Đang tải...

Công nghệ vật liệu Công nghệ thu hồi động năng

Thảo luận trong 'Công nghệ mới' bắt đầu bởi thinhthao, 19/11/09.

Thành viên đang xem bài viết (Users: 0, Guests: 0)

  1. thinhthao
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    16/4/09
    Số km:
    237
    Được đổ xăng:
    24
    Mã lực:
    51
    Xăng dự trữ:
    -22 lít xăng
    Các hãng ôtô thế giới ngày nay đang phải đối mặt với một mâu thuẫn: giữa việc tiết kiệm nhiên liệu, bảo vệ môi trường và tốc độ phát triển của ngành công nghiệp ôtô. Việc sử dụng các nguồn năng lượng mới và sự ra đời của động cơ Hybrid đã dần trở thành nền tảng để giải quyết vấn đề năng lượng. Cùng với nó, sự xuất hiện của hệ thống thu hồi động năng cũng đem lại một ý nghĩa rất tích cực đối với vấn đề này.

    Đến năm 2009, quy định mới về tiêu chuẩn khí thải EURO5 tại Châu Âu bắt đầu được thực hiện, trong đó một số giải pháp công nghệ nhằm hoàn thiện chất lượng khí thải xe hơi cũng được áp dụng. Các giải pháp công nghệ được áp dụng yêu cầu không làm gia tăng quá mức giá thành chế tạo.

    [​IMG]
    Đây chính là nguyên nhân làm đau đầu các nhà sản xuất ôtô. Tuy vậy, vẫn còn rất nhiều giải pháp tối ưu tận dụng tối đa nguồn năng lượng trên xe hơi vẫn chưa được đề cập. Hệ thống thu hồi động năng đã xuất hiện nhiều năm trước đây trên các phương tiện vận tải, song với xe hơi vẫn được coi là một công nghệ mới hiện nay.

    Thông qua việc tái sử dụng năng lượng thu hồi, nó có thể giúp nâng cao sức mạnh của chiếc xe, đồng thời giảm lượng khí thải CO2 và đạt được mục đích tiết kiệm nhiên liệu.

    Hệ thống thu hồi động năng (Kinetic Energy Recovery Systems) là hệ thống thông qua các phương tiện kỹ thuật sẽ tích trữ năng lượng sản sinh trong quá trình phanh xe, đồng thời đóng vai trò bổ trợ sức mạnh khi xe tăng tốc. Hệ thống thu hồi động năng được phân thành hai loại:

    + hệ thống thu hồi động năng theo kiểu bánh đà tích năng không lưu trữ dài hạn,

    + hệ thống thu hồi động năng có khả năng tích trữ dài hạn (bằng pin nhiên liệu).

    Mỗi loại thu hồi động năng đều có những lợi thế riêng biệt và sẽ được áp dụng, dự định phát triển trên xe đua F1.

    Hệ thống thu hồi động năng bằng bánh đà

    Nguyên lý hoạt động cũng rất dễ hiểu. Giống như đồ chơi xe mô hình của trẻ em, khi kéo bánh xe chuyển động lùi làm kết cấu lò xo (dây đai) cuộn lại tạo nên thế năng đàn hồi, thế năng đàn hồi được giải phóng sẽ giúp cho xe mô hình chạy về phía trước. Hệ thống thu hồi động năng bằng bánh đà trên xe hơi cũng dựa trên cơ sở nguyên lý như vậy, nhưng quá trình làm việc và kết cấu phức tạp hơn rất nhiều so với xe mô hình đồ chơi.
    [​IMG]
    Các bộ phận của hệ thống thu hồi động năng

    Hệ thống thu hồi động năng bằng bánh đà thông thường có tác dụng trong quá trình phanh xe, khi vào cua. Trong quá trình phanh, động năng của xe sẽ truyền tới thiết bị thu hồi thông qua bộ biến tốc vô cấp dẫn tới bánh đà trong hộp chân không. Bánh đà quay tròn với tốc độ cao, tích trữ năng lượng. Khi xe tăng tốc, năng lượng được bánh đà tích trữ trả ngược trở lại thông qua bộ biến tốc vô cấp, và hội tụ sức mạnh ở đầu phát bộ biến tốc vô cấp với động cơ.

    Sự hội tụ này chuyển tới trục sau có tác dụng làm tăng lực đẩy, giúp tăng cường sức mạnh, bổ trợ hiệu quả cho khả năng tăng tốc. Kết cấu hệ thống thu hồi động năng bằng bánh đà đơn giản, không gian chiếm chỗ nhỏ, và được tự động kiểm soát mọi quá trình làm việc bởi hệ thống điều khiển điện tử S-ECU trong hệ thống thu hồi.
    [​IMG]
    Bộ biến tốc vô cấp

    Hệ thống thu hồi động năng kiểu bánh đà vốn là thiết bị thu hồi động năng với tốc độ quay cao được FIA khởi xướng và dự định sử dụng trên xe đua F1. Nó cũng có nhiều ưu điểm hơn so với trang bị thu hồi động năng tốc độ thấp truyền thống về giá thành chế tạo, hiệu quả làm việc, kết cấu đơn giản, thể tích nhỏ, trọng lượng nhẹ, an toàn và ổn định, tuổi thọ cao, có thể tái sử dụng và bảo vệ môi trường.

    Nhưng bên cạnh những ưu điểm, nó vẫn tồn tại một số nhược điểm như mô-men xoắn nhỏ, khả năng tích trữ có hạn. Tuy nhiên, hệ thống thu hồi động năng bằng pin nhiên liệu lại có thể khắc phục được những nhược điểm trên.

    Hệ thống thu hồi động năng bằng pin nhiên liệu

    Nguyên lý làm việc của hệ thống thu hồi động năng bằng pin nhiên liệu cũng giống như xe hơi sử dụng động cơ hỗn hợp xăng điện (Hybrid), nhưng sự khác nhau cơ bản ở đặc điểm tích trữ năng lượng.

    Khi khởi động xe, hệ thống thu hồi động năng bằng pin nhiên liệu sẽ tiến hành công việc bổ trợ cho động cơ giống như xe hơi chạy động cơ Hybrid với tổ hợp chức năng máy phất điện và động cơ điện. Khi xe phanh, hệ thống thực hiện thu hồi và chuyển tới máy phát điện
    [​IMG]
    BMW M-Series được trang bị hệ thống thu hồi động năng bằng pin nhiên liệu

    Động năng của xe chuyển hoá thành điện năng và được tích trữ vào trong pin Ni-MH điện áp cao 158V. Điện năng tích trữ được giải phóng nhờ động cơ điện, khi xe yêu cầu tăng cao mô-men trong vận hành. Điều này góp phần giảm bớt rất nhiều việc tiêu hao nhiên liệu. Hiện tại, hệ thống thu hồi động năng bằng pin nhiên liệu được trang bị trên M-Series của BMW.

    Ưu điểm chính của hệ thống thu hồi động năng bằng pin nhiên liệu là: tạo nên mô-men xoắn lớn, tiện cho việc kiểm soát năng lượng được giải phóng, công nghệ hoàn thiện. Hiệu suất sử dụng điện năng ổn định là đặc điểm nổi trội nhất. Nhưng hệ thống thu hồi động năng bằng pin nhiên liệu lại thiếu đi ưu thế nhất định về thể tích và trọng lượng. Chi phí chế tạo cao cũng là một cản trở không nhỏ.
    [​IMG]
    Bắt đầu mùa giải 2009, các xe đua F1 đều sẽ phải trang bị hệ thống thu hồi động năng

    Hiện nay, hệ thống thu hồi động năng được coi là hệ thống bổ trợ sức mạnh và bào vệ môi trường tương đối hiệu quả. Đây còn là một bước tiến mới nhằm đáp ứng được những yêu cầu nghiêm ngặt về tiêu chuẩn khí thải tại Châu Âu.

    Hệ thống thu hồi năng lượng bằng bánh đà hay pin nhiên liệu tuy vẫn còn tồn tại những điểm hạn chế, nhưng xu thế phát triển của khoa học và công nghệ, những nhược điểm này sẽ dần được khắc phục, và khi công nghệ này được ứng dụng rộng rãi trên những chiếc xe thương mại, sẽ giúp cho nguồn năng lượng quý hiếm của xe hơi không bị sử dụng lãng phí
    (Theo_Autonet.com.vn)
     

Chia sẻ trang này