CC BY
10
ЗАГАЛЬН! ПИТАННЯ АВТОМОБ1ЛЬНОГО ТРАНСПОРТУ
УДК 629.341 Б01: 10.30977/АТ.2219-8342.2019.44.0.70
ПРИСТР1Й ПРИМУСОВОГО ЗНИЖЕННЯ ШВИДКОСТ1 З ФУНКЩСЮ ГЕНЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГИ
Гнатов А. В.1, Аргун Щ. В.1, Гнатова Г. А.1, Тарасов К. С.1, Пошкаровська С. В.1, 1Харк1вський нацюнальний автомоб1льно-дорожн1й ушверситет
Анотаця. Проведено анал1з техшчних ршень щодо пристрогв примусового зниження швидко-ст1 автомобмв (ППЗША). Розроблено конструкщю ППЗША з функщею генерування електроенергИ (ЕЕ). Наведено його схематичм креслення, схему електричну принципову 7 розкрито принцип дИ. Запропоновано один з вар1ант1в тшох1дного переходу з додатковим осв1тленням та з лазерною сигнальною системою, що обладнаний ППЗША з функщею генерування ЕЕ. Проведено моделювання юлькост! ЕЕ, яку здатен згенерувати запропонований пристр1й залежно в1д Штенсивност1 дорожнього руху.
Ключов1 слова: енергоефективш технолога, генерування електроенергИ, альтернативна дже-рела електроенергИ, безпека дорожнього руху.
Вступ
Небезпека, яку несуть в собi автотранспо-ртш засоби, що 1дуть на великш швидкосп повз людш мюця, таю як: школи, ушверсите-ти, торпвельш центри, дошкшьш установи, лшарш, е вкрай високою.
Як показують статистичш даш, в багатьох випадках води не знижують швидкосп руху автотранспортного засобу, перетинаючи область шшохщного переходу. Зазвичай вир> шення ще! проблеми покладалось на дорож-ню розмiтку та спецiальнi знаки, яю попереджали про розташування шшохщного переходу. Цього не завжди вистачае. К^м того, i пiшоходи також створюють аварiйнi ситуаци, порушуючи правила дорожнього
руху.
Через все вище зазначене, кiлькiсть аварiй i дос залишаеться високою. Це стосуеться не тшьки Украши, а i всього свггу [1, 2].
В багатьох випадках для виршення вка-зано! проблеми потрiбно використовувати додаткове обладнання. Це стае нагальним, особливо в темний час доби або при попр-шенш погодних умов, що призводить до зниження видимостi на дороз^
Для узгодження поведiнки пiшоходiв i водив, з метою зменшення небезпеки всiх уча-сниюв дорожнього руху, використовують рiзноманiтнi пристро!, наприклад, спецiальнi дорожнi перешкоди - так зваш «лежачi пол> цейсью», що змушують водив зменшувати швидюсть [3, 4]. Для привернення уваги до сигналу свгглофора на шшохщних переходах
розробляють нестандартнi методи, розгляну-тi у роботах [5, 6].
Тому розробка пристрою для забезпечен-ня зниження швидкосп автотранспортних засобiв бiля пiшохiдних переходiв, що зро-бить цю частину дороги безпечною для вшх учасникiв дорожнього руху, е актуальним завданням.
Мета 1 постановка завдання
Метою роботи е розробка пристрою генерування електрично! енерги та примусового зниження швидкосп автомобшв для облад-нання пiшохiдних переходiв та iнших д^-нок дороги, де е необхщшсть у зниженш швидкостi автотранспортних засобiв.
Для досягнення поставлено! мети необидно виршити наступнi задачi:
□ провести аналiз технiчних рiшень пристрой примусового зниження швидкосп ав-томобiлiв;
□ розробити конструкщю пристрою примусового зниження швидкосп автомоб> лiв з функщею генерування електроенерги (ЕЕ);
□ розкрити принцип ди розробленого пристрою;
□ запропонувати один з варiантiв шшохщного переходу з додатковим освiтленням та з лазерною сигнальною системою, що об-ладнаний пристроями примусового зниження швидкосп автомобiлiв з функцiею генерування електрично!енерги.
Аналiз публжацш
Пристрiй примусового зниження швидко-стi автомобiлiв (11ПЗША) з функцieю гене-рування ЕЕ вщноситься як до сфери дорож-нього будiвництва, безпеки дорожнього руху, так i до поновлюваних зелених джерел електрично! енергп. В даному випадку йдеться про перетворення кшетично! енергп в елект-ричну [7].
Аналогом ППЗША з функщею генерування електрично! ЕЕ е обмежувач швидкостi, що генеруе електричну енерпю, запропонований авторами патенту [8]. Вш поеднуе в собi двi функцп: працюе як звичайний обмежувач швидкосп («лежачий полщейський»), а також перетворюе кiнетичну енергiю i вагову силу транспортного засобу (ТЗ) в електричну. Авто-ри цього патенту стверджують, що електрое-нерпя генеруеться лiнiйним електричним генератором, вбудованим всерединi «лежачого полщейського», пiд час на!зду ТЗ на нього. Цей пристрiй використовуеться для обмеження швидкостi автомобiля та, одночасно, як понов-люване джерело ЕЕ, яка може бути використа-на електроспоживачами, що розташоваш по-руч, - живлення домашнiх господарств, шкiл, офюних будiвель, торговельних центрiв тощо. Недолгом ц^е! розробки е И вщносно мала ефективнiсть, адже кшьюсть ЕЕ, що буде зге-неровано, напряму залежить вiд швидкостi пе-ремщення ротора вщносно статора. Тобто для ефективно! генерацп ЕЕ необхщно, щоб автот-ранспортнi засоби про!здили цей пристрш на великш швидкостi.
Автори патенту [9] запропонували електро-мехашчний пристрiй перетворення кшетично! енергп в електричну iз пружинним накопичу-вачем. Цей пристрш можна розглядати як ще один аналог до запропонованого пристрою примусового зниження швидкостi з функщею генерування ЕЕ. Як описано в патент [9], вш мае корпус iз натискною кришкою, в якому спiввiсно розмiщенi ротор i статор, з можливю-тю !х перемiщення один вщносно одного. Ротор виконано з неодимових магнтв, а однаковi кiнцi обмоток статора з'еднаш мiж собою та виходять до електричного випрямляча. Цей пристрш може бути використаний як альтерна-тивне та децентралiзоване малопотужне дже-рело ЕЕ. Його недолiком е мала ефектившсть, адже кiлькiсть згенеровано! ЕЕ напряму залежить вщ кiлькостi та швидкостi натискання. Крiм того, вiн не пiдходить для використання в якостi пристрою примусового зниження швидкосп автомобiлiв, бо не розрахований на вагу ТЗ.
В робой [10] запропоновано так званий генератор швидкосп (8БРО) - це система, що дозволяе виробляти енергiю вiд про!зду по нш автомобiлiв. Коли автомобiль про!жджае через 8БРО, його механiчна система поглинае кше-тичну енергiю автомоб^ i перетворюе И в електричну. У статп [10] представленi рiзнi типи генераторiв 8БРО. Автори зазначають, що можна згенерувати до 65 Вт, якщо натискання виконуеться масою 85 кг. Також, автори роблять припущення, що цi потужносп мо-жуть становити близько десятюв кВт, коли ТЗ масою декшька тонн будуть про!здити через генератор 8БРО. До недолiкiв представленого генератора можна вщнести його складну конс-трукцiю, досить дорогий монтаж та обслугову-вання. Також автори не приводять конкретних технiчних рiшень, що шдходять для монтажу таких генераторiв на дорогах поруч iз тшохщ-ними переходами.
У статтi [11] запропоновано використовува-ти «лежачий полщейський», що мае п'езоелектричт елементи. Отже, при про]дщ через нього автомобiля в ньому за допомогою п'езоелементiв буде генеруватися ЕЕ. Недоль ком такого роду пристро!в е те, що п'езоелектричт елементи мають малу потуж-тсть i сумарна кшьюсть ЕЕ, що може бути ви-роблена при прогад одного автомобiля, не пе-ревище 1 Вт, що зазначено в робот [11]. Ще одним недолшом даного пристрою е те, що п'езоелектричт елементи мають низьку надш-нiсть та досить крихю. Це в реальних дорожнiх умовах швидко призведе до виходу !х з робо-чого стану.
Найбшьш близьким за сво!м принципом ди до запропонованого пристрою примусового зниження швидкостi з функцiею генерування електрично! енергп е електромеханiчний пристрш перетворення кшетично! енергп в електричну з мультипшкатором [12-13]. У зазначе-них роботах запропоновано пристрш перетворення кшетично! енергп вщ натискання в електричну. Основною складовою частиною даного пристрою е електромашинний перетво-рювач. Його недолiком е невелика ефектившсть. Це пов'язано з тим, що вш розрахований на вагу людини i не може використовуватися як генератор енергп вщ примусового зниження швидкосп автотранспортних засобiв.
Конструкцiя та принцип дп пристрою примусового зниження швидкостi
При розробцi ППЗША було поставлено задачу розширення його функцiональних мож-ливостей i вирiшення проблеми низько! ефек-
тивносп роботи. Це було досягнуто за рахунок вдосконалення конструкци пристрою приму-сового зниження швидкостi. А саме, до конструкци пристрою запропоновано додати елект-ромеханiчний перетворювач енерги (електромашинний вузол) з мультипшкатором, що пiдвищуe частоту обертання ротора елект-рично! машини (електрогенератора). Отже, особливютю вказаного ППЗША е те, що вш виконуе двi функцл:
- працюе як звичайний обмежувач швидко-стi («лежачий полщейський»);
- тд час проезду ТЗ через нього генеруеться ЕЕ. При цьому ефективнiсть перетворення ю-нетично! енерги в електричну буде бiльшою, шж у вище розглянутих пристроях [9-13]. Це досягаеться завдяки використанню цитндрич-ного мультиплiкатора та бiльшого ходу рейки приводу.
Конструктивш особливостi запропоновано-го пристрою пояснюеться схематичними крес-леннями (рис. 1, 2) [14].
Рис. 1. Схема роботи ППЗША з функщею генерування електроенерги [ 14] 1 - товстолистова шина; 2 - рейки приводу електрогенератора; 3 - пружини; 4 - шестерня приводу електрогенератора; 5 - мультипткатор; 6 - електрогенератор; ^ - сила натискання; ¥2 -сила дп пружини; и - швидкiсть руху ТЗ
6 5
/ /
/ Г 1 к
\ V
Рис. 2. Схема електромашинного вузла пристрою [14]: 4 - шестерня приводу електрогенератора; 5 - мультиплшатор; 6 -електрогенератор; ^ - сила натискання; □ - кутова швидюсть обертання
Запропонований пристрш примусового зниження швидкост з функщею генерування ЕЕ працюе наступним чином. Коли колесо автомобшя зi швидюстю и нашджае на товс-толистову шину 1, яка з'еднана з рейками приводу електрогенератора 2 i пружинами 3, то товстолистова шина 1 починае рухатися вниз тд вагою автотранспортного засобу -тд дiею сили натискання (рис. 1, 2), тим самим перемiщуе одну з рейок приводу електрогенератора 2, яка сво!ми зубцями зчепле-на з шестернею приводу електрогенератора 6. Рейка приводу електрогенератора 2 пере-мщуеться вниз до повного стискання пружини 3 i тим самим обертае шестерню при-
воду електрогенератора 4, яка жорстко кр> питься на валу мультиплшатора 5, який зб> льшуе кутову швидюсть обертання ю ротора електрично! машини (електрогенератора) 6. Коли колесо перемютиться на другу половину товстолистово! шини 1, процес повторю-еться, але починае працювати друга рейка приводу електрогенератора 2. При цьому пружина 3, яка була стиснута тд дiею колеса, розпрямляеться пiд дiею сили а друга пружина, навпаки, стискаеться пiд дiею сили ^1, i ротор електрогенератора, пiд дiею дру-го! рейки приводу електрогенератора 2 через шестерню приводу електрогенератора 4, по-чинае обертатися у зворотному напрямку i наводить ЕРС в обмотках статора з вiд'емним значенням. Обмотки статора електрогенератора шдключеш до електричного випрямляча 7 (рис. 3). При наведенш ЕРС по обмотках починае протшати змiнний елект-ричний струм, а шсля його випрямлення на електричному випрямлячi 7 вш заряджае ем-нiсний нагромаджувач С - юшстор та через дюд УБ - акумуляторну батарею ОБ. Вими-кач 8 вмикае електроживлення до наванта-ження 2.
Рис. 3. Схема електрична-принципова ППЗША, що генеруе електроенерпю: 1 - товстолистова шина; 5 - мультиплшатор; 6 - електрогенератор; 7 - електричний випрямляч; С - емнюний нагромаджувач; VD - дiод; GB - акумуляторна батарея; S - вимикач; Z - навантаження
Таким чином, пристрш примусового зниження швидкосп з функщею генерування електроенерги дозволяе збшьшити ефектив-нiсть перетворення енергп вщ натискання в електричну за рахунок використання елект-ромехашчного перетворювача енергiï на базi електромашинного вузла, який приводиться в дда через редуктор, що пщвищуе швид-кiсть обертання, - мультиплшатор, а також виконуе функцiю обмежувача швидкосп ТЗ.
Запропонований пристрш генерування електричноï енерги може бути використаний, як установка для обмеження швидкосп ТЗ, яка одночасно генеруе вщновлювану електричну енерпю. Електроенерпя, вироблена
пристроем, може бути використана для дода-ткового електроживлення споживачiв електроенерги - домашшх господарств, шкш, оф> сних будiвель, торгових цен^в тощо.
Безпека та освiтлення шшохщних переходiв з використанням зелено'1 енергп
Украïна, як i бiльшiсть краш, що розви-ваються, мае серйозш проблеми з безпекою пiшоходiв, яю е учасниками дорожнього ру-ху. У цьому е провина як водив, так i самих пiшоходiв. Для наочност на рис. 4 представ-ленi причини ДТП за кшьюстю постражда-лих в Украш за 2017 р. [3].
Рис. 4. Причини дорожньо-транспортних пригод з жертвами в Укрш'ш за 2017 рш
Як видно з рис. 4, одшею з основних причин ДТП е перевищення швидкосп. Але ва-жливо вiдзначити те, що абсолютно вш поз-начеш причини можуть призвести до трагеди будь-якого з учасникiв дорожнього руху, в тому чи^ й пiшоходiв.
В Украïнi велика кiлькiсть шшохщних пе-реходiв не мае ш свiтлофорiв, нi нормальноï дорожньоï розм^ки. Деякi мають доволi сла-бке осв^лення в темний час доби або не осв^люються взагалi.
Тому пщвищення безпеки пiшоходiв можна роздшити на двi складовi:
- зниження швидкосп ТЗ перед шшохщ-ними переходами;
- обладнання пiшохiдних переходiв дода-тковими технiчними засобами, що сприяють дотриманню правил дорожнього руху як ш-шоходами, так i водiями.
Один з можливих прикладiв обладнання шшохщних переходiв пристроями примусового зниження швидкост та генерування електроенерги представлено на рис. 5.
Проведений аналiз причин ДТП за участю пiшоходiв (рис. 4) показав, що найпершим кроком у виршенш ще1' проблеми е розробка пристро1'в, що змушують i пiшоходiв, i водив дотримуватися правил дорожнього руху. До-могтися цього можна застосуванням нестан-дартних способiв залучення уваги вшх учас-
ниюв руху до сигналу свгтлофора на шшох> дних переходах.
Вище представлено i детально описано роботу одного з можливих варiантiв практичного виконання пристро!в, який не тiльки забезпечуе зниження швидкосп автотранс-портних засобiв, а й е поновлюваним джере-лом живлення, тобто дозволяе генерувати електроенерпю.
Грунтуючись на проведених дослщженнях i представлених розробках, пропонуеться обладнати пiшохiднi переходи описаним ви-ще пристроем в сукупност з лазерною сиг-нальною системою, описаною в [15, 16], (рис. 6).
Даш системи потребують постшного еле-ктропостачання, а пропонований пристрiй (рис. 1) здатен генерувати необхщну кшьюсть електроенергi! для !х роботи. Така коо-перацiя дозволить значно знизити аварш-нiсть на дорожнiх переходах i зробити !х регульованими.
б
Рис. 5. Пшохщний перехiд, що обладнаний ППЗША з функщею генерування ЕЕ: а -приклад зовшшнього вигляду; б -загальна схема
При цьому енерпю для роботи свгтлофора генерують самi ж автотранспортш засоби, що
про1'жджають по данш дшянщ дороги. Якщо дшянка дороги е досить жвавою, то очевидно, що згенеровано1' зелено1' енерги буде б> льше, шж необхiдно для функцiонування вказаноï системи. Отже, надлишок енерги можна буде передавати шшим (стороншм) споживачам. Тобто даний пристрш (техшчна система) е альтернативним i децентралiзова-ним джерелом електроенерги. I тут мова вже йде про енергоефективш та енергозберiгаючi технологи. А ця тема е одшею з найбшьш актуальних у сучасному свт [17, 18].
Рис. 6. Св^лофори з лазерною сигнальною
системою
Змоделюемо кшьюсть електроенергП, яку здатен згенерувати запропонований пристрш примусового зниження швидкостт Виходячи з результатв проведених експериментальних дослiджень, що здшснеш в ХНАДУ, i пред-ставленi у публiкацiях [6, 12, 13, 14], та да-них представлених у публiкацiях закордон-них науковцiв [10, 11], можна спрогнозувати, що один про1зд колеса автомобшя по одному сегменту пристрою примусового зниження швидкостГ приведе до генераци ~ 25 Вт електроенерги. Отже, вщ про1зду одного автомобшя запропонований пристрш, що склада-еться з двох сегмеипв (рис. 1), згенеруе близько 100 Вт електроенерги (два сегменти - це двГ конструкци пристрою (рис. 1) в одному корпус^.
На рис. 5 представлено загальну схему шшохщного переходу, що обкладений опи-саними пристроями. ТодГ, за таких конструк-цГй i компонування, один автомобшь забез-печить генерування ~200 Вт електроенергП. Маючи такi початковi данi, можна спрогнозувати кшьюсть згенерованоï електроенергiï на даному шшохщному переходi залежно вГд iнтенсивностi дорожнього руху автомоб> лГв. Отриманi результати приведет в табл. 1.
Одержат результата не е остаточними та лише показують можливост запропоновано-го пристрою примусового зниження швидко-сп з функцiею генерування електроенерги. Конкретш значення будуть залежать вщ типу електрогенератора, технiчних характеристик мультиплшатора, конструктивних особливо-стей виконання пристрою, швидкосп пршзду автомобiлями даного пристрою тощо. Але, маючи розрахунковi дат, щодо можливостей пристрою як поновлюваного джерела елект-роенерги, можна спрогнозувати (знаючи ш-тенсивнiсть руху ТЗ), яку кшьюсть електроенерги вш здатен згенерувати.
Таблиця 1 - Результати модулювання генераци електроенергИ
Отже, знаючи це, можна спроектувати св^лофори з лазерною сигнальною системою на доннш чистинi дороги з визначеною по-тужнiстю електроспоживання, якi будуть працювати незалежно вiд централiзованоï системи електропостачання. Тобто осв^лен-ня i лазерна iндикацiя будуть органiзованi за рахунок самих учасниюв дорожнього руху. Це забезпечить як ефективне використання енергоресуршв, так i значно пщвищить без-пеку дорожнього руху. А це збережеш життя людей.
Висновки
Проведено аналiз технiчних рiшень щодо пристроïв примусового зниження швидкостi автомобiлiв, який показав, що пристроï примусового зниження швидкосп е дieвими за-собами для забезпечення безпеки учасникам дорожнього руху на визначених дшянках дороги. Особливо це стосуеться дшянок iз ш-шохiдними переходами.
Представлено розроблену конструкцiю пристрою примусового зниження швидкосп автомобшв з функщею генерування електроенерги, наведено його схематичш крес-лення та схему електричну принципову.
Докладно розкрито принцип дн розробле-ного пристрою примусового зниження швид-
косп автомобiлiв з функщею генерування електроенерги.
Запропоновано один з BapiarniB шшохщ-ного переходу з додатковим осв^ленням та з лазерною сигнальною системою. Цей тшо-хщний пеpехiд обладнано пристроями примусового зниження швидкосп автомобшв з функщею генерування електроенерги.
□ проведено моделювання кшькосп електроенерги, яку здатен згенерувати запропо-нований пристрш примусового зниження швидкостi. Отже, за один день роботи запро-понований пристрш здатен згенерувати (за-лежно вiд iнтенсивностi дорожнього руху) вщ 60 кВт до 400 кВт. Спираючись на отри-мaнi результати модулювання, можна спроектувати шшохщний перехщ, обладнаний додатковим освпленням та лазерною сигнальною системою оповщення учaсникiв дорожнього руху. При цьому електропостачання для тако! системи буде здшснюватися незалежно вiд центpaлiзовaноl системи, а са-ме, вщ пристрою примусового зниження швидкостi автомобшв з функцiею генерування електроенерги. Це не тшьки втiлить у життя енергоефективш технологи в гaлузi дорожнього будiвництвa, а й значно шдвищить безпеку дорожнього руху.
Л^ература
1. Каждые три минуты в Украине происходит ДТП, а каждые 2,5 часа в них гибнет человек. Сегодня 2018. URL: https://www.segodnya.ua/ukraine/ukraincy-stali-chashche-popadat-v-dtp-1111181.html (дата зве-рнення 14.12.2018).
2. Hnatov A., Arhun S., Ponikarovska S. Energy saving technologies for urban bus transport. Int J Automot Mech Eng. 2017. №14, p. 4649-4664.
3. ДСТУ 3090-95. Безпека дорожнього руху. Организация робгг з експлуатаци мюьких вулиць та доpiг. Загальш положения. Ки!в, 1996.
4. Собакарь А.О., Холмянський Я.Д., Таранен-ко С.М. Основи безпеки дорожнього руху. На-вчальний поабник. Ки!в, 2007. 312 с.
5. Budzynski M., Jamroz K., Mackun T. Pedestrian Safety in Road Traffic in Poland. Conf. Series: Materials Science and Engineering. (Prague, Czech Republic, 12-16 June 2017). Prague, 2017. P. 245.
6. Patlins, A., Hnatov, A., Arhun, S. Safety of Pedestrian Crossings and Additional Lighting Using Green Energy. No: Transport Means 2018: Proceedings of 22nd International Scientific Conference. (Lietuva, Trakai, 3-5 October, 2018). Lietuva, 2018. P. 527-531.
7. Пат. 129621 Украни, Н02К, H02N, H01L. Пристрш для генерування електрично! енерги
К1ль Шшохщний Шшохщний Генеращя
шсть авто- перех1д перехщ ЕЕ за день
мобшв за обладнаний обладнаний (-10 год.
1 год з однш з двох роботи),
сторони, сторш, кВт кВт
кВт
30 3 6 60
60 6 12 120
100 10 20 200
200 20 40 400
та примусового зниження швидкосп з муль-типлжатором. Опубл. 12.11.2018.
8. Пат. 13363395 США. Electric Power Generating Speed Bump . Опубл. 2013.
9. Пат. 121494 Укра!ни, H02K 35/00. Електроме-хашчний пристрш перетворення кшетично! енергп в електричну з пружинним накопичу-вачем. Опубл. 11.12.2017.
10. Mohamad K. Ramadan, Mahmoud Khaled, Mo-stafa El Kady, Hicham El Hage. Generating power from Speed-Bump. Prototype developement and experimental study. MELECON 2014-2014 17th IEEE Mediterranean Electrotechnical Conference. (Beirut, Lebanon, 13-16 April 2014). Beirut. 2014. P. 8-11.
11. Ji Hoon Hyun, Nan Chen, Dong Sam Ha. Energy Harvesting Circuit for Road Speed Bumps Using a Piezoelectric Cantilever. IECON 2018-44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. (Washington, USA, 21-23 October, 2018) Washington, 2018. P. 4219-4223.
12. Гнатов A. В., Аргун Щ. В. Енергогенеруюча плитка як альтернативне малопотужне джере-ло електрично! енерги. Автомобильный транспорт. 2017. № 40. С. 167-172.
13. Arhun S., Hnatov A., Dziubenko O., Ponikarovska S. A Device for Converting Kinetic Energy of Press Into Electric Power as a Means of Energy Saving. J. Korean Soc. Precis. Eng., 2019. Vol. 36, №1, P. 105-110.
14. Гнатов А. В., Аргун Щ. В., Букетов А. В., та ш. Пристрш примусового зниження швидкосп автомобшв, що генеруе електроенергш: Ма-mepicmu VI Мiжнcродноi науково-техтчно'1 ттернет-конференцп Автомобшь i елек-тротка. Cy4cCHi технологи. (Харшв, Укра!на, 19-20 листопада, 2018). Харшв, 2018. C. 1416.
15. Igen itt masik magyar talalmany: a hologramos kozlekedesi lampak. Videk. MA. 2015. URL: http ://videk.ma/2015/10/igen-itt-masik-magyar-talalmany-a-hologramos-kozlekedesi-lampak/. (дата звернення 14.02.2019).
16. Autogeek. 2017. URL: https://autogeek.com.ua/ blade runner 2017 chernigiv/. (дата звернення 14.02.2019).
17. Hnatov A. Arhun Shch., Ulyanets O. ESTET -New innovative specialty for master students.
Автомобшьний транспорт. 2018. № 42. С. 103110.
18. Gnatov A., Argun Shc, Rudenko N. Smart Road as a Complex System of Electric Power Generation. 2017 IEEE First Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON) (Kyiv, Ukraine, May 29 - June 2, 2017) Kyiv. 2017. P. 457-461.
References
1. Kazhdyie tri minutyi v Ukraine proishodit DTP, a kazhdyie 2,5 chasa v nih gibnet chelovek [Every three minutes an accident occurs in Ukraine, and every 2.5 hours a person dies in them] Segodnya
2018. Retrived from:
https://www.segodnya.ua/ukraine/ukraincy-stali-chashche-popadat-v-dtp-1111181.html (accessed: 14.12.2018).
2. Hnatov A., Arhun S., Ponikarovska S. (2017) Energy saving technologies for urban bus transport. Int J Automot Mech Eng 14. 46494664.
3. DSTU 3090-95. Bezpeka dorozhn'ogo ruxu. Organizaciya robit z ekspluataciyi mis'ky'x vuly'cz' ta dorig. Zagal'ni polozhennya. [Road safety. Organization of works on the operation of city streets and roads. Terms.] Effective from 01.07.1996. Kyiv. [in Ukrainian].
4. Sobakar' A. O., Xolmyans'ky'j Ya. D., Taranenko S. M. (2007). Osnovy' bezpeky' dorozhn'ogo ruxu. Navchal'ny'j posibny'k. [The basics of road safety. Tutorial]. Kyiv. [in Ukrainian].
5. Budzynski M., Jamroz K., Mackun T. (2017) Pedestrian Safety in Road Traffic in Poland. Conf. Series: Materials Science and Engineering. (Prague, Czech Republic, 12-16 June). Prague.
6. Patlins, A., Hnatov, A., Arhun, S. (2018) Safety of Pedestrian Crossings and Additional Lighting Using Green Energy. No: Transport Means 2018: Proceedings of 22nd International Scientific Conference. (Lietuva, Trakai, 3-5 October). Lietuva, 527-531.
7. Patent of Ukraine № 129621, H02K, H02N, H01L. Pry'strij dlya generuvannya elektry'chnoyi energiyi ta pry'musovogo zny'zhennya shvy'dkosti z mul'ty'plikatorom [Device for generating electrical energy and forcing the speed reduction with the multiplier]. 12.11.2018. [in Ukrainian].
8. Patent of USA № 13363395 Electric Power Generating Speed Bump. 2013.
9. Patent of Ukraine № 121494, H02K 35/00. Elektromexanichny'j pry' strij peretvorennya kinety'chnoyi energiyi v elektry'chnu z pruzhy'nny'm nakopy'chuvachem [Electromechanical device for converting kinetic energy into electrical with a spring drive ]. 11.12.2017. [in Ukrainian].
10. Mohamad K. Ramadan, Mahmoud Khaled, Mostafa El Kady, Hicham El Hage. (2014) Generating power from Speed-Bump. Prototype developement and experimental study. MELECON 2014-2014 17th IEEE Mediterranean Electrotechnical Conference. (Beirut, Lebanon, 13-16 April). Beirut. 8-11.
11. Ji Hoon Hyun, Nan Chen, Dong Sam Ha. (2018) Energy Harvesting Circuit for Road Speed Bumps Using a Piezoelectric Cantilever. IECON 201844th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. (Washington, USA, 21-23 October, 2018) Washington, 4219-4223.
12. Hnatov A., Arhun Shch. (2017) Energogeneruyucha ply'tka yak al'ternaty'vne malopotuzhne dzherelo elektry'chnoyi energiyi. [Energy-generating tile as an alternative low-
power source of electricity.] AvtomobyTnij transport. 40. 167-172. [in Ukrainian].
13. Arhun S., Hnatov A., Dziubenko O., Ponikarovska S. (2019) Device for Converting Kinetic Energy of Press Into Electric Power as a Means of Energy Saving. J. Korean Soc. Precis. Eng., 36. 1. 105-110.
14. Hnatov A. V., Arhun Shch. V., Buketov A. V., ta in. (2018). Prystrii prymusovoho znyzhennia shvydkosti avtomobiliv, shcho heneruie elektroenerhiiu [Device for forcing the speed of cars that generate electricity]. Materialy VI Mizhnarodnoi naukovo-tekhnichnoi internet-konferentsii Avtomobil i elektronika. Suchasni tekhnolohii. (Kharkiv, Ukraina, 19-20 Lystopada, 2018). Kharkiv. 14-16. [in Ukrainian].
15. Igen itt masik magyar talalmany: a hologramos kozlekedesi lampak Videk. MA. 2015. Retrived from: http://videk.ma/2015/10/igen-itt-masik-magyar-talalmany-a-hologramos-kozlekedesi-lampak/. (accessed: 14.12.2018).
16. Autogeek. 2017. Retrived from: https://autogeek.com.ua/blade runner 2017 cher nigiv/. (accessed: 14.12.2018).
17. Hnatov A. Arhun Shch., Ulyanets O. (2018) ESTET - New innovative specialty for master students. AvtomobiFny'j transport. 42. 103-110.
18. Gnatov A., Argun Shc, Rudenko N. (2017) Smart Road as a Complex System of Electric Power Generation. 2017 IEEE First Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON) (Kyiv, Ukraine, May 29 - June 2) Kyiv. 457-461.
Гнатов Андрш Вжторович1, д.т.н., проф. каф.
автомобшьно! електрошки, тел. 066-743-08-87,
e-mail: [email protected],
Аргун Щасяна Валжовна1, к.т.н., доц. каф. ав-
томобiльноi електpонiки, тел. 099-378-04-51,
e-mail: [email protected],
Гнатова Ганна Андрпвна1, студент автомобшь-
ного факультету ХНАДУ, тел. 099-067-98-09,
e-mail: [email protected],
Тарасов Кирило Сергшович1, aспipaнт кафедри
aвтомобiльноi електрошки, тел. 093-343-50-82,
e-mail: [email protected],
Пошкаровська Св1тлана Володимир1вна1, старший викладач каф. шоземних мов, 067-782-52-50, e-mail: [email protected], 1Хapкiвський нaцiонaльний автомобшьно-дорожшй унiвеpситет, 61002, Укра!на, м. Харшв, вул. Ярослава Мудрого, 25.
Устройство принудительного снижения скорости с функцией генерирования электроэнергии
Аннотация. Проведен анализ технических решений устройств принудительного снижения скорости автомобилей. Разработана конструкция устройства принудительного снижения скорости автомобилей с функцией генерирования электроэнергии. Приведены его схематические
чертежи. Раскрыт принцип действия разработанного устройства. Предложен один из вариантов пешеходного перехода с дополнительным освещением и с лазерной сигнальной системой, оборудованными разработанным устройством. Проведено моделирование количества электроэнергии, которое способно сгенерировать предложенное устройство. В зависимости от интенсивности дорожного движения устройство может генерировать от 60 кВт до 400 кВт. Ключевые слова: энергоэффективные технологии, генерация электроэнергии, альтернативные источники энергии, безопасность дорожного движения, лежащий полицейский.
Гнатов Андрей Викторович1, д.т.н., проф. каф. автомобильной электроники, тел. 066-743-08-87, e-mail: [email protected], Аргун Щасяна Валиковна1, к.т.н., доц. каф. автомобильной электроники, тел. 099-378-04-51, e-mail: [email protected], Гнатова Анна Андреевна1, студент автомобильного факультета ХНАДУ, тел. 099-067-98-09, e-mail: [email protected], Тарасов Кирилл Сергеевич1, аспирант кафедры автомобильной электроники, тел. 093-343-50-82, e-mail: [email protected],
Поникаровская Светлана Владимировна1,
старший преподаватель каф. иностранных языков, тел. 067-782-52-50, e-mail: [email protected], 1Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет, 61002, Украина, г. Харьков, ул. Ярослава Мудрого, 25.
Device for forced reduction of speed with the function of generating electricity Abstract. Problem. The danger posed by high-speed vehicles passing through crowded areas is extremely high. An analysis of the cause of accidents involving victims in Ukraine showed that speeding was the main cause for that in the city. Therefore, one of the main means of reducing the causes of road traffic accidents involving pedestrians is artificial road irregularities, also called «speed bumps». Goal. Development of a device for generating electricity and forcing reduction of the speed of vehicles at pedestrian crossings and other sections of the road where there is a need to reduce the speed of vehicles. Methodology. The analytical methods of research on the development and application of methods and devices for transforming the energy of the sun into electricity were used. Methods of experimental researches and mathematical methods of processing and modulation of the obtained results are used. Results. The result is the analysis of the technical solutions for the devices of forced reduction of the car speed. The design of the device of forced reduction of the car speed with the function of electricity generation is developed, as well as its schematic drawings and the schematic diagram, which are shown. The principle of opera-
tion of the developed device of forced reduction of car speed is revealed. One of the variants of the pedestrian crossing with additional lighting and laser signaling system is offered, which is equipped with devices of forced reduction of car speed with the function of electricity generation. Originality. The amount of electricity that the proposed device is able to generate is modulated (depending on the traffic intensity) from 60 kW to 400 kW. Practical value. The implementation of the proposed development into road construction will lead to the implementation of energy-efficient technologies in this field and will significantly improve road safety. Pedestrian crossings equipped with additional lighting and a laser signaling system to alert road users when using these devices will receive power from a decentralized, renewable power source.
Key words: energy-efficient technologies, power generation, alternative power sources, road safety, speed hump.
Hnatov Andrii1, Ph.D., Prof. Vehicle Electronics Department, tel. 066-743-08-87, e-mail: [email protected],
Arhun Shchasiana1, Ph.D., Assoc. Prof. Vehicle
Electronics Department, tel. 099-378-04-51,
e-mail: [email protected],
Hnatova Hanna1, student of the Automobile Faculty
of the KhNADU, tel. 099-067-98-09,
e-mail: [email protected],
Tarasov Kyrylo1, PhD student of the department of
automotive electronics, tel. 093-343-50-82,
e-mail: [email protected],
Ponikarovska Svitlana1, Senior Lecturer,
tel. 067-782-52-50, e-mail: poni-
karovska@gmail. com,
1Kharkov National Automobile and Highway University, 25, Yaroslava Mudrogo str., Kharkiv, 61002, Ukraine.
