Компьютерное моделирование рекуперативного тягово-сцепного устройства лесовозного автомобиля с прицепом

  • В. И. Посметьев Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова https://orcid.org/0000-0001-9878-7451
  • В. О. Никонов Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова https://orcid.org/0000-0002-7380-9180
  • В. В. Посметьев Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова https://orcid.org/0000-0001-6622-5358
Ключевые слова: лесовозный автомобиль, прицеп, тягово-сцепное устройство, рекуперация, гидравлическая энергия, рабочая жидкость, пневмогидравлический аккумулятор, математическая модель, имитационное моделирование

Аннотация

Одним из перспективных и реализуемых способов снижения расхода топлива лесовозного автомобиля с прицепом является разработка и обеспечение функционирования в его конструкции рекуперативного тягово-сцепного устройства. На основании ранее проведенных исследований предложена принципиально новая схема подобного устройства. Для оценки возможности его применения в лесовозном автомобиле с прицепом, нахождения диапазона рекуперируемой мощности, определения оптимальных конструктивных параметров гидроцилиндра рекуперативного тягово-сцепного устройства разработана основанная на методах классической механики трехмерная математическая модель движения лесовозного автомобиля с прицепом по неровной опорной поверхности. На основе этой модели создана компьютерная программа, с помощью которой получены зависимости влияния скорости лесовозного автомобиля с прицепом, высоты неровностей опорной поверхности, диаметра гидроцилиндра рекуперативного тягово-сцепного устройства на средние значения рекуперативной мощности и продольного ускорения. Выявлено, что эксплуатация лесовозного автомобиля с прицепом, оснащенным подобным устройством, по лесным дорогам с грунтовым покрытием позволяет рекуперировать мощность 4,0 кВт. Установлено, что рекуперируемая мощность с увеличением скорости движения лесовозного автомобиля с прицепом по лесной дороге с грунтовым покрытием изменяется по квадратичному закону. Обнаружено, что при увеличении средней высоты неровностей опорной поверхности до 0,4 м возрастание средних значений рекуперируемой мощности и продольного ускорения прицепа происходит по закону, близкому к квадратичному, однако дальнейшее увеличение высоты неровностей опорной поверхности не приводит к значительному росту этих показателей. Определен оптимальный диаметр гидроцилиндра для устройства, позволяющего рекуперировать наибольшую мощность при высокой эффективности демпфирующих свойств гидросистемы. Результаты работы могут быть использованы научно-исследовательскими и проектно-конструкторскими организациями при разработке и совершенствовании рекуперативных тягово-сцепных устройств лесовозных автомобилей с прицепом.
Для цитирования: Посметьев В.И., Никонов В.О., Посметьев В.В. Компьютерное моделирование рекуперативного тягово-сцепного устройства лесовозного автомобиля с прицепом // Лесн. журн. 2019. № 4. С. 108–123. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.108

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

В. И. Посметьев, Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова

д-р техн. наук, проф.

В. О. Никонов, Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова

канд. техн. наук, доц.

В. В. Посметьев, Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова

канд. физ.-мат. наук, доц.

Литература

Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. 279 с.

Грановский В.А., Сирая Т.Н. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. 288 с.

Инженерные расчеты на ЭВМ: Справочное пособие / [В.А. Троицкий, И.М. Иванова, И.А. Старостин, В.Д. Шелест]; под ред. В.А. Троицкого. Л.: Машиностроение, 1979. 288 с.

Кузьмичев Д.А., Радкевич И.А., Смирнов А.Д. Автоматизация экспериментальных исследований: учеб. пособие. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1983. 392 с.

Мудров А.Е. Численные методы для ПЭВМ на языках Бейсик, Фортран и Паскаль. Томск: МП «РАСКО», 1991. 272 с.

Никонов В.О., Посметьев В.И., Журавлев Р.В. Анализ конструктивных особенностей тягово-сцепных устройств грузовых автомобилей с прицепами // Воронеж. науч.-техн. вестн. 2018. Т. 4, № 4(26). С. 13–24. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=36759935 (дата обращения: 25.02.2019).

Никонов В.О., Посметьев В.И., Посметьев В.В. Оценка эффективности лесовозного автопоезда с накопителями энергии в гидромоторах колес на основе компьютерного моделирования // Мир транспорта и технологических машин. 2018. № 3(62). С. 46–54.

Никонов В.О., Посметьев В.И., Яковлев К.А. Рекуперация гидравлической энергии в тягово-сцепном устройстве лесовозного автомобиля с прицепом // Лесотехн. журн. 2018. № 4. С. 230–239. DOI: 10.12737/article_5c1a323b1d0433.96668845

Новиков Е.А., Кнауб Л.В. Численные методы для обыкновенных дифференциальных уравнений и динамических систем: учеб. пособие. Красноярск: СибФУ, 2010. 112 с.

Посметьев В.И., Никонов В.О. Обоснование схемы лесовозного автомобиля, оснащенного перспективной конструкцией колесного модуля с гидроприводом // Мир транспорта и технологических машин. 2017. № 3(58). С. 27–34.

Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы: учеб. пособие для вузов. М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1989. 432 с.

Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: учеб. для вузов. М.: Высш. шк., 1998. 319 с.

Abu-Hamdeh N.H., Al-Jalil H.F. Computer Simulation of Stability and Control of Tractor-Trailed Implement Combinations under Different Operating Conditions // Bragantia, Compinas. 2004. Vol. 63, no. 1. Pp. 149–162.

Dindorf R., Woś P. Development of Energy Efficient Hydrostatic Drives with Energy Recovery // Mechanik. 2017. No. 8-9. Pp. 776–782. DOI: 10.17814/mechanik.2017.8-9.114

Fang Z., Guo X., Xu L., Zhang H. Experimental Study of Damping and Energy Regeneration Characteristics of a Hydraulic Electromagnetic Shock Absorber // Advances in Mechanical Engineering. 2013. Vol. 2013, art. 943528. DOI: 10.1155/2013/943528

Heikkilä M., Linjama M. Hydraulic Energy Recovery in Displacement Controlled Digital Hydraulic System // Proceedings of the 13th Scandinavian International Conference on Fluid Power, Linköping, Sweden, June 3–5, 2013. Linköping: Scandinavian International Conference on Fluid Power, 2013. Pp. 1–7.

Posmetev V.I., Nikonov V.O., Posmetev V.V. Investigation of the Energy-Saving Hydraulic Drive of a Multifunctional Automobile with a Subsystem of Accumulation of Compressed Air Energy // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 441, art. 012041. DOI: 10.1088/1757-899X/441/1/012041

Wang R., Jiang Q., Ye Q., Chen L., Meng X. Characteristics Analysis and Experiment of Hydraulic Interconnected Energy-Regenerative Suspension // Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery. 2017. Vol. 48(8). Pp. 350–357. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2017.08.042

Zhang H., Guo X., Xu L., Hu S., Fang Z. Parameters Analysis of Hydraulic-Electrical Energy Regenerative Absorber on Suspension Performance // Advances in Mechanical Engineering. 2014. Vol. 2014, art. 836502. DOI: 10.1155/2014/836502

Zou J., Guo X., Xu L., Abdelkareem M.A.A., Gong B., Zhang J., Tan G. Simulation Research of a Hydraulic Interconnected Suspension Based on a Hydraulic Energy Regenerative Shock Absorber // SAE Technical Paper 2018-01-0582. 2018. DOI: 10.4271/2018-01-0582

Поступила 01.03.19

Опубликован
2019-07-11
Как цитировать
Посметьев, В., В. Никонов, и В. Посметьев. Компьютерное моделирование рекуперативного тягово-сцепного устройства лесовозного автомобиля с прицепом. Лесной журнал, вып. 4, July 2019, с. 108, doi:10.17238/issn0536-1036.2019.4.108.
Раздел
ЛЕСОЭКСПЛУАТАЦИЯ