Чирков М.А.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ ПО ОБЪЕМУ ЗАТРАЧИВАЕМОЙ ЭНЕРГИИ НА ДВИЖЕНИЕ КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ *
Аннотация:
согласно отчетам Агентства по охране окружающей среды горнодобывающая отрасль занимает третье место после нефтегазовой и химической промышленности по объему выбросов парниковых газов. Широкое использование энергоемкого оборудования, в частности, такого как карьерные самосвалы, приводит к высоким уровням выбросов. Это в свою очередь актуализирует вопросы повышения энергоэффективности использования самосвалов. С учетом отмеченного статья посвящена определению степени влияния различных факторов по объему затрачиваемой энергии на движение карьерных автосамосвалов. В процессе исследования представлена блок-схема расчета энергопотребления с учетом таких параметров, как характеристики самосвала, участки дороги и эксплуатационные параметры. Также акцентировано внимание на влиянии сверхнормативных простоев на энергоэффективность карьерных самосвалов.
Ключевые слова:
самосвал, карьер, потребление энергии, нагрузка, топливо
Самосвалы применяются в карьерах для транспортировки руды или отходов от экскаваторов к дробилкам или отвалам. Существует множество типов карьерных самосвалов, оснащенных мощными дизельными двигателями в качестве силовой установки, с высоким потреблением энергии. В результате чего фактическое выполнение стандартов выбросов загрязняющих веществ не является оптимистичным. Карьерные самосвалы отличаются мобильностью и гибкостью и являются важным видом транспорта при работе на открытом воздухе. Однако, к числу их основных недостатков относится большой расход топлива и высокие транспортные расходы. На грузовики приходится 30%-50% потребления энергии на руднике и около 60%-80% составляют выбросы дизельных двигателей [1]. К компаниям, работающим в горнодобывающей промышленности, выдвигаются высокие требования относительно экономии энергии и сокращения выбросов к 2050 году, в связи с этим, они должны принимать во внимание тот факт, что им необходимо будет либо заменить, либо модернизировать энергоемкое и загрязняющее оборудование.Как правило на открытых горных работах используются обычные большие карьерные самосвалы с электрическим приводом. У таких автомобилей нет аккумуляторных батарей. Поэтому для торможения на спуске они полагаются на главный тормоз и замедлитель. Механическая энергия, выделяемая при торможении, обычно преобразуется в тепловую энергию и рассеивается, что приводит к нерациональному использованию энергии [2]. Кроме того, при движении в гору с полной загрузкой карьерные самосвалы вынуждены снижать скорость для увеличения крутящего момента из-за возросшей потребности в мощности, что приводит к увеличению расхода топлива.Также известно, что простой может быть одной из основных причин неэффективности расходования энергии в процессе использования карьерных самосвалов. Термин «простой» означает время, в течение которого двигатель остается включенным, когда транспортное средство находится в неподвижном состоянии. Сокращение времени простоя — это быстрый и относительно простой способ уменьшить углеродный след и снизить затраты энергии [3]. Конечно, в ходе выполнения работ на карьере некоторый простой неизбежен, например, при использовании оборудования, которое требует, чтобы двигатель работал на холостом ходу. Однако телематические системы позволяют легко выявить чрезмерное время простоя, что дает возможность отличить неизбежный простой от ненужного. Отчеты о времени простоя содержат подробную разбивку продолжительности и случаев простоя, что позволяет рассчитать рабочий (т.е. необходимый) простой как долю от общего времени простоя. Это позволяет упростить определение областей, в которых есть возможности для улучшения расходования энергетических ресурсов.Таким образом, в последнее время проблемам энергопотребления карьерных самосвалов уделяется повышенное внимание, поскольку вопросы энергетики и охраны окружающей среды становятся все более актуальными. Эти обстоятельства и предопредели выбор темы данной статьи.Над разработкой различных подходов, нацеленных на достижение экономии энергии и сокращение выбросов карьерных самосвалов, путем координации нескольких источников энергии, таких как двигатели и электродвигатели, для улучшения общей динамики транспортного средства при одновременном снижении потребления энергии трудятся Натейкин В.Ю., Солоненко Е.И., Довженок А.С., Wenguang Wu, Sha Zhang, Zhiyong Zhang.Возможности оптимизации графика движения самосвалов с большой грузоподъемностью с целью сокращения времени простоя и снижения затрат энергии анализируют Умирзоков А.М., Мамбеталин К.Т., Сайдуллозода С.С., Маллабоев У.М., Kun Zhang, Jiabao Zeng, Qianxi Zhang, Tonglin Pu.В тоже время, несмотря на активный интерес ученых к данной проблематике, некоторые вопросы рассмотрены еще недостаточно. Так, отдельного внимания засуживает разработка эталонной модели для оптимизации удельного расхода топлива для самосвалов. Удельный расход дизельного топлива может использоваться в качестве показателя энергоэффективности для оценки и сравнения транспортных операций с точки зрения затрат энергии на действующем руднике.Таким образом, цель статьи заключается в рассмотрении степени влияния различных факторов по объему затрачиваемой энергии на движение карьерных автосамосвалов.Энергопотребление и расходы топлива на движение карьерных самосвалов зависит от скорости и длины пройденного пути. При этом величина скорости в карьере определяется условиями безопасной эксплуатации, а длина пути — параметрами карьера (глубина, площадь и величина уклона) [4]. Общее потребление энергии при выполнении одного цикла, включая подъем самосвала с грузом из карьера, опускание пустого самосвала и маневрирование в местах погрузки и разгрузки, описывается следующим выражением:
Номер журнала Вестник науки №6 (87) том 2
Ссылка для цитирования:
Чирков М.А. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ ПО ОБЪЕМУ ЗАТРАЧИВАЕМОЙ ЭНЕРГИИ НА ДВИЖЕНИЕ КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ // Вестник науки №6 (87) том 2. С. 1931 - 1938. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/24117 (дата обращения: 09.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+