کاربردهای مواد پیزوالکتریک در سیستم تعلیق

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران

2 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی خوردو، دانشگاه علم و صنعت

3 استادیار، دانشکده مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

این مقاله به بررسی کاربردهای مواد پیزوالکتریک در سیستم تعلیق می‌پردازد. مواد پیزوالکتریک مواد هوشمندی هستند که با تغییرات ولتاژ، دچار تغییر طول می‌شوند و یا در اثر تغییر طول، ولتاژ تولید کنند. از این رو این مواد میتوانند به عنوان حسگر، عملگر و منبع تولید انرژی مورد استفاده قرار بگیرند. از طرفی سیستم تعلیق، یکی از قسمتهای مهم خودروست، که نقش تعیین‌کنندهای در فرمانپذیری و راحتی خودرو در حین حرکت دارد. سیستم تعلیق خودرو به شدت تحت ارتعاش است و این موضوع علاوه بر این که بر قابلیت فرمانپذیری خودرو و راحتی سرنشینان اثر میگذارد، اتلاف انرژی بالایی نیز دارد. این مقاله سعی دارد که با توجه به مطالعات انجام شده، توانایی پیزوالکتریک در کاهش معضلات سیستم تعلیق را بررسی کند. با توجه به اینکه سیستم تعلیق سخت، برای تحمل وزن و بهبود قابلیت فرمانپذیری خودرو و سیستم تعلیق نرم برای مجزا کردن خودرو از اختلالات ناشی از ناهمواریهای جاده مورد نیاز است، پیزوالکتریک می‌تواند در قالب یک حسگر و با یک طراحی مناسب، شرایط را بسنجد و در قالب یک عملگر، تغییرات مورد نیاز، برای تطبیق خودرو با شرایط رانندگی را اعمال کند. همچنین با توجه به مشکلات ناشی از کمبود منابع انرژی، مواد پیزوالکتریک می‌توانند، انرژی‌هایی را که در سیستمهای ارتعاشی به صورت گرما آزاد می‌شود، بازیابی کنند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 

[1] J. Cao, H. Liu, P. Li, and D. J. Brown, “State of the Art in Vehicle Active Suspension Adaptive Control Systems Based on Intelligent Methodologies,” IIEEE Trans. Intell. Transp. Syst., vol. 9, no. 3, pp. 392–405, 2008.

[2] H. Lee, H. Jang, J. Park, S. Jeong, T. Park, and S. Choi, “Design of a Piezoelectric Energy-Harvesting Shock Absorber System for a Vehicle,” Integr. Ferroelectr., vol. 141, no. 1, pp. 32–44, Jan. 2013.

 [3] S. O. R. Moheimani and A. J. Fleming, Piezoelectric transducers for vibration control and damping. Springer, 2006.

[4] H. A. Sodano, D. J. Inman, and G. Park, “A Review of Power Harvesting from Vibration using Piezoelectric Materials.”

[5] A. Erturk and D. Inman, Piezoelectric energy harvesting. 2011.

 [6] X. D. Xie and Q. Wang, “Energy harvesting from a vehicle suspension system,” Energy, vol. 86, pp. 385–392, 2015.

 [7] X. H. Wei, S. J. Yu, H. Nie, M. Zhang, and Y. Z. Shao, “DesignandDynamicAnalysisofMagnetorheologicalShock Absorber Based on the Piezoelectric Technology,” Appl. Mech. Mater., vol. 397–400, pp. 505–510, Sep. 2013.

[8] T. Galchev, H. Kim, and K. Najafi, “A Parametric Frequency Increased Power Generator for Scavenging Low Frequency Ambient Vibrations,” Procedia Chem., vol. 1, no. 1, pp. 1439–1442, 2009. [9] J. Kim, E. Yim, C. Jeon, C. Jung, and B. Han, “A SELFPOWERING SYSTEM BASED ON TIRE DEFORMATION DURING DRIVING,” Int. J. …, vol. 13, no. 2, pp. 293–300, 2012.

[10] G. Hatipoglu and H. Urey, “FR4-based electromagnetic energy harvester for wireless tyre sensor nodes,” Procedia Chem., vol. 1, no. 1, pp. 1211–1214, 2009.

 [11] G. Manla, N. M. White, and M. J. Tudor, “Numerical model of a non-contact piezoelectric energy harvester for rotating objects,” IEEE Sens. J., vol. 12, no. 6, pp. 1785– 1793, 2012.

 [12] S. Priya, “Advances in energy harvesting using low profile piezoelectric transducers,” J. Electroceramics, vol. 19, no. 1, pp. 167–184, Mar. 2007.

[13] X.XieandQ.Wang,“Amathematicalmodelforpiezoelectric ring energy harvesting technology from vehicle tires,” Int. J. Eng. Sci., vol. 94, pp. 113–127, Sep. 2015.

[14] Y. Zhang, R. Zheng, K. Shimono, T. Kaizuka, and K. Nakano, “Effectiveness Testing of a Piezoelectric Energy Harvester for an Automobile Wheel Using,” 2016.