21743

21743

توسعه سيكل كاري خودرو‌هاي عمراني با استفاده از زنجيره ماركوف و آناليز گذار

كارشناسي ارشد

طراحي سيستم‌هاي ديناميكي خوردو

1396

1398/07/11

دكتر مسعود مسيح طهراني

دكتر زينب پور بافراني

خودرو

ماشين‌آلات عمراني يكي از مهم‌ترين عوامل در اجرا و پيشرفت پروژه‌هاي عمراني و معدني مي‌باشند. اين ماشين‌آلات چند فاكتور مهم در پروژه‌هاي عمراني را مستقيماً تحت تأثير قرار مي‌دهند. فاكتور‌هايي مانند هزينه، سرعت پيشرفت پروژه و سهولت انجام پروژه. معمولاً بخش قابل‌توجهي از بودجه در نظر گرفته‌شده براي پروژه‌هاي عمراني، به ماشين‌آلات عمراني اختصاص داده مي‌شود. بيشترين هزينه در اين ماشين‌آلات مربوط به مصرف سوخت مي‌باشد براي مثال 30-60 % از كل هزينه‌هاي خودروي لودر مربوط به هزينه مصرف سوخت مي‌باشد. همچنين ميزان آلايندگي خودرو‌هاي عمراني نيز تأثير به سزايي در آلودگي هوادارند. اكثر خودرو‌هاي عمراني داراي وظيفه تكراري هستند كه در طول پروژه، هزاران بار آن را تكرار مي‌كنند. داشتن سيكل كاري مناسب براي اين نوع خودرو‌ها كمك شاياني به كاهش مصرف سوخت، آلايندگي، كاهش هزينه و همچنين سرعت پيشرفت پروژه‌هاي عمراني و معدني مي‌كند. با توجه به اينكه در كشور ما اين موضوع موردتوجه قرار نگرفته و از سيكل‌ها و استاندارد‌هاي اروپايي براي سنجش آلايندگي و مصرف سوخت استفاده مي‌شود لذا در اين پروژه قصد بر اين است كه سيكل كاري دو نوع خودروي پركاربرد در سايت‌هاي عمراني استخراج گردد. براي اين منظور داده‌برداري در شرايط واقعي از خودروي لودر توسط جي‌پي‌اس و براي داده‌برداري از خودروي بيل مكانيكي دستگاهي الكترونيكي مخصوص اندازه‌گيري و ثبت فشار هيدروليك ساخته شد. با استفاده از روش زنجيره ماركوف و الگوريتم ژنتيك سيكل اين دو نوع خودرو استخراج و توسط نرم‌افزار ادوايزر ميزان آلايندگي و مصرف سوخت سيكل‌ها شبيه سازي گرديد. با مقايسه نتايج بدست آمده از شبيه سازي سيكل لودر تهران با ساير سيكل‌هاي لودر موجود در دنيا مشخص گرديد كه ميزان مصرف سوخت در سيكل لودر تهران حدوداً 47% بيشتر از سيكل لودر امريكا و 72% بيشتر از مصرف سوخت سيكل خودرو‌هاي خارج جاده‌اي اروپا مي‌باشد. ميزان انتشار اكسيد‌هاي نيتروژن و هيدروكربن سيكل لودر تهران به‌مراتب بالاتر از سيكل‌هاي مشابه، درحالي‌كه ميزان انتشار مونواكسيد كربن سيكل تهران كمتر از سيكل‌هاي مشابه مي‌باشد. سيكل عملكرد پمپ هيدروليك خودروي بيل مكانيكي پس از شبيه سازي مصرف سوخت 538 ليتر به ازاي 100 كيلومتر، آلايندگي 1370.57 اكسيد‌هاي نيتروژن، 10.758 مونواكسيد و 147.417 هيدروكربن را در واحد گرم بر كيلومتر نشان مي‌دهد. با تركيب سيكل عملكرد لودر و سيكل پمپ هيدروليك به طور همزمان در نرم‌افزار ادوايزر و مقايسه و نتايج با سيكل عملكردي لودر بدون سيكل پمپ هيدروليك مشخص شد در نتيجه اضافه شدن سيكل پمپ هيدروليك به سيكل عملكردي لودر، مصرف سوخت 20% افزايش، آلاينده‌هاي مونواكسيد كربن و هيدروكربن به ترتيب 90% و 66% افزايش و اكسيد‌هاي نيتروژن 25% كاهش را نشان داد.

1398/11/30

Development of construction vehicles Duty Cycle Using Markov Chain and Transition Analysis

2/19/2020 12:00:00 AM

Construction machinery is one of the most important factors of development in the mining and construction projects. These machines directly affect several important factors in construction projects. Factors such as cost speed of project progress, and ease of project execution. Generally, a significant portion of the budget allocated for development projects is devoted to construction machinery. The highest cost in these machines is related to fuel consumption, for example 30-60% of total wheel loader costs are related to fuel consumption. Emissions from construction vehicles also have a significant impact on pollution. Most construction vehicles have repetitive tasks that are repeated thousands of times throughout the project. Having a proper work cycle for these types of vehicles helps to reduce fuel consumption, emissions, reduce costs and speed up development of mining and construction projects. Since in our country this issue is not considered and European cycles and standards are used to measure pollution and fuel consumption, therefore, this project aims to extract two types of used cars in construction sites. For this purpose, GPS was loaded in real-time, and an electronic excavator was used to record hydraulic pressure. The Markov Chain and Genetic Cycle Algorithms of these two types of vehicles were extracted and simulated by emission software. Comparing the results of the Tehran Cycle Loader simulation with the other Cycle Loaders available in the world, it was found that fuel consumption in the Tehran Cycle Loader is approximately 47% higher than the US Cycle Loader and 72% higher than the European non-road cycle fuel consumption. The emission rate of nitrogen oxides and hydrocarbons in Tehran Cycle Loader was significantly higher than similar cycles, while the rate of carbon monoxide emission in Tehran cycle was lower than in similar cycles. The performance cycle of the excavator hydraulic pump performance after simulating fuel consumption is 538 liters per 100 kilometers, showing 1370.57 nitrogen oxides, 10,758 monoxides and 147,417 hydrocarbons per gram kilometer. By combining the loader cycle and the hydraulic pump cycle simultaneously in the ADWS software and comparing the results with the hydraulic pump cycle without the hydraulic pump cycle, it was found that as a result of the addition of the hydraulic pump cycle to the loader cycle, fuel consumption increased by 20%, mono-pollutants. Carbon and hydrocarbons increased by 90% and 66%, respectively, while nitrogen oxides decreased by 25%.