BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÔ PHI LONG NGHIÊN CỨU SỰ TRUYỀN VÀ TỔN HAO NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE HYBRID NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC – 60520116 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH  LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÔ PHI LONG NGHIÊN CỨU SỰ TRUYỀN VÀ TỔN HAO NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE HYBRID NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116 Hướng dẫn khoa học: TS LÂM MAI LONG Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid LÝ LỊCH KHOA HỌC Dán hình 3x4 & đóng mộc giáp lại hình I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Ngô Phi Long Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 06/11/1978 Nơi sinh:Tiền Giang Quê quán: 230, xã Tân Thành,Gò Công Đông, Tiền Giang Dân tộc: Kinh Chức vụ, đơn vị công tác trƣớc học tập, nghiên cứu: Giáo viên – Khoa Cơ Khí Động Lực – Trƣờng Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng TPHCM Chỗ riêng địa liên lạc: 58/5/3, đƣờng số 5, P Linh Trung, Q Thủ Đức, TP HCM Điện thoại quan: Điện thoại nhà riêng: 0919446877 Fax: E-mail: ngophilong@caothang.edu.vn II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ …… Nơi học (trƣờng, thành phố): Ngành học: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 10/2007 đến 10/ 2002 Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng Đại học SPKT Tp Hồ Chí Minh Ngành học: Cơ khí động lực Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: MÔ HÌNH HỆ THỐNG KHÓA KHỞI ĐỘNG Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: tháng 05/2002, trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh Ngƣời hƣớng dẫn: TS ĐỖ VĂN DŨNG Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 10/2013 đến 10/ 2015 Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng Đại học SPKT Tp Hồ Chí Minh Ngành học: Kỹ Thuật Cơ Khí Động Lực Tên luận văn: NGHIÊN CỨU SỰ TRUYỀN VÀ TỔN HAO NĂNG LƢỢNG TRÊN Ô TÔ HYBRID GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang i Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid Ngày & nơi bảo vệ luận văn: 24/10/2015, Trƣờng Đại học SPKT Tp Hồ Chí Minh Ngƣời hƣớng dẫn: TS Lâm Mai Long Tiến sĩ: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ …… Tại (trƣờng, viện, nƣớc): Tên luận án: Ngƣời hƣớng dẫn: Ngày & nơi bảo vệ: Trình độ ngoại ngữ : Trình độ anh văn B Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật đƣợc thức cấp; số bằng, ngày & nơi cấp: III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian 2002-nay Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Trƣờng CĐKT Cao Thắng Giáo viên IV CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ: XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN (Ký tên, đóng dấu) GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Ngày 17 tháng 10 năm 2015 Ngƣời khai ký tên Trang ii Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 08 năm 2015 Ký tên GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang iii Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid CẢM TẠ Để hoàn thành đề tài luận văn thạc sĩ cách hoàn chỉnh, bên cạnh nổ lực cố gắng thân có hƣớng dẫn nhiệt tình quý Thầy Cô, nhƣ động viên ủng hộ gia đình bạn bè suốt thời gian học tập nghiên cứu thực luận văn thạc sĩ Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến Tiến Sĩ Lâm Mai Long, ngƣời thầy hết lòng giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho hoàn thành luận văn Xin gởi lời tri ân sâu sắc điều mà Thầy dành cho Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến toàn thể quý Thầy Cô Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh tận tình truyền đạt kiến thức quý báu nhƣ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình học tập nghiên cứu thực đề tài luận văn Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, ngƣời không ngừng động viên, hỗ trợ tạo điều kiện tốt cho suốt thời gian học tập thực luận văn Cuối cùng, xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn đến anh chị bạn đồng nghiệp hỗ trợ cho nhiều suốt trình học tập, nghiên cứu thực đề tài luận văn thạc sĩ cách hoàn chỉnh Mặc dù có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn tất nhiệt tình lực mình, nhiên tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đƣợc đóng góp quí báu quí thầy cô bạn Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2015 Học viên thực GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang iv Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid TÓM TẮT Tên đề tài: Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng hệ thống truyền lực xe Hybrid Thời gian nghiên cứu: từ 23/02/2015 đến 23/08/2015 Địa điểm nghiên cứu: Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Trên ô tô Hybrid, sử dụng phƣơng án dẫn động hỗn hợp vừa nối tiếp vừa song song Tùy theo tốc độ mà xe sử dụng phƣơng án nối tiếp kết hợp lực kéo Tốc độ thấp, cụ thể tốc độ xe nhỏ 40 km/h Xe sử dụng phƣơng án nối tiếp Động xăng dẫn động máy phát điện nạp điện cho accu, accu cung cấp điện cho động điện để truyền lực kéo đến cầu chủ động Ở trạng thái đƣờng đặc tuyến moment xoắn động điện Ở đây, ta có tổn hao lƣợng nhƣ sau: Toàn động xăng chuyển thành điện nhờ máy phát điện, từ điện chuyển thành hóa năng, từ hóa accu lại chuyển thành điện để cung cấp cho động điện Cuối tổn hao truyền động khí đến cầu chủ động Tốc độ cao, cụ thể tốc độ xe lớn 40 km/h Xe chạy chế độ kết hợp lực kéo động điện động xăng Động xăng truyền động dến cần dẫn truyền bánh hành tinh Tại đây, phần tuyền động trực tiếp đến vành truyền bánh hành tinh, qua truyền động khí đến cầu chủ động Phần lƣợng lại dẫn động bánh mặt trời, truyền động cho máy phát để cung cấp điện cho accu động điện Động điện truyền động cho vành truyền bánh hành tinh, qua truyền động khí đến cầu chủ động Ở đây, ta có tổn hao lƣợng theo hai hƣớng: - Tổn hao phần từ động xăng từ cần dẫn truyền bánh hành tinh truyền động qua máy phát điện để chuyển thành điện năng, từ điện chuyển thành hóa năng, từ hóa accu lại chuyển thành điện để cung cấp cho động điện, moment từ động điện dẫn động vành truyền bánh hành tinh GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang v Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid - Phần lại động xăng từ cần dẫn truyền bánh hành tinh, truyền động trực tiếp đến vành truyền bánh hành tinh - Công suất kết hợp động xăng động điện vành truyền bánh hành tinh, qua truyền lực khí đến cầu chủ động Từ vành truyền bánh hành tinh đến cầu chủ động, ta có tổn hao truyền động khí Hệ thống có nhiều ƣu điểm so với phiên chế tạo trƣớc Sử dụng đặc tuyến moment động điện tốc độ thấp để đáp ứng chế độ moment xoắn cực đại Công suất loại động đƣợc phối hợp cầu chủ động, tốc độ cao để đáp ứng chế độ công suất tối đa GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang vi Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid ABSTRACT Thesis: Research on transmission and loss of energy on Hybrid’s powertrain Research time: FromFebruary 23th, 2015toAugust 23th, 2015 Research location: HCMC University of Technology and Education The second generation Hybrid uses two ways of transmitting power, series and parallel Depending on vehicle speed, it will use the compatible way At low speed, in particular below 40 km/h, the vehicle will use the series way of transmitting The Gasoline engine drives the generatorand charges the battery, and then the battery will provide electricity to the motor to drive wheels In this case, there are energy losses as follows: Total energy of Gasoline engine is converted to electricity by generator, that electricity transforms into battery’s chemical energy, and then chemical energy transforms into electricity to provide for motor Finally, the last loss is on powertrain At high speed, in particular above 40 km/h, the vehicle combines torque of both motor and Gasoline engine Gasoline engine transmits energy to planetary carrier Here, a part of energy is directly transmitted to ring gear and then to drive axle through mechanical transmission The remaining energy drives sun gear, then drivesgenerator to supply electricity for the battery and motor The motor drives ring gear and then drive axle due to mechanical transmission In this case, there are two ways of losing energy: - A part of Gasoline engine’s energy is lost because of a complex transmitting process from mechanical energy into electricity and then from electricity back into mechanical energy to create torque to drive ring gear - The remaining of Gasoline engine’s energy is transmitted to ring gear from planetary carrier GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang vii Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid - Total energy of ring gear supplied by Gasoline engine and motor is transmitted to drive axle due to mechanical transmission There is another loss from ring gear to drive axle, that is loss of mechanical transmission This system has many advantages over some early versions It uses moment curve of electric motor at low speed to create maximum torque Total power of both Gasoline engine and electric motor is combined at drive axle to meet operating conditions with maximum power at high speed GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang viii Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid MỤC LỤC Quyết định giao đề tài Xác nhận cán hƣớng dẫn Lý lịch khoa học i Lời cam đoan iii Cảm tạ iv Tóm tắt v Abstract .vii Mục lục ix Danh sách cách chữ viết tắt .xii Danh sách hình xiii Danh sách bảng xv Chƣơng I TỔNG QUAN CHUNG VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc nƣớc 1.2.1 Khái quát xe Hybrid II 1.2.2 Các công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài nƣớc 1.2.3 Các công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài nƣớc 1.3 Mục đích đề tài 1.4 Nhận định đề xuất hƣớng nghiên cứu 1.5 Giới hạn phạm vi nghiên cứu 1.6 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.7 Khách thể đối tƣợng nghiên cứu Chƣơng II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu chung 2.2 Khái niệm tổn hao hệ thống truyền lực 2.2.1 Sơ đồ biến đổi lƣợng 2.2.2 Sự biến đổi lƣợng hệ thống chuyển động 12 2.2.3 Thông số động học (TSĐH) hệ thống truyền lực 13 GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang ix Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid 2.2.4 Sự tổn hao lƣợng hệ thống truyền lực 14 2.2.5 Sự tổn hao lƣợng ô tô Hybrid II 18 2.2.5.1 Ô tô vận hành tốc độ thấp 18 2.2.5.2 Ô tô chuyển động tốc độ cao 19 2.2.6 Tính toán tổn hao lƣợng cụm chi tiết hệ thống truyền lực xe Hybrid II .20 2.2.6.1 Máy phát điện MG1 .20 2.2.6.2 Ắc quy điện áp cao HV 21 2.2.6.3 Động điện MG2 23 Chƣơng III SỰ TRUYỀN NĂNG LƢỢNG TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE HYBRID II 26 3.1 Tổng quát hệ thống truyền lực ô tô 26 3.2 Tổng quát hệ thống truyền lực xe Hybrid II 26 3.3 Các kí hiệu qui ƣớc .29 3.3.1 Động đốt 29 3.3.2 Động điện (MG2) .29 3.3.3 Máy phát (MG1) .30 3.4 Các trạng thái chuyển động xe .30 3.4.1 Khởi động động .30 3.4.2 Dẫn động động điện MG2 32 3.4.3 Tăng tốc nhẹ động xăng .34 3.4.4 Xe chạy tải nhỏ .35 3.4.5 Xe chuyển động trạng thái tăng tốc mạnh 36 3.4.6 Xe chạy lùi 38 3.5 Các trạng thái tái tạo lƣợng 38 3.5.1 Xe giảm tốc 38 3.5.2 Phanh động 40 Chƣơng IV SỰ TRUYỀN NĂNG LƢỢNG VÀ TỔN HAO TRÊN XE HYBRID II 42 GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang x Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid 4.1 Năng lƣợng từ động truyền qua truyền bánh hành tinh 42 4.1.1 Quan hệ moment 42 4.1.2 Quan hệ vận tốc góc 42 4.2 Tổ hao lƣợng trình chuyển động ô tô 44 4.2.1 Xe vận hành tăng tốc nhẹ 44 4.2.1.1 Moment kéo cầu chủ động đƣờng đặc tính 45 4.2.1.2 Hiệu suất truyền động tổn hao lƣợng 46 4.2.2 Vận tốc xe 40 km/h .47 4.2.2.1 Công suất kéo kết hợp hai loại động đƣờng đặc tính 48 4.2.2.2 Hiệu suất hệ thống truyền động tổn hao lƣợng 51 Chƣơng V CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CƠ BẢN .55 5.1 Phƣơng trình cân lực kéo đồ thị 55 5.1.1 Phƣơng trình cân lực kéo 55 5.1.2 Đồ thị cân lực kéo .57 5.2 Các thông số động lực học 60 5.2.1 Xác định vận tốc cực đại xe Vmax 60 5.2.2 Xác định gia tốc cực đại ô tô jmax 61 5.2.3 Xác định khả leo dốc cực đại ô tô max 62 KẾT LUẬN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang xi Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT BMTL : Biến mô thủy lực CVT : Continuously Variable Transmission – Hộp số tự động vô cấp ECU : Electronic Control Unit - Bộ điều khiển điện tử HS : Hộp số HTTL : Hệ thống truyền lực HV : High – Voltage Ắc quy điện áp cao LHTL : Ly hợp thủy lực MG1 : Motor Generator 1- Máy phát điện MG1 MG2 : Motor Generator 2- Động điện MG2 TSĐH : Thông số động học GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang xii Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Hình dạng xe Pirus II Hình 2.2: Màn hình đa thông tin Hình 2.3: Toyota Prius - xe tiết kiệm nhiên liệu Mỹ Hình 2.4: Các đặc tính vào điểm khác hệ thống truyền lực Hình 2.5: Sơ đồ dòng lƣợng xe Hybrid II Hình 2.6: Đƣờng đặc tuyến moment động xăng 10 Hình 2.7: Đƣờng đặc tuyến moment vành truyền bánh hành tinh trang thái không tải 11 Hình 2.8: Đƣờng đặc tuyến moment kéo kết hợp cầu chủ động 11 Hình 2.10: Biến thiên lý thuyết M  ,  , phụ thuộc vào tốc độ góc 16 Hình 2.11: Sơ đồ tổn hao lƣợng xe vận hành 18 Hình 2.12: Sơ đồ đƣờng truyền moment tốc độ thấp 19 Hình : 2.13: Năng lƣợng truyền đến cầu chủ động 19 Hình 2.14: Sơ đồ đƣờng truyền moment tốc độ cao 20 Hình 2.15: Ắc quy điện áp cao (HV) 22 Hình 2.16: Động điện pha rotor nam châm vĩnh cửu 24 Hình 2.17: Cụm truyền động khí đến cầu chủ động 25 Hình 3.1: Sơ đồ truyền lực đến cầu chủ động 26 Hình 3.2: Cụm truyền động xe Hybrid II 27 Hình 3.3: Các cụm chi tiết hệ thống truyền lực xe hybrid II 28 Hình 3.4: Bánh đà khớp nối giảm chấn 28 Hình 3.5: Công suất khởi động động 30 Hình 3.6: Biểu đồ moment truyền động khởi động 31 Hình 3.7: Sơ đồ truyền động biểu đồ moment phát điện 32 Hình 3.8: Sơ đồ truyền lực biểu đồ moment từ động điện MG2 32 Hình 3.9: Xe vận hành MG2 khởi động động 33 Hình 3.10: Sơ đồ truyền lƣợng biểu đồ moment theo kiểu song song 34 GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang xiii Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid Hình 3.11: Sơ đồ truyền lƣợng biểu đồ moment kết hợp 35 Hình 3.12: Sơ đồ truyền lƣợng biểu đồ moment trạng thái tải nhỏ 36 Hình 3.13: Năng lƣợng bổ sung cho trạng thái gia tốc cực đại 37 Hình 3.14: Sơ đồ tuyền lƣợng biểu đồ moment chế độ tăng tốc 37 Hình 3.15: Sơ đồ truyền lƣợng biểu đồ moment trạng thái chạy lùi 38 Hình 3.16: Năng lƣợng đƣợc tái sinh 39 Hình 3.17: Sơ đồ truyền lƣợng biểu đồ moment trạng thái giảm tốc 40 Hình 3.18: Sơ đồ truyền lƣợng biểu đồ moment trạng thái phanh động 41 Hình 4.1: Bánh hành tinh hộp số Hybrid II 43 Hình 4.2: Ô tô vận hành động điện MG2 44 Hình 4.3: Sự truyền lƣợng xe khởi hành 45 Hình 4.4: Đặc tuyến moment 46 Hình 4.5: Lực kéo kết hợp từ nguồn lƣợng 48 Hình 4.7: Sơ đồ dòng lƣợng 49 Hình 4.9: Sơ đồ truyền lƣợng 52 Hình 5.1 : Sơ đồ phân phối moment động 55 Hình 5.2 : Đồ thị cân lực kéo 58 Hình 5.3: Moment vành truyền hành tinh 59 GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang xiv Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 3.1: Thông số động đốt .29 Bảng 3.2: Thông số động điện .29 Bảng 3.3: Thông số máy phát 30 GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang xv Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid Chƣơng TỔNG QUAN CHUNG VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Cách kỷ, mẫu xe tƣơng tự nhƣ xe Hydrid ngày đời Pháp, Áo… Trong giai đoạn nửa đầu kỷ trƣớc, có nhiều tên tuổi khác tham gia chế tạo xe Hybrid nhƣ General Electric Woods Motor Vehicle ( Mỹ), Siemenns-Schukert (Đức) Nhìn chung, mẫu xe Hybrid kỷ trƣớc nhằm mục đích tăng tốc độ xe, đồng thời với giá nhiên liệu rẻ lúc giờ, quy định khí thải khiến cho ngƣời sử dụng ô tô xe máy không quan tâm tới hệ thống động lạ Ngày nay, phƣơng tiện ô tô phát triển mạnh, mà tình trạng ô nhiễm không khí khí thải từ ô tô ngày trầm trọng Tình trạng cạn kiệt nguồn nhiên liệu truyền thống mối đe doạ cho kinh tế nƣớc Do đó, nhiều giải pháp kỹ thuật đƣợc đời nhƣ : ô tô chạy điện, ô tô dùng pin nhiên liệu, động khí nén v.v nhiên, kỹ thuật kể chƣa thể đƣa vào sử dụng nhiều giới hạn công nghệ Bên cạnh giải pháp trên, nhà kỹ thuật quan tâm đến công nghệ Hybrid Đây giải pháp đƣợc coi thành công nhằm tiết kiệm nhiên liệu, giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng tăng hiệu suất động Các ô tô Hybrid đƣợc sử dụng rộng rãi nƣớc phát triển nhƣ châu Âu, Mỹ , Nhật… vậy, nghiên cứu công nghệ ôtô hybrid cần thiết, nên định chọn đề tài nghiên cứu : “Nghiên cứu truyền tổn hao lượng hệ thống truyền lực xe Hybrid” 1.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc nƣớc 1.2.1 Khái quát xe Hybrid Xe Hybrid kết hợp động đốt trong, động điện dùng lƣợng từ ắc quy máy phát điện Bộ điều khiển điện tử định dùng động điện, dùng động đốt trong, vận hành đồng Xe Hybrid đạt hiệu suất cao so với ô tô sử dụng động đốt trong, giảm thiểu ô GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid nhiễm môi trƣờng Các hệ thống Hybrid kết hợp hai nguồn động lực khác nhau, động xăng động điện đƣợc lắp ô tô Mục đích việc tận dụng tối đa lợi ích nguồn động lực khác nhau, hạn chế thiếu sót chúng, nhằm đạt đƣợc hiệu cao 1.2.2 Các công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài nƣớc Năm 1990 kỹ sƣ nghĩ tới việc kết hợp nguồn lƣợng khác lại với Vào năm 1905, kỹ sƣ ngƣời Mỹ tên Hiper đề nghị cấp sáng chế dạng động kết hợp xăng điện nhƣ động Hybrid ngày Nhờ phát minh hệ thống khởi động điện năm 1913, động xăng trở nên phổ biến dễ khởi động tốt so với động nƣớc động điện, lúc xe Hybrid tạm thời vị trí đứng đầu Nhƣng với việc tăng giá dầu đột biến năm 1970 vấn đề môi trƣờng ngày nghiêm trọng khí thải xe thải ra, ngành công nghiệp ô tô lại quay với phát minh 70 năm trƣớc xe Hybrid thức trở thành thực năm 2000 Song song với đời xe Hybrid, có phát minh đề tài nghiên cứu xe ô tô sử dụng nguyồn lƣợng phi truyền thống khác nhƣ gas, hidro, nƣớc… nhiên, xe Hybrid ngày phổ biến thới giới Các hãng xe Toyota, Honda, Ford… lần lƣợt cho đời mẫu xe Hybrid Hầu nhƣ nhà phân tích công nghiệp dự đoán xe Hybrid xu hƣớng đắn cho tƣơng lại đƣợc phát triển năm tới 1.2.3 Các công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài nƣớc Ở Việt Nam, việc nghiên cứu nguồn nguyên liệu phi truyền thống ( lƣợng mặt trời, điện, gas, khí đốt tự nhiên,…) vấn đề môi trƣờng nhằm làm giảm ô nhiễm làm cho môi trƣờng Hiện có nhiều đề tài nghiên cứu ô tô sử dụng gas, điện trƣờng học, viện nghiên cứu Việt Nam Ô tô Hybrid xuất nhiều nƣớc ta Mặt khác nguồn lƣợng truyền thống vô hạn Tiến hành nghiên cứu phƣơng án phối hợp động xăng – điện ô tô quan điểm đảm bảo động lực học chuyển động việc làm khả thi nƣớc ta nay, hãng xe giới thành công GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid bán thị trƣờng Từ việc nghiên cứu cho ta thấy ô tô Hybrid vừa tận dụng tối ƣu nguyồn lƣợng để chạy xe, đồng thời giảm ô nhiễm môi trƣờng Ở Việt Nam, ô tô Hybrid ngày chiếm ƣu so với loại xe khác Chính nghiên cứu xe Hybrid ngày nhiều ứng dụng cách hiệu nghiên cứu đời xe Hybrid sau 1.3 Mục đích đề tài Động xăng đặt ô tô có đặc tính công suất khác xa so với đặc tính công suất lý tƣởng Nhƣ vậy, hai nguồn công suất động xăng động điện đƣợc dùng chung ô tô, chúng đƣợc kết hợp lại theo phƣơng án có ảnh hƣởng nhƣ đến tính chất động lực học chuyển động ô tô Trên sở đó, phân tích, đánh giá so sánh phƣơng án để đề xuất phƣơng án tối ƣu Qua đánh giá đƣợc tổn hao lƣợng trình truyền lƣợng, trình chuyển đổi lƣơng 1.4 Nhận định đề xuất hƣớng nghiên cứu Tôi chọn đề tài lĩnh vực nhằm đạt đƣợc mục tiêu sau sau thực hiện: - Sự truyền lƣợng xe Hybrid hoạt động nhƣ - Đặc tính kết hợp song song công suất động xăng, động điện có ảnh hƣởng nhƣ đến tính chất kéo xe - Tính chất động lực học xe Hybrid phối hợp công suất giống khác nhƣ so với xe thông thƣờng - Sự tổn hao khi truyền lƣợng đến cầu chủ động Các đề tài nghiên cứu trƣớc giới thiệu cấu tạo nguyên lý hoạt động ô tô Hybrid cách chung, không sâu vào vấn đề cụ thể phối hợp hai động xăng điện nhƣ để truyền lƣơng đảm bảo động lực học chuyển động ô tô Sự tổn hao công suất nhƣ trình truyền lƣợng Để ôtô Hybrid có hiệu suất cao ô tô sử dụng động xăng Trong phạm vi nghiên cứu đề tài việc lựa chọn phƣơng pháp nghiên cứu GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid lý thuyềt xe ô tô sử dụng nguồn lƣợng xăng điện phù hợp Phƣơng pháp tính toán lý thuyết đƣa kết luận đánh giá mang tính khoa học loại xe ôtô đƣợc sử dụng nhiều Việt Nam tƣơng lai gần 1.5 Giới hạn phạm vi nghiên cứu Trên sở nghiên cứu ô tô Hybrid song song mặt lý thuyết theo quan điểm: - Xe truyền lƣợng từ động điện công suất kéo nhỏ (năng lƣợng lấy từ accu điện áp cao) - Sự truyền lƣợng kết hợp từ động nhiệt, động điện công suất kéo lớn - Sự tổn hao lƣợng vận hành máy phát, lƣợng nạp accu, chuyển đổi điện áp để cung cấp cho động điện 1.6 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Đề tài bƣớc khởi đầu mà vào tính toán thiết kế chế tạo ô tô Việt Nam với mục tiêu là: - Nâng cao hiệu suất sử dụng nhiên liệu - Góp phần làm giảm ô nhiễm môi trƣờng - Góp phần cho việc nghiên cứu tính kinh nhiên liệu ô tô 1.7 Khách thể đối tƣợng nghiên cứu Đề tài nghiên cứu dựa kiến thức sau: - Cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống truyền lực xe Toyota Pirus II - Nghiên cứu truyền lƣợng - Nghiên cứu tổn hao trình truyền lƣợng GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang S K L 0 [...]... trƣờng và tăng hiệu suất động cơ Các ô tô Hybrid này đã và đang đƣợc sử dụng rộng rãi ở các nƣớc phát triển nhƣ châu Âu, Mỹ , Nhật… vì vậy, nghiên cứu công nghệ ôtô hybrid là cần thiết, nên tôi quyết định chọn đề tài nghiên cứu là : Nghiên cứu sự truyền và tổn hao năng lượng trong hệ thống truyền lực xe Hybrid 1.2 Tình hình nghiên cứu trong nƣớc và nƣớc ngoài 1.2.1 Khái quát về xe Hybrid Xe Hybrid là sự. .. học (TSĐH) của hệ thống truyền lực 13 GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang ix Nghiên cứu sự truyền và tổn hao năng lƣợng ô tô Hybrid 2.2.4 Sự tổn hao năng lƣợng trong hệ thống truyền lực 14 2.2.5 Sự tổn hao năng lƣợng trên ô tô Hybrid II 18 2.2.5.1 Ô tô vận hành ở tốc độ thấp 18 2.2.5.2 Ô tô chuyển động ở tốc độ cao 19 2.2.6 Tính toán tổn hao năng lƣợng các... lƣợng các cụm chi tiết trong hệ thống truyền lực xe Hybrid II .20 2.2.6.1 Máy phát điện MG1 .20 2.2.6.2 Ắc quy điện áp cao HV 21 2.2.6.3 Động cơ điện MG2 23 Chƣơng III SỰ TRUYỀN NĂNG LƢỢNG TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE HYBRID II 26 3.1 Tổng quát hệ thống truyền lực trên ô tô 26 3.2 Tổng quát hệ thống truyền lực xe Hybrid II 26 3.3... động lực học chuyển động của ô tô Sự tổn hao công suất nhƣ thế nào trong quá trình truyền năng lƣợng Để ôtô Hybrid có hiệu suất cao hơn ô tô sử dụng động cơ xăng Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài thì việc lựa chọn phƣơng pháp nghiên cứu GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang 3 Nghiên cứu sự truyền và tổn hao năng lƣợng ô tô Hybrid lý thuyềt đối với xe ô tô sử dụng nguồn năng lƣợng xăng và. .. tạo năng lƣợng 38 3.5.1 Xe giảm tốc 38 3.5.2 Phanh bằng động cơ 40 Chƣơng IV SỰ TRUYỀN NĂNG LƢỢNG VÀ TỔN HAO TRÊN XE HYBRID II 42 GVHD: TS Lâm Mai Long HVTH : Ngô Phi Long Trang x Nghiên cứu sự truyền và tổn hao năng lƣợng ô tô Hybrid 4.1 Năng lƣợng từ động cơ truyền qua bộ truyền bánh răng hành tinh 42 4.1.1 Quan hệ moment 42 4.1.2 Quan hệ. .. Trang 2 Nghiên cứu sự truyền và tổn hao năng lƣợng ô tô Hybrid bán ra thị trƣờng Từ việc nghiên cứu này sẽ cho ta thấy ô tô Hybrid vừa tận dụng tối ƣu nguyồn năng lƣợng để chạy xe, đồng thời giảm ô nhiễm môi trƣờng Ở Việt Nam, ô tô Hybrid sẽ ngày càng chiếm ƣu thế hơn so với các loại xe khác Chính vì thế các nghiên cứu về xe Hybrid sẽ ngày càng nhiều hơn và ứng dụng một cách hiệu quả các nghiên cứu này... xuất hƣớng nghiên cứu 3 1.5 Giới hạn phạm vi nghiên cứu 4 1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4 1.7 Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu 4 Chƣơng II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5 2.1 Giới thiệu chung 5 2.2 Khái niệm về sự tổn hao trong hệ thống truyền lực 8 2.2.1 Sơ đồ biến đổi năng lƣợng 8 2.2.2 Sự biến đổi năng lƣợng trong hệ thống chuyển... Ngô Phi Long Trang xii Nghiên cứu sự truyền và tổn hao năng lƣợng ô tô Hybrid DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Hình dạng xe Pirus II 5 Hình 2.2: Màn hình đa thông tin 6 Hình 2.3: Toyota Prius - xe tiết kiệm nhiên liệu nhất tại Mỹ 7 Hình 2.4: Các đặc tính vào và ra tại các điểm khác nhau trong hệ thống truyền lực 8 Hình 2.5: Sơ đồ dòng năng lƣợng trên xe Hybrid II 9 Hình 2.6:... 4.2 Tổ hao năng lƣợng trong quá trình chuyển động của ô tô 44 4.2.1 Xe vận hành và tăng tốc nhẹ 44 4.2.1.1 Moment kéo tại cầu chủ động và đƣờng đặc tính 45 4.2.1.2 Hiệu suất truyền động và tổn hao năng lƣợng 46 4.2.2 Vận tốc xe trên 40 km/h .47 4.2.2.1 Công suất kéo kết hợp hai loại động cơ và đƣờng đặc tính 48 4.2.2.2 Hiệu suất hệ thống truyền động và tổn hao năng. .. chất kéo của xe - Tính chất động lực học của xe Hybrid phối hợp công suất giống và khác nhau nhƣ thế nào so với xe thông thƣờng - Sự tổn hao khi khi truyền năng lƣợng đến cầu chủ động Các đề tài nghiên cứu trƣớc đây chỉ giới thiệu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ô tô Hybrid một cách chung, không đi sâu vào một vấn đề cụ thể là phối hợp hai động cơ xăng và điện nhƣ thế nào để truyền năng lƣơng đảm