Giới thiệu sự phát triển hệ thống phanh thu năng thủy lực trên thế giới

Năm 1982, mô hình truyền động năng lượng phanh Cumulo - Cumulo Brake Energy Drive (CBED) (hình 1) đã được giới thiệu bởi tập đoàn Parker (Mỹ).

Hình 1. Hệ thống CBED - Cumulo Brake Energy Drive (kiểu truyền động mắc song song); 1,2 – Bàn đạp ga, bàn đạp phanh; 3,4,5-đường truyền điều khiển đến động cơ, ly hợp, van thủy lực; A – Bơm/mô tơ thủy lưc và van thủy lực; B- Hộp bánh răng; CBình áp cao; D-Thùng chứa dầu thủy lực; E – Hộp điều khiển.

Hệ thống CBED dùng để thu hồi và tái sử dụng năng lượng động năng, hệ thống này sử dụng truyền động thủy lực và mắc song với đường truyền công suất của xe, đây cũng chính là một dạng truyền động trên xe lai thủy lực loại song song - Parallel hydraulic hybrid vehicle (PHHV) sử dụng hệ thống phanh này có thể tiết kiệm đến 10-25% mức tiêu thụ nhiên liệu so với xe thường (xe không sử dụng công nghệ CBED). Năm 1993, tập đoàn Parker giới thiệu mô hình truyền động Cumulo thứ hai là truyền động Cumulo Hydrostatic Drive - CHD (Hình 2) .

Đây là một hệ thống truyền động thủy lực mắc nối tiếp kết nối giữa động cơ với hệ thống di chuyển của xe, nó thay thế hoàn toàn dạng truyền lực cơ khí thông thường, đây cũng chính là một dạng truyền động trên xe lai thủy lực loại nối tiếp – Serial hydraulic hybrid vehicle (SHHV) ngoài chức năng truyền lực để xe di chuyển, hệ thống còn có khả năng thu năng lượng trong quá trình phanh và tái sử dụng lại. Hệ thống CHD có khả năng thu hồi năng lượng hiệu quả, tiết kiệm đến 20-40% lượng tiêu thụ nhiên liệu so với xe thường.

Hình 2. Hệ thống CHD - Cumulo Hydrostatic Drive

Cấu tạo chung: 1-Bơm thủy lực; 2- Bình chứa dầu áp thấp; 3- Động cơ/bơm thủy lực- 4- Bình áp dầu áp cao; 5- Bộ điều khiển hệ thống; 6 - Động cơ của xe; 7 – Cầu chủ động; 8-Bộ phận làm mát dầu.

Sau đó tập đoàn Parker phát triển dòng xe lai thủy lực truyền động hỗn hợp - Parker Advanced Series Hydraulic Hybrid, sử dụng hệ thống này trên dòng xe lai có khả năng tiết kiệm đến 35-50% lượng tiêu thụ nhiên liệu so với xe thường. Đây là một dạng truyền động hỗn hợp kết hợp cả dạng truyền động song song và truyền động nối tiếp - Power Split Hydraulic Hybrid Vehicle (PSHHV), hệ thống phanh thu năng thủy lực đã được tích hợp trên hệ thống này.

Hình 3. Parker advanced series hydraulic hybrid

1- Cụm bơm/ mô tơ thủy lực; 2- Cụm động cơ/bơm thủy lực; 3- Cụm van điều khiển; 4- Bình thấp áp; 5- Bình cao áp; 6- ly hợp; 7- Động cơ; 8,9 – Hộp bánh răng; 10- Cầu và bánh xe chủ động.

Năm 2002 tập đoàn Eaton đã nghiên cứu và phát triển một sản phẩm, gọi là Hệ thống hỗ trợ phóng thủy lực - Hydraulic Launch Assist (HLA), hệ thống này cũng đã sử dụng dạng truyền động thủy lực trong quá trình phanh thu năng lượng động năng và tái sử dụng lại, hệ thống này đã được sử dụng trên dòng sản phẩm xe lai thủy lực thu gom rác (hình 3), giúp tiết kiệm 15 ÷ 30% lượng nhiên liệu tiêu thụ so với xe thường

Hình 4. Sơ đồ hệ thống HLA trên xe thu gom rác của tập đoàn Eaton

Tháng 9/2008 tại cuộc triển lãm thương mại về công nghệ xe thế giới, tập đoàn Bosch Rexroth (Đức) giới thiệu trước công chúng sản phẩm xe lai thủy lực - Hydraulic hybrid vehicle - HHV sử dụng thu gom chở rác.

Hình 5. Sơ đồ bố trí hệ thống HRB cùng hệ thống truyền lực trên xe thu gom rác của Bosch Rexroth group

1-Cụm bơm/mô tơ thủy lực; 2-cụm kết nối cơ khí (hộp bánh răng); 3- cụm van điều khiển; 4- Thùng chứa dầu; 5- Bình áp năng thủy lực; 6 – Bộ điều khiển; 7 -Bàn đạp chân phanh.

Trên xe thu gom rác loại lớn của tập đoàn Bosch Rexroth được lắp đặt hệ thống phanh tái sinh thủy lực - Hydraulic regenerative braking system (HRBS) (Hình 4), đã thử nghiệm thành công ở hơn 10 thành phố ở Đức và ở Mỹ, hệ thống này giúp xe giảm mức tiêu hao nhiên liệu đến 25% so với xe thường.

Năm 2011, công ty Innovative Transport Solutions Pty Ltd, Australia giới thiệu hệ thống có liên quan đến hệ thống phanh thu năng thủy lực, đặt tên là Hydraulic Drive Assist (HDA), đã ứng dụng trên một số mẫu xe như: xe thu gom rác, xe bus. Với hệ thống HDA lắp trên xe thu gom rác, giúp cho xe giảm đến 25% mức tiêu hao nhiên liệu so với xe thường.