Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu mô phỏng hệ thống phanh tái tạo năng lượng trên động cơ đốt trong

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHANH TÁI TẠO NĂNG LƯỢNG TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG SVTH: NGUYỄN CÔNG BẢO DUY MSSV: 19145032 SVTH: ĐỖ THIỆN KHIÊM MSSV: 19145031 Khóa: 2019 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật ô tô GVHD: TS NGUYỄN MẠNH CƯỜNG Tp Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 07 năm 2023 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc -*** - Tp Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 07 năm 2023 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Công Bảo Duy MSSV: 19145032 Họ tên sinh viên: Đỗ Thiện Khiêm MSSV: 19145031 Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Lớp: 19145CL4B Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Mạnh Cường ĐT: 098-291-1198 Ngày nhận đề tài: 13/02/2023 Ngày nộp đề tài: 01/07/2023 Tên đề tài: Nghiên cứu mô hệ thống phanh tái tạo lượng động đốt Các số liệu, tài liệu ban đầu Nội dung thực đề tài: Nghiên cứu kiểu tích trữ lượng phanh mơ kiểu tích trữ chọn Sản phẩm: Mơ hình Matlab Simulink TRƯỞNG NGÀNH GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên: Đỗ Thiện Khiêm Nguyễn Công Bảo Duy MSSV: 19145031 MSSV: 19145032 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Tên đề tài: NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHANH TÁI TẠO NĂNG LƯỢNG TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Họ tên GV hướng dẫn: TS Nguyễn Mạnh Cường NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Đồ án tốt nghiệp thực đảm bảo nội dung đề tài & khối lượng thực Ưu điểm: Xây dựng mơ hình mơ hệ thống phanh tái sinh phần mềm Matlab/Simulink Khuyết điểm: Không Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đề nghị cho bảo vệ trước Hội đồng Đánh giá loại: Tốt Điểm: …8/10…… (Bằng chữ: Tám điểm) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) Nguyễn Mạnh Cường BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN CAM KẾT VÀ XÁC NHẬN KẾT QUẢ KIỂM TRA ĐẠO VĂN (DÀNH CHO BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN, KHĨA LUẬN, LUẬN VĂN, LUẬN ÁN) I Thơng tin chung Tên sản phẩm học thuật: NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHANH TÁI TẠO NĂNG LƯỢNG TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Loại hình sản phẩm học thuật (Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên/khóa luận tốt nghiệp/luận văn thạc sĩ/luận án tiến sĩ): Khóa luận tốt nghiệp Mã số sản phẩm học thuật (nếu có): Thơng tin tác giả (ghi tất tác giả sản phẩm) Stt Họ tên MSSV/MSHV Vai trị Đỗ Thiện Khiêm 19145031 Nguyễn Cơng Bảo Duy 19145032 Thông tin giảng viên hướng dẫn Họ tên: Nguyễn Mạnh Cường MSCB: 9842 Tác giả Tác giả Khoa: II Kết kiểm tra đạo văn Ngày nộp sản phẩm Ngày kiểm tra đạo văn 1/7/2023 22/6/2023 % trùng lặp toàn nội dung 29% % trùng lặp cao từ nguồn 8% Lưu ý: % trùng lặp nêu bảng khơng tính % trùng lặp danh mục tài liệu tham khảo III Cam kết Nhóm tác giả sản phẩm học thuật giảng viên hướng dẫn cam kết rằng: Nội dung sản phẩm học thuật nêu không vi phạm đạo đức liêm khoa học Kết % trùng lặp nêu mục II hồn tồn xác trung thực Bằng việc ký xác nhận vào mẫu này, nhóm tác giả giảng viên hướng dẫn cam kết chịu hồn tồn trách nhiệm có liên quan đến sản phẩm học thuật nói Xác nhận đại diện nhóm tác giả (Ký ghi rõ họ tên) Đỗ Thiện Khiêm Xác nhận giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Mạnh Cường Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MẠNH CƯỜNG LỜI CẢM ƠN Đối với đề tài báo cáo nhận lần chúng em, chúng em cố gắng hồn thành tốt cịn vài thiếu sót xem báo cáo mà chúng em tự tay nghiên cứu hoàn thành Để hồn thành phần nội dung trình bày trơi chảy báo cáo chúng em kể đến việc tạo điều kiện kèm giúp đỡ của: Ba mẹ sinh viên: Là đấng sinh thành, người sinh chúng mang chúng đến đời này, tần tảo nuôi dạy chúng từ bé đến chúng trưởng thành nên người Là ba mẹ trao chúng hy vọng niềm tin to lớn động lực để chúng vững vàng tự tin tiến bước đến đạt thành công tương lai sau Chúng xin hứa cố gắng làm tốt làm để khơng làm phụ lịng cách để đền đáp công ơn ba mẹ nuôi nấng chúng Chúng xin chân thành cảm ơn ba mẹ nhiều Giảng viên Nguyễn Mạnh Cường: Người trực tiếp hướng dẫn chúng em thực đề tài, chúng em chắn không quên cách mà thầy nhiệt tình giúp đỡ hướng dẫn kỹ bước thực để đề tài báo cáo thực cách trơi chảy hồn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Cường nhiều Thư viện trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh: Là nơi tạo điều kiện cho chúng em nghiên cứu tìm hiểu loại tài liệu tham khảo, giáo trình… Một nơi tuyệt vời để chúng em có nguồn tài liệu tốt để hồn thiện báo cáo Nhà trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh: Nơi đào tạo cho chúng em điều kiện học tập - nghiên cứu Mặc dù trình thực báo cáo, chúng em cố gắng khơng thể tránh khỏi thiếu sót xảy Mong thầy thơng cảm bỏ qua góp ý cho chúng em để chúng em hồn thành tốt cho lần thực học phần sau khoa Đào tạo Chất lượng cao nói riêng mơn khác trường nói chung Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn! Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MẠNH CƯỜNG MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU i DANH MỤC HÌNH ẢNH ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv TÓM TẮT v ABSTRACT vi TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1 Đặt vấn đề: Mục tiêu đề tài: Giới hạn đề tài: Phương pháp nghiên cứu: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC HỆ THỐNG PHANH TÁI TẠO NĂNG LƯỢNG 1.1 Hiện trạng: 1.2 Phương pháp tích trữ lượng phanh: 1.2.1 Hệ thống tái tạo lượng động học lò xo cuộn: 1.2.2 Hệ thống tích trữ lượng thủy lực HHV: 1.2.2.1 Động hybrid dạng thủy lực HHV: 1.2.2.2 Cấu tạo hệ thống hybrid thủy lực: 10 1.2.2.3 Hiệu hệ thống HHV: 10 1.2.2.4 Các kiểu bố trí hệ thống xe hybrid thủy lực: 11 1.2.2.4.1 Kiểu bố trí thứ nhất: 11 1.2.2.4.2 Kiểu bố trí thứ hai: 12 1.2.2.4.3 Kiểu bố trí thứ ba: 13 1.2.2.4.4 Kiểu bố trí thứ tư: 14 1.2.2.5 Nguyên lý làm việc hệ thống hybrid thủy lực: 15 1.2.2.5.1 Chế độ tăng tốc nhẹ (Short Cruising): 15 1.2.2.5.2 Chế độ tăng tốc nặng (Extended Cruising): 16 1.2.2.5.3 Chế độ phanh tái tạo: 17 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MẠNH CƯỜNG 1.2.2.5.4 Chế độ Cruising: 18 1.2.2.6 Hiệu sử dụng hệ thống hybrid thủy lực: 18 1.2.3 Tích trữ lượng phanh dạng điện nạp vào ắc quy: 19 1.2.4 Tích trữ lượng phanh siêu tụ: 20 1.2.5 Hệ thống tích trữ lượng kiểu bánh đà siêu tốc: 21 1.2.5.1 Cơ chế hoạt động KERS bánh đà: 21 1.2.5.2 Ưu điểm nhược điểm hệ thống hybrid bánh đà: 25 1.2.6 Ưu nhược điểm phương pháp tích trữ lượng: .26 1.2.7 Phương án nghiên cứu ứng dụng phanh tái tạo lượng dòng xe động đốt sử dụng hệ thống truyền lực dạng truyền thống 30 1.2.7.1 Phương án nghiên cứu đưa ra: 30 1.2.7.2 Nhận xét phương án thu hồi lượng: 34 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỀ TÍNH TỐN CÁC LỰC VÀ CƠNG SUẤT PHANH CẦN THIẾT 35 2.1 Cơ sở lý thuyết để tính toán lực: 35 2.1.1 Chọn thông số xe: 35 2.1.2 Xác định tính tốn lực tác dụng lên xe: 37 2.2 Xác định thông số thu hồi lượng quán tính xe phanh giảm tốc: 41 2.2.1 Xác định mô men tác dụng lên trục cầu chủ động: 41 2.2.2 Xác định mô men hao tổn máy phát: 45 CHƯƠNG 3: MƠ PHỎNG MƠ HÌNH BẰNG MATLAB SIMULINK 48 3.1 Các thông số đầu vào xe: 48 3.2 Mô lực cản: 49 3.2.1 Lực cản gió: 49 3.2.2 Lực cản lăn: 50 3.2.3 Lực cản dốc: 51 3.2.4 Lực quán tính: 52 3.3 Các thông số động lực học xe: 53 3.4 Mơ hình mơ cụm thu hồi lượng: 53 3.5 Bản đồ điều khiển chế độ mô phỏng: 54 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MẠNH CƯỜNG 3.6 Mơ hình mô tổng quát: 54 3.7 Các kết mô phỏng: 56 3.7.1 Tốc độ xe: 56 3.7.2 Momen tác dụng lên trục máy phát: 57 3.7.3 Tốc độ trục đăng: 58 3.7.4 Tốc độ máy phát: 59 3.7.5 Động máy phát: 60 3.7.6 Vận tốc góc bánh xe: 61 3.7.7 Công suất máy phát điện: 62 Chương 4: PHÂN TÍCH KẾT QUẢ 63 4.1 Tính tốn lượng thu được: 63 4.2 Tính hiệu suất thu hồi lượng: 65 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 67 5.1 Kết luận: 67 5.2 Đề nghị: 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MẠNH CƯỜNG DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Tính chất kiểu tích trữ lượng phanh tái sinh 29 Bảng 2.1: Thông số xe 36 Bảng 2.2: Hệ số cản lăn loại mặt đường 40 Bảng 2.3: Tính 43 Bảng 2.4: Công suất tổn thất 45 Bảng 2.5: Hằng số hao tổn 46 Bảng 4.1: Tính giá trị lượng lượng thu cho xe chạy theo chế độ khác 64 Bảng 4.2: Bảng tính hiệu suất xe chế độ phanh giảm tốc 66 i