Główna Wydawnictwa Monografie Prace naukowe - Monografie KOMAG Monografia nr 50

Monografia nr 50

Metodyka doboru punktu pracy silnika w napędzie hybrydowym z wykorzystaniem modeli symulacyjnych

Rafał Konsek, Arkadiusz Mężyk

Gliwice 2017, s.1-107, il., bibliogr. 82 poz.

ISBN 978-83-65593-06-1,

cena egz. 35,00 zł

Podstawowym źródłem napędu stosowanym obecnie w transporcie górnictwa podziemnego jest silnik spalinowy. Oprócz korzyści, jakie wynikają z zastosowania tego typu napędu, obserwuje się zagrożenie związane z zanieczyszczeniem powietrza, co wymusza konieczność poszukiwania innych rozwiązań napędów w mniejszej emisji gazów stosowanych w podziemnych wyrobiskach.

Jednym z nich jest napęd hybrydowy. Taki układ gwarantuje największe oszczędności paliwa i cechuje się niską emisją substancji toksycznych do atmosfery. Dzięki możliwości pracy tylko w trybie elektrycznym, pojazd z tym napędem może pokonywać wybrane odcinki trasy z minimalną emisją hałasu, ciepła i nie wydzielając przy tym toksycznych spalin. Monografia przedstawia metodykę doboru punktu pracy silnika spalinowego w napędzie hybrydowym lokomotywy górniczej, skupiając się przede wszystkim na zużyciu paliwa oraz emisji substancji toksycznych. We wstępie przedstawiono rozwój lokomotyw w górnictwie podziemnym oraz rozwój napędów hybrydowych. W dalszej części pracy przedstawiono koncepcję napędu hybrydowego przeznaczonego do lokomotywy górniczej oraz wykonano obliczenia trakcyjne. Następnie dobrano podzespoły służące do budowy napędu hybrydowego wykonując przy tym badania stanowiskowe silnika spalinowego. Na podstawie badań stanowiskowych silnika spalinowego określono kryteria jego pracy, wyznaczając przy tym punkty jego pracy dla minimalnej emisji substancji toksycznych oraz minimalnego zużycia paliwa. Zbudowano model symulacyjny lokomotyw z napędem hybrydowym i spalinowym. Wykonano badania symulacyjne obu tych lokomotyw dokonując analizy porównawczej w zależności od zużytego paliwa oraz ilości wydzielonych substancji toksycznych.

 

 

 

Methodology for selection of operating point of an engine in a hybrid drive with use of simulation models

Diesel engine is the main driving system in mine underground transportation. Despite the advantages of such drive, it brings hazards associated with air pollution what requires searching for other solution of drives of lower gas emission in the case of using them in mine undergrounds. The hybrid drive is one of such solutions Such system guarantees low fuel consumption and low emission of polluting gases. Due to possibilities of operation only with electric drive mode, the vehicle can pass the selected section with minimal emission of noise and heat as well as with no emission of toxic substances.

The monograph describes how to select the operating point of diesel engine in a hybrid drive of mine locomotive, mainly focusing on fuel consumption and emission of toxic substances. A development of locomotives in the underground mining industry and development of hybrid drives are presented in the introduction. A concept of hybrid drive designed for mine locomotive as well as traction calculations are given in the next part. The components for hybrid drive were selected and stand tests of diesel engine were carried out. The criteria for diesel engine operation were defined on the basis of stand tests and its operating points, at which emission of toxic substances is the lowest and fuel consumption is minimal, are determined. A simulation model of locomotive with hybrid drive and locomotive with diesel drive was built. Operation of both locomotives was simulated as well as their fuel consumption and amount of released toxic substances are compared.