Определение энергоэффективных режимов работы пневмосистемы сочлененного электробуса путем математического моделирования

Аннотация

Для городского электротранспорта, активно развивающегося в настоящее время, важно рациональное потребление электроэнергии, перевозимой на борту. Особенно это актуально для электробусов. Оптимизация электропотребления транспортного средства способствует увеличению запаса его хода, тем самым сокращая число подзарядок при движении на маршрутах и повышая эффективность эксплуатации. Одной из систем электробуса, потребляющих электроэнергию, является пневмосистема (в частности, компрессор), для которой в рамках проведенного исследования определен энергоэффективный режим работы на типовом маршруте. Компрессор --- это ключевой элемент, обеспечивающий функционирование пневматического привода тормозных механизмов, а также системы подрессоривания, отвечающей за удобство посадки--высадки пассажиров за счет наклона кузова в сторону посадки людей. Расчет проведен аналитически и с применением математического моделирования в программном комплексе MATLAB Simulink. С помощью математических моделей пневмосистемы и движения электробуса определены средний расход воздуха, изменение давления, время работы, число включений компрессора и количество потребляемой им энергии. При выполнении численных расчетов исследовано влияние увеличения объема пневмосистемы и рабочего давления на число включений компрессора, время его работы и потребление электроэнергии. Полученные результаты могут быть применены при разработке пневмосистемы, отвечающей требованиям энергоэффективности электробуса

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Рубанов П.С., Гончаров Р.Б., Скотников Г.И. Определение энергоэффективных режимов работы пневмосистемы сочлененного электробуса путем математического моделирования. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2024, № 4 (151), c. 112--128. EDN: YSPGLG

Литература

[1] Поварехо А.С., Рахлей А.И. К выбору параметров разгрузочного устройства регулятора давления питающей части. В кн.: Автотракторостроение и автомобильный транспорт. Т. 1. Минск, БНТУ, 2021, с. 245--250. EDN: SDBBMZ

[2] Рыжов Ю.Н., Трудко А.В., Тюрин А.В. и др. Сравнительный анализ гидравлических и пневматических систем. Профессия инженер. Сб. ст. Х Всерос. молодеж. науч.-практ. конф. Орел, ОГАУ им. Н.В. Парахина, 2022, с. 100--106. EDN: HIDGRY

[3] Черепицкий А., Хороманьский В., Козловский М. и др. Анализ проблемы при зарядке электрических автобусов городского транспорта. Наука и техника, 2020, т. 19, № 4, с. 349--355. DOI: https://doi.org/10.21122/2227-1031-2020-19-4-349

[4] Мальшаков А.В. Имитационная модель закономерности влияния сезонных условий на надежность пневматической подвески автобусов. Научное обозрение. Технические науки, 2016, № 5, c. 81--83. EDN: XQVJRX

[5] Коптелов О.Г. Эффект использования низкопольных автобусов на изменение времени посадки и высадки пассажиров. Проблемы функционирования систем транспорта. Матер. Междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Т. 2. Тюмень, Тюменский индустриальный университет, 2016, с. 197--200. EDN: XRAMXT

[6] Емельянов М.А., Газизуллин Р.Л., Бузунов Н.В. и др. Выбор рабочего ездового цикла для математического моделирования движения грузовых автомобилей и автобусов на тяговых аккумуляторных батареях с мехатронной трансмиссией. Вестник УГАТУ, 2022, т. 26, № 4, с. 103--112. EDN: EKEBAG

[7] Petyukov A.V., Goncharov R.B., Gonsales Astua A.V. Numerical simulation of airbag module operating features. AIP Conf. Proc. 2023, vol. 2833, iss. 1, art. 020043. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0151985

[8] Жилейкин М.М., Климов А.В., Маслеников И.К. Алгоритм формирования управляющего сигнала со стороны педали акселератора, обеспечивающий энергоэффективное потребление электроэнергии тяговым приводом электробуса. Известия МГТУ МАМИ, 2022, т. 16, № 1, с. 51--60. DOI: https://doi.org/10.17816/2074-0530-100232

[9] Жилейкин М.М., Климов А.В., Антонян А.В. Метод динамической оценки вертикальных нагрузок на оси и колеса электробуса большого класса. Автомобильная промышленность, 2022, № 11, с. 18--21. EDN: HVUZNF

[10] Рубанов П.С., Гончаров Р.Б., Скотников Г.И. и др. Оценка влияния учета податливости рамы фронтального погрузчика на возникающие нагрузки в системе динамики твердых тел. Известия МГТУ МАМИ, 2023, т. 17, № 4, с. 401--409. DOI: https://doi.org/10.17816/2074-0530-472077

[11] Kotiev G.O., Miroshnichenko A.V., Stadukhin A.A., et al. Estimating operation modes for the individual wheel electric drive of the all-wheel drive vehicle with the use of the driving simulator. Conf. Ser.: Mater. Sc. Eng., 2019, vol. 534, art. 012004. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/534/1/012004

[12] Косицын Б.Б. Экспериментальное исследование энергоэффективного закона управления движением электробуса на городском маршруте. Журнал автомобильных инженеров, 2017, № 5, с. 15--23. EDN: YURFCI

[13] Бутарович Д.О., Косицын Б.Б., Котиев Г.О. Метод разработки энергоэффективного закона управления электробусом при движении по городскому маршруту. Труды НАМИ, 2017, № 2, с. 16--27. EDN: ZCSOZF

[14] Косицын Б.Б., Котиев Г.О. Разработка энергоэффективного закона управления движением электробуса с использованием метода динамического программирования. Будущее машиностроения России. Сб. докл. X Всерос. конф. молодых ученых и специалистов, 2017, с. 510 --513. EDN: OAEINJ

[15] Ермаков А.М., Салахов Р.Р., Данилов Э.Е. и др. Исследование эффективности работы климатической установки электробуса в холодное время года. Грузовик, 2023, № 2, с. 14--20. DOI: https://doi.org/10.36652/1684-1298-2023-2-14-20

[16] Маликов Р.Р., Биксалеев Р.Ш., Карпухин К.Е. и др. Влияние работы климатической системы на удельный расход энергии электробуса категории М3. Труды НАМИ, 2022, № 1, с. 68--81. DOI: https://doi.org/10.51187/0135-3152-2022-1-68-81

[17] Чикишев Е.М., Капский Д.В., Семченков С.С. Оценка влияния транспортных и природно-климатических факторов на уровень расхода электроэнергии электробусов в условиях городской среды. Наука и техника, 2021, № 1, с. 48--59. EDN: SQTOPO

[18] Schafer D., Lamantia M., Chen P. Modeling and spacing control for an electric vehicle with one-pedal-driving feature. IEEE ACC, 2021. DOI: https://doi.org/10.23919/ACC50511.2021.9483356

[19] Бутарович Д.О., Скотников Г.И., Эраносян А.В. Алгоритм управления рекуперативным торможением с помощью педали акселератора. Научно-технический вестник Брянского государственного университета, 2022, № 4, с. 275--281. DOI: https://doi.org/10.22281/2413-9920-2022-08-04-275-281

[20] Ле В.Н., Дам П.Х., Нгуен Ч.Х. и др. Исследование стратегии рекуперативного торможения электромобилей. Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ, 2023, т. 66, № 2, с. 105--123. DOI: https://doi.org/10.21122/1029-7448-2023-66-2-105-123