Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô

Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô

MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan v Lời cảm ơn vi Tóm tắt vii Mục lục xi Danh sách chữ viết tắt xvi Danh sách bảng xvii Danh sách hình xviii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Đóng góp mặt khoa học ý nghĩa thực tiễn luận án Bố cục luận án Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tổng quan phương pháp tích trữ lượng hệ thống phanh tái sinh 1.3 Hệ thống RBS với kiểu tích trữ lượng dạng điện 1.2.1 Hệ thống RBS với kiểu tích trữ lượng dạng tích thủy lực…………………………………………………………………………… 1.2.2 Hệ thống RBS với kiểu tích trữ lượng bánh đà (Flywheel)…… 10 1.2.3 Hệ thống RBS với kiểu tích trữ lượng dạng vật liệu đàn hồi… 12 1.4 Phân tích so sánh phương án tích trữ lượng hệ thống RBS 13 1.5 Tổng quan nghiên cứu thu hồi lượng phanh 11 xi 1.5.1 Hướng nghiên cứu thu hồi lượng phanh áp dụng xe EV HEV 16 1.5.2 Hướng nghiên cứu thu hồi lượng phanh áp dụng dòng xe có kiểu hệ thống truyền lực truyền thống 17 1.6 Tổng quan hướng nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu thu hồi lượng phanh 22 1.6.1 Tối ưu hóa kỹ thuật điều khiển hệ thống phanh tái sinh 22 1.6.2 Các hướng nghiên cứu việc tăng hiệu suất thu hồi lượng hiệu suất tích lũy lượng ắc quy 23 1.6.3 Tối ưu hóa việc sử dụng lượng không gian sử dụng ắc quy 24 1.7 Đề xuất phương án nghiên cứu 25 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍNH TỐN 2.1 Đặt vấn đề 2.2 Tính tốn lượng quán tính xe phanh 28 28 2.2.1 Xác định mơ men qn tính xe q trình phanh giảm tốc 30 2.2.2 Xác định I theo công thức thực nghiệm 32 2.3 Thiết lập phương trình tốn cho hệ thống 34 2.4 Tính tốn mơ hình hóa ắc quy 37 2.5 Xây dựng mơ hình mơ thơng số động lực học xe 38 2.6 Tính tốn mơ giá trị tổn hao 42 2.7 Xây dựng điều khiển 45 2.7.1 Phân tích chu trình lái xe được sử dụng mơ tính toán điều khiển 45 2.7.2 Thiết kế điều khiển PID cho hệ thống RBS theo chu trình lái xe 47 2.8 Các kết mơ tính tốn lượng thu hồi 54 Chương 3: TỐI ƯU HÓA ĐIỀU KHIỂN PHÂN PHỐI LỰC PHANH TÁI SINH 59 3.1 Đặt vấn đề 59 3.2 Cơ sở lý thuyết điều khiển phân phối lực phanh tái sinh 59 xii 3.2.1 Phương pháp tối đa hóa lượng thu hồi phanh 61 3.2.2 Phương pháp tối ưu phân phối lực phanh 63 3.2.3 Phương pháp điều khiển phối hợp 64 3.3 Phân tích thuật tốn điều khiển tối ưu phân phối lực phanh tái sinh 65 3.4 Tối ưu hóa thuật tốn điều khiển phương pháp Particle Swarm Optimization – PSO 66 3.4.1 Mơ tả thuật tốn PSO 66 3.4.2 Các bước giải thuật toán PSO 68 3.4.3 Áp dụng giải thuật PSO tối ưu hóa thuật tốn điều khiển hệ thống phanh tái sinh 70 3.4.3.1 Chiến lược kiểm sốt phanh tái tạo trước tối ưu hóa 70 3.4.3.2 Mơ hình tối ưu hóa chiến lược điều khiển phanh tái sinh 71 3.5 Mơ phân tích kết 73 Chương 4: MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG 4.1 Đặt vấn đề 81 4.2 Thiết kế cụm chi tiết hệ thống phanh tái tạo lượng 83 4.3 Thí nghiệm đánh giá hệ thống xe với tốc độ bắt đầu trình phanh khác 83 4.3.1 Mô tả điều kiện thực nghiệm 83 4.3.2 Tính tốn lượng thu được 86 4.3.3 Tính hiệu suất thu hồi lượng 88 4.4 Tính tốn xây dựng mơ hình thực nghiệm theo chu trình lái xe 90 4.4.1 Các thơng số mơ hình thí nghiệm 91 4.4.2 Mô tả q trình thí nghiệm 94 4.5 Kết thực nghiệm phân tích kết 95 4.6 Xử lý số liệu thực nghiệm tìm vùng phân bố lượng theo tốc độ xe chu trình thử nghiệm 98 4.6.1 Xác định xu hướng lượng theo vận tốc chu trình EUDC……… 102 4.6.2 Xác định đường xu hướng lượng theo vận tốc chu trình ECE-R15 103 xiii 4.6.3 Xác định đường xu hướng lượng theo vận tốc chu trình NEDC 105 4.6.4 Xác định đường xu hướng lượng theo vận tốc chu trình FTP-75.107 KÊT LUẬN – HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận 110 5.2 Hướng phát triển 110 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 114 PHỤ LỤC 120 xiv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu chữ viết tắt RBS Regenerative Braking System Hệ thống phanh tái sinh CVT Continuously Variable Transmission Hộp số vô cấp EV Electric Vehicles Các xe điện HEV Hybrid Electric Vehicles Các xe lai điện HHV Hydraulic Hybrid Vehicles Các xe lai thủy lực ICE Internal Combustion Engine KERS Kinetic Energy Recovery System FCV Fuel Cell Vehicles Động đốt Hệ thống thu hồi lượng động Các xe sử dụng pin nhiên liệu FWB Flywheel Battery Bánh đà tích điện PGS Planetary Gear System Hệ bánh hành tinh FPT-75 Federal Test Procedure Chu trình thử nghiệm Mỹ EUDC Extra Urban Driving Cycle Chu trình lái xe thị mở rộng NEDC New European Driving Cycle Chu trình thử nghiệm Châu Âu PID Proportional, Integral, Derivative Bộ điều khiển vi tích phân tỷ lệ GPS Global Positioning System Hệ thống định vị PSO MOPSO Tối ưu hóa bầy đàn BRHT Particle Swarm Optimization Multiple Objective Particle Swarm Optimization Bánh Răng Hành Tinh ECE Economic Commission for Europe Uỷ ban Kinh tế châu Âu Giải thích ý nghĩa Ghi xv Tối ưu hóa bầy đàn đa mục tiêu Bánh Răng Hành Tinh DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.1: Tính i theo cơng thức thực nghiệm 31 Bảng 2.2: Công suất tổn hao từ phận 36 Bảng 2.3: Tốc độ máy phát điện công thức tổn hao 37 Bảng 2.4: Hằng số hao tổn 37 Bảng 2.5: Thông số xe Toyota Hiace 39 Bảng 2.6: Các giá trị i tay số 40 Bảng 2.7: Công suất tổn hao điện 42 Bảng 2.8: Công suất tổn hao từ 43 Bảng 2.9: Công suất tổn hao 43 Bảng 2.10: Tính tốn lượng thu hồi được chu trình 57 Bảng 3.1: So sánh giá trị hai điều khiển 65 Bảng 3.2: Kết tính tốn thơng số sau điều khiển tối ưu 79 Bảng 4.1: Các thông thu hồi lượng 82 Bảng 4.2: Bảng giá trị lượng thu được theo vận tốc xe thời điểm phanh 88 Bảng 4.3: Hiệu suất thu hồi lượng ở chế độ giảm tốc 89 Bảng 4.4: Công suất số vịng quay cực đại mơ tơ điện theo chu trình 91 Bảng 4.5: Thơng số thiết bị thí nghiệm 92 Bảng 4.6: Kết thực nghiệm 97 Bảng 4.7: Bảng mô tả cặp giá trị thực nghiệm 98 xvi DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1: Các hướng nghiên cứu tích trữ lượng tái tạo phanh Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống tích trữ lượng phanh tái sinh dạng điện Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống điều khiển converter Hình 1.4: Sơ đồ hệ thống phanh tái sinh với siêu tụ Hình 1.5: Hệ thống tích trữ lượng phanh thủy lực 10 Hình 1.6: Sơ đồ hệ thống tích trữ lượng phanh bánh đà 11 Hình 1.7: Bánh đà tích điện xe Porches 918 RSR concept 11 Hình 1.8: Hệ thống tích trữ lượng phanh lò xo cuộn 12 Hình 1.9: Độ ổn định điện áp phương án tích trữ lượng phanh 13 Hình 1.10: Khả chịu nhiệt phương án 13 Hình 1.11: Hiệu suất phương án tích trữ lượng phanh 14 Hình 1.12: Suất tiêu hao nhiên liệu phương án 15 Hình 1.13: Giá thành phương án tích trữ lượng phanh 15 Hình 1.14: Sơ đồ thử nghiệm tác giả Jefferson and Ackerman 18 Hình 1.15: Sơ đồ thử nghiệm của tác giả R.J Hayes 19 Hình 1.16: Sơ đồ hệ thống tích trữ lượng phanh 19 Hình 1.17: Sơ đồ hệ thống tích trữ lượng phanh khí 20 Hình 1.18: Bánh đà siêu tốc hãng Flybird 21 Hình 1.19: Sơ đồ thử nghiệm hệ thống SJSU-RBS 21 Hình 1.20: Tổng quan hướng nghiên cứu RBS 26 Hình 1.21: Mơ hình nghiên cứu được đề xuất 26 Hình 2.1: Các lực tác dụng lên xe 29 Hình 2.2: Sơ đồ mơ hình hóa ắc quy phụ tải 37 Hình 2.3: Lực cản gió 39 Hình 2.4: Lực cản lăn 40 Hình 2.5: Lực cản dốc 40 xvii Hình 2.6: Mơ hình tính tốn lực qn tính có thay đổi hệ số δi ở tay số 41 Hình 2.7: Mơ hình mơ CVT 41 Hình 2.8: Mơ hình tổn hao điện 42 Hình 2.9: Mơ tổn hao từ tính 43 Hình 2.10: Mơ tổn hao khí máy phát 43 Hình 2.11: Mơ hình mơ tổn hao khí truyền xích BRHT 44 Hình 2.12: Các thơng số động lực học xe 44 Hình 2.13: Sơ đồ mơ cụm thu hồi lượng 44 Hình 2.14: Chu trình thử FTP - 75 45 Hình 2.15: Chu trình thử EUDC 46 Hình 2.16: Chu trình thử ECE - R15 46 Hình 2.17: Chu trình thử NEDC 47 Hình 2.18: Sơ đồ khối mô hệ thống 48 Hình 2.19: Sơ đồ điều khiển kín 48 Hình 2.20: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển mơ hình mơ 51 Hình 2.21: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển 52 Hình 2.22: Sơ đồ giải thuật điều khiển phân phối lực phanh 53 Hình 2.23: Tốc độ xe chu trình chuẩn FTP-75 sau điều khiển PID 54 Hình 2.24: Kết tốc độ máy phát mơ theo chu trình FTP - 75 55 Hình 2.25: Cơng suất máy phát điện mơ theo chu trình FTP - 75 55 Hình 2.26: Năng lượng thu được tồn chu trình FTP - 75 56 Hình 2.27: Biểu đồ so sánh kết mơ chu trình 57 Hình 3.1: Đặc tính phân phối lực phanh 60 Hình 3.2: Biểu đồ phương pháp điều khiển phanh tái sinh 61 Hình 3.3: Sơ đồ phạm vi phanh an toàn phanh 64 Hình 3.4: Bầy đàn với 10 cá thể khơng gian tìm kiếm chiều 67 Hình 3.5: Quan hệ vị trí – vận tốc không gian chiều 68 Hình 3.6: Vùng phân phối lực phanh an tồn 70 Hình 3.7: Lưu đồ giải thuật điều khiển phân phối lực phanh tái sinh 74 xviii Hình 3.8: Bản đồ phân phối lực phanh tối ưu 74 Hình 3.9: Hiệu sử dụng hệ số bám trước sau tối ưu 75 Hình 3.10: Đồ thị tỷ lệ tiêu hao nhiên liệu theo chu trình mơ 78 Hình 3.11: Sơ đồ dịng lượng xe 79 Hình 4.1: Mơ hình được thết kế Solidworks 81 Hình 4.2: Mơ hình được thết kế Solidworks 82 Hình 4.3: Các phận hệ thống phanh tái tạo lượng được lắp xe 83 Hình 4.4: Hình ảnh trình thực nghiệm xe 84 Hình 4.5: Lưu đồ điều khiển hệ thống 85 Hình 4.6: Đồ thị điện áp, dịng điện ở tốc độ xe khác 85 Hình 4.7: Đồ thị cơng suất thu được theo thời gian 87 Hình 4.8: Biểu đồ lượng thu hồi được theo dải tốc độ 88 Hình 4.9: Sơ đồ khối mơ hình thực nghiệm 90 Hình 4.10: Sơ đồ bố trí thiết bị thực nghiệm 93 Hình 4.11: Vị trí lắp đặt cảm biến mơ hình thí nghiệm 93 Hình 4.12: Mơ hình thực nghiệm 94 Hình 4.12: Thuật tốn điều khiển hệ thống mơ hình thực nghiệm 95 Hình 4.13: Điện áp máy phát thực nghiệm theo chu trình FTP-75 95 Hình 4.14: Cường độ dịng điện thực nghiệm theo chu trình FTP-75 96 Hình 4.15: Cơng suất máy phát thực nghiệm theo chu trình FTP-75 96 Hình 4.16: Năng lượng thu hồi thực nghiệm theo chu trình FTP-75 97 Hình 4.17: Đường xu hướng lượng thu hồi theo vận tốc chu trình EUDC 102 Hình 4.18: Đường xu hướng lượng thu hồi sau dùng smoothingspline 103 Hình 4.20: Đường xu hướng sau dùng smoothingspline chu trình ECE-R15 104 Hình 4.21: Đường xu hướng lượng thu hồi theo vận tốc chu trình NEDC 105 Hình 4.22: Đường xu hướng sau dùng smoothingspline chu trình NEDC 106 Hình 4.23: Đường xu hướng lượng thu hồi theo vận tốc chu trình FTP-75 107 Hình 4.24: Đường xu hướng sau dùng smoothingspline chu trình FTP-75 108 xix MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hệ thống phanh ô tô hệ thống an tồn chủ động Q trình phanh q trình chuyển hóa lượng từ thành nhiệt cấu phanh Quá trình chuyển hóa làm tiêu tán lượng động mà xe ô tô phải tiêu tốn lượng nhiên liệu định đạt được Tuy nhiên, lý an tồn mà hệ thống phanh khí được sử dụng lượng tiêu tán không nhỏ Hệ thống phanh tái sinh (RBS: Regenerative Braking System) đời với mục đích thu hồi để tái sử dụng lại lượng quán tính xe trình phanh giảm tốc từ giúp tiết kiệm nhiên liệu tăng tuổi thọ cho cấu phanh [1] Các hướng nghiên cứu hệ thống phanh tái sinh được áp dụng hai đối tượng nghiên cứu khác xe điện, xe lai điện (EV: Electric Vehicel, HEV: Hybrid Electric Vehicle) xe tơ có kiểu truyền lực truyền thống Đối với kiểu xe có ưu nhược điểm khác Với xe điện xe lai điện phải sử dụng thiết bị biến đổi điện ắc quy cao áp để tích trữ lượng từ trình phanh Hệ thống với giá thành cao phương pháp điều khiển phức tạp Đối với dòng xe truyền thống sử dụng thiết bị tích trữ lượng từ q trình phanh dạng bánh đà, bình tích thủy lực… Các thiết bị tích trữ đạt hiệu suất cao nhiên địi hỏi phải giải phóng lượng sau hết thúc trình phanh [2] Hiện nay, số lượng xe có kiểu hệ thống truyền lực kiểu truyền thống thị trường chiếm số lượng lớn Những dòng xe cần cải thiện tính kinh tế nhiên liệu việc sử dụng hệ thống phanh tái sinh kết hợp bánh đà thiết bị tích trữ máy phát điện biến thành điện để tích trữ vào ắc quy tái sử dụng xe ô tô Năng lượng thu hồi được trình phanh phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác vận tốc thời điểm xe giảm tốc, hiệu suất thiết bị tích trữ lượng kỹ thuật điều khiển hệ thống Trong thuật tốn điều khiển phân phối lực phanh đóng vai trị quan trọng 56 57 98 0.717 0.634 0.454578 Bảng5: Số liệu moment thu xe bắt đầu phanh tốc độ xe 50 km/h Vận tốc xe bắt đầu phanh 50km/h Thời gian phanh 17s Thời gian bánh đà quay tự 40s Thời gian lấy mẫu: 1s Hệ số qui đổi: 2.34 mV/Nm Điện áp Thời Tốc độ máy phát phát gian (RPM) U(V) 0 0 91 1.816 168 3.421 217 4.925 276 6.3047 328 7.062 374 8.319 445 9.827 507 10.384 10 579 11.628 11 648 12.998 12 725 14.347 13 794 15.167 14 865 15.979 15 946 16.764 16 1020 17.642 17 1096 18.543 18 1164 19.328 19 1239 20.294 20 1302 21.037 21 1379 21.916 22 1608 22.703 23 1683 23.306 24 1759 24.031 25 1830 24.627 26 1898 25.232 27 1972 25.769 - 126 Dòng điện qua tải I(A) Monent phanh tái sinh (N.m) 0 0.162 0.571 0.927 1.304 1.831 2.239 2.744 3.129 3.715 4.267 4.803 5.218 5.781 6.276 6.807 7.325 7.913 8.404 8.817 9.367 9.864 10.183 10.534 10.967 11.352 11.631 0.563 0.9364 1.282 2.137 3.017 4.701 7.35 9.05 10.684 11.88 15.083 18.1 18.376 19.658 21.116 22.65 24.133 27.149 27.35 29.915 30.47 31.197 32.479 33.291 35.043 36.199 39.216 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 2048 2103 2247 2317 2261 2226 2138 2047 1967 1871 1789 1701 1622 1538 1429 1330 1241 1163 1077 985 892 763 675 587 492 381 279 186 98 26.026 26.425 26.843 27.006 26.843 26.493 25.835 25.103 24.236 23.231 22.417 21.687 21.009 20.146 19.433 18.217 17.528 16.413 14.628 13.285 11.673 9.981 8.601 7.132 5.816 4.437 2.831 1.439 0.717 11.934 12.236 12.382 12.489 12.135 11.827 11.539 10.845 10.428 10.026 9.513 9.273 8.722 8.034 7.429 6.895 6.137 5.783 5.019 4.529 4.085 3.612 3.187 2.714 2.236 1.765 1.422 1.026 0.634 44.658 45.249 50.256 53.547 11.538 5.128 -1.282 -2.991 -15.812 2.991 9.402 27.35 36.752 44.872 47.009 44.017 41.88 27.35 21.795 20.513 17.094 12.821 11.538 9.829 9.829 8.547 5.128 2.137 0 Tính tốn, thiết kế cụm chi tiết cho hệ thống thu hồi lượng Trục vào Trục 127 6.1 Xác định số vòng quay trục Công suất trục vào: P01  24  kw  Chọn sơ tỷ số truyền: ih  0.9 n01  2600  v / ph  Số vòng quay trục vào Số vòng qua trục n02  n01.ih  0,9.2600  2893(v / ph) Số vòng quay bánh trung tâm: nZ 31  nZ 32  n01 n  8979  v / ph  ; nZ 12  01  2893 (v / ph) i1 i nZ 21  12759  v / ph  ; nZ 22  5938  v / ph  n01  2600  v / ph  ; n02  nZ 11  6.2 Xác định mơ men xoắn trục Từ số vịng quay công suất trục vào ta chọn sơ momen xoắn trục sau: + Mômen xoắn trục vào T01  9,55.106 P01  88017  N mm  n01 + Mômen xoắn bánh mặt trời sau T12  79216  N mm  + Mômen xoắn bánh hành tinh trước T21  55042( N mm 6.3 Tính tốn thơng số bánh hành tinh kép Xác định ứng suất cho phép  Đối với cặp bánh ăn khớp Ứng suất tiếp xúc cho phép H H  lim Z Z K   V R XH K HL    H  Trong đó: 128 +  H0 lim : ứng suất tiếp xúc cho phép: Cấp nhanh: H lim  HRC  70  2.290  700  650MPa Cấp chậm: H lim  17 HRC  200  17.50  200  1050MPa + ZR: hệ số xét đến độ nhám bề mặt làm việc + ZV: hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc vòng + KXH: hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước bánh + KHL: hệ số tuổi thọ + H: hệ số an toàn tiếp xúc, tra bảng - Cấp nhanh : H = 1,1 - Cấp chậm : H = 1,2 Khi thiết kế sơ chọn: ZVZRKXH = Cơng thức tính ứng suất tiếp xúc có dạng: H  lim K    H    HL  H   N K HL  mH HO NH Trong đó: NHO: số chu kì thay đổi ứng suất sở thử tiếp xúc - Cấp nhanh: N HO  30 HB - Cấp chậm: N HO1 2,4  30.2902,4  24,37.106  30 HB 2,4  30.4822,4  82,50.106 mH: bậc đường cong mỏi thử tiếp xúc HB: độ cứng Brinen: - Cấp nhanh: HB = 290 - Cấp chậm: HB = 482 (HRC = 50) + NH: Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương 129 N H  60ct  n2  n0  N H  60ct  n1  n0  Trong đó: - c: số bánh vệ tinh, c = - t : tổng thời gian làm việc (tải tĩnh) t  24 24 365.10  46720  h  35 Với cấp nhanh: truyền (Z12 - Z22) N H 12  60.4.46720  n02  n12   6,8241.106 N H 12  N H 02  K HL  N H 22  60.46720  n22  n02   8535.106 N H 22  N H 02  K HK  Do với bánh thẳng:  F0 lim K HL1 650   590,91MPa  H    H 12    H 22   H 1,1 - Với cấp chậm: truyền (Z11 - Z21) N H 21  60.46720  n21  n01   3240, 49.106 N H 21  N H 01  K HL  N H 11  N H 01  K HL1  Do với bánh thẳng  F0 lim K HL1 1050   875MPa  H    H 21    H 11   F 1, Ứng suất uốn cho phép   F0 lim  F     F   YRYS K XF K FC K FL  130 Trong đó: +  F  : ứng suất uốn cho phép +  F lim  : ứng suất giới hạn, tra bảng 6.2 [2]:  F0 lim  1,5HB  1,5.290  522MPa - Cấp nhanh: Cấp chậm : +  F0 lim  550MPa  F : hệ số an tồn tính uốn, tra bảng 6.2 [2] δF = 1,75 + YR : hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhám bề mặt lượn chân + YS : hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhạy ứng suất vật liệu tập trung ứng suất + K XF : hệ số xét đến kích thước bánh ảnh hưởng đến độ bền uốn Khi tính sơ : YRYS K XF  + K FC : hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải trọng + K FL : hệ số tuổi thọ K FL  mF N FO NF Trong đó: mF : bậc đường cong mỏi thử tải uốn; N F : chu kì thay đổi ứng suất, N F  4.10 ; N F : số chu kì thay đổi ứng suất tương đương Vì: N F1  N H 1; N F  N H K FL1  K FL  nên : N F1  N F ; N F1  N F => Vậy:   F0 lim   F     K FL K FC   F  Với bánh trung tâm Z11, Z12: K FC  - bánh làm việc phía 131  F11   550  314, 29MPa 1,75  F12   522  298, 29MPa 1,75 Với bánh vệ tinh Z21, Z22: K FC  0,75 - bánh làm việc phía  F 22    F12 .0,75  298, 29.0,75  223,71MPa  F 21    F11 .0,75  314, 29.0,75  235,72MPa Đối với cặp bánh ăn khớp Ứng suất tiếp xúc cho phép bánh cấp nhanh Z32 2,4 N HO  30 H HB  30.2302,4  13,97.106 ; N H 32  N H 22 q  7939,5 106 u22 32 Z 32  4,3 Trong đó: N H 22  8535.10 ; u22  32  ;q=4 Z 22 => K H 32  K HO => K HL32  Tra bảng:  H  1,1  H0 lim  HB  70  2.230  70  530MPa  H0 lim 530.1 K HL  418,8MPa  H 32  H 1,1 Với bánh cấp chậm Z31 2,4 N HO  30 H HB  302302,4  13,97.106 ; N H 31  Trong đó: q = 4; N H 21  3240, 49.10 ; u21 31  => K H 31  K HO => K HL31  132 N H 21.q  3812 106 u2131 Z31  3, Z 21 Tra bảng 6.2 [2]:  h  1,1 H lim  HB  70  2.230  70  530MPa  H0 lim 530.1 K HL   418,8MPa  H 31  H 1,1 Ứng suất uốn cho phép  F0 lim K FC K FL  F 3  F Trong đó: phía)  F0 lim =1,8HB=1,8.230=414=MPa; K FC  (bánh làm việc  F  1,75 Vì: N F 31  N H 31 ; N F 32  N H 32 ; Nên N F 31  N FO ; N F 32  N FO => K FL32  K FL31  ; N F 31  N FO ; N F 32  N FO  F 3   F 31    F 32   414  236,57 MPa 1,75 6.4 Xác định thông số truyền bánh hành tinh kép Do vật liệu bánh ăn khớp bánh ăn khớp khác nhau, số truyền chọn trước thoả mãn yêu cầu tỷ số truyền kích thước hình học nên ta tính thiết kế truyền ăn khớp (Z11 - Z21) (Z12 - Z22) Với truyền ăn khớp (Z21 - Z31) (Z22 - Z32) tính kiểm nghiệm bền Tính truyền bánh ăn khớp ngồi Bộ truyền cấp nhanh (Z12 - Z22) Đường kính vịng lăn bánh nhỏ được xác định theo công thức sau: d w22  K d Tn K h  u  1  H 2 u. bd Trong đó: + d w22 : đường kính bánh hành tinh sau + K d : hệ số phụ thuộc vào vật liệu cặp bánh loại bánh 133 răng,tra bảng K d  77 MPa 1/3 + Tn : Mômen xoắn bánh hành tinh Tn  + T12  19804  Nmm   H  : ứng suất tiếp xúc cho phép:  H   590,91 MPa + q :số bánh vệ tinh, q = + bd : hệ số, tra bảng 4.2: bd  bw d wn Với truyền đồng A, tra bảng 6.28 [2]: Chọn  bd  + u : tỷ số truyền: u  bw d wn Z12  2, 29 Z 22 Với Z22, Z12 chọn ở phần trước + K H  : hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành cho bánh vệ K H   Kc  K H  1 Với : - KC : hệ số phân bố không tải trọng cho bánh vệ tinh Kc  1,1 (khi sử dụng bánh trung tâm bánh vệ tinh) - K H  : hệ số phân bố không tải trọng chiều rộng vành KH   1, với c =  bd  0.63 Ta có: K H   1,1  1,   1,3 Thay số vào công thức (2.5): 134 tinh: d w22  77 19804.1,3. 2, 29  1  42,5 (mm) 590,91 2, 29.0,63 + Chiều rộng vành răng: bw12   bd12 d w12  0,63.42.5  26  mm  Chọn bw  30 Theo 6.8 [2] ta có : m bw12 30     2.5  12  15 12  15 Tra bảng 6.8 [2]: Chọn m = 2,5 + Đường kính vòng lăn bánh vệ tinh Z22 d w22  mZ 22  2,5.17  42,5  mm  + Đường kính vịng lăn bánh bao Z32 d w32  mZ32  2,5 73  182.5  mm  + Đường kính vịng lăn bánh trung tâm Z12 d w12  mZ12  2,5.39  97,5  mm  Tính truyền cấp chậm (Z11 - Z21) Tương tự với truyền (Z11 - Z21) Ta có: K d  77 MPa 1/3 u ; Tn  T11 /  55042  Nmm  ; q = 4; Z11  1, Z 21  bd 31  0,63 ;  K F   1, Như ta có: d w21  77 55042.1, 2.1,  1 8752.1, 4.0,63 Chọn bw  30, m  2,5 135  47,5  mm  + Đường kính vịng lăn bánh vệ tinh cấp chậm Z21 d w21  mZ 22  2,5.19  47,5  mm  + Đường kính vịng lăn bánh trung tâm Z11 d w11  mZ11  2,5.27  67.5  mm  + Đường kính vịng lăn bánh trung tâm Z31 d w31  mZ 22  2,5.65  162,5  mm  Code chương trình Code SPline Ta xây dựng hàm cubicspline () để nội suy: function y = cubicspline (xData, yData, x) %Ham xap xi bang da thuc bac spline %Cu phap: [yi,f] = cubicspline(xData, yData, x) n = length(xData); c = zeros(n‐1, 1); d = ones(n, 1); e = zeros(n‐1, 1); k = zeros(n, 1); c(1:n‐2) = xData(1:n‐2) ‐ xData(2:n‐1); d(2:n‐1) = 2*(xData(1:n‐2) ‐ xData(3:n)); e(2:n‐1) = xData(2:n‐1) ‐ xData(3:n); k(2:n‐1) = 6*(yData(1:n‐2) ‐ yData(2:n‐1)) /(xData(1:n‐2) ‐ xData(2:n‐1)) ‐ 6*(yData(2:n‐1) ‐ yData(3:n)) /(xData(2:n‐1) ‐ xData(3:n)); [c, d, e] = band3(c, d e); k = band3sol(c, d, e, k); i = findseg(xData, x); h = xData(i) ‐ xData(i+1); y = ((x ‐ xData(i+1))^3/h ‐ (x ‐ xData(i+1))*h)*k(i)/6.0 ‐ ((x ‐ xData(i))^3/h ‐ (x ‐ xData(i))*h)*k(i+1)/6.0 + yData(i)*(x ‐ xData(i+1))/h ‐ yData(i+1)*(x ‐ xData(i))/h; Ta có chương trình ctcubicspline.m dùng nội suy: clear all, clc x1 = 0:0.1:5; y1 = (x1+1).^2; while x = input(ʹx = ʹ); if isempty(x) fprintf(ʹKet thucʹ); break 136 end y = cubicspline(xData, yData, x) fprintf(ʹ\nʹ) end Trendline1 moothing spline: f(x) = piecewise polynomial computed from p Smoothing parameter: p = 0.9999952 Goodness of fit: SSE: 1.03e+05 R-square: 0.8158 Adjusted R-square: 0.7154 RMSE: 28.71 Code function [fitresult, gof] = createFit(v, nl) %CREATEFIT(V,NL) % Create a fit % % Data for 'trendline1' fit: % X Input : v % Y Output: nl % Output: % fitresult : a fit object representing the fit % gof : structure with goodness-of fit info % % See also FIT, CFIT, SFIT % Auto-generated by MATLAB on 10-Feb-2020 22:01:24 %% Fit: 'trendline1' [xData, yData] = prepareCurveData( v, nl ); % Set up fittype and options ft = fittype( 'smoothingspline' ); opts = fitoptions( 'Method', 'SmoothingSpline' ); opts.SmoothingParam = 0.9999951973847; % Fit model to data [fitresult, gof] = fit( xData, yData, ft, opts ); % Plot fit with data figure( 'Name', 'trendline1' ); h = plot( fitresult, xData, yData ); legend( h, 'nl vs v', 'trendline1', 'Location', 'NorthEast' ); % Label axes xlabel v ylabel nl 137 grid on ################################################################### Trendline2 Smoothing spline: f(x) = piecewise polynomial computed from p Smoothing parameter: p = 0.99988886 Goodness of fit: SSE: 1.511e+05 R-square: 0.7161 Adjusted R-square: 0.5666 RMSE: 23.75 Code function [fitresult, gof] = createFit(v2, nl2) %CREATEFIT(V2,NL2) % Create a fit % Data for 'trendline2' fit: % X Input : v2 % Y Output: nl2 % Output: % fitresult : a fit object representing the fit % gof : structure with goodness-of fit info % % See also FIT, CFIT, SFIT % Auto-generated by MATLAB on 10-Feb-2020 22:07:34 %% Fit: 'trendline2' [xData, yData] = prepareCurveData( v2, nl2 ); % Set up fittype and options ft = fittype( 'smoothingspline' ); opts = fitoptions( 'Method', 'SmoothingSpline' ); opts.SmoothingParam = 0.999888858650065; % Fit model to data [fitresult, gof] = fit( xData, yData, ft, opts ); % Plot fit with data figure( 'Name', 'trendline2' ); h = plot( fitresult, xData, yData ); legend( h, 'nl2 vs v2', 'trendline2', 'Location', 'NorthEast' ); % Label axes xlabel v2 ylabel nl2 grid on ################################################################### 138 Trendline3 Smoothing spline: f(x) = piecewise polynomial computed from p Smoothing parameter: p = 0.9999997 Goodness of fit: SSE: 1.439e+06 R-square: 0.6752 Adjusted R-square: 0.3238 RMSE: 69.4 function [fitresult, gof] = createFit(v3, nl3) %CREATEFIT(V3,NL3) % Create a fit % Data for 'trendline3' fit: % X Input : v3 % Y Output: nl3 % Output: % fitresult : a fit object representing the fit % gof : structure with goodness-of fit info % % See also FIT, CFIT, SFIT % Auto-generated by MATLAB on 10-Feb-2020 22:14:21 %% Fit: 'trendline3' [xData, yData] = prepareCurveData( v3, nl3 ); % Set up fittype and options ft = fittype( 'smoothingspline' ); opts = fitoptions( 'Method', 'SmoothingSpline' ); opts.SmoothingParam = 0.999999695868438; % Fit model to data [fitresult, gof] = fit( xData, yData, ft, opts ); % Plot fit with data figure( 'Name', 'trendline3' ); h = plot( fitresult, xData, yData ); legend( h, 'nl3 vs v3', 'trendline3', 'Location', 'NorthEast' ); % Label axes xlabel v3 ylabel nl3 grid on ########################################################### Smoothing spline: f(x) = piecewise polynomial computed from p 139 Smoothing parameter: p = 0.99996173 Goodness of fit: SSE: 2.815e+06 R-square: 0.511 Adjusted R-square: 0.3288 RMSE: 55.83 Code function [fitresult, gof] = createFit(v4, nl4) %CREATEFIT(V4,NL4) % Create a fit % Data for 'trendline4nl' fit: % X Input : v4 % Y Output: nl4 % Output: % fitresult : a fit object representing the fit % gof : structure with goodness-of fit info % See also FIT, CFIT, SFIT % Auto-generated by MATLAB on 10-Feb-2020 22:21:35 %% Fit: 'trendline4nl' [xData, yData] = prepareCurveData( v4, nl4 ); % Set up fittype and options ft = fittype( 'smoothingspline' ); opts = fitoptions( 'Method', 'SmoothingSpline' ); opts.SmoothingParam = 0.999961729799589; % Fit model to data [fitresult, gof] = fit( xData, yData, ft, opts ); % Plot fit with data figure( 'Name', 'trendline4nl' ); h = plot( fitresult, xData, yData ); legend( h, 'nl4 vs v4', 'trendline4nl', 'Location', 'NorthEast' ); % Label axes xlabel v4 ylabel nl4 140 ... khảo hướng nghiên cứu hệ thống phanh tái sinh ô tô bao gồm tổng quan phương pháp thu hồi tích trữ lượng, tổng quan hướng nghiên cứu nâng cao hiệu thu hồi lượng từ trình phanh ô tô Trong chương... kết nghiên cứu được công bố gần đây, nghiên cứu hệ thống phanh tái sinh được tập trung vào hướng tính tốn, mơ lượng thu hồi được phanh; phân phối lực phanh hệ thống phanh tái sinh hệ thống phanh. .. lực phanh hệ thống phanh tái sinh hệ thống phanh khí; nghiên cứu thu? ??t tốn điều khiển hệ thống phanh tái sinh; nghiên cứu tối ưu hóa lực phanh tái sinh; điều khiển thích ứng hệ số SOC (State of