Компьютерное моделирование работы рекуперативного поворотного коникового устройства лесовозного тягача с прицепом-роспуском.С.85-99

УДК

629.11.02/.098

DOI:

10.37482/0536-1036-2022-5-85-99

Аннотация

Обоснована необходимость повышения эффективности вывозки длин номерных лесоматериалов лесовозными тягачами с прицепами-роспусками при их эксплуатации в условиях недостаточно обустроенных лесовозных дорог, характери зующихся наличием неровностей, дефектов, препятствий, а также частых поворотов, подъемов и спусков. В результате ранее выполненных исследований по разработке и оценке различных рекуперативных сцепных устройств для лесовозных автопоездов, функционирующих в сложных дорожных условиях, предложена оригинальная схема рекуперативного поворотного коникового устройства для лесовозного тягача с прице пом-роспуском. В целях выявления зависимостей изменения во времени таких пока зателей эффективности работы коникового устройства, как рекуперируемая мощность и горизонтальное ускорение пакета длинномерных лесоматериалов, а также установ ления закономерностей влияния на эти показатели исследуемых высот неровностей опорной поверхности лесовозной дороги, скорости движения лесовозного автопоезда и внутреннего диаметра продольных и поперечных гидроцилиндров рекуперативного устройства разработана компьютерная программа. Выявлено, что оснащение лесовоз ного автопоезда предлагаемым рекуперативным поворотным кониковым устройством имеет обоснованную целесообразность при вывозке длинномерных лесоматериалов, особенно в условиях недостаточно обустроенных лесовозных дорог. С увеличением скорости лесовозного автопоезда при его движении в сложных дорожных услови ях с 10 до 60 км/ч существенно растет рекуперируемая мощность – с 3 до 24 кВт, а также изменяется с 0,4 до 2,3 м/с2 горизонтальное ускорение пакета длинномерных лесоматериалов относительно лесовозного тягача. Установлено, оптимальные диаметры поперечных и продольных гидроцилиндров рекуперативного поворотного коникового устройства, обеспечивающие максимальную рекуперируемую мощность 6,7 кВт и среднее горизонтальное ускорение пакета длинномерных лесоматериалов 1 м/с2, составляют 50 мм. Полученные результаты могут быть полезны научно исследовательским и проектно-конструкторским организациям, занимающимся дальнейшим усовершенствованием рекуперативных устройств аналогичного типа, применяемых для лесовозного автомобильного транспорта.

Сведения об авторах

В.И. Посметьев, д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: Q-1411-2015,
ОRCID: https://orcid.org/0000-0001-9878-7451
В.О. Никонов, канд. техн. наук, доц.; ResearcherID: N-3510-2019,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7380-9180
А.Ю. Мануковский, д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: AAR-1976-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4289-6581
В.В. Посметьев, канд. физ.-мат. наук, доц.; ResearcherID: Z-3736-2019,
ОRCID: https://orcid.org/0000-0001-6622-5358
Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова, ул. Тимирязева, д. 8, г. Воронеж, Россия, 394087; posmetyev@mail.ru, 8888nike8888@mail.ru, mayu1964@mail.ru, victorvpo@mail.ru

Ключевые слова

лесовозный тягач, лесовозный автопоезд, расход топлива лесовозным тягачем, поворотное кониковое устройство, лесовозная дорога, горизонтальное ускоре ние лесовозного автопоезда, компьютерная программа, компьютерное моделирование, прицеп-роспуск, рекупераци

Для цитирования

Посметьев В.И., Никонов В.О., Мануковский А.Ю., Посметьев В.В. Компьютерное моделирование работы рекуперативного поворотного коникового устройства лесовозного тягача с прицепом-роспуском // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022.№ 5. С. 85–99. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-85-99

Литература

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. 279 с.Adler Yu.P., Markova E.V., Granovskiy Yu.V. Planning an Experiment in the Search for Optimal Conditions. Moscow, Nauka Publ., 1976. 279 p.
2. Грановский В.А., Сирая Т.Н. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. 288 с.Granovskiy V.A., Siraya T.N. Methods for Processing Experimental Data in Measurements. Leningrad, Energoatomizdat Publ., 1990. 288 p.
3. Мудров А.Е. Численные методы для ПЭВМ на языках Бейсик, Фортран и Паскаль. Томск: МП «РАСКО», 1991. 272 с.Mudrov A.E. Numerical Methods for PC in Basic, Fortran and Pascal. Tomsk, MR“RASKO” Publ., 1991. 272 p.
4. Никонов В.О. Современное состояние, проблемы и пути повышения эффективности лесовозного автомобильного транспорта. Воронеж: ВГЛТУ, 2021. 203 с. Nikonov V. O. Current State, Problems and Ways to Improve the Efficiency of Timber Road Transport: Monograph. Voronezh, VGLTU Publ., 2021. 203 p.
5. Посметьев В.И., Никонов В.О., Посметьев В.В., Матяшов А.Е. Совершенствование системы рекуперации энергии лесовозного тягача с прицепом роспуском // Лесотехн. журн. 2021. Т. 11, № 2(42). С. 149–165.Posmetyev V.I., Nikonov V.O., Posmetyev V.V., Matyashov A.E. Improvement of the Energy Recovery System of a Timber Tractor with a Lumber Truck. Forestry Engineering Journal, 2021, vol. 11, no. 2(42), pp. 149–165. https://doi.org/10.34220/issn.2222- 7962/2021.2/14
6. Посметьев В.И., Никонов В.О., Посметьев В.В., Сизьмин И.В. Имитационная модель оценки эффективности лесовозного автопоезда, оснащенного рекуперативным пневмогидравлическим тягово-сцепным устройством // Лесотехн. журн. 2020. Т. 10,№ 4(40). С. 181–196.Posmetyev V.I., Nikonov V.O., Posmetyev V.V., Sizmin I.V. Simulation Model for Estimation of Forest Truck Performance Equipped with Recuperative Spring-Hydraulic Fifth-Wheel Coupling. Forestry Engineering Journal, 2020, vol. 10, no. 4(40), pp. 181–196. https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2020.4/15
7. Abdelkareem M.A.A., Xu L., Ahmed Ali M.K., El-Daly A.-R.B.M., Hassan M.A., Elagouz A., Bo Y. Analysis of the Prospective Vibrational Energy Harvesting of Heavy-Duty Truck Suspension: A Simulation Approach. Energy, 2019, vol. 173, pp. 332–351. https://doi. org/10.1016/j.energy.2019.02.060
8. Li J., Zhao J. Energy Recovery for Hybrid Hydraulic Excavators: Flywheel-Based Solutions. Automation in Construction, 2021, vol. 125, art. 103648. https://doi.org/10.1016/j. autcon.2021.103648
9. Luo D., Wang R., Yu W., Sun Z., Meng X. Theoretical Analysis of Energy Recovery Potential for Different Types of Conventional Vehicles with a Thermoelectric Generator. Energy Procedia, 2019, vol. 158, pp. 142–147. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2019.01.061
10. Morangueira Y.I.A., de C. Pereira J.C. Energy Harvesting Assessment with a Coupled Full Car and Piezoelectric Model. Energy, 2020, vol. 210, art. 118668. https://doi. org/10.1016/j.energy.2020.118668
11. Pipitone E., Vitale G. A Regenerative Braking System for Internal Combustion Engine Vehicles Using Supercapacitors as Energy Storage Elements – Part 1: System Analysis and Modelling. Journal of Power Sources, 2020, vol. 448, art. 227368. https://doi. org/10.1016/j.jpowsour.2019.227368
12. Pugi L., Pagliali M., Nocentini A., Lutzemberger G., Pretto A. Design of a Hydraulic Servo-Actuation Fed by a Regenerative Braking System. Applied Energy, 2017, vol. 187, pp. 96–115. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.11.047
13. Rakov V., Kapustin A., Danilov I. Study of Braking Energy Recovery Impact on Cost-Efficiency and Environment Safety of Vehicle. Transportation Research Procedia, 2020, vol. 50, pp. 559–565. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2020.10.067
14. Ranjan P., Wrat G., Bhola M., Mishra S.Kr., Das J. A Novel Approach for the Energy Recovery and Position Control of a Hybrid Hydraulic Excavator. ISA Transactions, 2020, vol. 99, pp. 387–402. https://doi.org/10.1016/j.isatra.2019.08.066
15. Read M.G., Smith R.A., Pullen K.R. Optimization of Flywheel Energy Storage Systems with Geared Transmission for Hybrid Vehicles. Mechanism and Machine Theory, 2015, vol. 87, pp. 191–209. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2014.11.001
16. Silva Bravo R.R., De Negri V.J., Martins Oliveira A.A. Design and Analysis of a Parallel Hydraulic-Pneumatic Regenerative Braking System for Heavy-Duty Hybrid Vehicles. Applied Energy, 2017, vol. 225, pp. 60–77. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.04.102
17. Yu W., Wang R. Development and Performance Evaluation of a Comprehensive Automotive Energy Recovery System with a Refined Energy Management Strategy. Energy, 2019, vol. 189, art. 116365. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.116365
18. Yu W., Wang R., Zhou R. A Comparative Research on the Energy Recovery Potential of Different Vehicle Energy Regeneration Technologies. Energy Procedia, 2019, vol. 158, pp. 2543–2548. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2019.02.001
19. Zhang Y., Zhang X., Zhan M., Guo K., Zhao F., Liu Z. Study on a Novel Hydraulic Pumping Regenerative Suspension for Vehicles. Journal of the Franklin Institute, 2015, vol. 352, iss. 2, pp. 485–499. https://doi.org/10.1016/j.jfranklin.2014.06.005
20. Zou J., Guo X., Abdelkareem M.A.A., Xu L., Zhang J. Modelling and Ride Analysis of a Hydraulic Interconnected Suspension Based on the Hydraulic Energy Regenerative Shock Absorbers. Mechanical Systems and Signal Processing, 2019, vol. 127, pp. 345–369. https:// doi.org/10.1016/j.ymssp.2019.02.047