Hydraulic hybrid vehicle with energy recuperation

• Autorzy: Gawlik A. , Sobczyk A. , Walczak P.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.16.282.6114

Warianty tytułu

PL

Hydrauliczny hybrydowy pojazd z odzyskiem energii

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Modern transport vehicles and mobile machines have a high advanced functionality and quality of work. However, it is often associated with high power consumption. That is why research focused on reducing vehicle operating costs is so important. The possibilities of reduction of fuel consumption in combustion engines, which are usually the primary source of energy in many vehicles, seem to be exhausted. It came from design constraints of the combustion engine and increasingly stricter emission’s standards. That is way very popular become energy recovery system. Usually, these systems are based on an electric storage battery. Energy is capturing during braking of the vehicle and transferred to the electric motor periodically connected with the drive system. While, in the vehicles driven by hydrostatic system hydraulic energy in a similar way can be captured and stored in the hydro-pneumatic accumulator. This paper presents such solution of energy saving system based on an additional pump and hydro-pneumatic accumulator build into vehicle hydrostatic drive system. Mechanical and hydraulic elements of vehicle drive system were modelled using SimulationX software. The standard drive system is comparing with the energy recuperation drive system. Tests have been conducted for assumed working cycle and several operating parameters by the use of SimulationX. Reached than 10% energy saving in one cycle, confirms the correctness of designed structure of the hydraulic energy recovery system.

PL

Współczesne pojazdy transportowe i maszyny mobilne charakteryzują się wysoko zaawansowaną funkcjonalnością i jakością pracy. Jest to jednak często związane z dużym zużyciem energii. Zrozumiałe jest zatem prowadzenie prac ukierunkowanych na ograniczenie kosztów eksploatacyjnych. Możliwość znaczącego obniżenia zużycia paliwa przez silniki spalinowe, będące zazwyczaj źródłem pierwotnym energii w pojazdach użytkowych, wydaje się być wyczerpana. Wynika to zarówno z ograniczeń konstrukcyjnych silnika spalinowego, jak i zaostrzających się norm dotyczących czystości spalin. Stąd też zainteresowanie systemami odzysku energii wspomagającej jednostkę napędową przy zwiększonym obciążeniu. Zwykle są to układy bazujące na akumulatorach elektrycznych, w których jest gromadzona energia przechwytywana w procesie hamowania pojazdu i przekazywana następnie do silnika elektrycznego łączonego okresowo z układem napędowym, nazywane popularnie hybrydowymi układami napędowymi. W artykule opisano rozwiązanie i wyniki testów symulacyjnych systemu odzysku energii kinematycznej dla małego pojazdu transportowego z przekładnią hydrostatyczną. Układ napędowy pojazdu złożony z elementów mechanicznych i hydraulicznych zamodelowano z wykorzystaniem bibliotek programu SimulationX firmy ITI GmbH. W celu porównania energochłonności standardowego układu napędowego i układu wspomaganego przez system rekuperacji energii przeprowadzono testy symulacyjne dla przyjętego cyklu roboczego oraz dla kilku konfiguracji parametrów eksploatacyjnych. Osiągnięta ponad 10% oszczędność energii w cyklu testowym potwierdza słuszność założeń zaprojektowanej struktury proponowanego systemu odzysku energii.

Słowa kluczowe

EN

energy recuperation; hydrostatic drive; SimulationX

PL

odzysk energii; napęd hydrostatyczny; SimulationX

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Mechanika
• Rocznik: 2016
• Tom: Y. 113, iss. 5-M
• Strony: 13--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Gawlik A.

• Institute of Machine Design, Faculty of Machine Design, Cracow University of Technology

autor

Sobczyk A.

• Institute of Machine Design, Faculty of Machine Design, Cracow University of Technology

autor

Walczak P.

• Institute of Machine Design, Faculty of Machine Design, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Chojnacki M., Sobczyk A., Walczak P., Symulacja możliwości odzysku energii w układzie hydraulicznym koparki, Inżynieria Maszyn, No. 2, 2014, 28–37.
• [2] Gawlik A., Energy Recovery System for Excavators With Movable Counterweight, 39th International Scientific Congress on Powertrain and Transport Means, No. 2, Jurata 2013, 113–120.
• [3] Gawlik A., Sobczyk A., Walczak P., System odzysku energii w pojazdach z napędem hydrostatycznym, Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze, No. 2 (24), 2014, 47–50.
• [4] Kucybała P., Pobędza J., Energy Recuperation in Hydrostatic Transmission System, Hydraulika i Pneumatyka, No. 6, 2008, 31–33.
• [5] Lin C-C., Wu B., Filipi Z., Peng H., Assanis D., Optimal Power Management for a Hydraulic Hybrid Delivery Truck and Wheel Loaders, Journal of Vehicle System Dynamics, vol. 42, 2004, 23–40.
• [6] Liang X., Virvalo T., Energy Reutilization and Balance Analysis in a Hydraulic Crane, Iha, Tampere University of Technology, 2003.
• [7] Sobczyk A., Improvement of Hydraulic System Efficiency by Means of Energy Recuperation, Cracow University of Technology Press, Krakow 2011.
• [8] Stecki J., Matheson P., Advances in Automotive Hydraulic Hybrid Drives, Proc. of the 6th International Conference on Fluid Power Transmission and Control, China, Hangzhou 2005.
• [9] Śliwiński P., The basics of design and experimental tests of the commutation unit of a hydraulic satellite motor, Archives of Civil and Mechanical Engineering, nr 16/2016. DOI: 10.1016/j.acme.2016.04.03.
• [10] Kędzia K., Wyznacznik zmienności cyklu obciążenia wieloźródłowego hydrostatycznego układu napędowego, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2014.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)