhighway worldwide. 2018, № 1, pp. 44–49. doi: 10.1007/s41321-018-0008-0
  5. Белоногов Л.Б., Озеров А.В., Гришкевич А.С., Янковский Л.В. Одноковшовые погрузчики: учеб.-метод. пособие. Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2015. 155 с.
  6. Падалкин Б.В., Иваненков В.В., Косицын Б.Б., Стадухин А.А., Балковский К.С. Метод оценки эффективности применения электромеханических трансмиссий транспортных средств на этапе проектирования // Известия МГТУ «МАМИ». М., 2020. Вып. № 2 (44). С. 58−67 doi: 10.31992/2074-0530-2020-44-2-58-68
  7. Uebel K., Raduenz H., Krus. P., and Negri V. Design Optimisation Strategies for a Hydraulic Hybrid Wheel Loader // Proceedings of the BATH/ASME 2018 Symposium on Fluid Power and Motion Control. Bath, UK. September 12–14, 2018. V001T01A001. ASME. doi: 10.1115/FPMC2018-8802
  8. Stein G., Froberg A., Martinsson J., Brattberg B., Filla R. and Unnebdck J. Fuel efficiency in construction equipment – optimize the machine as one system // AVL International Commercial Powertrain Conference, 2013. doi: 10.13140/RG.2.1.2031.4089

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Принципиальная схема трансмиссии фронтального погрузчика с гидромеханической (а) и электромеханической (б) трансмиссией: 1 – ДВС; 2 – коробка отбора мощности; 3 – гидротрансформатор; 4 – передний мост; 5 – коробка передач; 6 – задний мост; 7 – тяговый генератор; 8 – накопитель электрической энергии; 9 – раздаточная коробка; 10 – тяговый электродвигатель

Скачать (58KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Тягово-скоростная характеристика погрузчика грузоподъемностью 3500 кг с гидромеханической трансмиссией (оценка)

Скачать (67KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Тягово-скоростная характеристика погрузчика с ЭМТ

Скачать (62KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Тягово-скоростная характеристика погрузчика с ЭМТ с двумя фиксированными передаточными числами

Скачать (87KB)
Метаданные
6. Рис. 5. КПД электродвигателя для ЭМТ погрузчика с одним и двумя передаточными отношениями (а), КПД укрупненно для малых скоростей движения (б)

Скачать (89KB)
Метаданные

© Горелов В.А., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».