Luận văn thạc sĩ: Chế tạo mô hình hệ thống truyền động Hybrid trên xe Toyota Prius phục vụ giảng dạy

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰCLUẬN VĂN THẠC SĨ

NGUYỄN ANH TUẤN

CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG HYBRID TRÊN XE TOYOTA PRIUS PHỤC VỤ GIẢNG DẠY

SKC008610

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN ANH TUẤN

CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG HYBRID TRÊN XE TOYOTA PRIUS PHỤC VỤ GIẢNG DẠY

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 2080541

Hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN VĂN TRẠNG

Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2023

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi

Các số liệu, kết quả đưa ra trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 12 năm 2023

Tác giả

Nguyễn Anh Tuấn

LỜI CẢM ƠN

Xin chân thành cảm ơn:

- TS Nguyễn Văn Trạng – PhóTrưởng khoa động lực trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh, giảng viên hướng dẫn khoa học

- Xin cảm ơn quý Thầy, Cô khoa Cơ khí Động lực, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh

- Các Bạn học viên lớp Bồi dưỡng sau đại học Cần Thơ 2018 ngành Cơ khí Động lực Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh

Đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt khóa học cũng như thực hiện luận văn này

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 12 năm 2023

Tác giả

Nguyễn Anh Tuấn

TÓM TẮT

Trong điều kiện hội nhập và phát triển kinh tế vượt bậc như hiện nay, ngành công nghiệp ô tô đã phát triển rất nhanh chóng Số lượng ô tô liên tục tăng, dẫn đến tăng phát thải ô nhiễm ô nhiễm môi trường trong khi trữ lượng nhiên liệu hóa thạch đang trên đà giảm Từ những vấn đề trên, nhằm bảo vệ môi trường và giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu, các nhà khoa học đã nghiên cứu và phát triển ra ô tô Hybrid nhằm góp phần khắc phục những vấn đề trên

Nghiên cứu hệ thống truyền động Hybrid là vấn đề cần thiết trong lĩnh vực ô tô hiện nay Đối với công tác đào tạo nghề công nghệ ô tô tại các trường nghề nói chung, và tại trường CĐN Cần Thơ nói riêng thì việc thường xuyên cập nhật những kiến thức mới, đầu tư các thiết bị để phục vụ cho công tác đào tạo là hết sức cần thiết Với mục tiêu đó tác giả đã chế tạo một mô hình hệ thống truyền động hybrid Phần mềm thu thập thông tin tín hiệu một số cảm biến được thực nghiệm trên mô hình xe Toyota Prius 2010 Luận văn được cấu trúc gồm 5 chương:

Chương 1: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu

Chương 2: Lý thuyết hệ thống truyền động hybrid trên ô tô

Chương 3: Thiết kế, chế tạo mô hình giảng dạy hệ thống truyền động hybrid trên mô hình xe Toyota Prius 2010

Chương 4: Thực nghiệm, đánh giá kết quả thu thập tín hiệu và các bài tập thực hành

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển

Được sự hướng dẫn của TS Nguyễn Văn Trạng, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, cùng với sự giúp đỡ của các đồng nghiệp, luận văn đã hoàn thành được mục tiêu đề ra Tuy nhiên, do điều kiện thời gian có hạn, tiếp cận với một lĩnh vực khoa học đa ngành, luận văn khó tránh khỏi những hạn chế nhất định Tác giả xin được đón nhận mọi ý kiến góp ý của các chuyên gia và đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn.

ABSTRACT

In the current conditions of integration and outstanding economic development, the automobile industry has developed very rapidly The number of cars is continuously increasing, leading to increased pollution emissions while fossil fuel reserves are on the decline From the above problems, in order to protect the environment and reduce fuel consumption, scientists have researched and developed Hybrid vehicles to help overcome the above problems

Today, study Hybrid powertrain systems is a necessary issue in the automotive field For vocational training in automotive technology at vocational schools in general, and at Can Tho Vocational College in particular, it is necessary to regularly update new knowledge and invest in equipment to serve the training work that is absolutely necessary With that goal, the author has created a hybrid powertrain model The software collects signal information from a number of sensors tested on the 2010 Toyota Prius model The thesis is structured in 5 chapters:

Chapter 1: Overview of research issues

Chapter 2: Theory of hybrid powertrain systems in cars

Chapter 3: Design and manufacture a hybrid powertrain teaching model on the Toyota Prius 2010 car model

Chapter 4: Experiment, evaluate signal collection results and practice exercises Chapter 5: Conclusion and development direction

Under the guidance of Dr Nguyen Van Trang, Ho Chi Minh City University of Technology and Education, along with the help of colleagues, the thesis has completed its set goals However, due to limited time and access to a multidisciplinary scientific field, the thesis cannot avoid certain limitations The author would like to welcome all comments and suggestions from experts and colleagues to improve the thesis We sincerely welcome all comments and suggestions from experts and colleagues to improve the thesis

MỤC LỤC

LÝ LỊCH KHOA HỌC ix

LỜI CAM ĐOAN xi

LỜI CẢM ƠN xii

DANH MỤC BẢNG BIỂU xxviii

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1

1.1 Dẫn nhập 1

1.2 Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước 2

1.2.1 Một số nghiên cứu trong nước 2

1.2.2 Một số nghiên cứu trên thế giới 3

1.3 Tính cấp thiết của đề tài 4

1.4 Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu 5

1.4.1 Mục tiêu nghiên cứu 5

1.4.2 Đối tượng nghiên cứu 5

1.5 Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu của luận văn 5

1.5.1 Nhiệm vụ của đề tài 5

1.5.2 Phạm vi nghiên cứu 5

1.6 Phương pháp nghiên cứu 6

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 6

CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG HYBRID TRÊN Ô

2.2 Đặc điểm xe Toyota Prius 2010 13

2.3 Kết cấu hệ truyền động xe Toyota Prius 2010 ( thế hệ 3) 14

2.3.1 Động cơ xe Toyota Prius 2010 14

2.3.3 Bộ điều khiển quản lý nguồn HV CPU 37

2.3.4 Bộ truyền lực của hệ thống hybrid: 38

4.3 Tiến hành các thực nghiệm 69

4.3.1 Thực nghiệm 1: Dữ liệu các cảm biến ở chế độ khởi động 69

4.3.2 Thực nghiệm 2: Dữ liệu các cảm biến khi khởi động xe tay số ở vị trí P 70

4.3.2 Thực nghiệm 3: Dữ liệu các cảm biến khi mô hình xe vận hành ở tốc độ dưới 35km/h 71

Bài thực hành số 1: Kiểm tra cầu chì an toàn Service Plug cho pin cao áp 75

Bài thực hành số 2: Kích hoạt chế độ bảo dưỡng: 77

Bài thực hành số 3: Kích hoạt chế độ xác nhận 79

Bài thực hành số 4: Kiểm tra quạt làm mát Pin 81

Bài thực hành số 5: Kiểm tra ắc quy phụ 12V 85

Bài thực hành số 6: Kiểm tra cảm biến tốc độ motor (MG1) 86

Bài thực hành số 7: Kiểm tra cảm biến tốc độ motor (MG2) 89

KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 91

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN 92

5.1 Kết luận 92

5.2 Hướng phát triển của đề tài 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 94

3 Những khái niệm cơ bản của Lapview 100

3.1 VI (Vitual Instrument) - Thiết bị ảo 100

5 SubVI và cách xây dựng SubVI 107

5.1 Khái niệm SubVI 107

3.3 Sơ đồ hệ thống điều khiển Hybrid xe Toyota Prius 117

3.4 Sơ đồ điều khiển hệ thống hybrid 118

3.13.Bộ khóa số dãy P 136

PHỤ LỤC 4 138

1 Một số hình ảnh của mô hình 138

2 Một số hình ảnh bộ thu thập tín hiệu kết nối máy tính 139

 Nội dung bài báo 142

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT/KÝ HIỆU KHOA HỌC

1 Các ký hiệu mẫu tự La tinh và Hy Lạp

RAM Random Access Memory (Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên)

ROM Read Only Memory (Bộ nhớ lưu trữ thông tin, bộ nhớ chỉ đọc không thể ghi - xóa)

PROM Programmable Read Only Memory (Chíp bộ nhớ chỉ đọc lập trình được)

KAM Keep Alive Memory (Bộ nhớ mã lỗi)

A/D Analog to Digital Converter (Bộ chuyển đổi tương tự sang số)

HTĐL Hệ thống đánh lửa

DOHC Double Overhead Camshafts (Cơ cấu cam nạp xả với hai trục cam phía trên xi-lanh)

ETCS-I Electronic Throttle Control System – Intelligent (Hệ

thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh)

OBD II On Board Diagnostics II (Hệ thống chẩn đoán được tích hợp trong ECU)

COM Computer Output on Micro (Cổng nối đầu ra với thiết bị)

DTC Diagnostic Trouble Code (Mã lỗi chẩn đoán)

ECVT electrically controlled continuously variable transaxle( hộp số biến thiên điều khiển bằng điện)

MG1 Motor Generator 1( Mô-tơ điện 1) MG2 Motor Generator 2 ( Mô–tơ điện 2)

PSD power distributor ( Bộ phân chia công suất)

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Mô hình hệ thống truyền động xe toyot prius 2010 của DAESUNG

4

Hình 2.1: Hệ thống hybrid nối tiếp 10

Hình 2.2: Sơ đồ truyền động hệ thống hybrid nối tiếp 10

Hình 2.3: Hệ thống hybrid song song 11

Hình 2.4: Sơ đồ truyền động hệ thống hybrid song song 11

Hình 2.5: Hệ thống hybrid hỗn hợp 12

Hình 2.6: Sơ đồ truyền động hệ thống hybrid hỗn hợp 12

Hình 2.7: Xe Toyota Prius 2010[9] 13

Hình 2.8: Động cơ 2ZR-FXE[4], [9], [10] 15

Hình 2.9: Cấu tạo nắp máy và cơ cấu phối khí của động cơ 2ZR-FXE[7] 16

Hình 2.10: Pít tông của động cơ 2ZR-FXE[7] 16

Hình 2.11: Thân của động cơ 2 ZR-FXE[7] 17

Hình 2.12: Cơ cấu phân phối khí 17

Hình 2.13: Cơ cấu con đội thủy lực 18

Hình 2.14: Hệ thống làm mát trên động cơ 2ZR-FXE 18

Hình 2.15: Bơm nước của động cơ 2ZR-FXE 19

Hình 2.16: Hệ thống tuần hoàn khí xả 20

Hình 2.17: Các cảm biến và bộchấp hành trên động cơ 2ZR-FXE 20

Hình 2.18: Xung tín hiệu của cảm biến trục cam MRE và loại pick-up 21

Hình 2.19: Đặc tín làm việc của cảm biến chân không 21

Hình 2.20: Van EGR 22

Hình 2.21: Hộp số Hybrid 22

Hình 2.22: Cấu tạo chi tiết của hộp số 23

Hình 2.23: Cấu tạo MG 24

Hình 2.24: Cấu tạo Resolver 25

Hình 2.25: Bộ chuyển đôi điện 26

Hình 2.26: Sơ đồ hệ thống 27

Hình 2.27: Sơ đồ hệ thống tăng cường 28

Hình 2.28: Bộ chuyển đổi tăng cường bật ON hoạt động tăng áp 28

Hình 2.29: Bộ chuyển đổi tăng cường bật OFF hoạt động tăng áp 29

Hình 2.30: Bộ chuyển đổi tăng cường bật ON hoạt động giảm áp 29

Hình 2.31: Bộ chuyển đổi tăng cường bật OFF hoạt động giảm áp 30

Hình 2.38: Vị trí cảm biến nhiệt độ pin cao áp 34

Hình 2.39: Hộp kết nối cụm pin cao áp 35

Hình 2.40: Cụm quạt làm mát pin cao áp 35

Hình 2.41: Khóa an toàn 36

Hình 2.42: Đầu nối dây cáp điện 37

Hình 2.43: Hệ thống truyền động trên xe Toyota Prius 2010 38

Hình 2.44: Cấu tạo các Motor (MG1 và MG2) 40

Hình 2.45: Motor Generator 2 40

Hình 2.46: Bộ resolve 41

Hình 2.47 Bộ resolve 42

Hình 3.4: Khung đỡ động cơ nhìn từ phía trên 49

Hình 3.5: Khung đỡ động cơ nhìn từ phía trước 49

Hình 3.6: Khung giá đở nhìn theo phương ngang 50

Hình 3.7: Mô hình hệ thống truyền động hybrid xe Toyota Prius 2010 50

Hình 3.11: 2 Mô phỏng chuyển đổi tín hiệu xung vuông (Tín hiệu từ cảm biến tốc độ bánh xe và tốc độ động cơ) 54

Hình 3.12: Mô phỏng chuyển đổi tín hiệu xung vuông (Tín hiệu từ cảm biến tốc độ bánh xe và tốc độ động cơ) 55

Hình 3.13: Sơ đồ nguyên lý mạch chuyển đổi tín hiệu sine 55

Hình 3.14: Mô phỏng chuyển đổi tín hiệu hình sin (Tín hiệu từ MG1 và MG2) 56

Hình 3.15: Mô phỏng chuyển đổi tín hiệu hình sin (Tín hiệu từ MG1 và MG2) 56

Hình 3.16: Sơ đồ nguyên lý mạch chuyển đổi tín hiệu tuyến tính 57

Hình 3.17: Vi điều khiển Atmega328P 57

Hình 3.18: Board Arduino Mega 58

Hình 3.19: Sơ đồ nguyên lý mạch arduino mega 58

Hình 3.20: Sơ đồ nguyên lý mạch điện phần cứng 59

Hình 3.21: Sơ đồ mạch in mạch điện phần cứng 60

Hình 3.22: Mạch điện sau khi đã gia công và lắp ráp 61

Hình 3.23: Lưu đồ giải thuật điều khiển hệ thống 62

Hình 3.26: Giao diện hiển thị Lapview 64

Hình 3.2278: Đồ thị các tín hiệu nhiệt độ nước, độ mở bướm ga, điện áp pin 65

Hình 4.1: Bộ tu thập tín hiệu 68

Hình 4.2: Khởi động máy tính với giao diện Lapwiev 68

Hình 4.3: Giao diện Lapwiev trên máy tính 69

Hình 4.4: Giao diện màn hình ở vị trí chìa khóa ON 69

Hình 4.5: Giao diện màn hình khi khi khởi động mô hình 70

Hình 4.6: Thông số các cảm biến khi xe ở chế độ khởi động 71

Hình 4.7: Giao diện màn hình khi xe chạy ở tốc độ dưới 35 km/h 72

Hình 4.8: Các thông số hiển thị trên máy Gcan 2 72

Hình 4.9 Giao diện màn hình khi xe chạy ở tốc độ 60 km/h 74

Hình 4.10: Các thông số hiển thị trên máy Gcan 2 74

Hình 4.11: Sơ đồ mạch điện kết nối của cầu chì an toàn 75

Hình 4.12: Cầu chì an toàn 76

Hình 4.13: Đèn báo chế độ bảo dưỡng 77

Hình 4.14: Đèn báo đã chuyển sang chế độ xác nhận 79

Hình 4.21: Giắc D29 chân số 1-6 87

Hình 4.22: Giắc D29 chân số 7-12 89

Hình I 1: Giao diện phần mềm Arduino IDE phiên bản 2.2 98

Hình II 1: Bảng giao diện 101

Hình II 2: Sơ đồ khối của Lapview 102

Hình II 3: Vị trí Icon và Connector 102

Hình II 4: Tool palette 103

Hình II 5: Bảng điều khiển – Controls palette 104

Hình II 6: Icon mặc định và Icon sau khi được tạo 108

Hình II 7: Cách thức tạo Connector của một VI 109

Hình II 8: Thư viện DAQ 110

Hình III 1: Vị trí các thành phần hệ thống Hybrid trên xeToyota Prius 2010 113

Hình III 2: Sơ đồ khối hệ thống điện Hybrid xe toyota prius 118

Hình III 3: Sơ đồ điều khiển của hệ thống Hybrid 122

Hình III 4: Sơ đồ khối bộ chuyển đổi DC/DC 123

Hình III 5: Sơ đồ mạch điện bộ chuyển đổi 124

Hình III 6: Sơ đồ điều khiển bộ biến tần (inverter) 125

Hình III 7: Sơ đồ mạch điều khiển MG1 và MG2 126

Hình III 8: Sơ đồ mạch ắc-quy cao áp 127

Hình III 9: Sơ đồ mạch ắc-quy cao áp 128

Hình III 10: sơ đồ cấu tạo ắc-quy cao áp 129

Hình III 11: sơ đồ cấu tạo ắc-quy cao áp 129

Hình III 12: Sơ đồ tổng quát hệ thống pin thông minh 132

Hình III 13: Sơ đồ mạch tổng quát ECU ắc quy 133

Hình III 14: Sơ đồ bố trí cảm biến chọn số và cảm biến chuyển số 134

Hình III 15: Sơ đồ nguyên lý cảm biến chuyển số 135

Hình III 16: Sơ đồ nguyên lý cảm biến chọn số 136

Hình III 17: Sơ đồ khối bộ khóa số dãy P 136

Hình III 18: Sơ đồ mạch khóa số dãy P 137

Hình IV 1: Cụm hộp số hybrid được cắt bổ 138

Hình IV 2: Các chi tiết của hộp số 138

Hình IV 3: kết nối bộ thu thập tín hiệu vào mô hình 139

Hình IV 4: kết nối bộ thu thập tín hiệu vào mô hình 139

Hình IV 5: Vị trí kết nối với tín hiệu IGT1 140

Hình IV 6: Vị trí kết nối thu thập tín hiệu điện áp Pin cao áp 140

Hình IV 7: Vị trí kết nối thu thập tín hiệu điện áp Pin cao áp 141

Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật động cơ 2ZR-FXE[9], [10] 46

Bảng 4.1: So sánh thông số giữa bộ thu thập tín hiệu và máy chẩn đoán G-can2 khi xe ở chế độ khởi động 71

Bảng 4.2: Dữ liệu so sánh khi khi mô hình xe vận hành ở tốc độ dưới 35km/h 72

Bảng 4.3: Dữ liệu so sánh khi khi mô hình xe vận hành ở tốc độ 60km/h 74

Bảng 4.4: Điện áp tiêu chuẩn giắc S14 83

Bảng 4.5: Điện áp tiêu chuẩn của ắc quy 12V 85

Bảng 4.6: Kiểm tra với hở mạch của 6 chân 1-6 giắc D29[9], [10] 87

Bảng 4.7: Kiểm tra với ngắn mạch của 6 chân 1-6 giắc D29[9], [10] 87

Bảng 4.8: Điện áp các chân 1-6 khi bật công tắc máy (IG ON)[9], [10] 88

Bảng 4.9: Kiểm tra với hở mạch của 6 chân 7-12 giắc D29.[9], [10] 89

Bảng 4.10: Kiểm tra với ngắn mạch của 6 chân 7-12 giắc D29[9], [10] 90

Bảng 4.11: Điện áp các chân 7-12 khi bật công tắc máy (IG ON)[9], [10] 90

Ô tô với hệ truyền động hybrid được xem là tối ưu để giải quyết vấn đề giảm ô nhiểm môi trường, giảm tiêu hao nhiên liệu hóa thạch mà không phải hủy bỏ hàng loạt dây truyền sản suất xe cơ giới truyền thống và hình ảnh quen thuộc ô tô truyền thống

Ô tô Hybrid có hệ truyền động được cấu thành từ động cơ đốt trong truyền thống và động cơ điện được chế tạo từ những năm đầu thế kỉ 18 nhưng do nhiều yếu tố như khả năng phát triển và ứng dụng điện điện tử vào điều khiển động cơ điện chưa đạt hiệu quả như mong muốn đồng thới động cơ đốt trong ngày càng được cải tiến mang lại hiệu quả cao nên động cơ đốt trong được xem như lựa chọn tốt nhất thời điểm bấy giờ

Sự nỗ lực đáng kể nhất trong lịch sử phát triển và thương mại hóa xe Hybrid được tạo ra bởi các nhà sản suất xe ô tô đến từ nhật bản Cuối thế kỷ XIX hãng xe hơi Toyota cho ra thị trường mẩu sedan Prius ở Nhật, đồng thời hãng Honda cũng ra mắt mẫu Honda Civic hybrid những mẫu xe trên hiện vẫn lưu thông trên thế giới

Những năm gần đây với sự phát triển của khoa học và công nghệ tiên tiến các nhà sản suất ô tô trên thế giới đã ứng dụng công nghệ điều khiển hiện đại và chọn xe Hybrid là giải pháp tốt nhất để giải quyết vấn đề ô nhiểm môi trường và tiêu hao nhiên liệu

Vì vậy có thể nói hệ thống truyền động hybrid hiện nay là hệ truyền động ứng dụng công nghệ hiện đại để phối hợp truyền công suất giữa động cơ xăng truyền thống với động cơ điện một cách tối ưu nhất Chương trình đào tạo về hệ thống truyền động hybrid đã được nhiều trường đại học, cao đẳng, các trung tâm đào tạo nghề đưa vào giảng dạy gần đây, tuy nhiên vẫn còn nhiều khó khăn chung như tài liệu tham khảo; mô hình dạy học về hệ thống truyền động hybrid vẫn còn rất khiêm tốn, vấn đề nghiên cứu giao tiếp với máy tín để mô phỏng, thực nghiệm khảo sát còn hạn chế, chưa đồng bộ

Với vai trò vừa là quản lý vừa là giáo viên trực tiếp tham gia giảng dạy chuyên ngành công nghệ ô tô cho học sinh sinh viên tại trường Cao Đẳng Nghề Cần Thơ Vì

lý do đó tôi xin chọn đề tài: “Chế tạo mô hình hệ thống truyền động hybrid trên xe Toyota Prius phục vụ giảng dạy tại trường cao đẳng nghề cần thơ”, với mong muốn

tạo ra thêm nhiều mô hình dạy học để phục vụ cho công tác đào tạo của trường

1.2 Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước

1.2.1 Một số nghiên cứu trong nước

Những năm gần đây cũng đã có không ít cán bộ khoa học công nghệ đã nghiên cứu về hệ thống truyền động hybrid trên ô tô, nhiều mô hình hệ thống truyền động hybrid cũng được các trường nghề và các cơ sở cung cấp thiết bị dạy nghề thực hiện, nhiều sinh viên cũng chọn nội dung thiết kế chế tạo mô hình hệ thống truyền động hybrid để làm đề tài tốt nghiệp Tuy vậy, các đề tài này chủ yếu nghiên cứu việc khảo sát các tính năng

*Đề tài tốt nghiệp “Toyota Prius Hybrid 2004 -2009” ngành Công nghệ Kỹ

thuật ô tô – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh tháng 1 năm 2017: Đề tài này cung cấp tổng quát và chi tiết về cấu tạo các bộ phận về hệ thống

hybrid trên các xe Toyota Prius thế hệ 1 và 2 từ 2004 đến 2009 đây là 2 thế hệ hybrid đầu tiên nên công nghệ chưa cao và có nhiều điểm hạn chế so với các thế hệ hiện nay đồng thời nội dung đề tài trên chưa chỉ ra được mạch điện điều khiển quạt làm mát cho pin cao áp

*Đề tài tốt nghiệp “Chuyên Đề Về Ô Tô Hybrid” ngành Công nghệ Kỹ thuật ô

tô – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh tháng 1 năm 2016:

Nội dung chủ yếu của đề tài chỉ giới thiệu tổng quan về xe Hybrid, cấu tạo các bộ

phận và các chế độ vận hành, các lỗi thường gặp và cách ứng phó khẩn cấp đây là nguồn tài liệu tham khảo bổ ích cho sinh viên tìm hiểu về xe Hybrid tuy nhiên chủ

yếu vào 2 thế hệ Hybrid đầu tiên

1.2.2 Một số nghiên cứu trên thế giới

Qua nghiên cứu các đề tài cũng như các công ty chế tạo mô hình ngoài nước đơn cử như:

* Đề tài “Toyota Hybrid Synergy Drive” – Tác giả Soheil Seyed Hosseini – Trường đại học Rochester – Tháng 10 năm 2015: Nội dung đề tài chủ yếu tập trung tìm hiểu hệ thống “Toyota Hybrid Synergy” trên các dòng xe toyota như Prius, Highlander Hybrid, Camry Hybrid, Lexus RX 400h, Lexus GS 450h, Lexus LS

600h/LS 600hL và các thế hệ xe Toyota Prius từ 2004 đến 2009

* Đề tài “Modelling and Simulating a Hybrid Electric Vehicle” – (Master’s thesis in electrical engineering) – The Arctic University of Norway tháng 6 năm

2017: Nội dung của đề tài chủ yếu mô hình hóa và mô phỏng về xe Hybrid giúp người

đọc hiểu tổng quát về xe Hybrid, đề tài chưa tập trung vào một loại hình xe hybrid cụ

thể, chỉ một cách tổng quát

* Thiết bị đào tạo xe Hybrid do DAESUNG G-3 Co.Ltd, Hàn Quốc sản xuất Đây là mô hình xe Toyota Prius 2010 mô hình đầy đủ các hệ thống, có thể ứng dụng vào quá trình khai thác giảng dạy Tuy nhiên vẫn còn vài hạn chế như sau:

- Chi phí đầu tư quá cao

- Mô hình là một xe hoàn chỉnh chỉ tháo phần thân võ chưa thể hiện rõ các bộ phận bên trong của bộ truyền động hybrid

- Mô hình chưa có chức năng giao tiếp và thể hiện thông tin về hệ thống hybrid

Hình 1.1: Mô hình hệ thống truyền động xe toyot prius 2010 của DAESUNG

1.3 Tính cấp thiết của đề tài

Qua tìm hiểu chương trình đào tạo nghề Công nghệ ô tô ở các trường Cao đẳng nghề ở nước ta nói chung và ở trường Cao Đẳng nghề Cần thơ nói riêng nội dung công nghệ truyền động Hybrid đã được đưa vào đào tạo Tuy nhiên cơ sở vật chất phục vụ cho chương trình đào tạo còn rất hạn chế đặc biệt là mô hình bộ truyền động hybrid Vì vậy đề tài “ Chế tạo mô hình hệ thống truyền động hybrid trên xe Toyota Prius phục vụ giảng dạy " là cần thiết cho quá trình đào tạo ngành công nghệ ô tô ở trường nghề đồng thời qua đó có thể cung cấp cho cán bộ, nhân viên chuyên môn kỹ thuật nghành ô tô nói riêng do những lợi ích sau:

-Mô hình đơn giản gọn nhẹ di chuyển dễ dàng thể hiện đủ các bộ phận bên trong củ bộ truyền động giúp cho người học dể dàng nhận dạng cấu tạo, tìm hiểu ngyên lý hoạt động của hệ thống hybrid,

-Bộ thu thập thông tin các cảm biến giúp người học dể dàng nắm rõ nguyên lý hoạt động trong quá trình truyền động trên hệ thống hybrid xe Toyota Prius

Đề tài đáp ứng được các yêu cầu như: Tính mới, tính cần thiết và tính quan trọng

1.4 Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu

1.4.1 Mục tiêu nghiên cứu

Vận dụng các kiến thức lý thuyết về hệ thống truyền động hybrid trên xe Toyota Prius 2010, thiết kế mạch giao tiếp thu thập tín hiệu để giúp cho việc giảng dạy của giáo viên được tốt hơn, giúp cho giáo viên và học viên có thể quan sát sự hoạt động của hệ thống hybrid rất rõ ràng thông qua các dữ liệu hiển thị trên máy tính Đồng thời các bài tập phục vụ cho quá trình đào tạo nội dung xe hybrid được tốt hơn

1.4.2 Đối tượng nghiên cứu

- Hệ thống truyền động xe Toyota Prius 2010

- Nghiên cứu các ứng dụng Arduino Mega và phần mềm và giao diện Lapview - Các loại card giao tiếp

1.5 Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu của luận văn

1.5.1 Nhiệm vụ của đề tài

Với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng đào tạo, học tập và nghiên cứu về hệ thống truyền động hybrid, đề tài được thực hiện với hai nhiệm vụ chính:

- Thiết kế và chế tạo một mô hình cắt bổ hệ thống hybrid trên cơ sở các thiết bị của xe Toyota Prius 2010, phục vụ cho công tác giảng dạy thực hành và có thể tiến hành các thực nghiệm hoạt động của các cảm biến thuộc xe hybrid trên mô hình hoặc xe đang hoạt động

1.5.2 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài ứng dụng trong việc đào tạo nghề công nghệ ô tô tại trường cao đẳng nghề Cần Thơ, nên phạm vi đề tài chỉ thực hiện nghiên cứu hệ thống truyền động hybrid trên xe Toyota Prius 2010 Đồng thời, chỉ tiến hành khảo sát trên mô hình xe Toyota Prius 2010 nhằm nghiên cứu làm rõ hoạt động của cảm biến tốc độ xe, cảm biến tốc độ MG1, tốc độ MG2 và tốc độ động cơ 2RZ-FXE được lắp trên xe Toyota Prius 2010 Phần thiết kế, chế tạo chỉ xin giới hạn việc trình bày kết quả thi công dưới dạng sản phẩm hoàn thiện, phần nội dung không đề cập đến việc tính toán kết cấu cũng như sức bền cho từng chi tiết mô hình

1.6 Phương pháp nghiên cứu

Với mục tiêu là biên soạn tài liệu và thi công một mô hình hệ cắt bổ hộp truyền động hybrid cùng với bộ thu thập tín hiệu kết nối với máy tính, để phục vụ đào tạo, phương pháp nghiên cứu gồm các phương pháp chính sau:

- Nghiên cứu lý thuyết:

+ Đặc điểm động cơ 2ZR-FXE, đặc điểm hộp truyền động hybrid P410 lắp trên xe Toyota Prius 2010,

+ Cấu tạo, nguyên lý làm việc của một số bộ phận, + Tìm hiểu và ứng dụng phần mềm Lapview, - Nghiên cứu thực nghiệm:

+ Sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm để xây dựng mô hình hệ thống truyền động Hybrid phục vụ giảng dạy Nghiên cứu bộ thu thập tín hiệu giao tiếp với máy tính

+ Biên soạn một số bài giảng về hệ thống truyền động Hybrid

+ So sánh, xử lý số liệu: Kiểm chứng kết quả thực hiện, minh chứng cho các thông số trên mô hình là đúng đắn, đáng tin cậy

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Nội dung chương 1 đã tiến hành phân tích các công trình trong nước và trên thế giới theo hướng nghiên cứu của đề tài Qua phân tích có thể nhận thấy:

Đề tài chế tạo mô hình hệ thống truyền động hybrid trên xe Toyota Prius 2010 phục vụ giảng dạy tại trường cao đẳng nghề cần thơ rất thiết thực, có hiệu quả trước mắt cũng như thời gian tới Đây là một hướng đi đúng với chủ trương đào tạo tại

trường cao đẳng nghề Cần Thơ với phương châm trong công tác đào tạo “lý thuyết phải đi đôi với thực hành”

Kết quả đề tài sẽ mang lại đóng góp hiệu quả về mặt kinh tế như tiết kiệm chi phí trong đào tạo đồng thời cũng góp phần to lớn về mặt khoa học trong việc ứng dụng công nghệ mới vào chế tạo mô hình giảng dạy Đề tài có thể nhân rộng cho các đơn vị đào tạo nghề để thực hiện tự chế tạo

Ưu điểm của ôtô Hybrid:

Tổ hợp động cơ hybrid có những ưu điểm sau:

- Tận dụng năng lượng khi phanh: khi cần phanh hoặc khi xe giảm tốc độ, động cơ điện có tác dụng như máy phát điện, năng lượng phanh được tận dụng để tạo ra dòng điện nạp cho ắc-quy

- Giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu (động cơ hybrid tiêu thụ lượng nhiên liệu ít hơn nhiều so với động cơ đốt trong thông thường, chỉ bằng một nửa)

- Động cơ điện được dùng trong các chế độ gia tốc hoặc tải lớn nên động cơ đốt trong chỉ cần cung cấp công suất vừa đủ nên động cơ đốt trong có kích thước nhỏ gọn

- Có thể sử dụng vật liệu nhẹ để giảm khối lượng tổng thể của ôtô

- Có thể chạy xa và mạnh mẽ được giống như những ô tô sử dụng nhiên liệu xăng, diesel bình thường, Ô tô Hybrid vẫn dùng xăng làm nhiên liệu nên người vận hành không phải lo việc nạp điện, thông thường tốn rất nhiều thời gian

- Ô tô Hybrid ít gây ô nhiễm môi trường hơn ô tô chạy xăng bình thường bởi vì động cơ điện có hiệu xuất cao hơn nhiều so với động cơ xăng

2.1.2 Xu hướng phát triển

Sự phát triển các phương tiện giao thông ở các khu vực trên thế giới nói chung không giống nhau, mỗi nước có một quy định riêng về khí thải của xe , nhưng đều có xu hướng là từng bước cải tiến cũng như chế tạo ra loại ôtô mà mức ô nhiễm là thấp nhất và giảm tối thiểu sự tiêu hao nhiên liệu Điều đó càng cấp thiết khi mà nguồn tài nguyên dầu mỏ ngày càng cạn kiệt dẫn đến giá dầu tăng cao mà nguồn thu nhập của người dân lại tăng không đáng kể

Các xe chạy bằng Diesel, xăng hoặc các nhiên liệu khác đều đang tràn ngập trên thị trường gây ô nhiễm môi trường, làm cho bầu khí quyển ngày một xấu đi, hệ sinh thái thay đổi Vì thế việc tìm ra phương án để giảm tối thiểu lượng khí gây ô nhiễm môi trường là một vấn đề cần được quan tâm nhất hiện nay của ngành ô tô nói riêng và mọi người nói chung

Ôtô sạch không gây ô nhiễm (zero emission) là mục tiêu hướng tới của các nhà nghiên cứu và chế tạo ôtô ngày nay Có nhiều giải pháp đã được công bố trong những năm gần đây, như: hoàn thiện quá trình cháy của động cơ, sử dụng các loại nhiên liệu không truyền thống cho ôtô như LPG, khí thiên nhiên, methanol, biodiesel, điện, pile nhiên liệu, năng lượng mặt trời, ôtô lai (hybrid)

Xuất hiện từ đầu những năm 1990 và cho đến nay, ôtô hybrid đã luôn được nghiên cứu và phát triển như là một giải pháp hiệu quả về tính kinh tế và môi trường Có thể nói, công nghệ hybrid là chìa khoá mở cánh cửa tiến vào kỷ nguyên mới của những chiếc ô tô, đó là ô tô không gây ô nhiễm môi trường hay còn gọi là ô tô sinh thái

Với các ưu điểm nổi bật như đã nêu, ôtô hybrid đang được sự quan tâm nghiên cứu và chế tạo của rất nhiều nhà khoa học và hãng sản xuất ôtô trên thế giới Ngày càng có nhiều mẫu ôtô hybrid xuất hiện trên thị trường và càng có nhiều người tiêu dùng sử dụng loại ô tô này

2.1.3 Phân loại

2.1.3.1 Theo thời điểm phối hợp công suất

Chỉ sử dụng motor điện ở tốc độ chậm

Khi ôtô bắt đầu khởi hành, motor điện sẽ hoạt động cung cấp công suất giúp xe chuyển động và tiếp tục tăng dần lên với tốc độ khoảng 25 mph (1,5 km/h) trước khi động cơ xăng tự khởi động Để tăng tốc nhanh từ điểm dừng, động cơ xăng phải khởi động ngay lập tức mới có thể cung cấp công suất tối đa Ngoài ra, motor điện và động cơ xăng cũng hỗ trợ cho nhau khi điều kiện lái yêu cầu nhiều công suất, như khi leo dốc, leo núi hoặc vượt qua xe khác Do motor điện được sử dụng nhiều ở tốc độ thấp, nên loại này có khả năng tiết kiệm nhiên liệu khi lái ở đường phố hơn là khi đi trên đường cao tốc Toyota Prius và Ford Escape Hybrid là hai dòng điển hình thuộc loại này

Phối hợp khi cần công suất cao

Motor điện hỗ trợ động cơ xăng chỉ khi điều kiện lái yêu cầu nhiều công suất, như trong quá trình tăng tốc nhanh từ điểm dừng, khi leo dốc hoặc vượt qua xe khác, còn trong điều kiện bình thường xe vẫn chạy bằng động cơ xăng Do đó, những chiếc hybrid loại này tiết kiệm nhiên liệu hơn khi đi trên đường cao tốc vì đó là khi động cơ xăng ít bị gánh nặng nhất Điển hình là Honda Civic Hybrid và Honda Insight thuộc loại thứ hai

Cả hai loại này đều lấy công suất từ ắc-quy khi motor điện được sử dụng và đương nhiên nó sẽ làm yếu công suất của ắc-quy Tuy nhiên, một chiếc xe hybrid

không cần phải cắm vào một nguồn điện để sạc bởi vì nó có khả năng tự sạc

2.1.3.2 Theo cách phối hợp công suất giữa động cơ nhiệt và động cơ điện

a Kiểu nối tiếp

Động cơ điện truyền lực đến các bánh xe chủ động, công việc duy nhất của động cơ nhiệt là sẽ kéo máy phát điện để phát sinh ra điện năng nạp cho ắc-quy hoặc cung cấp cho động cơ điện

Hình 2.1: Hệ thống hybrid nối tiếp

Dòng điện sinh ra chia làm hai phần, một để nạp ắc-quy và một sẽ dùng chạy động cơ điện Động cơ điện ở đây còn có vai trò như một máy phát điện (tái sinh năng lượng) khi xe xuống dốc và thực hiện quá trình phanh

Hình 2.2: Sơ đồ truyền động hệ thống hybrid nối tiếp

Ưu điểm: Thời gian động cơ đốt trong hoạt động ở chế độ không tải rất thấp

nên giảm được ô nhiễm môi trường, Động cơ đốt trong có thể chọn ở chế độ hoạt động tối ưu, phù hợp với các loại ôtô Mặt khác động cơ nhiệt chỉ hoạt động nếu xe chạy đường dài quá quãng đường đã quy định dùng cho ăcquy Sơ đồ này có thể không cần hộp số

Nhược điểm: Tuy nhiên, tổ hợp ghép nối tiếp còn tồn tại những nhược điểm

như: Kích thước và dung tích ắc-quy lớn hơn so với tổ hợp ghép song song, động cơ đốt trong luôn làm việc ở chế độ nặng nhọc để cung cấp nguồn điện cho ắc-quy nên dễ bị quá tải

b Kiểu song song

Dòng năng lượng truyền tới bánh xe chủ động bởi hai nguồn song song nhau Cả động cơ nhiệt và motor điện cùng truyền nặng lượng tới trục bánh xe chủ động tùy vào từng điều kiện hoạt động khác nhau của ô tô Ở hệ thống này động cơ nhiệt có vai trò truyền moment chính còn motor điện chỉ đóng vai trò trợ giúp khi tăng tốc hoặc vượt dốc tải nặng

Hình 2.3: Hệ thống hybrid song song

Hình 2.4: Sơ đồ truyền động hệ thống hybrid song song

Kiểu này không cần dùng máy phát điện riêng do động cơ điện có tính năng giao hoán lưỡng dụng sẽ làm nhiệm vụ nạp điện cho ắc-quy trong các chế độ hoạt động bình thường, ít tổn thất cho các cơ cấu truyền động trung gian, nó có thể khởi động động cơ đốt trong và dùng như một máy phát điện để nạp điện cho ắc-quy

Ưu điểm: Công suất của ôtô sẽ mạnh hơn do sử dụng cả hai nguồn năng lượng,

mức độ hoạt động của động cơ điện ít hơn động cơ nhiệt nên dung lượng bình ắc-quy

nhỏ và gọn nhẹ, trọng lượng bản thân của xe nhẹ hơn so với kiểu ghép nối tiếp và hỗn hợp

Nhược điểm: Động cơ điện cũng như bộ phận điều khiển motor điện có kết

cấu phức tạp, giá thành đắt và động cơ nhiệt phải thiết kế công suất lớn hơn kiểu lai nối tiếp Tính ô nhiễm môi trường cũng như tính kinh tế nhiên liệu không cao

c Kiểu hỗn hợp:

Hệ thống này kết hợp cả hai hệ thống nối tiếp và song song nhằm tận dụng tối đa các lợi ích được sinh ra Hệ thống lai nối tiếp này có một bộ phận gọi là "thiết bị phân chia công suất" chuyển giao một tỷ lệ biến đổi liên tục công suất của động cơ nhiệt và động cơ điện đến các bánh xe chủ động Tuy nhiên xe có thể chạy theo "kiểu êm dịu" chỉ với một mình động cơ điện Hệ thống này chiếm ưu thế trong việc chế tạo xe hybrid

Hình 2.5: Hệ thống hybrid hỗn hợp

Hình 2.6: Sơ đồ truyền động hệ thống hybrid hỗn hợp

d So sánh giữa ba kiểu phối hợp công suất

Bảng 2.1: So sánh ưu nhược điểm giữa 3 kiểu hệ thống phối hợp công suất

Kiểu lai

Sự tiết kiệm nhiên liệu Sự thực hiện truyền động

Sự dừng không tái sinh

Lấy lại năng lượng

Hoạt động hiệu suất cao

Tổng hiệu

suất Gia tốc

Công suất phát ra cao liên tục

Nối tiếp Song song Hỗn hợp

2.2 Đặc điểm xe Toyota Prius 2010

Hình 2.7: Xe Toyota Prius 2010

Toyota Prius 2010 thuộc thế hệ thứ 3 đây là dòng XW30 đây là chiếc hatback 5 cửa với sức chứa 5 người, động cơ và bộ truyền động trên xe được liệt kê ở bảng dưới đây:

Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật chung xe Toyota Prius 2010

Động cơ

- 1.8L 2ZR – FXE I4 VVT-i - Chu trình Atkinson

- Công suất: 98 hp tại 5200 vòng/phút

- Mô men xoắn: 142 N.m tại 4000 vòng/phút

Motor

- Motor điện nam châm vĩnh cửu - Mô-tơ điện (MG1): 42 KW

- Mô-tơ điện (MG2): 80 hp (60 KW) - Công suất: 60 kW (80 hp)

- Hoạt động ở mức điện áp 650V

Truyền động Hybrid

- Phân chia công suất - Toyota Hybrid System III - Hybrid Synergy Drive (HSD)

- 1 bộ bánh răng phân chia công suất kết hợp 1 bộ bánh răng hành tinh giảm tốc motor

Hộp số Hộp số tự động ECVT P410 (electrically controlled continuously variable transaxle)

Pin - 1.3 kWh Nickel-metal hydride - Điện áp 201.6V NiMH

2.3 Kết cấu hệ truyền động xe Toyota Prius 2010 ( thế hệ 3)

2.3.1 Động cơ xe Toyota Prius 2010

Động cơ được trang bị trên Prius 2010 là động cơ 2ZR-FXE thay thế cho động cơ 1NZ-FXE trên thế hệ trước Động cơ được thiết kế với dung tích 1.8 lít DOHC 16 valve chi trình Atkinson với các công nghệ cam thông minh VVT-i, hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS, hệ thống điều khiển bướm ga điện tử ETCS-i và hệ thống điều khiển làm mát EGR, v.v

Chu trình Atkinson kết hợp với động cơ điện giúp cho Prius 2010 tối ưu hóa nhiên liệu, chi phí và giảm tối đa phát thải ra môi trường Kết hợp với hệ thống luân hồi khí xả EGR giúp cho Prius 2010 giảm tối đa phát thải và đạt tiêu chuẩn phát thải AT – PZEV ở California và tiêu chuẩn EURO 5

2.3.1.1 Nắp máy

Nắp máy được làm bằng nhôm, buồng đốt kiểu vát nghiêng

Cấu trúc của nắp máy được đơn giản hóa bằng cách tách nắp đậy trục cam khỏi nắp máy

Các xupap nạp và xả được bố trí lên nhanh 29 độ trên nắp máy

Hình 2.9: Cấu tạo nắp máy và cơ cấu phối khí của động cơ 2ZR-FXE

2.3.1.2 Nhóm pit tông

Các piston được làm bằng hợp kim nhôm, giúp các piston nhỏ gọn và nhẹ hơn

Hình 2.10: Pít tông của động cơ 2ZR-FXE

Đỉnh piston được thế kế theo hình dạng Taper Squish Shape hay còn được biết đến với tên gọi hiệu ứng Squish, hình dạng đầu piston này giúp tạo ra sự hỗn loạn trong hỗn hợp nhiên liệu từ đó giúp cháy sạch hơn, truyền nhiệt tốt hơn và giảm lượng muội than tạo ra

2.3.1.3 Thân máy

Thân máy được làm bằng nhôm với đường kính và hành trình (khoảng chạy) piston lần lượt là 80.5 mm và 88.3 mm Với việc sử dụng thân máy bằng nhôm giúp động cơ nhẹ hơn đáng kể

Hình 2.11: Thân của động cơ 2 ZR-FXE

2.3.1.4 Cơ cấu phối khí

Cơ cấu này bao gồm bộ dẫn động bằng xích (timing chain), các cơ cấu cò mổ, bộ điều chỉnh khe hở xupap thủy lực và hệ thống cam thông minh VVT-i

Hình 2.12: Cơ cấu phân phối khí

Thông số của xupap được thể hiện ở bảng dưới đây:

Bảng 2.3: Thông số góc đóng, mở xupap

Khe hở của xupap được điều chỉnh không đổi bằng cách sử dụng áp lực dầu và lực của lò xo thông qua thiết bị điều chỉnh độ hở bằng thủy lực

Hình 2.13: Cơ cấu con đội thủy lực

Như đã trình bày ở trên, bơm nước trên hệ thống làm mát của động cơ FXE được trang bị với bơm nước bằng điện, từ đó giúp giảm tổn thất cơ học và cung cấp khả năng kiểm soát tốc độ dòng nước làm mát động cơ mà không cần phụ thuộc vào tốc độ vòng tua máy tại mọi thời điểm

2ZR-Bơm nước chạy bằng điện cũng giúp giảm bớt cơ cấu dây đai dẫn động của động cơ giúp giảm trường hợp hư hỏng hoặc bảo trì, bảo dưỡng liên quan đến dây đai dẫn động

Hình 2.15: Bơm nước của động cơ 2ZR-FXE

Bơm nước được điều khiển trực tiếp bằng ECM do đó dễ dàng điều chỉnh được lượng nước làm mát tuần hoàn phù hợp với các điều kiện hoạt động của động cơ do đó động cơ sẽ được làm nóng nhanh hơn và giảm tổn thất làm mát

Hệ thống nạp và xả

Trên động cơ 2ZR-FXE, đường ống nạp được thiết kế làm bằng nhựa đển giảm tối đa trọng lượng cho động cơ Bên cạnh đó, buồng EGR được tích hợp vào đường ống nạp giúp phân phối khí EGR đồng đều vào tất cả các xy lanh

Hệ thống tuần hoàn nhiệt khí xả:

+ Hệ thống tuần hoàn nhiệt khí thải sử dụng nhiệt năng từ khí thải để làm nóng nước làm mát động cơ trong trường hợp khởi động động cơ cần làm nóng nhanh để đạt được mức nhiệt hoạt động lý tưởng

+ Hệ thống này giúp đảm bảo khả năng tiểt kiệm nhiên liệu tối đa trong quá trình khởi động động cơ (vì động cơ được làm nóng nhanh và nhanh chóng đạt được nhiệt độ lý tưởng)

Hình 2.16: Hệ thống tuần hoàn khí xả

Hệ thống tuần hoàn nhiệt khí xả thay đổi lưu lượng khí thải trong đường ống xả bằng cách đóng và mở các van được tích hợp trong ống xả chính được điều khiển bằng cơ cấu điều khiển khí xả

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát được sử dụng trong hệ thống này để theo dõi và phát hiện sự cố trong hệ thống Nếu nhiệt độ của nước làm mát động cơ quá cao (quá nhiệt), cảm biến nhiệt độ nước làm mát sẽ gửi tín hiệu lên đồng hồ tap lô và đèn cảnh báo nhiệt độ nước làm mát sẽ sáng lên

 Hệ thống điều khiển động cơ

Hình 2.17: Các cảm biến và bộchấp hành trên động cơ 2ZR-FXE