Diseño de un sistema de frenado regenerativo para camiones mineros diesel

Abstract

Se propone diseñar un sistema de frenado regenerativo para camiones mineros con el objetivo de reducir su consumo de combustible y las emisiones de gases de efecto invernadero. Actualmente, no existen sistemas de ahorro de combustible para camiones mineros con transmisión mecánica. El proyecto se enfoca en el camión 777G de Caterpillar y su ciclo de operación. Se han identificado dos enfoques principales: uno hidráulico y otro eléctrico. Ambos métodos aprovechan la energía cinética desperdiciada durante el frenado para convertirla en energía eléctrica o hidráulica. Se ha logrado un porcentaje de recuperación de energía del 13%, comparable a las tecnologías existentes en el mercado. El diseño propuesto incluye una bomba hidráulica de pistones axiales de flujo variable acoplada al diferencial del camión. Durante el frenado, la bomba suministra energía al fluido hidráulico y el excedente se utiliza para generar energía eléctrica. El fluido se almacena en acumuladores de alta presión para su posterior uso en el levantamiento de la tolva. Se recomienda considerar la incorporación de un volante de inercia para mejorar la entrega de flujo y aumentar la eficiencia. Esta solución ofrece una forma eficiente y rentable de aprovechar la energía cinética desperdiciada durante el frenado de los camiones mineros, contribuyendo a la sostenibilidad y rentabilidad de la industria minera.

It is proposed to design a regenerative braking system for mining trucks to reduce their fuel consumption and greenhouse gas emissions. Currently, there are no fuel saving systems for mining trucks with mechanical transmission. The project focuses on the Cat 777G truck and its operating cycle. erpillar 777G truck and its operating cycle. Two main approaches have been identified: one hydraulic and one electric. Both methods take advantage of the kinetic energy wasted during braking to convert it into electrical or hydraulic energy. An energy recovery rate of 13% has been achieved, comparable to existing technologies on the market. The proposed design includes a variable flow axial piston hydraulic pump coupled to the truck differential. During braking, the pump supplies energy to the hydraulic fluid and the surplus is used to generate electrical energy. The fluid is stored in high-pressure accumulators for later use in lifting the hopper. It is recommended to consider incorporating a flywheel to improve flow delivery and increase efficiency. This solution offers an efficient and cost-effective way to harness the kinetic energy wasted during the braking of mining trucks, contributing to the sustainability and profitability of the mining industry.