Luận án: Nghiên cứu công nghệ thu hồi năng lượng tái sử dụng bằng hệ thống truyền động thủy lực khi phanh xe cơ giới

MỤC LỤC DANH MỤC KÍ HIỆU. iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT. vi DANH MỤC CÁC BẢNG. vii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ.

vii MỞ ĐẦU. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU. Năng lượng động năng xe cơ giới. Hệ thống phanh trên xe cơ giới.

Công suất và tần suất phanh phương tiện xe cơ giới. Sự phát triển hệ thống phanh thu năng thủy lực trên thế giới. Tình hình nghiên cứu phát triển hệ thống phanh thu năng thủy lực trên xe cơ giới ở nước ta. Nghiên cứu khai thác động năng trên xe chuyên dùng ở nước ta.

15 Kết luận chương 1. MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHANH THU NĂNG THỦY LỰC.1 Lựa chọn phương án xây dựng mô hình hệ thống phanh thu năng thủy lực .2 Xây dựng mô hình hệ thống thu năng thủy lực trên xe chuyên dùng thu gom chở rác loại 2,5 tấn .1 Cấu hình hệ thống phanh thu năng thủy lực trên xe chuyên dùng thu gom rác 2,5 tấn 23 2.2 Mô hình hóa quá trình phanh thu năng thủy lực .1 Động lực học trong quá trình phanh xe trên đường nằm ngang.2 Các phần từ thủy lực trên hệ thống phanh thu năng thủy lực .3 Một số phương án tái sử dụng năng lượng động năng.1 Phương án phanh tái sử dụng trên hệ thống chuyên dùng cơ cấu nâng hạ.2 Phương án lắp thêm mô tơ thủy lực .3 Phương án thay đổi bơm thủy lực thành cụm bơm/mô tơ kết hợp .4 Mô hình hóa quá trình tái sử dụng năng lượng trường hợp hỗ trợ di chuyển. 48 Kết luận chương 2. KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH THU NĂNG THỦY LỰC .1 Khảo sát quá trình phanh thu năng thủy lực .1 Mô phỏng quá trình phanh thu năng thủy lực xe chuyên dùng bằng chương trình Matlab - Simulink.2 Một số kết quả khảo sát quá trình phanh thu năng lượng động năng bằng mô hình mô phỏng .1 Khảo sát trường hợp phanh khẩn cấp và trường hợp phanh bằng hệ thống phanh thu năng thủy lực .2 Khảo sát ảnh hưởng của mức áp suất làm việc ban đầu bình tích áp năng pgo khác nhau.3 Khảo sát ảnh hưởng của vận tốc phanh ban đầu khác nhau .4 Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng xe.5 Khảo sát ảnh hưởng của lưu lượng riêng bơm đến phanh thu hồi năng lượng động năng .2 Khảo sát quá trình tái sử dụng năng lượng từ bình áp năng .1 Mô hình mô phỏng quá trình tăng tốc xe bằng chương trình Matlab - Simulink 81 3.2 Khảo sát quá trình tái sử dụng hỗ trợ tăng tốc xe.

81 Kết luận chương 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM .1 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu.2 Phương pháp nghiên cứu, đối tượng thực nghiệm và phương pháp đo .1 Phương pháp nghiên cứu .2 Đối tượng thực nghiệm .3 Phương pháp đo.3 Quy trình thực nghiệm .4 Kết quả thực nghiệm .1 Kết quả thực nghiệm 1: Thực nghiệm ảnh hưởng của áp suất làm việc ban đầu đến quá trình phanh thu năng lượng động năng.2 Kết quả thực nghiệm 2: Thực nghiệm phanh thu năng lượng xe theo vận tốc ban đầu phanh khác nhau theo tay số tương ứng .3 Kết quả thực nghiệm 3: Thực nghiệm thay đổi khối lượng xe .5 Đánh giá kết quả thực nghiệm và kết quả tính toán mô phỏng.6 Chu kỳ phanh dừng cho mô hình thực nghiệm. 104 Kết luận chương 4. 106 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.

107 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 108 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN. Thông số kỹ thuật ô tô khảo sát. Mô hình mô phỏng bằng chương trình Simulink.

Dữ liệu nhập từ chương trình Matlab. Mạch điều khiển hệ thống phanh thu năng thủy lực. Chương trình chạy trên phần mềm Arduino. Một số hình ảnh quá trình thí nghiệm.

134 ii DANH MỤC KÍ HIỆU STT Ký hiệu Tên gọi Đơn vị 1 a Khoảng cách từ trọng tâm xe đến véc tơ phản lực Z1 m 2 av Gia tốc của xe m/s2 3 avtb Gia tốc phanh trung bình m/s2 4 b Khoảng cách từ trọng tâm xe đến véc tơ phản lực Z2 m 5 C Tỷ số truyền chung của cơ cấu phanh 6 d Đường kính ống dẫn dầu m 7 dp Lưu lượng riêng của bơm thủy lực m3/vòng 8 dm Lưu lượng riêng mô tơ thủy lực m3/vòng 9 E Động năng của vật J 10 Ea Năng lượng bình tích năng J 11 Eamax Năng lượng bình tích năng lớn nhất J 12 Ekq Động năng của khối rắn chuyển động quay J 13 Ekt Động năng của khối rắn chuyển động tịnh tiến J 14 Ev Động năng của xe ở vận tốc v J 15 Evan Năng lượng điện cung cấp van J 16 Fbam Lực bám của bánh xe N 17 Fphmht Lực cản tăng thêm do hệ thống phanh N 18 G Trọng lượng xe N 19 Ght Trọng lượng tăng thêm do hệ thống phanh N 20 g Gia tốc trọng trường m/s2 21 H Khoảng cách từ trọng tâm xe đến mặt đường m Khoảng cách từ điểm đặt lực cản không khí Pw đến 22 hw m mặt đường 23 itrp Tỷ số truyền từ trục bơm đến trục bánh xe 24 ih Tỷ số truyền của hộp số sàn 25 io Tỷ số truyền bộ truyền lực chính 26 iptc Tỷ số truyền từ trục PTO đến trục thứ cấp của hộp số 27 K Hệ số khí động học của ô tô 28 k Hệ số đa biến của khí Khoảng cách từ điểm đặt lực véc tơ phản lực Z1 đến 29 L m Z2 30 Lph Chu kỳ phanh m iii 31 Lphmax Chu kỳ phanh lớn nhất giữa 2 lần liên tiếp m 32 lm Chiều dài đường ống dẫn dầu nhánh tái sử dụng m 33 lp Chiều dài đường ống dẫn dầu nhánh thu m 34 Mbxp Mô men phanh tại bánh xe N.m 35 Mbxk Mô men kéo tại bánh xe N.m 36 Mp Mô men của bơm thủy lực Nm 37 Mm Mô men của mô tơ thủy lực Nm 38 Mtchs Mô men vị trí trục thứ cấp hộp số Nm 39 m Khối lượng vật, Khối lượng xe kg 40 mht Khối lượng tăng thêm do hệ thống phanh kg 41 Pw Lực cản không khí N 42 P’ Lực dẫn động tác dụng lên guốc phanh N 43 Pj Lực quán tính sinh ra trong khi phanh N 44 Pr1 Lực cản lăn ở các bánh trước xe N 45 Pr2 Lực cản lăn ở các bánh sau xe N 46 Pp Lực phanh tổng cộng tại các bánh xe chủ động N 47 Pp1 Lực phanh cơ khí đặt ở bánh trước N 48 Pp2 Lực phanh cơ khí đặt ở bánh sau N Lực phanh của hệ thống phanh thu năng thủy lực đặt 49 Ppp N ở bánh sau 50 Pk Lực kéo tại các bánh chủ động N 51 Pvan Công suất van điện từ W 52 pao Áp suất nạp ban đầu của khí N/m2 53 pcr Áp suất dầu thủy lực buồng cửa ra của bơm thủy lực N/m2 Áp suất dầu thủy lực buồng cửa vào của bơm thủy 54 pcv N/m2 lực 55 pcrm Áp suất dầu thủy lực buồng cửa ra mô tơ thủy lực N/m2 56 pcvm Áp suất dầu thủy lực buồng cửa vào mô tơ thủy lực N/m2 57 pg Áp suất khí trong quá trình làm việc N/m2 58 pgo Áp suất làm việc ban đầu của khí N/m2 59 pf Áp suất dầu thủy lực cửa vào bình tích áp thủy lực N/m2 60 Qp Lưu lượng của bơm thủy lực m3/s Phản lực thẳng góc từ mặt đường lên các bánh xe 61 Z1 N trước 62 Z2 Phản lực thẳng góc từ mặt đường lên các bánh xe sau. N iv 63 Vao Thể tích khí nạp m3 64 Vgo Thể tích làm việc ban đầu của khí m3 65 Vg Thể tích khí nén trong quá trình nạp m3 66 Vf Thể tích dầu thủy lực được đẩy vào bình tích áp m3 67 v Vận tốc vật m/s 68 vo Vận tốc xe phanh ban đầu m/s 69 vt Vận tốc xe ở thời điểm ngừng phanh t m/s 70 bx Tốc độ của bánh xe 1/s 71 bxoi Tốc độ của bánh xe thứ i tương ứng vận tốc xe vo 1/s 72 m Vận tốc góc trục của mô tơ thủy lực 1/s 73 p Tốc độ góc trục của bơm 1/s Vận tốc góc tại thời điểm t của chi tiết thứ i quay 74 ti 1/s quanh trục đi qua khối tâm của nó 75 Jqt Mô men quán tính của vật đối với trục quay của nó kgm2 76 Jbx Mô men quán tính bánh xe kgm2 Mô men quán tính của chi tiết thứ i quay quanh trục 77 Ji kgm2 đi qua khối tâm của nó Mô men quán tính của bánh đà và các chi tiết chuyển 78 Jd kgm2 động quay của động cơ 79  Tỉ lệ thu năng % 80 max Tỉ lệ thu năng lớn nhất % 81 ct Tỉ lệ thu năng chu trình % 82 Re Hệ số rây nôn 83 rbx Bán kính làm việc của bánh xe m 84 rt Bán kính tang trống phanh m 85  Hệ số cản phụ thuộc vào hệ số Re 86  Độ nhớt động học của dầu m2/s 87 tph Thời gian phanh s 88  Hệ số tính đến ảnh hưởng của các trọng khối chuyển động quay của xe 89  Hệ số bám. 90  Hiệu suất truyền động của hệ thống ruyền lực. 91 mp Hiệu suất cơ khí của bơm thủy lực 92 mm Hiệu suất cơ khí của mô tơ thủy lực v hiệu suất truyền động từ trục thứ cấp hộp số đến bơm 93 ηtcp thủy lực 94 vp Hiệu suất thể tích của bơm thủy lực 95 vm Hiệu suất thể tích của mô tơ thủy lực 96  Khối lượng riêng của dầu kg/m3 97  Hệ số tổn thất cục bộ đường dẫn dầu hệ số cản phụ thuộc vào ống, phụ thuộc vào độ đồng 98 v đều của tiết diện chảy 99 vd Vận tốc trung bình của dầu m/s 100 Evo Động năng của xe ở vận tốc vo J 101 plp Tổn thất đường ống nhánh từ bơm đến bình tích năng N/m2 102 pp Chênh lệch áp suất giữa buồng đẩy với buồng vào của N/m2 bơm thủy lực 103 pm Chênh lệch áp suất giữa buồng đẩy với buồng vào của N/m2 mô tơ thủy lực DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Tên gọi 1 CBED Cumulo Brake Energy Drive 2 CHD Cumulo Hydrostatic Drive 3 FC Full scale 4 HDA Hydraulic Drive Assist 5 HLA Hydraulic Launch Assist 6 HPA Hydraulic Power Assist 7 HRB Hydrostatic Regenerative Braking 8 NCS Nghiên cứu sinh 9 MT Manual transmission 10 PHHV Parallel hydraulic hybrid vehicle 11 PTO Power take-off 12 RBS Regenerative Braking system vi 13 USB Universal Serial Bus 14 FTP75 Federal Test Procedure 75 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.

1 Bảng tổng hợp kết quả trường hợp phanh xe khẩn cấp và phanh bằng 100% hệ thống thu năng .