23658

برداشت انرژي از ارتعاشات موتور خودرو به وسيله تير پيزوالكتريك جهت استفاده در دسته موتور نيمه‌فعال

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك- طراحي سيستم‌هاي ديناميكي خوردو

1396

1399/8/28

سلمان ابراهيمي‌نژاد

دانشكده مهندسي خودرو

امروزه با پيشروي صنايع دنيا به سمت استفاده از انرژي‌هاي پاك و پايدار،‌ يكي از منابع توليد انرژي‌ كه مورد توجه قرار گرفته، استفاده از مواد پيزوالكتريك است. اگر برخي از تقاضاهاي انرژي را بتوان از طريق بازياب انرژي از ارتعاشات فراوان محيط تامين كرد، تقاضاي برق مي‌تواند تا حدي كاهش ‌يابد. با توجه به اينكه خودرو در معرض ارتعاشات فراوان قرار دارد، جداسازي اين ارتعاشات از طريق دستهموتور نيمه‌فعال‌ همراه با بازياب انرژي مي‌تواند كمك شاياني به راحتي سرنشين و كاهش مصرف سوخت خودرو نمايد. اين پاياننامه به چگونگي برداشت انرژي از ارتعاشات موتور خودرو به وسيله‌ي تير پيزوالكتريك جهت استفاده در دسته‌موتور‌ نيمه‌فعال پرداخته است. به همين منظور در ابتدا اهميت بازياب‌‌ انرژي و پركاربردترين سيستم‌هاي‌ بازياب‌‌ انرژي بررسي شده است. همچنين نشان داده ‌مي‌شود‌ كه در بين سيستم‌هاي‌ بازياب‌‌ انرژي، بازياب‌‌ پيزوالكتريك از نظر چگالي توان بازياب‌شده، بهترين گزينه است. پس از آن به منظور برداشت حداكثر توان، پارامترهاي مختلف تير پيزوالكتريك مورد بررسي قرار گرفت و مشخصات تير مورد نظر تعيين شد. همچنين با هدف بهبود رفتار دسته‌موتور‌ نيمه‌فعال‌، يك كنترل‌كننده‌ي اسكاي هوك طراحي شد. در پايان با محاسبه‌ي توان مورد نياز دسته‌موتور و توان توليدي دستگاه پيزوالكتريك، نشان داده شد كه 9/24 درصد از توان مورد نياز دسته‌موتور نيمه‌فعال‌ توسط دستگاه پيزوالكتريك تامين شد.

1400/03/06

Energy harvesting from vehicle engine vibration using piezoelectric beam for application in semi-active engine mount

11/19/2021 12:00:00 AM

Nowadays, due to advancement of technology, using piezoelectric materials are regarded as renewable energy sources. Some of energy supplies are provided by harvesting them. Therefore it is possible to collect enough energy to run the system. As vehicle is exposed to road vibrations and internal equipment vibrations such as engine, it is recommended to absorb the vibration energy by semi active engine mounts. This will isolate the cabin from road vibrations and provide acceptable ride comfort for passengers. In this study, an investigation has been done in harvesting energy with a piezoelectric beam was used as engine mounts to absorb engine vibrations. At the beginning of this study, the importance of using this technology is discussed. Then, it proved that this technology is the best in harvesting among other solutions. For obtaining the value of harvesting energy, the specification of this beam is given. According to relations and equations, it is possible to calculate the harvested energy. In addition, the engine mount are equipped with magnetorheological system, then with designing skyhook control, the system harvested energy in active mode. In this case 9.24 % of energy usage of this engine mount is provided from harvested energy.

بازياب انرژي , پيزوالكتريك , دسته‌ موتور‌ نيمه‌فعال , ارتعاشات موتور

engine vibration , piezoelectric , semi-active engine mount , Energy harvesting