Thiết kế mô hình xe rc hybrid

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MƠ HÌNH XE RC HYBRID NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Văn Nhanh Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Đinh Hải Long 1811250376 18DOTD3 Đỗ Ngọc Tâm 1811251368 18DOTC1 Võ Anh Phong 1811251770 18DOTC1 TP Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 08 năm 2022 i MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii ABSTRACT iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH ẢNH x CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI xiii 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Nội dung nhiệm vụ đề tài 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Phạm vi nghiên cứu 1.6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 1.7 Kết cấu đề tài CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT XE HYBRID, TOYOTA CROLA CROSS 1.8HV, XE RC 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT XE HYBRID 2.1.1 Giới thiệu chung và nguyên nhân đời xe Hybrid 2.2.1 Khái niệm xe Hybrid 2.2.2 Nguyên lý hoạt động xe Hybrid 2.1.3 Phương pháp truyền động 2.1.3.1 Hybrid nối tiếp (series Hybrid) v 2.1.3.2 Hybrid song song (Parallel Hybrid) 2.1.3.3 Hybrid hỗn hợp 2.1.4 Các phận xe Hybrid 2.1.4.1 Bộ điều khiển trung tâm 2.1.4.2 Động đốt 2.1.4.3 Pin 2.1.4.4 Bộ chuyển đổi 2.1.4.5 Động điện 2.1.4.6 Máy phát điện 2.1.5 Ưu điểm xe hybrid 2.1.6 Tính kinh tế xe Hybrid 2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ XE TOYOTA CROLA CROSS 1.8HV 2.2.1 Giới thiệu chung về xe Toyota Crola cos 1.8hv 2.2.2 Kích thước tổng thể 11 2.2 Động 12 2.2.4 Động điện 13 2.2.5 Các chế độ lái 17 2.2.6 Chế độ lái điện – EV Mode 17 2.2.7 Chế độ lái thể thao – Sport/Power Mode 18 2.2.8 Chế độ lái tiết kiệm nhiên liệu – ECO Mode 18 2.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT XE RC 19 2.3.1 Cấu tạo xe rc 19 2.3.2 Động máy cắt cỏ 20 2.3.3 Cách thức vận hành 22 vi CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MƠ HÌNH XE RC HYBRID 23 3.1 Kết dự kiến thiết kế mơ hình xe RC Hybrid 23 3.2 Các phương án thiết kế mơ hình 24 3.2.1 Kiểu nối tiếp 24 3.2.2 Kiểu song song 25 3.2.3 Kiểu hỗn hợp 27 3.2.4 Kết luận lựa chọn phương án thiết kế mơ hình RC hybrid 28 3.3 Tính tốn thiết kế phận mơ hình 29 3.3.1 Bản vẽ mô mơ hình RC Hybrid 29 3.1.2 Thông số kỹ thuật phận mơ hình 29 3.1.2.1 Khung sườn xe nhôm 29 3.1.2.2 Hệ thống treo 4WD xe mugen 30 3.1.2.3 Động máy cắt cỏ 31 3.1.2.4 Hộp số hai cấp tiến lùi 32 3.1.2.5 Bộ phát thu nhận tín hiệu kênh 33 3.1.2.6 Servor điều khiển 34 3.1.2.7 bánh xe off road xe baja 1/5 5B 35 3.1.2.8 Pin 3s Tiger 6000mah 36 3.3 Xây dựng quy trình thi cơng lắp ráp mơ hình 36 3.4 Xây dựng quy trình vận hành mơ hình 49 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 51 4.1 Kết luận 51 4.2 Hướng phát triển đề tài 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Xe RC: xe racing FWD: Front Wheel Drive CVT: Continuously Variable Transmission ESC: điều khiển motor viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Thông số kỹ thuật 10 Bảng 2 Thông số kỹ thuật động 10 Bảng Bảng thông tin động 12 Bảng Thông số mô tơ, máy phát 13 Bảng Thông tin ắc quy 14 Bảng Bảng hoạt động chế độ lái điện 18 Bảng Kết dự kiến mơ hình 23 Bảng Bảng thông số khung sườn 30 Bảng 3 Thông số kỹ thuật máy cắt cỏ 32 Bảng Thông số kỹ thuật Tx 34 Bảng Thông số kỹ thuật servo 35 ix DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Sơ đờ trùn động hệ thống hybrid nối tiếp[4] Hình 2 Hệ thống hybrid nối tiếp[4] Hình Logo Cơng nghệ “Dẫn động hiệp lực Hybrid Synergy Drive” Hình Xe toyota Crola Cross 1.8 HV Hình Xe toyota Crola Cross 1.8 HV 10 Hình Bố trí động cơ[4] .11 Hình Động 2ZR-FXE[4] .12 Hình Máy phát[4] .13 Hình Ắc quy Hybrid[4] 14 Hình 10 ECU Ắc quy[4] .15 Hình 11 Hộp đầu nối HV[4] 15 Hình 12 Hệ thống làm mát Hybrid[4] 16 Hình 13 Nút chuyển đổi chế độ lái[4] 17 Hình 14 Chế độ lái điện[4] 17 Hình 15 Chế độ lái tiết kiệm nhiên liệu[4] 18 Hình 16 Bộ Inverter[4] 19 Hình 17 Xe rc máy cắt cỏ 20 Hình 18 Động máy cắt cỏ 20 Hình 19 Cấu tạo động .21 Hình Mơ hình xe RC Hybrid 1/3 v10 23 Hình Hệ thống hybrid nối tiếp 24 Hình 3 Sơ đồ truyền động hệ thống hybrid nối tiếp[4] 25 Hình Hệ thống Hybrid song song[4] 26 Hình Sơ đờ trùn động hệ thống Hybrid song song[4] 27 Hình Hệ thống Hybrid hỗn hợp[4] .27 Hình Sơ đờ truyền động hệ thống Hybrid hỗn hợp[4] .28 x Hình Bản vẽ mơ mơ hình 29 Hình Khung sườn xe hồn chỉnh 30 Hình 10 Hệ thống treo trước 31 Hình 11 Hệ thống treo sau 31 Hình 12 Động máy cắt cỏ 32 Hình 13 Hộp số cấp 33 Hình 14 Tay điều khiển 33 Hình 15 Bộ thu sóng .34 Hình 16 Servo .35 Hình 17 Bánh xe 35 Hình 18 Pin 3s tiger 6000mah .36 Hình 19 Quá trình khoan tạo lỗ, gắn cầu xe vào khung sườn .38 Hình 20 bánh lắp lên sườn xe 38 Hình 21 Một bánh xe lắp lên khung 38 Hình 22 21 Bốn bánh xe lắp lên 38 Hình 23 Khoan lỗ lắp hộp số .39 Hình 24 Hộp số bắt lên sườn xe 39 Hình 25 Trục các đăng nối cầu trước 40 Hình 26 Trục các đăng nối cầu sau .40 Hình 27 Động bắt giá đỡ chữ L .41 Hình 28 Chân máy bắt bulong ly 41 Hình 29 Động lắp đặt lên khung sườn 41 Hình 30 Motor bắt lên sườn xe 42 Hình 31 Lắp đặt servo điều khiển hệ thống ga .43 Hình 32 Lắp đặt servo điều khiển hệ thống lái .44 Hình 33 Bảng điều khiển .45 Hình 34 Lắp đặt bình xăng 45 Hình 35 Vị trí lắp đặt pin 46 Hình 36 Vỏ mica phần xe .47 xi Hình 37 Vỏ mica phần trước 47 Hình 38 Tiến hành chạy thử xe .48 Hình 39 Mơ hình xe RC Hybrid hồn chỉnh 48 xii LỜI MỞ ĐẦU Sự phát triền các phương tiện giao thông khu vực giới nói chung khơng giống nhau, nước có quy định riêng về khí thải xe, đều có xu hướng bước cải tiến chế tạo loại ô tô mà mức ô nhiễm thấp giảm tối thiểu tiêu hao nhiên liệu Điều càng cấp thiết mà nguồn nguyên liệu dầu mỏ ngày cạn kiện dẫn đến giá dầu tăng cao Việt Nam đứng trước nguy khủng hoảng về lượng và mơi trường, ngun nhân là các phương tiện giao thông vận tải ngày sử dụng động đốt Do vậy, các phương tiện sử dụng động Hybrid, nghiên cứu phát triển mạnh mẽ toàn giới Với mong muốn tìm hiểu nghiên cứu kỹ về dịng xe lai điện, nhóm chúng em thực đề tài “ Thiết kế mơ hình xe RC Hybrid” hướng dẫn Ts Nguyễn Văn Nhanh Trong trình nghiên cứu, nhóm chúng em khơng tránh sai sót, mong nhắc nhở, bảo từ quý thầy cô, bạn bè Chúng em xin chân thành cảm ơn!!! xiii Hình 19 Quá trình khoan tạo lỗ, gắn cầu xe vào khung sườn Để đảm bảo an tồn suốt q trình làm cần phải mang bao tay và đeo mắt kình bảo vệ Bước 3: Lắp bánh xe Để lắp bánh xe ta cần cờ lê 17 để siết chặc ốc bánh xe Hình 20 bánh lắp lên sườn xe Hình 21 Một bánh xe lắp lên khung Bước 4: Khoan lỗ ,cố định khoan lỗ liên kết hộp số tiến lùi vào sườn xe Dùng thước đo kích thước hộp số, vị trí cần bắt bulong đánh dấu bút lông chuyên dụng 38 Dùng máy khoan với mũi khoan ly khoan lỗ vị trí đánh dấu trước cố định bulong 4ly Hình 23 Khoan lỗ lắp hộp số Hình 24 Hộp số bắt lên sườn xe Vì hộp số số phần xe nên phải cố định thật chắn gắn trực tiếp vào khung sườn để tăng tính ổn định xe vận hành 39 Bước : Đo đặt khoảng cách đăng liên kết từ hộp số vào visai hai cầu trước sau Dùng thước để đo khoảng cách trục các đăng liên kết từ hộp số vào visai cầu trước và sau để chế tạo trục các đăng hoàn chỉnh, lắp lên các kích thước đều phù hợp cho hệ thống truyền động xe Hình 25 Trục các đăng nối cầu trước Sau có kích thước, dùng máy hàn điện chuyên dụng nối dài hai dầu các đăng thép 6ly Chiều dài các đăng cầu trước tới hộp số 25cm Chiều dài các đăng cầu sau tới hộp số 12 cm Hình 26 Trục các đăng nối cầu sau 40 Bước 6: Chế tạo chân máy, chân motor kết nối động và motor vào sườn xe Để bắt động lên sườn xe nhóm em đo đạc tính toán nhống cốt máy với bánh hộp số thật ăn khớp với vận hành khơng phát sinh thêm các trường hợp khơng đáng có trật bánh cốt máy với bánh băng hộp số Dùng dụng cụ đo để khoảng cách vị trí bắt chân máy và đánh dấu vào vị trí cần bắt dùng máy khoan với mũi và mũi ly khoan lên sườn xe với nhữngvị trí đánh dấu trước Hình 27 Động bắt giá đỡ chữ L Hình 28 Chân máy bắt bulong ly Hình 29 Động lắp đặt lên khung sườn 41 Để chế tạo chân máy trước tiền cần phải taro ốc chân thân máy lên 8ly Dùng kim loại chữ L đường kính 2x4 có sẵn thị trường liên kết động với khung sườn bulong 6ly và bulong 8ly để tăng độ chắn Hình 30 Motor bắt lên sườn xe Với động điện 775 có giá đỡ loại khung kim loại chữ L cố định động điện ốc 4ly ngắn Sau cố định giá đỡ và động tiến hành lấy lỗ khoan để chế tạo chân máy bulong Vì động điện có trọng lượng nhẹ nên dùng bulong bốn bulong ly để cố định vào khung sườn Bước 7: Đo đạt vị trí đặt servo (servor ga, phanh, lái, điều khiển hộp số) Sau bắt động xăng và motor điện lên sườn xe ta tiến hành đo khoảng cách vị trí phù hợp để đặt các servo điều khiên ga, phanh, lái, điều khiển hộp số Sử 42 dụng máy khoan với mũi khoan ly khoan lên sườn xe với vị trí đo để bắt các servo điều khiển Hình 31 Lắp đặt servo điều khiển hộp số Hình 32 Lắp đặt servo điều khiển ga, phanh Servo điều khiển hộp số có sức kéo 15kg để đảm nhiệm vị trí vào số tiến lùi thơng qua arm servo Servo điều khiển ga phanh có sức kéo lớn lên đến 20 kg đảm nhiệm hành trình kéo dây ga bóp núm điều khiển và đá phanh nhả núm điều khiển thước lái xe thơng qua arm sevor Đối với sevor lái có sức kéo lớn lên đến 25kg đảm nhiệm điều khiển thước lái xe thông qua arm sevor Hình 33 Vị trí lắp đặt servo hộp số servo ga Hình 31 khung3.sườn 43 Hình 32 Lắp đặt servo điều khiển hệ thống lái Khi cố định servo điều quan trọng phải giữ cho servo không rơ thực chuyển động nhằm đảm bảo trình hoạt động diễn hiệu Bước 7: Gắn bảng điều khiển (ESC, RX, cơng tắt ng̀n) Để điều khiển mơ hình hoạt động khơng thể thiếu bảng điều khiển ESC, thu sóng cơng tắt ng̀n Bảng điều khiển làm mica bắt trực tiếp lên sườn xe thiết bị ESC, thu sóng công tắt nguồn gắn keo lên mica với bố trí thuận tiện 44 ESC Cơng tắt Bộ thu sóng Hình 34 Bảng điều khiển Bước 8: Lắp đặt cố định bình xăng, pin vào sườn xe Bình xăng và pin là chi tiết cuối chung cấp lượng cho động máy cắt cỏ và motor điện, với bình xăng bố trí gần động để rút ngắn đường ống dẫn xăng, cịn pin bố trí gần bảng điều khiển bố trí gần bảng điều khiển để cung cấp nguồn điện cho ESC điều khiển motor điện Hình 35 Lắp đặt bình xăng 45 Hình 36 Vị trí lắp đặt pin Bước 9: Tiến hành dây điện cho hệ thống điều khiển Sau hồn tất các cơng đoạn lắp ráp ta tiến hành đến bước day điện cho hệ thống điều khiển, bước này đơn giản không đơn giản bước này đỏi hỏi kĩ về điện hệ thống điều khiển phải thật xác 100% khơng sơ suất dù 1% xảy cố dẫn đến cháy ESC, thu sóng có khả làm chết các servo điều khiển Bước 10: Chết tạo vỏ xe Mica Dùng mica chế tạo phần trước mô hình để tạo khí động học cho xe và là nói dán thơng tin mơ hình phần sau dùng mica hơ lửa uống thành hình chữ U để đậy hộp số và motor điện tránh các trường hợp văng dầu nhớt trình vận hành cho người xung quanh và là nơi để bảo vệ motor điện tránh khỏi thời tiết thất thường Sài Gịn 46 Hình 37Vỏ mica phần xe Hình 38Vỏ mica phần trước 47 Bước 11: Tiến hành chạy thử mơ hình, khắc phục sai sót Sau hồn tất mơ hình ta vận hành mơ hình để chạy thử mơ hình khắc phục sai sót q trình thi cơng lắp ráp mơ hình Hình 39Tiến hành chạy thử xe Bước 12: Mơ hình hồn chỉnh Hình 40 Mơ hình xe RC Hybrid hồn chỉnh 48 3.4 Xây dựng quy trình vận hành mơ hình Để vận hành mơ hình xe RC hybrid điều cần có xăng pha nhớt pin Cách sử dụng đơn giản động có củ đề để nói cịn động ko có củ đề sử dụng dây giựt để nổ − Kiểm tra tổng quát xe + Kiểm tra hộp số Trường hợp hộp số bị trượt tự động nhảy số, người điều kiển có cảm giác xe phản ứng chậm Thi thoảng, hồn tồn khơng phản hồi bạn nhấn ga Nếu xe chuyển số đột ngột sang cấp số khác mà khơng có lý thao tác nào, nên kiểm tra sửa chữa + Phanh Kiểm tra hệ thống phanh xe ô tô cách nhấn thử phanh trước nổ máy Trước nổ máy xe, người điều kiển nên thử nhấn phanh khoảng – lần để xem phanh cịn hoạt động tốt khơng + Lái Hệ thống lái phải đảm bảo điều khiển hướng linh hoạt an tồn tơ loại đường khác Sự điều khiển linh hoạt phụ thuộc vào yếu tố kết cấu: khả qoay vòng lớn không gian hạn chế + Pin Kiểm tra pin hết thay để đám bảo thành phần sử dụng nguồn pin không bị ảnh hưởng + Lốp xe Kiểm tra độ mòn lốp xe, nên thay bị mòn hư hỏng khác + Hệ thống treo Nếu nhận thấy bánh xe không di chuyển theo phương thẳng đứng, xe bị đánh lái lệch sang phải sang trái vấn đề nằm hệ thống treo, lốp và hệ thống phanh xe 49 Bởi việc chỉnh xác các góc cano, bánh xe và chân bánh giúp xe vận hành cách trơn tru Trong trường hợp xe gặp cố kiểm tra và chỉnh, nên xem xét lại toàn hệ thống treo Hiện tượng thường gặp là phận giảm chấn bị hỏng Phần ống ngoài giảm xóc bị bám bụi khiến chúng dao động lâu mà khơng tắt gây nên tượng xóc nảy Xe bị đánh lái lệch hướng dấu hiệu hệ thống treo có vấn đề − Khởi động động + Kiểm tra hệ thống đánh lửa phun xăng hoạt động tốt khơng +Kiểm tra động xem máy cịn hoạt động bình thường hay hư hỏng để khắc phục sửa chữa Nhiên liệu − Bật điều khiển kiểm tra tín hiệu Kiểm tra tay điều kiển Các tín hiệu vào thu nhận tín hiệu − Điều chỉnh thơng số góc đánh lái, phanh, ga Kiểm tra xong đưa vào chạy thử 50 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 4.1 Kết luận Qua gần tháng làm đồ án tốt nghiệp với đề tài thiết kế mơ hình xe Rc Hybrid với giúp đỡ thầy Nguyễn Văn Nhanh, nhóm em hoàn thành nhiệm vụ giao Trong đề tài nhóm chúng em thiết kế mơ hình xe Rc Hybrid điều khiển từ xa, nhiên kiến thức chúng em cịn hạn hẹp cịn nhiều thiếu sót q trình thực đề tài, dẫn đến gặp nhiều khó khăn việc thức thiết kế mơ hình là động lực cho chúng em cố gắng trao dồi kiến thức kỹ phán đoán phân tích tình q trình làm việc Về phần mơ hình đạt 80% kết dự kiến, q trình thi cơng lắp ráp vận hành xảy lỗi nhỏ và khắc phục hoàn toàn Cuối xin chân thành cảm quý thầy cô Viện Kỹ Thuật Hutech, Trường Đại Học Công Nghệ TP Hờ Chí Minh, đặc biệt chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Nhanh tận tình hướng dẫn giúp đỡ chúng em hoàn thành đờ án tốt nghiệp 4.2 Hướng phát triển đề tài Với trạng môi trường ngày ô nhiễm nặng nề, đa phần mơi trường chịu ảnh từ khí thải từ các phương tiện giao thông để khắc phục tình trạng hạn chế sử dụng phương tiện động đốt thay vào dùng phương tiện sử dụng động đốt kết hợp với động điện để hạn chế khí thải, thải mơi trường 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đặng Q (2001) Tính tốn thiết kế ô tô, Trường ĐH Sư phạm kỹ thuật Tp.HCM, Tp.HCM [2] Nguyễn Văn Nhanh, Nguyễn Phụ Thượng Lưu và Đỗ Nhật Trường Kết cấu ô tô, Trường ĐH Công nghệ Tp.HCM, Tp.HCM [3] Nguyễn Phụ Thượng Lưu Tính tốn thiết kế ô tô, Trường ĐH Công nghệ Tp.HCM, Tp.HCM [4] Tài liệu hãng Toyota [5] http://oto.saodo.edu.vn/nghien-cuu-khoa-hoc/cac-phuong-an-phoi-hop-cong- suat-tren-xe-hybrid-346.html 52 ... 3: THIẾT KẾ MƠ HÌNH XE RC HYBRID 3.1 Kết dự kiến thiết kế mơ hình xe RC Hybrid Hình Mơ hình xe RC Hybrid 1/3 v10 Bảng Kết dự kiến mô hình xe rc hybrid STT Mơ hình xe RC Hybrid Thơng số mơ hình. .. -Chương 3: Quy trình thiết kế, thi cơng mơ hình xe RC Hybrid - Chương 4: Kết luận CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT XE HYBRID, TOYOTA CROLA CROSS 1.8HV, XE RC 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT XE HYBRID 2.1.1 Giới thiệu... 3.2.4 Kết luận lựa chọn phương án thiết kế mơ hình RC hybrid 28 3.3 Tính tốn thiết kế phận mơ hình 29 3.3.1 Bản vẽ mơ mơ hình RC Hybrid 29 3.1.2 Thông số kỹ thuật phận mơ hình