Nghiên cứu chế tạo mẫu giảm chấn tái sinh năng lượng để đồng thời giảm xóc và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng của phương tiện giao thông và máy công cụ
Khi di chuyển trên đường, phương tiện phải chịu các nhiễu động khác nhau như sự mấp mô của mặt đường, lực phanh, lực tăng tốc, lực ly tâm trên đường cong gây ra sự không thoải mái cho người lái và hành khách và ảnh hưởng đến khả năng vận hành. Hệ thống treo thụ động, bao gồm giảm xóc thủy lực nhớt và lò xo lắp song song, đã được sử dụng rộng rãi để triệt tiêu dao động bằng cách tiêu tán năng lượng cơ học không mong muốn thành nhiệt. Giảm tổn thất năng lượng của xe là cần thiết để cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu, giảm lượng khí thải và cung cấp nhu cầu điện cho các hệ thống khác. Ngoài việc cải thiện hiệu suất của động cơ và hệ thống truyền lực, ta có thể thu thập năng lượng bị lãng phí trên xe bao gồm thu hồi nhiệt năng bị lãng phí, năng lượng phanh tái sinh và năng lượng dao động trên bộ giảm xóc.
Nhằm mở ra hướng nghiên cứu mới về sản phẩm tích hợp các tính năng giảm chấn, tái sinh năng lượng, tự thích nghi, áp dụng trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật khác nhau; phát triển hướng mới sử dụng dòng năng lượng trong tính toán thiết kế; và thiết kế, phát triển, chế tạo và kiểm nghiệm một số bộ giảm chấn tái sinh năng lượng nhỏ gọn phù hợp với mục đích cụ thể, PGS. TS. Lã Đức Việt cùng các cộng sự tại Viện Cơ học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chế tạo mẫu giảm chấn tái sinh năng lượng để đồng thời giảm xóc và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng của phương tiện giao thông và máy công cụ” với các nội dung và phạm vi nghiên cứu bao gồm:
1. Nghiên cứu tổng quan về vấn đề nghiên cứu
2. Tối ưu hóa bộ giảm chấn tái sinh năng lượng
3. Mô phỏng hoạt động của bộ giảm chấn
4. Thiết kế bộ giảm chấn tái sinh năng lượng cho xe hai bánh chạy điện
5. Thử nghiệm bộ giảm chấn tái sinh năng lượng cho xe hai bánh chạy điện
6. Nghiên cứu áp dụng bộ giảm chấn tái sinh năng lượng ứng dụng cho máy công cụ
7. Nghiên cứu các bộ giảm chấn tái sinh năng lượng tự thích nghi
8. Thử nghiệm bộ giảm chấn tái sinh năng lượng tự thích nghi
Sau một thời gian thực hiện, đề tài đưa ra các kết luận như sau:
1. Về số lượng
- Các nội dung nghiên cứu được đề ra trong đề cương đều đã được thực hiện đầy đủ.
- Đã hoàn thành 02 bài báo công bố trên tạp chí quốc tế uy tín, có thời gian đăng trong thời gian thực hiện đề tài và cảm ơn mã số đề tài
- Đã chế tạo :02 bộ giảm chấn tái sinh năng lượng dựa theo nguyên tắc truyền động ren vít, 02 bộ giảm chấn tái sinh năng lượng dựa theo nguyên tắc truyền động thanh răng – bánh răng, 01 bộ giảm chấn tái sinh năng lượng có tích hợp chức năng tự thích nghi
- Đã hoàn thành: 01 bộ tài liệu thiết kế bộ giảm chấn tái sinh năng lượng được chế tạo và 01 quy trình công nghệ chế tạo bộ giảm chấn tái sinh năng lượng
2. Về chất lượng
* Về tính năng giảm chấn:
- Các bộ giảm xóc được chế tạo đều có kích thước giống như bộ giảm xóc nguyên bản để có thể lắp đặt phù hợp vào phương tiện sẵn có, đạt so với thuyết minh.
- Trong các trường hợp khác nhau, khi so sánh phổ gia tốc thân xe với phổ gia tốc trục bánh xe, các bộ giảm xóc có thể giảm gia tốc với hiệu quả giảm từ 27% đến 68%, đạt một phần so với thuyết minh.
- Bộ giảm chấn tái sinh năng lượng có tích hợp chức năng tự thích nghi sử dụng transitor MOSFET, có thể thay đổi mức độ giảm chấn từ 0 (khi mạch hở) đến cực đại (khi mạch đóng).
* Về tính năng tái sinh năng lượng:
- Các bộ giảm xóc đều có thể tạo được điện thế trên 5V
- Bộ giảm xóc ren vít có thể đạt được công suất 5W, đạt so với thuyết minh.
- Bộ giảm xóc thanh răng bánh răng đạt công suất 2.5W, đạt một phần so với thuyết minh
- Tổng năng lượng bộ giảm xóc ren vít có thể tích trữ đạt 490J. Nếu xả toàn bộ năng lượng này trong 1 phút thì đạt công suất trung bình 8.2W, đạt so với thuyết minh.
- Tổng năng lượng bộ giảm xóc thanh răng bánh răng có thể tích trữ đạt 360J. Nếu xả toàn bộ năng lượng này trong 1 phút thì đạt công suất trung bình 6W, đạt so với thuyết minh.
- Bộ giảm chấn tái sinh năng lượng có tích hợp chức năng tự thích nghi sử dụng transitor MOSFET, có thể thay đổi mức độ tái sinh năng lượng từ 0 (khi mạch hở) đến cực đại (khi mạch đóng).
* Chất lượng tài liệu thiết kế, chế tạo
- 01 bộ tài liệu thiết kế đạt yêu cầu của một tài liệu thiết kế.
- 01 quy trình công nghệ chế tạo đạt yêu cầu của một quy trình công nghệ.
Để đạt được mục tiêu nghiên cứu, đề tài phối hợp phương pháp nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm. Các nghiên cứu lý thuyết được thực hiện để viết bài báo ISI. Các nghiên cứu thực nghiệm được thực hiện trong phòng thí nghiệm và ngoài đường, đo đạc các thông số liên quan đến giảm xóc và tái sinh năng lượng.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 20077/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
