(Luận văn thạc sĩ hcmute) nghiên cứu sự truyền và tổn hao năng lượng trong hệ thống truyền lực xe hybrid

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 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH  LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƠ 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 Luan van 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 Q qn: 230, xã Tân Thành,Gị Cơng Đơng, 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 mơn thi tốt nghiệp: MƠ HÌNH HỆ THỐNG KHĨA 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 Trang i HVTH : Ngô Phi Long Luan van 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 Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN 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 CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ: XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN (Ký tên, đóng dấu) Ngày 17 tháng 10 năm 2015 Ngƣời khai ký tên GVHD: TS Lâm Mai Long Trang ii HVTH : Ngô Phi Long Luan van Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 08 năm 2015 Ký tên GVHD: TS Lâm Mai Long Trang iii HVTH : Ngô Phi Long Luan van Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng tơ Hybrid CẢM TẠ Để hoàn thành đề tài luận văn thạc sĩ cách hoàn chỉnh, bên cạnh nổ lực cố gắng thân cịn 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 tơi hồn thành luận văn Xin gởi lời tri ân sâu sắc điều mà Thầy dành cho Xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn đến tồn thể q Thầy Cơ 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 tơi suốt q trình học tập nghiên cứu thực đề tài luận văn Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, ngƣời khơng 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 tơi có nhiều cố gắng hồn thiện luận văn tất nhiệt tình lực mình, nhiên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đƣợc đóng góp q báu q thầy bạn Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2015 Học viên thực GVHD: TS Lâm Mai Long Trang iv HVTH : Ngô Phi Long Luan van Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng tơ Hybrid TĨM 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: Tồn 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 cịn 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 Trang v HVTH : Ngô Phi Long Luan van 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 cịn 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 Trang vi HVTH : Ngô Phi Long Luan van 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 Trang vii HVTH : Ngô Phi Long Luan van 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 Trang viii HVTH : Ngô Phi Long Luan van Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid Từ phƣơng trình ta có đồ thị phối hợp moment kéo động điện công suất động nhiệt Mk Accu no Accu hết điện Hình 4.8: Đặc tuyến moment kéo k (rad/s) Tóm lại: Ở chế độ vận hành tặng tốc nhẹ xe vận hành moment động điện Trên đƣờng trƣờng ô tô vận hành phối hợp công suất động đốt moment động điện Ở chế độ tốc độ cực đại Vmax moment động điện nhỏ ô tô chạy với chế độ công suất cực đại động đốt 4.2.2.2 Hiệu suất hệ thống truyền động tổn hao lƣợng Giả thiết: - Bỏ qua tổn hao tỏa nhiệt dây dẫn điện khoảng cách ngắn - Bỏ qua tổn hao biến đổi điện áp - Coi hiệu suất truyền bánh hành tinh GVHD: TS Lâm Mai Long Trang 51 HVTH : Ngô Phi Long Luan van Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid Sơ đồ biến đổi lƣợng Bánh mặt trời Ns Máy phát MG1 Ns Động NMG1 Cần dẫn Bộ truyền bánh hành tinh Ne Ắc quy HV Nac Nr NMG2 Vành Động điện MG2 ( Nr+MMG2 ) Bánh xe Vi sai Bánh xe Hình 4.9: Sơ đồ truyền lƣợng Ne: Công suất động phát Ns: Công suất từ cần dẫn truyền qua truyền bánh mặt trời Nr: Công suất từ cần dẫn truyền qua vành NMG1: Công suất máy phát điện MG1 Nac: Công suất ắc quy NMG2: Công suất động điện MG2 Hiệu suất hệ thống truyền lực: - Hiệu suất động nhiệt truyền qua máy phát MG1  MG1  N N MG1  NMG1 = Ns.MG1 (4.23) s GVHD: TS Lâm Mai Long Trang 52 HVTH : Ngô Phi Long Luan van Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid  MG1 : Hiệu suất công suất truyền từ bánh mặt trời qua máy phát điện MG1 Ns: Công suất đƣợc phân phối truyền bánh hành tinh NMG1: Công suất tiêu thụ phát điện máy phát điện MG1 - Hiệu suất nạp phóng điện accu HV (accu điện áp cao)  ac  N N  Nac = NMG1.ac ac (4.24) MG1 ac: Hiệu suất nạp phóng điện accu HV Nac: Cơng suất phóng điện accu - Hiệu suất accu HV động điện MG2  MG  N N MG NMG2 = Nac.MG2 (4.25) ac NMG2: Công suất động điện MG2 - Hiệu suất từ vành bánh mặt trời truyền đến cầu chủ động ck  ck  N k N r  N MG2 Nk = (Nr+NMG2).ck (4.26) Từ 1, 2, ta thay vào phƣơng trình Nk = [Nr + (Ns.MG1.ac.MG2)].ck (4.27) Trong đó: Nk: Cơng suất kéo cầu chủ động Ns: Công suất động đốt truyền đến bánh mặt trời Nr: Công suất động đốt truyền đến vành bánh hành tinh Hay: Ne – Nk =Nt (4.28) Nt: công suất mát Nt =Nt1 + Nt2 + Nt3 + Nt4 (4.29) Trong đó: Nt1: Cơng suất mát máy phát điện MG1 (chuyển đổi điện thành năng) Nt2: cơng suất mát q trình phóng nạp điện ắc quy HV GVHD: TS Lâm Mai Long Trang 53 HVTH : Ngô Phi Long Luan van Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid Nt3; Công suất mát động điện MG2 (biến đổi điện thành năng) Nt4: công suất mát truyền động khí.(truyền động xích, truyền bánh trung gian truyền lực chính) GVHD: TS Lâm Mai Long Trang 54 HVTH : Ngô Phi Long Luan van Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng tơ Hybrid Chƣơng CÁC THƠNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CƠ BẢN 5.1 Phƣơng trình cân lực kéo đồ thị 5.1.1 Phƣơng trình cân lực kéo Ta có sơ đồ phân phối moment động theo hai hƣớng kết hợp moment kéo vành truyền bánh hành tinh nhƣ sau Bánh Mặt trời Máy phát điện MG1 Accu HV Động điện MG2 Đƣờng truyền Moment Ms Đƣờng truyền Moment Mr Cần dẫn truyền hành Động Xăng Moment MMG2 Vành truyền hành tinh tinh Vi sai Hình 5.1 : Sơ đồ phân phối moment động Động truyền moment Me đến cần dẫn truyền bánh hành tinh Tại đây, phần moment đƣợc truyền qua bánh mặt trời Ms phần lại truyền qua vành truyền bánh hành tinh có moment xoắn Mr Tại ta có quan hệ moment nhƣ sau: Me = Mr + Ms (5.1) Ta có: Me: Moment động xăng phát Ms: Moment từ động truyền qua bánh mặt trời Mr: Moment từ động truyền qua vành truyền hành tinh Tại vành truyền bánh hành tinh ta có moment hợp động GVHD: TS Lâm Mai Long Trang 55 HVTH : Ngô Phi Long Luan van Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid xăng động điện MG2 nhƣ sau: Mk = (Mr + MMG2).itl.tl (5.2) Ta có: Mk: Moment kéo cầu chủ động MMG2: Moment động điện MG2 phát itl: Tỷ số truyền hệ thống truyền lực itl = ix.io ix: Tỷ số truyền truyền động xích io: Tỷ số truyền truyền lực tl: Hiệu suất hệ thống truyền lực khí Mối quan hệ moment động điện MG2 phát moment Ms truyền qua bánh mặt trời để dẫn động máy phát điện MG1 MMG2 = Ms.MG1.ac.MG2 (5.3) Ta có: MMG2 : Moment động điện MG2 phát Ms: Moment động xăng truền qua bành mặt trời MG1: Hiệu suất máy phát điện MG1 ac: Hiệu suất phóng nạp Accu điện áp cao HV MG2: Hiệu suất động điện MG2 Phƣơng trình cân lực kéo cầu chủ động Fk = Ff + Fw  F  Fj (5.4) Ta có: Fk : Lực kéo cầu chủ động [N] Ff : Lực cản lăn [N] Fw : Lực cản khơng khí (lực cản gió) [N] F : Lực cản dốc [N] Fj: Lực quán tính [N] Thay vào ta đƣợc phƣơng trình nhƣ sau: GVHD: TS Lâm Mai Long Trang 56 HVTH : Ngô Phi Long Luan van Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid (M  M r MG ).itl  tl r  G f cos   0,63.C x S V  G f sin   m j (5.5) Trong đó: G: Trọng lƣợng tô [N] m: Khối lƣợng ô tô [kg] f: Hệ số cản lăn : Góc dốc đƣờng Cx: Hệ số dạng khí động học xe S: Diện tích cản diện xe [m2] V: Vận tốc ô tô [m/s] J: Gia tốc xe [m/s2] 5.1.2 Đồ thị cân lực kéo Từ phƣơng trình cân lực kéo, ta có nhiều thành phần phụ thuộc vào tốc độ V Ví dụ: Fk = Fk(V), Fw = Fw(V) Vì vậy, ta mơ tả phƣơng trình cân đồ thị trục hồnh tốc độ V, trục tung lực kéo Fk Gọi phƣơng trình cân lực kéo Ta giả thuyết nhƣ sau: Trạng thái chuyển động ô tô ổn định đƣờng nằm ngang - Lực cản quán tính Fj = - Lực cản dốc F = Bỏ qua trƣợt Từ phƣơng trình cân lực kéo ta có: Fk = Ff + Fw  ( M r  M MG 2).itl  tl r GVHD: TS Lâm Mai Long  G f  0,63.C x S V (5.6) Trang 57 HVTH : Ngô Phi Long Luan van Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid Fk Fk(V) Accu no Ff + Fw Accu hết điện Fw Ff VImax VIImax V [m/s] Hình 5.2 : Đồ thị cân lực kéo a) Vẽ đƣờng Fk(V) xuất phát từ đƣờng đặc tuyến moment vành truyền bánh hành tinh (Mr + MMG2), r (Mr + MMG2): Moment kéo kết hợp vành truyền bánh hành tinh r: Vận tốc góc vành truyền bánh hành tinh F k  ( M r  M MG 2).itl  r V   r r i tl (5.7) (5.8) tl r: Bánh kính bánh xe [m] V: Vận tốc xe [m/s] GVHD: TS Lâm Mai Long Trang 58 HVTH : Ngô Phi Long Luan van Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid Fk Fk(V) Accu no Accu hết điện r (rad/s) Hình 5.3: Moment vành truyền hành tinh Từ điểm đồ thị (Mr + MMG2), r ta có cặp điểm Fk, V Làm nhƣ nhiều điểm ta xây dựng đƣợc đƣờng cong Fk, V ứng với điểm đƣờng cong (Mr + MMG2), r b) Vẽ đƣờng cong lực cản lăn Ff Thực hệ số cản lăn f phụ thuộc vào tốc độ V f = fo + K.Vn (5.9) tính tốn đơn giản ta coi hệ số cản lăn f khơng phụ thuộc vào tốc độ V c) Vẽ đƣờng cong lực cản khơng khí (lực cản gió) Fw(V) d) Vẽ đƣờng cong Ff (V)+ Fw(V) Ứng dụng đồ thị cân lực kéo Bằng đồ thị cân lực kéo xác định: - Tốc độ cực đại ô tô Vmax giao điểm đƣờng cong từ dòng moment kết hợp (Mr+MMG2) vành truyền bánh hành tinh với đƣờng cong cản Ff (V)+ Fw(V) Ơ tốc độ cực đại phụ thuộc vào lƣợng accu điện áp cao HV GVHD: TS Lâm Mai Long Trang 59 HVTH : Ngô Phi Long Luan van Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid - Xác định đƣợc khả leo dốc cực đại ô tô imax Độ dốc cực đại mà xe vƣợt qua imax = tgmax.100% (5.10) - Khả gia tốc cực đại jmax Ở tốc độ thấp khả gia tốc nhờ moment động điện MMG2 5.2 Các thông số động lực học 5.2.1 Xác định vận tốc cực đại xe Vmax Ta có giả thuyết sau: - Tốc độ cực đại Vmax đạt đƣợc đƣờng với góc dốc đƣờng =0 - Ở tốc độ cực đại ô tô chuyển động ổn định, khơng cịn khả gia tốc j=0 - Giả thuyết chế độ động xăng làm việc với công suất cực đại PeV=Pemax - Bỏ qua trƣợt Từ phƣơng trình cân lực kéo ( M r  M MG 2).itl  P F V k  P r tl  m.g f  0,63 c x S V max (5.11) Ta có: F V k M : Lực kéo cầu chủ động ứng với tốc độ cực đại xe P r : Moment truyền qua vành truyền bánh hành tinh ứng với chế độ công suất cực đại động xăng Pemax M P MG2 : Moment động điện MG2 tốc độ cực đại ô tô itl: Tỷ số truyền hệ thống truyền lực tl: Hiệu suất hệ thống truyền lực f: Hệ số cản lăn r: Bán kính bánh xe m: khối lƣợng ô tô g: Gia tốc trọng trƣờng Cx: Hệ số dạng khí động học tơ GVHD: TS Lâm Mai Long Trang 60 HVTH : Ngô Phi Long Luan van Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng tơ Hybrid S: Diện tích cản diện tơ Từ phƣơng trình ta xác định đƣợc vận tốc cực đại xe Vmax [m/s] Ta xác định tốc độ cực đại xe max phƣơng trình động học  V  i P r max (5.12) r tl  P r : Tốc độ góc vành truyền bánh hành tinh ứng với công suất cực đại động xăng động điện MG2 5.2.2 Xác định gia tốc cực đại tơ jmax Ta có giả thuyết sau: - Gia tốc cực đại ô tô jmax đạt đƣợc đƣờng với góc dốc đƣờng =0 - Tốc độ nhỏ bỏ qua lực cản gió (lực cản khơng khí), Fw 0 - Giả thuyết accu điện áp cao HV trạng thái no, động xăng chƣa nổ Động điện MG2 có moment xoắn cực đại M MG max - Bỏ qua trƣợt Trong trƣờng hợp ta sử dụng phƣơng trình cân lực kéo F F j k M j k  M MG max r itl   m.g f  0,63 c x S V  m tl j max (5.13) : Lực kéo cầu chủ động ứng với chế độ gia tốc cực đại ô tô MG max : Moment động điện MG2 chế độ gia tốc cực đại ô tô itl: Tỷ số truyền hệ thống truyền lực tl: Hiệu suất hệ thống truyền lực f: hệ số cản lăn r: Bán kính bánh xe m: khối lƣợng tơ g: Gia tốc trọng trƣờng Cx: Hệ số dạng khí động học tơ S: Diện tích cản diện ô tô GVHD: TS Lâm Mai Long Trang 61 HVTH : Ngô Phi Long Luan van Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid Từ phƣơng trình ta xác định đƣợc gia tốc cực đại ô tô jmax theo tốc độ V [m/s] 5.2.3 Xác định khả leo dốc cực đại ô tơ max Ta có giả thuyết sau: - Ơ tô leo dốc cực đại max với tốc độ thấp bỏ qua lực cản khơng khí Fw=0 - Tốc độ chuyển động ổn định khơng có khả gia tốc j=0 - Giả thuyết accu điện áp cao HV trạng thái no, động xăng chƣa nổ Động điện MG2 có moment xoắn cực đại M MG max - Bỏ qua trƣợt Áp dụng phƣơng trình cân lực kéo F  k  M MG max r itl   m.g f cos max  m.g sin  max tl (5.14) Ta có: F  k : Lực kéo cầu chủ động ứng với chế độ leo dốc cực đại ô tô MMG2max: Moment xoắncực đại động điện MG2 max: Góc dốc cực đại mà tơ leo đƣợc itl: Tỷ số truyền hệ thống truyền lực tl: Hiệu suất hệ thống truyền lực f: Hệ số cản lăn r: Bán kính bánh xe m: khối lƣợng ô tô g: Gia tốc trọng trƣờng Từ phƣơng trình ta xác định đƣợc độ góc dốc cực đại tơ max Ta có khái niệm độ dốc cực đại imax imax = tgmax.100% GVHD: TS Lâm Mai Long (5.15) Trang 62 HVTH : Ngô Phi Long Luan van Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid KẾT LUẬN Các kết đạt đƣợc sau thực đề tài: - Đƣa sơ đồ trạng thái truyền lƣợng ô tô Hybrid - Nguồn công suất phát từ động xăng, có đặc tính khác xa so với đặc tính lý tƣởng Công suất đƣợc truyền đến cầu chủ động, động điện phối hợp công suất động xăng động điện Do đặc tính kéo cầu chủ động gần với đặc tính lý tƣởng Điều cải thiện đƣợc số tính tơ nhƣ: tốc độ cực đại, khả tăng tốc, khả leo dốc… - Sơ đồ truyền lực tái tạo lƣợng ô tơ Hybrid - Tính tốn tổn hao lƣợng qua trình chuyển đổi lƣợng cụm chi tiết truyền lực - Tính tốn hiệu suất hệ thống truyền lực trạng thái chuyển động xe - Xác định đƣợc thông số động lực học: vận tốc cực đại xe Vmax, khả gia tốc cực đại xe jmax, khả leo dốc cực đại tơ max - Trình bày cách phân phối kết hợp công suất hộp số xe Hybrid, từ làm sở để vào tính tốn thiết kế hệ thống truyền lực cho xe Hybrid Việt Nam Đề tài sau thực tồn tại: - Đề tài khảo sát kiểu truyền lƣợng hộp số xe Prius II Toyota, mà chƣa khảo sát hộp số mẫu xe khác - Chƣa sâu vào nguyên lý máy phát điện pha MG1 động điện pha MG2 loại rotor nam châm vĩnh cửu hệ Tuy nhiên, khả thời gian có hạn nên đề tài đánh giá lý thuyết mà khơng có thực nghiệm để kiểm chứng cụ thể Tôi khuyến nghị đề tài nên có tính tốn thực nghiệm cụ thể hộp số xe Prius II GVHD: TS Lâm Mai Long Trang 63 HVTH : Ngô Phi Long Luan van Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid TÀI LIỆU THAM KHẢO  TIẾNG VIỆT [1] GS TS Nguyễn Hữu Cẩn, Dƣ Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Lê Thị Vàng, Lý thuyết ô tô máy kéo, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1998 [2] GS.TSKH Bùi Văn Ga, Nghiên cứu hệ thống động lƣc cho ô tô Hybrid, Đại học Đà N ng – 2005 [3] TS Lâm Mai Long, Giáo trình Cơ học chuyển động ô tô, Đại học Sƣ phạm Kỹ Thuật TPHCM, 2001, 112 trang [4 PGS TS Đỗ Văn Dũng, Từ điển Anh-Việt chuyên ngành công nghệ ô tô, nhà xuất thống kê, 2003  TIẾNG NƢỚC NGOÀI [1] Jinming Liu Modeling, configuration and control optimization of power-split Hybrid ve hicles – A dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy ( Mechanical Engineering) in the University of Michigan, 2007,175 trang [2] Prof.Mehrdad Ehsani, Dr.Yimin Gao, Sebastien E.Cay, Dr.Ali Emadi Modern electric, Hybrid electric, and Fuel cell Vehicles – Fundamentals, Theory, and Design Texas A&M University, Illinois of Technology, 385 trang GVHD: TS Lâm Mai Long Trang 64 HVTH : Ngô Phi Long Luan van S K L 0 Luan van ... Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid 3.2 Tổng quát hệ thống truyền lực xe Hybrid Hệ thống truyền lực Hybrid kiểu truyền lực dùng kết hợp loại lực truyền động, động xăng động điện MG2 Hệ. .. 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 ... HVTH : Ngô Phi Long Luan van Nghiên cứu truyền tổn hao lƣợng ô tô Hybrid Chƣơng SỰ TRUYỀN NĂNG LƢỢNG TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE HYBRID 3.1 Tổng quát hệ thống truyền lực ô tô Trên ô tơ du lịch