Khai thác kết cấu, tính năng kỹ thuật và quy trình chẩn đoán sửa hệ thống truyền lực Hybrid trên ô tô

Khai thác kết cấu, tính năng kỹ thuật, và quy trình chẩn đoán sửa, hệ thống truyền lực, Hybrid trên ô tô

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Hưng Yên, ngày……tháng……năm 2011

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký ghi rõ họ tên)

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

… ………

… ………

….………

Hưng Yên, ngày……tháng……năm 2011 GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN (Ký, ghi rõ họ tên) MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 1

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 2

MỤC LỤC 3

DANH MỤC CÁC KÝ TỰ, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 6

LỜI NÓI ĐẦU 7

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 8

1.1 XU HƯỚNG PHÁT TRIÊN XE HYBIRD TRONG TƯƠNG LAI 8

1.2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CƯU Ô TÔ ĐIÊN TRÊN THẾ GIƠI 12

1.2.1 Phương pháp nghiên cứu 21

1.2.2 Nội dung của đề tài 22

1.2.3 Tính cấp thiết của đề tài 22

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC HYBRID 23

2.1 PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ TRUYỀN LỰC HYBRID 24

2.1.1 Hệ thống Hybrid song song (Hybrid Parallel System): 24

2.1.2 Hệ thống hybrid liên hoàn (Series Hybrid System): 26

2.1.3 Hệ thống hybrid kết hợp (Series/Parallel Hybrid System): 26

2.2 PHÂN TÍCH CẤU TẠO CHUNG CỦA XE HYBRID DƯỚI DẠNG SƠ ĐÔ

KHỐI 28

2.2.1Nguyên lý hoạt động của ôtô hybrid 28

2.2.2.Các chế độ hoạt động của bộ phân chia công suất (PSD) 29

2.2.2.1 Khởi động động cơ khi xe đang chạy 29

2.2.2.2 Tăng tốc nhẹ với động cơ 30

2.2.2.3 Tốc độ thấp ổ định 30

2.2.2.4 Tăng tốc tối đa 31

2.2.2.5 Tốc độ cao ổn định 31

2.2.2.6 Tốc độ tối đa 32

2.2.2.7Phanh 32

2.3.1LOAI TRUYỀN ĐỘNG CÓ XÍCH 33

TRUYỀN ĐỘNG KHÔNG CÓ XÍCH 35

CHƯƠNG 3: KHAI THÁC KẾT CẤU TÍNH NĂNG KỸ THUẬT HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC HYBRID 36

3.1 :ĐỘNG CƠ 36

3.2 HỘP SỐ 41

Hoạt động cơ bản của hộp số 45

Các bộ phận cơ bản của hộp số 46

3.2.2 Cụm bộ chuyển đổi 56

Tổng quan 56

3.2.2.1 Bộ chuyển đổi-khuếch đại điện áp 57

3.2.2.2 Bộ chuyển đổi DC-DC 62

3.2.2.3 Bộ chuyển đổi A/C 63

3.2.3 Nguồn cao áp 64

Tổng quan 64

3.2.3.1 Cáp nguồn 65

3.2.3.2 Ắc quy nikel-kim loại hydrua HV 66

ECU ắc qui 67

PHẦN IV : QUY TRÌNH CHẨN ĐOÁN VÀ SỬA CHỮA 71

HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC HYBRD 71

4.1 PIN 71

4.2 QUY TRÌNH CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG VÀ SỬA CHỮA HỘP SỐ 74

4.3 :QUY TRÌNH CHẨN ĐOÁN VÀ SỬA CHƯA MG1 VÀ MG2 75

4.4 BỘ CHUYỂN ĐỔI (INVERTER) 78

PHẦN V: ĐÁNH GIÁ, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81

5.1 ĐÁNH GIÁ 81

5.2 KÊT LUẬN 81

5.3 KIẾN NGHỊ 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO 83

DANH MỤC CÁC KÝ TỰ, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Ý nghĩa từ viết tắt

EV Electric Vehicle

PHEV Plug-in Hybrid Electric Vehicle

HEV Hybrid Electric Vehicle

ICE Internal Combustion Engine

PSD Power Splitting Divice

VVT-i Variable Valve Timing Intelligent

ECU Electronic Control Unit

MG1 Motor Generator 1

ETCS-I Electronicthrottlecontrolsmart

MG2 Motor Generator 2

IPM Intelligent Power Module

IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor

AGM Absorbed Glass Mat

CVT Continuously Variable Transmission

SOC State – Off – Charge

LỜI NÓI ĐẦU

Sự phát triển các phương tiện giao thông ở các khu vực trên thế giới nói chungkhông 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 thấpnhất và giảm tối thiểu sự tiêu hao nhiên liệu Điều đó càng cấp thiết khi mà nguồn tàinguyên dầu mỏ ngày càng cạn kiệt dẫn đến giá dầu tăng cao mà nguồn thu nhập củangười dân lại tăng không đáng kể

Ôtô sử dụng Hydrogen, ôtô điện, ôtô pin mặt trời cho đến nay đều tồn tại một sốnhược điểm nhất định, không dễ thực hiện với thực trạng như đất nước ta Trong bốicảnh đó thì ôtô hybrid nhiệt điện (kết hợp giữa động cơ đốt trong và động cơ điện)được coi là phù hợp nhất trong giai đoạn đón đầu về xu thế phát triển ôtô sạch, nhằmđáp ứng tính khắt khe môi trường đô thị, tính nguy cơ cạn kiệt nhiên liệu

Sau hơn 4 năm học tập và rèn luyện tại trường chúng em đã được khoa tin tưởng giao

cho đề tài “Khai thác kết cấu, tính năng kỹ thuật và quy trình chẩn đoán sửa hệ thống truyền lực Hybrid trên ô tô ” Trong phạm vi đề tài này chỉ bàn về dòng ôtô

hybrid nhiệt điện (kết hợp giữa động cơ đốt trong và động cơ điện) là loại ôtô hybridthông dụng nhất hiện nay

Đây là một đề tài còn mới mẻ và có nhiều khó khăn Với sự cố gắng của bản thân

và dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Đồng Minh Tuấn cùng với sự giúp đỡ của

các thầy cô trong Khoa Cơ Khí Động Lực, chúng em đã hoàn thành đề tài với nội dungđáp ứng được yêu cầu đề ra Tuy nhiên trong quá trình làm, với khả năng và trình độcòn hạn chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót Vì vậy chúng em rất mong sự góp ýcủa các thầy cô trong khoa và các bạn quan tâm tới đề tài này để đề tài được hoànthiện hơn nữa.Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa, đặc biệt là

thầy giáo Đồng Minh Tuấn đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn chúng em hoàn thành đề

tài này

Chúng em xin chân thành cảm ơn

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Xu hướng phát triển xe Hybird trong tương lai.

Trước tình hình khan hiếm năng lượng trầm trọng như hiện nay, nhu cầu về tìmkiếm một năng lượng có khả năng tái tạo hoặc sử dụng một dạng năng lượng sạchđang được đặt ra cấp bách Hiện nay, trên thế giới, nhu cầu sử dụng ô tô ngày càngnhiều Bên cạnh những mẫu xe mới thân thiện với môi trường thì cũng có không ít các

mẫu xe đã quá tiêu chuẩn, đặc biệt là tiêu chuẩn về môi trường Xe hơi dùng động cơ

hybrid cũng không nằm ngoài mục đích đó

Xe hybrid (HEV) là những loại xe kết hợp một hệ thống động cơ đốt trongthông thường (ICE) song song với một hệ thống động cơ điện, gắn kết và cung cấpnăng lượng trực tiếp lên các motor tạo ra chuyển động Hiện nay với các công nghệphát triển cao hơn thì các động cơ điện đó được tái bổ sung năng lượng thông quachuyển động của bánh xe và motor khi chạy xăng, chính vì vậy mà mức tiêu hao cũngnhư số lần phải sạc điện giảm hẳn, tính kinh tế được nâng cao Sở dĩ chúng ta có thểnói năm 2013 là thời điểm thích hợp cho sự phát triển công nghệ xe xanh/ hybrid là vìmột lý do chung: nhiên liệu hóa thạch ngày càng khan hiếm và đắt đỏ và ý thức bảo vềmôi trường của người dùng ngày càng cao Chính vì thế mà xe điện, xe động cơ hybrid

là một trong những giải pháp vừa tiết kiệm vừa đáp ứng yêu cầu đó của nhân loại.Không cần nói đâu xa, dễ thấy nhất, và cũng gần đây nhất là tại Triển lãm ô tô ViệtNam 2009, một loạt các dòng xe xanh/ hybrid, thân thiện môi trường cũng được cáchãng xe như Chevrolet, Toyota, Mercedes, Honda mang ra trình diễn và hứa hẹn sẽbán ra vào chính năm nay Trước đây, không phải không có các dòng xe xanh như thế,tuy nhiên mãi đến khi yêu cầu về môi trường bức bách như hiện nay thì chúng mớiđược chú ý Tình hình dầu mỏ có ảnh hưởng rất lớn đến xu thế phát triển của ô tô trêntoàn thế giới Nhìn vào hình vẽ ta thấy rằng nguồn năng lượng dầu khí ngày càng khanhiếm và một ngày nào đó sẽ không đủ để cung cấp Khu vực mờ ở hình 1.1 chia làmhai giai đoạn: giai đoạn trước năm 2037 và sau năm 2042 Từ năm 2037 đến năm 2042

là thời điểm lụi tàn của xe nhiên liệu truyền thống và xe nhiên liệu xanh bước đầuchiếm lĩnh thị trường Trong năm 2020 có khoảng 1 tỷ xe lưu thông trên toàn thế giới,

và số lượng xe hybrid tăng lên đáng kể Sau năm 2042, những chiếc xe chạy bằngnhiên liệu truyền thống sẽ dần mất đi

Năm 2037, xăng dầu xẽ trở lên khan hiếm, cần có những quy định đặt ra chocác công dân để đối phó với cuộc khủng hoảng này Năm “Xăng chảy ra ngoài” cónghĩa là xăng dầu xẽ không còn được sử dụng cho mục đích cá nhân, thay vào đó dầukhí sẽ được sử dụng cho sản xuất nhựa, thuốc men và một số ứng dụng tương tự

Hình 1.1: Các loại xe trong tương lai và nguồn cung cấp dầu mỏ giảm

Những tiến bộ về nghiên cứu xe hybrid trên thế giới hiện nay.

Xe hybrid là sự kết hợp của những tiến bộ trong ngành ô tô, những công nghệtiên tiến và sự cải tiến động cơ và rất nhiều công nghệ khác trong đó một phần là docác kỹ sư chế tạo xe đua phát triển Tất cả được xây dựng trong nỗ lực nhằm tăng khảnăng vận hành, giảm khí thải gây ô nhiễm và tối đa hóa khả năng tiết kiệm nhiên liệu Khí động lực học/ hệ số kéo thấp: Để có được những bề mặt nhẵn, các kỹ sư chế tạo xehybrid thường phải viện đến những đặc điểm thiết kế không theo quy ước nhằm tối đahóa khả năng khí động Ví dụ, Honda Insight có một hệ số kéo vô cùng thấp (0,25) do

bề mặt nhẵn và dáng vẻ kỳ dị ở bánh sau Ngay cả Toyota Prius, trông có vẻ bìnhthường trong mắt những người không chuyên nghiệp, cũng có hệ số kéo chỉ 0,29 docác kỹ sư đã tìm cách để làm nó trơn tru nhất Tất cả các nhà sản xuất đều cố gắnggiảm hệ số kéo ở bất cứ nơi đâu có thể bởi vì một chiếc xe với hệ số kéo thấp cần ítcông suất (và nhiên liệu) hơn để vận hành

Ngắt tự động: Để bảo tồn nhiên liệu, tất cả các xe hybrid đều ngắt động cơ xăngtrong suốt quá trình nghỉ Nó không chỉ tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải mà cònngừng tiêu thụ điện năng Tương tự như một chiếc xe ngựa hai bánh, mô tơ điện khởiđộng lại động cơ xăng khi lái xe nhấn lại pê đan tăng tốc Đây là một hoạt động kháliền mạch, hầu như không có sự trì hoãn hay mất khả năng vận hành cho lái xe

Hộp số biến thiên vô cấp (CVT): CVT là một loại hộp số tự động mới (thực tế đã xuấthiện hơn 100 năm nay nhưng gần đây mới được ứng dụng trong ngành ô tô) không cóbánh răng, ly hợp ma sát, dầu thủy lực hoặc biến mô Thay vì thế, nó sử dụng một thiết

kế dây curoa và puli đơn giản, giúp kết hợp chặt chẽ số truyền với phạm vi vòng/phúttối ưu của động cơ để đạt được công suất lớn hơn và tăng khả năng tiết kiệm nhiênliệu Được ứng dụng chủ yếu trong công nghiệp ánh sáng nhưng những tiến bộ gầnđây trong vật liệu và công nghệ mạch vi xử lý đã khiến CVT phù hợp hơn với ngành ôtô

Cylinder Idling System (hệ thống cầm chừng hoạt động xy lanh): Honda CivicHybrid sử dụng hệ thống này để giảm sự kéo của động cơ và cho phép mô tơ điệngiành được nhiều năng lượng nhất trong suốt quá trình phanh tái tạo năng lượng Mộtđộng cơ xăng thông thường phanh động cơ trong quá trình xuống dốc bằng hoạt độngbơm của xi-lanh Hoạt động này sẽ giành năng lượng từ động cơ điện để sạc pin Cóthể tránh sự kéo động cơ bằng cách đưa khớp ly hợp vào xe với một hộp số sàn hoặc

đặt xe ở số không với một CVT Hệ thống vô hiệu xi-lanh của Honda thực hiện điềunày bằng cách đóng van hút và xả trên 3 trong 4 xi-lanh, cho phép pít tông di chuyển

tự do trong xi-lanh, vì vậy có thể giảm sự kéo động cơ và tối đa hóa năng lượng mà

mô tơ điện thu được Integrated Exhaust Manifold: Được đặt trực tiếp vào đầu xi-lanhnhằm giảm khối lượng và tối ưu hóa dòng khí xả, vì vậy giúp tăng vận hành và khảnăng tiết kiệm nhiên liệu Pít tông ma sát nhỏ: Thông qua một quá trình rèn đặc biệt,

sự ma sát ở thành xi-lanh giảm làm tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu Offset CylinderBores: tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu bằng cách giảm ma sát đẩy của pít tông khichúng di chuyển bên trong xi-lanh

Những vật liệu tiên tiến: Việc sử dụng những vật liệu tiên tiến - như magie,hợp kim nhôm và nhựa dẻo – làm giảm khối lượng của xe Việc giảm khối lượng làmtăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu, giảm khí thải và giúp vận hành hiệu quả hơn

Hệ thống điều khiển thời điểm đóng, mở các van (VVT): Van (xu-páp) của động cơđược định cỡ để mở lâu hơn ở tốc độ cao hơn và đóng nhanh hơn ở tốc độ thấp hơnnhằm tối đa hóa hiệu quả đốt, vì vậy tăng cường vận hành và khả năng tiết kiệm nhiênliệu cũng như giảm khí thải

Với tất cả những công nghệ tiên tiến, khả năng tiết kiệm nhiên liệu và giảm khíthải của mình, xe hybrid thường được xem là những chiếc xe của tương lai Chắn chắn,với những model hybrid mới xuất hiện và những model đang được phát triển, côngnghệ này sẽ là đóng vai trò chính trong bức tranh của ngành ô tô những năm sắp tớihoặc ít nhất là cho đến khí con người tìm hiểu công nghệ pin nhiên liệu hoặc một vàigiải pháp để tăng giá xăng dầu, tiêu thụ hết nguồn nguyên liệu hóa thạch và tích đầykhí thải gây ô nhiễm

1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu ô tô điện trên thế giới

Theo dự báo của tạp chí Discovery, ô tô điện là 1 trong 5 công nghệ bùng

nổ trong năm 2011 Ban Biên tập xin giới thiệu với bạn đọc loạt bài viết về ô tô điện và tổng quan những nghiên cứu, phát triển trên thế giới và tại Việt Nam.1.2.1 Sơ lược về lịch sử ôtô điện

Thời kỳ đầu

Ô tô điện không phải là một khái niệm mới mà trên thực tế đã có lịch sử lâu đời Từ đầu thế kỷ 19, xe chạy bằng nguồn năng lượng điện đã có vị thế cạnh tranh tương đươngvới xe chạy bằng động cơ hơi nước

Vào khoảng những năm 1832 và 1839, Robert Anderson người Scotland đã phát minh ra loại xe điện chuyên chở đầu tiên Năm 1842, hai nhà phát minh người

Mỹ là Thomas Davenport và Scotsmen Robert Davidson trở thành những người đầu tiên đưa pin vào sử dụng cho ô tô điện Đến những năm 1865, Camille Faure đã thành công trong việc nâng cao khả năng lưu trữ điện trong pin, giúp cho xe điện có thể di chuyển một quãng đường dài hơn Pháp và Anh là hai quốc gia đầu tiên đưa ô tô điện vào phát triển trong hệ thống giao thông vào cuối thế kỷ 18

a) Chiếc xe đua La Jamais Contente

(1899) b) Edison và chiếc xe Detroit (1914)

Hình 1 Ô tô điện thời kỳ đầu (nguồn : Wikipedia)Đến đầu thế kỷ 20, ô tô điện trở nên yếu thế so với ô tô sử dụng động cơ đốttrong do những nguyên nhân chính sau:

- Vào thời điểm này, người ta đã tìm ra những mỏ dầu lớn trên thế giới dẫn đến việc hạgiá thành của dầu và các sản phẩm dẫn xuất trên toàn cầu Vấn đề nhiên liệu cho xe

- Về giá thành, năm 1928, một chiếc xe chạy điện có giá khoảng 1750 USD, trong khi

đó là một chiếc xe chiếc xe ô tô chạy xăng chỉ có giá khoảng 650 USD

- Về mặt kỹ thuật, công nghệ chế tạo động cơ đốt trong và công nghiệp ô tô có nhữngtiến bộ vượt bậc: Charles Kettering đã phát minh ra bộ khởi động cho xe chạy xăng,Henry Ford đã phát minh ra các động cơ đốt trong có giá thành hạ, v.v.Kết quả là đến năm 1935, ô tô điện đã gần như biến mất do không thể cạnh tranh được Bắt đầu từ thập niên 60, 70 của thế kỷ trước, thế giới phải đối mặt với hai vấn đề lớn

- Vấn đề năng lượng: các nguồn năng lượng hóa thạch như dầu mỏ, than đá khôngphải là vô tận, chúng có khả năng bị cạn kiệt và không thể tái tạo được Các phươngtiện giao thông sử dụng trực tiếp nguồn năng lượng này (xăng, dầu) chắc chắn sẽ

không tồn tại trong tương lai Trong khi đó, điện năng là loại năng lượng rất linh hoạt,

nó có thể được chuyển hóa từ nhiều nguồn năng lượng khác, trong đó có các nguồnnăng lượng tái tạo vô tận như năng lượng gió, mặt trời, sóng biển, v.v

- Vấn đề môi trường: không khó để nhận ra rằng môi trường hiện nay đang bị ô nhiễmnghiêm trọng, mà một trong những nguyên nhân chính là khí thải từ các phương tiệngiao thông, đặc biệt là ô tô Ô tô điện là lời giải triệt để cho vấn đề này do nó hoàntoàn Như vậy, ta thấy rằng ô tô điện là giải pháp tối ưu cho cả hai vấn đề lớn, đó là lý

do khiến nó trở thành mối quan tâm đặc biệt từ nửa sau thế kỉ 20 trở lại đây, và càngngày càng trở thành mối quan tâm lớn của ngành công nghiệp ô tô và các nhà khoa họctrên

Tình hình nghiên cứu và phát triển của ô tô điện trên thế giới

Tại Hoa Kỳ

Năm 2009, trong chuyến thăm Trung tâm Nghiên cứu Ô tô điện Edison tại miền Nam California, tổng thống Mỹ Barack Obama đã duyệt khoản chi 2,4 tỷ USD cho việc nghiên cứu ô tô điện Khoản chi từ ngân sách này được phân bổ

Từ cơ cấu khoản chi trên, ta thấy rằng nguồn năng lượng và hệ truyền động là những vấn đề then chốt trong nghiên cứu ô tô điện Các vấn đề này sẽ được trình bày chi tiết ở những bài sau của loạt bài này.

Hình 2 Phân bổ khoản chi cho nghiên cứu ô tô điện tại Hoa Kỳ

từ năm 2009 [1]

Tại Châu Âu

Tại Châu Âu, xe plug-in hybrid và các bộ biến đổi điện tử công suất là những vấn đề chính được quan tâm nghiên cứu Ô tô điện lai (plug-in hybrid

electric vehicle) là loại xe sử dụng hỗn hợp cả năng lượng xăng và điện như tên gọi “hybrid” Thuật ngữ “plug-in” cho biết rằng xe có bộ nạp tích hợp sẵn, người dùng chỉ cần cắm điện vào nguồn lưới dân dụng mà không cần một bộ nạp bên ngoài Một số dòng xe hybrid đã được lưu hành tại Việt Nam như Toyota Prius, Ford Escape Hybrid, Honda Civic Hybrid, v.v.

Hình 3 Cấu hình xe plug-in hybrid

Tại Nhật Bản, các hãng ô tô lớn đang lần lượt đưa các mẫu xe thuần điện (pureEvs) ra thị trường Nissan “trống giong cờ mở” với Nissan Leaf, tuy vậy Mitsubishimới là hãng đầu tiên tung ra xe điện thương phẩm với i-MiEV Xe i-MiEV đã đượcgiới thiệu ở Việt Nam tại hội chợ giới thiệu về triển lãm Ô tô Vietnam Motor Show2010

Để có thể đưa ra thị trường mẫu xe ô tô điện i-MiEV, hãng Mitsubishi Motors

đã mất hơn 40 năm nghiên cứu Từ khi ấp ủ những ý tưởng đầu tiên về xe ô tô điện,chính thức bắt đầu nghiên cứu từ năm 1966, cho đến nay, hãng Mitsubishi Motors đãchế tạo ra 10 mẫu xe concept với hơn 500.000 km chạy thử nghiệm trên toàn cầuTrong giới nghiên cứu, các trường đại học lớn ở Nhật đều có những phòng thí nghiệm,trung tâm nghiên cứu về ô tô điện Trung tâm nghiên cứu dưới sự lãnh đạo của Giáo sưYoichi Hori (sau đây gọi tắt là Hori-Lab) tại Viện Khoa học Công nghiệp, Trường Đạihọc Tokyo là một trong những đơn vị tiên phong nghiên cứu về xe điện tại Nhật Bản.Những nghiên cứu của Hori-Lab tập trung vào 2 lĩnh vực chính: (i) Điều khiển chuyểnđộng (Motion Control) và (ii) Hệ thống năng lượng cho xe (Vehicle Power System)

Lĩnh vực (i) điều khiển chuyển động được thực hiện với những nhánh sau:

- Sử dụng công nghệ siêu tụ điện (Ultra-capacitor) tích trữ năng lượng

- Sử dụng công nghệ truyền tải điện không dây (Wireless Power Transmission).Các nghiên cứu của Hori-Lab đều được thực nghiệm trên hệ thống xe điện thí nghiệmxây dựng tại trung tâm gồm xe UOT Electric March I, II sử dụng nguồn ắc quy và hệthống xe điện nhỏ COMS 1, 2, 3 chạy hoàn toàn bằng siêu tụ điện

1: Xe điện nhỏ COMS3 sử dụng siêu tụ 2: Xe điện UOT Electric March II

Hình 6 Xe điện thí nghiệm tại Hori-Lab

Hình 4 Lộ trình hơn 40 năm nghiên cứu ô tô điện của Mitsubishi Motors.Hình 5 Xe ô tô điện i-MiEV được đưa ra

thị trường

Hình 7 Xe điện OLEV nạp điện không dây online tại KAIST.

Tại Hàn Quốc và Trung Quốc và các nước Châu Á

Công nghệ truyền tải điện không dây ứng dụng trong xe điện được khai thácmạnh mẽ bởi các nhà nghiên cứu thuộc Viện Khoa học và Công nghệ tiên tiến HànQuốc (KAIST) với dự án chế tạo xe điện nạp năng lượng từ dưới đất trong suốt quátrình hoạt động (OnLine Electric Vehicle – OLEV) Các sản phẩm xe bus điện thuộc

dự án này đang chạy thử nghiệm rất tốt trong khuôn viên Tại Thượng Hải, TrungQuốc, xe bus điện sử dụng siêu tụ của hãng SINAUTEC đang gây tiếng vang mạnh

mẽ Siêu tụ được nạp nhanh chóng tại mỗi điểm dừng của xe bus.Theo thời gian,xu hướng của thời đại ta có một số mốc dự đoán như sau:

- Cuối năm 2010: Một số ô tô điện đã được giới thiệu và xuất hiện trên thị trường

- Năm 2011: Rất nhiều hãng sẽ cho ra đời sản phẩm ô tô điện (theo các tuyên bố trướcđó)

- Năm 2015: Châu Á - Thái Bình Dương sẽ là thị trường lớn nhất về ô tô điện

Về cấu hình xe, các chuyên gia đều thống nhất rằng ô tô điện thuần (pure EV) là điểmphát triển cao nhất của ô tô điện, các cấu hình xe lai (hybrid) chỉ là bước đệm về công

Hình 8 Xe bus điện sử dụng siêu tụ tại ThượngHải

nghệ trong quá trình quá độ từ xe chạy động cơ đốt trong lên xe điện Ta tham khảomột số chuyên gia nước ngoài nhận định đánh giá của Yole Development [2]:3 Trong khi làn sóng nghiên cứu ô tô điện đang nổi lên mạnh mẽ trên thế giới thì tạiViệt Nam, đối tượng này chưa nhận được sự quan tâm thích đáng của các nhà khoahọc, giới doanh nghiệp cũng như các nhà làm chính sách Qua khảo sát tình hìnhnhững năm vừa qua, có thể khẳng định rằng ở Việt Nam chưa hề có một nghiên cứunào thực sự bài bản, khoa học có tính toán hợp lý và mang tính hệ thống về ô tô điện.Trong vài năm trở lại đây, một số sản phẩm xe điện mang tính thử nghiệm đã được nghiêncứu chế tạo bởi các nhà khoa học và những nhà sáng chế không chuyên Việt Nam Một số sảnphẩm mang tính sao chép đơn thuần, chế tác lại về mẫu mã và sau đó cũng không tiếp tụcphát triển Có thể kể ra một số sản phẩm do người Việt tự thiết kế và chế tạo, như năm 2008,ông Trần Văn Tâm sống tại Củ Chi – thành phố Hồ Chí Minh đã tự nghiên cứu và chế tạo xeđiện 3 bánh có sức chứa 3 người, tốc độ 35km/h, sử dụng động cơ một chiều 48V – 800W, 4

ắc quy khô 12V/50Ah, chạy 40km nạp một lần Đây là thành công đáng khích lệ đối với mộtnhà sáng chế nghiệp dư, tuy nhiên những chỉ tiêu chất lượng của xe còn thấp, xe được chế tạovới phương pháp mang tính kỹ thuật, chưa có hàm lượng khoa học và quy trình công nghệ.Trong khi thế giới đã có những bước tiến lớn trong công nghệ chế tạo ô tô điện, Việt Nam chođến nay vẫn đứng ngoài dòng chảy của xu thế tất yếu này Nếu không nhanh chóng triển khainghiên cứu, nước ta sẽ lại tiếp tục bị lệ thuộc vào thế giới Tuy nhiên, phần lớn chúng ta vẫnchưa thấy được tính cấp thiết của việc nghiên cứu ô tô điện tại Việt Nam Để làm rõ vấn đềnày, ta cần trả lời hai câu hỏi: (a) Việt Nam có cần ô tô điện không? (b) Việt Nam có cầnnghiên cứu ô tô điện không?

Hình 9 Xu hướng phát triển của ô tô điện

Ô tô điện góp phần giải quyết vấn đề ùn tắc giao thông Ùn tắc giao thông tại ViệtNam đang là một vấn nạn, sự bùng nổ về số lượng xe ô tô là một trong những nguyênnhân chính của vấn đề này Ô tô điện dĩ nhiên không thể giải quyết trọn vẹn bài toánphức tạp này, nhưng có thể góp một phần vào lời giải mà bấy lâu nay chúng ta đangđau đầu tìm kiếm Các công nghệ trợ lái điện, điều khiển độc lập 4 bánh, v.v cho phépngười lái điều khiển ô tô điện rất linh hoạt, cơ động, phù hợp với các con đường nhỏ

và hẹp

Ô tô điện thân thiện với môi trường Ô nhiễm không khí do khí thải từ các xe ô

tô chạy xăng và dầu diezel gây tổn hại cho môi trường và sức khỏe của người dân.Trong trường hợp này, ô tô điện với lượng khí thải hoàn toàn bằng 0 là giải pháp lýtưởng

Ô tô điện góp phần chấn hưng ngành công nghiệp ô tô nước ta Một vấn đềquan trọng làm đau đầu những nhà quản lý là sự yếu kém và lạc hậu của ngành côngnghiệp ô tô Việt Nam Các chính sách nhằm hỗ trợ công nghiệp ô tô phát triển gần nhưkhông mang lại hiệu quả Việc nhanh chóng bắt tay vào nghiên cứu ô tô điện sẽ giúpngành công nghiệp ô tô Việt Nam có khả năng tiếp cận với xu thế công nghệ của thếgiới

Việt Nam có cần nghiên cứu ô tô điện không?

Nếu như câu trả lời cho câu hỏi thứ nhất khá dễ dàng nhận được sự đồng thuậnthì câu hỏi thứ hai này lại có nhiều ý kiến trái ngược

Có nhiều ý kiến cho rằng Việt Nam không cần nghiên cứu phát triển chế tạo ô

tô điện vì:

Hình 10 Khí thải ô tô gây ô nhiễmmôi trường (nguồn: internet)

-Thế giới đã làm hết rồi, không còn gì cho chúng.

- Chúng ta chỉ cần nhập khẩu xe để dùng hoặc nhận chuyển giao công nghệ từ nướcngoài mà không cần phải nghiên cứu.Cần phải khẳng định rằng đó là những quan niệmkhông đúng Như phần trên của bài báo đã khảo sát, ô tô điện trên thế giới mới đangtrong quá trình nghiên cứu, phát triển; còn rất nhiều vấn đề mà các nhà khoa học vàgiới công nghiệp Việt Nam có thể nghiên cứu song hành cùng thế giới Các hãng ô tôđưa ra các mẫu xe thương phẩm không có nghĩa đó đã là những sản phẩm hoàn thiện.Lịch sử phát triển công nghệ nói chung và ô tô nói riêng cho thấy từ lúc một sản phẩmmới được giới thiệu tới khi nó (tạm) hoàn chỉnh về công nghệ (bão hòa về nghiên cứu)

là cả một khoảng thời gian dài.Việc nhập khẩu xe hay nhập khẩu công nghệ đều dẫntới sự lệ thuộc vào nước ngoài Nếu như người ta dễ dàng nhận thấy tác hại của việcnhập khẩu hoàn toàn sản phẩm thì lại đặt niềm tin rất lớn vào sự chuyển giao côngnghệ từ nước ngoài Sự lệ thuộc, mất tự chủ, bị “nô dịch” về khoa học, công nghệ lànhững hệ quả trước mắt của việc nhập khẩu công nghệ thụ động như nước ta hiện nay.Đối với nước ta thì xe Hybrid vẫn còn là một loại xe mới, chưa có nhiều người biếtđến và sử dụng nó Vì vậy mà ở Việt Nam có rất ít đề tài nghiên cứu về dòng xe hiệnđại này Với đề tài này em mong muốn đóng góp một phần nhỏ bé vào việc tăngcường hiểu biết của sinh viên nói riêng và của người dân Việt Nam nói chung về mộtcông nghệ tiên tiến như xe Hybrid

Tài liệu nghiên cứu

[1] BÙI VĂN GA: Nghiên cứu hệ thống động lực cho ô tô Hybrid Đại học Đà nẵng 2005

-[2] NGUYỄN TRỌNG HIỆP, NGUYỄN VĂN LẪM: Thiết kế chi tiết máy Nhà xuấtbản Giáo dục - 1998

[3] LÊ VĂN TỤY: Giáo trình thiết kế ô tô Đại học Đà Nẵng-2006

[4] MEHRDAD EHSANI, YIMIN GAO, SEBASTIEN E GAY, AND ALI EMADI:Modern Electric, Hybrid Electric, and Fuel Cell Vehicles

[5] Bob Brant “Build your own electric vehicle” McGraw Hill Book, 1994 [6] Bùi Văn Ga, Trần Văn Nam (2002) “Planning Urban Transport System for

Danang City” ICAT 2002, Proceedings International conference on automotive

technology, Paper 032, Science and Technics Publishing House

[7] Bui Van Ga (2004) “Combstion of LPG-air lean mixture and its application on

motorcycle engines” The ASEM workshop on EU/ASIA Science and Technology

co-operation on clean technology, Hanoi, 3-4 November, 2004

[8] Bùi Văn Ga, Bùi Thị Minh Tú (2004) “Hệ thống nhiên liệu của xe gắn máy chạy

bằng ga LPG” Tạp chí Giao thông vận tải, số 10/2004, pp 23-24 và 27

[9] Bùi Văn Ga, Hồ Sỹ Xuân Diệu (2004) “Ô tô hybrid : Phương tiện giao thông cá

nhân ô sạch phù hợp với điều kiện Việt Nam” Hội nghị Khoa học-Công nghệ, Kỷ

Phương pháp, nội dung, tính cấp thiết của đề tài

1.2.2 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu là: Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

1.2.3 Nội dung của đề tài

Với mong muốn đưa ra một tài liệu tham khảo mang tính tổng quan về hệ thốngtruyền lực Hybrid và các nhân tố động lực học, vì vậy nội dung đề tài nghiên cứu cácphần sau:

 Chương 1:Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

 Chương 2: Cơ sở lý thuyết về hệ thống truyền lực Hybrid

 Chương 3: Khai thác kết cấu, tính năng kỹ thuật hệ thống truyền lực Hybrid Chương Chương 4: Quy trình kiểm tra chẩn đoán và sửa chữa hệ thống truyềnlực Hybrid

- Chương 5 : Đánh giá, kết luận, kiến nghị

1.2.4 Tính cấp thiết của đề tài

Trong vài năm gần đây cùng với sự xuất hiện và không ngừng gia tăng của cácdòng xe Hybrid trên thị trường thế giới và Việt Nam, việc nghiên cứu, tìm hiểu, tăngcường hiểu biết về dòng xe Hybrid được đặt ra đối với người dân Việt Nam và đặc biệt

là những người trong ngành ôtô

Chính vì vậy đã có một số đề tài nghiên cứu, đồ án tốt nghiệp về hệ thốngtruyền lực và các nhân tố đông lực học trên xe ôtô Hybrid của các kỹ sư, giảng viên vàcác sinh viên Tuy nhiên số lượng đó còn rất ít chưa đáp ứng được nhu cầu của xã hội

Để nâng cao sự hiểu biết của mọi người về một cộng nghệ sạch, tiên tiến mà trên thế

giới đang diễn ra rất mạnh mẽ, hơn lúc nào hết việc nghiên cứu, tìm hiểu công nghệnày là rất cần thiết

Đối với trường Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên việc nghiên cứu tìm hiểu

công nghệ xanh- công nghệ ôtô Hybrid là rất ít (mới chỉ có một đề tài nghiên cứu khoahọc), còn lại hầu hết giáo viên và sinh viên của trường đều chưa biết nhiều tới nó.Dòng xe Hybrid đang phát triển mạnh mẽ và đã có tới hàng triệu chiếc xe Hybrid đượcđưa vào sử dụng khắp nơi trên thế giới Vì vậy đề tài mang tính cấp thiết và thực tiễncao, khi hoàn thành đề tài có thể cung cấp tài liệu tham khảo có tính tổng quan về xeHybrid giúp cho sinh viên có thể tìm hiểu, nghiên cứu được các ưu việt mà nó đem lạicho cuộc sống con người

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN

LỰC HYBRID 2.1 Phương án bố trí truyền lực trên xe Hybrid

2.1.1 Hệ thống Hybrid song song (Hybrid Parallel System):

Trong hệ thống song song, cả hai nguồn động lực (điện và xăng) đều được kếtnối trực tiếp vào bánh xe và có thể truyền động lực một cách độc lập hoặc đồng thời.Nói một cách đơn giản là bánh xe có thể được xoay một cách riêng biệt bằng mô tơđiện hoặc động cơ xăng, hoặc cả hai Cả động cơ xăng và mô tơ điện cùng truyền lựctới các trục xe, mức độ tùy theo các điều kiện khác nhau Đó được gọi là hệ thống songsong vì dòng năng lượng tới các bánh đi song song

Hệ thống này chỉ có một mô tơ điện Mô tơ điện có hai chức năng chính Chứcnăng thứ nhất là chuyển hóa điện năng được cung cấp từ ắc qui thành cơ năng Chứcnăng thứ hai là chuyển hóa ngược lại từ cơ năng thành điện năng để nạp lại cho pin

2.1-cấu trúc hệ thống hybrid song songHầu hết các hãng sản xuất Ô tô Hybrid hiện nay đều thiết kế theo cách này vì cóthể tận dụng cả hai nguồn năng lượng một cách hiệu quả nhất và cũng bởi các lí dosau:

- Thứ nhất là độ tương thích cao với các thành phần hybrid Điều bất tiện ởđây là phải chấp nhận ảnh hưởng đến dung tích cho ngăn chứa đồ hay hệdẫn động toàn thời gian

- Thứ hai, tiết kiệm nhiên liệu hơn khi lái trên đường bộ hay đường cao tốc.Tương phản với các hệ thống hybrid khác chỉ mang lại lợi ích khi sử dụngtrong thành phố, hệ thống được Porsche chọn sẽ cho phép lựa chọn khôngcần chạy động cơ đốt trong tại tốc độ lên đến 120 km/h

- Thứ ba, hybrid song song toàn phần là một cải tiến quan trọng cho cả sựtăng tốc và linh hoạt, tính năng vận hành cao và hiệu suất tối đa

Hình 30: Cấu trúc hệ thống hybrid song song

Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống hybrid song song

Hình 2: Sử dụng động cơ và nạp ắc quy bằng cách tận dụng lực phanhHình 3: Sử dụng động cơ và nạp ắc quy bằng cách tận dụng lực phanh

2.1.2 Hệ thống hybrid liên hoàn (Series Hybrid System):

Đối với loại hệ thống này, nguồn động lực chính xoay bánh xe là động cơ điện.Trong khi động cơ xăng chỉ làm nhiệm vụ phát ra điện để nạp ắc quy và cung cấp cho

mô tơ điện

Hình 2.3: Hệ thống Hybrid nối tiếp

1 Lực dẫn động 2 Năng lượng điện

Khi động cơ xăng hoạt động, nó truyền năng lượng cho một máy phát điện.Dòng điện sinh ra chia làm hai phần, một để sạc bình ắc-quy và một sẽ chạy một mô tơđiện (motor), bộ phận sẽ truyền năng lượng tới các trục xe Đó được gọi là hệ thốngliên hoàn vì năng lượng truyền theo một quá trình liên tục (hay nói cách khác, hoạtđộng của động cơ xăng và mô-tơ điện tiến hành lần lượt).

Một hệ thống hybrid liên hoàn gồm có hai mô-tơ, một chính là mô-tơ điện vàmột là máy phát điện có cấu trúc tương tự Loại nối tiếp này ít được phổ biến so vớikiểu hybrid "song song" do có nhiều nhược điểm

2.1.3 Hệ thống hybrid kết hợp (Series/Parallel Hybrid System):

Hệ thống này kết hợp cả hai hệ thống liên hoàn và song song nhằm tận dụng tối

đa các lợi ích được sinh ra

Nó có hai mô-tơ, và tùy từng điều kiện khác nhau mà xe lắp hệ thống kết hợp sẽ

sử dụng đồng thời cả mô-tơ điện và động cơ xăng hay chỉ sử dụng năng lượng nguồnđiện để thu được hiệu quả cao nhất Thậm chí, khi cần thiết, hệ thống này vừa vậnhành các trục bánh xe trong khi vẫn có thể nạp điện vào máy phát Hệ thống kết hợphiện chiếm ưu thế trong chế tạo xe hybrid

Hình 2.1.3: Hệ thống Hybrid hỗn hợp

1 Lực dẫn động 2 Năng lượng điện

3 Ắc quy 4 Máy phát

5 Bộ chia công suất 6 Động cơ chính

7 Bộ chuyển đổi 8 Động cơ điện

9 Bánh chủ động 10 Hộp giảm tốc

Tỷ lệ sử dụng động cơ và mô-tơ điện trong mỗi hệ thống:

Vì hệ thống liên hoàn sử dụng động cơ xăng để sinh ra điện cho mô-tơ vận hànhbánh xe, chúng có cùng lượng công việc như nhau

Hệ thống song song dùng động cơ xăng như nguồn năng lượng chính, còn

mô-tơ điện chỉ để trợ giúp, nên động cơ xăng được sử dụng nhiều hơn

Với hệ thống kết hợp, có một bộ phận liên tục thay đổi tỷ lệ công suất từ động

cơ xăng tới các trục lái Vì mô-tơ điện có thể vừa vận hành xe, vừa làm nhiệm vụ tạo

ra dòng điện nạp nên so với động cơ xăng, nó được sử dụng nhiều hơn đôi chút

24

2.2 Phân tích cấu tạo chung của xe Hybrid dưới dạng sơ đồ khối 2.2.1 Nguyên lý hoạt động của ôtô hybrid.

Hình 2.5: Sơ đồ khối hệ thống Hybrid

Ôtô hybrid hoạt động theo nguyên tắc:

Động cơ điện được sử dụng để khởi động xe, trong đó trong quá trình chạybình thường sẽ vận hành đồng bộ Động cơ điện còn có công dụng tăng cường cungcấp năng lượng để xe gia tốc hoặc leo dốc Khi phanh xe hoặc xuống dốc, động cơđiện được sử dụng như một máy phát để nạp điện cho ắc quy Không giống như cácphương tiện sử dụng động cơ điện khác, động cơ Hybrid không cần nguồn điện bênngoài, động cơ đốt trong sẽ cung cấp năng lượng cho ắc quy Với sự phối hợp giữađộng cơ đốt trong và động cơ điện, động cơ Hybrid được mở rộng giới hạn làm việc,giảm tiêu thụ nhiên liệu cho động cơ đốt trong hiệu suất tổ hợp động cơ cao, mômentlớn ở số vòng quay nhỏ và giảm thiểu ô nhiễm môi trường

Hình 2.6: Sơ đồ truyền động động cơ Hybrid

2.2.2 Các chế độ hoạt động của bộ phân chia công suất (PSD) 2.2.2.1 Khởi động động cơ khi xe đang chạy

Nếu mômen dẫn động yêu cầu tăng lên khi xe chạy chỉ với MG2, MG1 sẽ đượckích hoạt để khởi động động cơ Tương tự, nếu có một trong những hạng mục do ECUkiểm soát như tình trạng SOC, nhiệt độ ắc quy, nhiệt độ nước và điều kiện tải điện lệch

so với mức tiêu chuẩn, thì MG1 sẽ được kích hoạt để khởi động động cơ (MG1 hoạtđộng ở chế độ động cơ)

2.2.2.2 Tăng tốc nhẹ với động cơ

Ở tốc độ trung bình (15-40 mph), động cơ đốt trong sẽ hoạt động và cung cấpnăng lượng, MG2 sẽ hoạt động đồng thời như một động cơ điện sử dụng một lượng

điện năng hổ trợ MG1 cũng quay đồng thời với động cơ (được kéo bởi động cơ) vàđóng vai trò như một máy phát điện, cung cấp năng lượng cho MG2.

2.2.2.3 Tốc độ thấp ổ định

Khi xe đang chạy ở chế độ tải thấp, bộ truyền hành tinh sẽ chia công suất động

cơ ra hai phần Một phần truyền đến các bánh xe chủ động, phần còn lại kéo MG1 đểphát điện đến bộ biến đổi cấp cho MG2 hoạt động bổ sung công suất đến các bánh xechủ động

2.2.2.4 Tăng tốc tối đa

Khi xe được chuyển từ chế độ tải thấp sang chế độ tăng tốc mạnh, hệ thống này

sẽ bổ sung điện của ắc quy HV vào lực truyền động của MG2

2.2.2.5 Tốc độ cao ổn định

Khi xe chạy ở tốc độ cao ổn định động cơ và MG2 hoạt động, MG1 hoạt động

ở chế độ phanh (MG1 không quay)

2.2.2.6 Tốc độ tối đa

Khi tốc độ ôtô cao (>100mph) thì MG2 sẽ hoạt động để bổ sung công suất chođộng cơ đốt trong, lúc này HV Battery sẽ cung cấp điện cho hoạt động của MG2, MG1cũng nhận một phần năng lượng điện từ HV Battery và quay ngược chiều với MG2 tạomột tỷ số truyền tăng cho phép ôtô chạy với tốc độ cao

2.2.2.7 Phanh

Khi muốn giảm tốc độ xe nhanh hơn lực cản lăn, lực cản khí động học và phanhđộng cơ, ta nhấn bàn đạp phanh Ở những xe kiểu cũ, áp lực này được truyền đi nhờmột mạch thủy lực để phanh ma sát tại các bánh xe Ma sát bố phanh tỳ lên các đĩakim loại hoặc trống phanh và năng lượng giúp xe chuyển động biến thành nhiệt khi xechạy chậm dần Xe hybird có cơ cấu phanh chính xác tương tự, nhưng nó có một vàiđiểm khác, đó là phanh tái sinh Ngược lại trong suốt quá trình chạy quán tính, MG2cung cấp một vài lực cản máy phát để mô phỏng giống phanh động cơ, khi bàn đạpphanh được nhấn, sự tạo ra nguồn điện của MG2 tăng dần và nhiều lực cản máy phátlớn hơn kết hợp với nhau để làm chậm xe Không giống như phanh ma sát, sự lãng phíđộng năng của xe do chuyển thành nhiệt,nguồn điện được tạo ra nhờ phanh tái sinhđược chứa trong ắc qui và sẽ được sử dụng lại sau này Máy tính tính toán lượng cầngiảm tốc bao nhiêu rồi sẽ cung cấp nhờ phanh tái sinh và giảm thủy lực truyền đi đểphanh ma sát

Ở những xe kiểu cũ khi đang trên một đường dốc đứng, bạn có thể quyết địnhthay đổi tỷ số truyền thấp để tăng khả năng phanh động cơ Động cơ quay nhanh hơn

và giữ cho xe có hướng ngược lại nhiều hơn, giúp phanh chậm xe lại Một sự lựa chọntương tự đã xuất hiện trên xe hybrid Nếu xe chuyển động trên đường dốc đứng tachọn chế độ vị trí “B”, động cơ sẽ có chức năng là phanh động cơ Trong khi động cơthường dừng trong suốt quá trình phanh, ở chế độ này máy tính và mô tơ/máy phát sắpxếp để cho động quay mà không tốn nhiên liệu và hầu như đóng bướm ga Lực cảnđộng cơ đưa ra cản làm chậm xe, giảm sự nóng lên của phanh và cho phép bạn nớilỏng bàn đạp phanh

2.3.1 Loại có truyền động xích

Hệ thống này kết hợp hiệu quả và hoạt động 2 loại lực truyền động, động cơ vàMG2, tương ứng với các điều kiện lái xe, động cơ cấp lực truyền động cơ bản Lựctruyền động của động cơ được chia làm 2 vùng: Lực truyền động tác dụng lên cácbánh xe nhờ bộ truyền hành tinh trong cụm truyền động Hybird, và lực truyền động đểvận hành MG1 như một máy phát điện

Cụm truyền động Hybird gồm có MG1 và MG2 và bộ truyền hành tinh, dùngnhững bộ này nhằm đạt được dẫn động êm thông qua sự chuyển vô cấp

Động cơ, MG1 và MG2 được nối cơ khí qua bộ truyền hành tinh

MG2 và bộ vi sai (cho bánh dẫn động) được nối qua xích dẫn động và các bánh răng.Lưu ý: đây là hệ thống không có ly hợp (không khớp nối)

Hệ thống không ly hợp được trang bị để nối cơ khí với các bánh trước và MG2 quacác bánh răng và một dải xích

Để cắt khớp lực truyền động ở vị trí trung gian, cảm biến vị trí số phát ra mộttín hiệu vị trí N để tắt OFF tất cả các tranzito công suất trong bộ đổi điện (nó nối vớiMG1 và MG2) Kết quả là, sự hoạt động của MG1 và MG2 sẽ bị cắt, vì vậy sự thựchiện của lực dẫn động tại các bánh xe là bằng 0 Trong trạng thái này, thậm chí động

cơ làm quay MG1 hoặc các bánh xe dẫn động làm quay MG2, thì không xảy ra sự phátđiện vì cả MG1 và MG2 không hoạt động Kết quả là, SOC (trạng thái nạp) của ắc quy

HV giảm vì vị trí số đang ở “N”

Hình 2.15: Sơ đồ tổng quát về hệ thống truyền lực loại có truyền động xích

Bộ phân phối lực là một hệ bánh răng hành tinh Trong đó, bánh răng mặt trờiđược kết nối với MG1, vòng răng được kết nối với MG2 và giá của bánh răng hànhtinh được cố định vào trục khuỷu động cơ Xe di chuyển được là nhờ nhận được lực từ

bộ phận phân phối lực thông qua bộ truyền động xích

Truyền động loại không có xích

Hình 2.16: Sơ đồ tổng quát về hệ thống truyền lực loại không có truyền động xích

CHƯƠNG 3: KHAI THÁC KẾT CẤU TÍNH NĂNG KỸ THUẬT

HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC HYBRID 3.1 Động cơ

VVT-I va chu trình atkinson

Động cơ sử dụng công nghệ VVT-I của toyota

Thông thường, thời điểm phối khí được cố định, những hệ thống VVT-i sửdụng áp suất thủy lực để xoay trục cam nạp và làm thay đổi thời điểm phối khí Điềunày có thể làm tăng công suất, cải thiện tính kinh tế nhiên liệu và giảm khí xả ô nhiễm

Sơ đồ hệ thống VVTL-I

 Cảm biến đo lưu lượng khí nạp: đo lưu lượng khí nạp quyết định lưu lượng khí

nạp trong hệ thống nạp Để đo dòng khí, một sợi dây platinum được nung nóng đượclắp đặt trong đường đi của khí nạp trên thân bướm ga Nhiệt độ của sợi dây nóng đượcduy trì tại một giá trị nhất định nhờ vào sự điều khiển của dòng khí hiện hành xuyênqua cuộn dây nóng Dòng khí nạp vào dần dần làm mát cuộn dây nóng Cường độ củadòng được đo và ghi lại đưa đến ECM cũng giống như điện áp đầu ra của cảm biến đolưu lượng khí

 Cảm biến nhiệt độ khí nạp: được bố trí bên trong cảm biến đo lưu lượng khí

nạp và sử dụng một điện trở nhiệt có hệ số nhiệt âm để đo nhiệt độ khí nạp Khi nhiệt

độ khí nạp tăng, giá trị điện trở của điện trở nhiệt và tín hiệu điện áp đến ECM giảm

 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ: được lắp đặt trong thân máy và sử

dụng một điện trở nhiệt có hệ số nhiệt âm để đo nhiệt độ nước làm mát động cơ Khi

nhiệt độ nước làm mát tăng, điện trở của điện trở nhiệt và tín hiệu điện áp đến ECMgiảm.

 Cảm biến vị trí bàn đạp ga: được bố trí trên cụm bàn đạp ga Hai Ics Hall được

sử dụng để dò tìm vị trí bàn đạp ga Đặc điểm của loại này là những tín hiệu khác nhauđược cung cấp phụ thuộc vào bàn đạp ga nhấn hay thả ECU điều khiển xe hybridnhận tín hiệu và so sánh chúng để đảm bảo chắc rằng không có bất cứ trục trặc hay hưhỏng

 Cảm biến vị trí bướm ga: được lắp đặt trên thân bướm ga và chuyển đổi góc mở

bướm ga thành hai tín hiệu điện áp (VTA và VTA2) ECM so sánh hai tín hiệu điện áp

để đảm bảo không có bất cứ sự sai hỏng ECM sử dụng tín hiệu này để tính toán độ

mở của bướm ga, sau đó bộ chấp hành bướm ga điều khiển mô tơ để điều chỉnh vị tríbướm ga tương xứng

 Điều khiển tốc độ cầm chừng: ETCS-I điều khiển góc bướm ga để điều chỉnh

tốc độ cầm chừng Không có bất kỳ hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng riêng biệtnào được yêu cầu Hệ thống bao gồm điều khiển cầm chừng trong suốt quá trình động

cơ vận hành còn lạnh, điều khiển lượng khí nạp để cải thiện khả năng khởi động củađộng cơ và bù tải cho những sự thay đổi chẳng hạn khi công tắc máy lạnh A/C bật on/off

 Cảm biến kích nổ: được lắp đặt trên thân máy và phát hiện sự kích nổ trên động

cơ Cảm biến bao gồm một phần tử áp điện mà sinh ra một điện áp khi thân máy daođộng đến hiện tượng nổ máy biến dạng cảm biến Nếu động cơ kích nổ, thời điểmđánh lửa được điều chỉnh trễ để hiện tượng kích nổ xóa bỏ

 Cảm biến vị trí trục khuỷu: (tín hiệu NE) bao gồm một đĩa tín hiệu có răng cưa

được lắp đặt trên trục khuỷu và một cuộn dây nhận cảm ứng Đĩa tín hiệu có 34 răngvới một khe hở được tạo ra nhờ sự đứt quãng giữa các răng Vì vậy cảm biến sinh ra

34 dạng sóng xung cho mỗi vòng quay trục khuỷu Vì vậy nó còn được gọi là cảm biếncảm ứng, cả hai tần suất và biên độ của tín hiệu được tạo ra tăng theosố vòng quay củađộng cơ ECM sử dụng tín hiệu NE để quyết định tốc độ động cơ và phát hiện sự đánhlửa sai

 Cảm biến vị trí trục cam: tín hiệu G2 bao gồm một đĩa tín hiệu với một răng

đơn được lắp đặt trên trục cam xả và một cuộn nhận Cảm biến tạo ra một xung tương

ứng với mỗi vòng quay trục cam xả Cả biên độ và tần suất của tín hiệu được tạo ratăng khi tốc độ động cơ tăng ECM sử dụng tín hiệu G2 để quyết định vị trí của Piston

Cảm biến 2: liên quan đến phần sau của bộ chuyển đổi xúc tác Cảm biến này dùng để

đo hiệu suất bộ xúc tác Điều khiển nồng độ O2 duy trì nhiệt độ của cảm biến để tăng

độ chính xác sự phát hiện nồng độ O2 trong khí thải

 Cảm biến tỷ lệ không khí/xăng: trên các xe thế hệ ’04 về sau Nhóm 1 cảm

biến 1: Cảm biến O2 được thay thế bởi cảm biến A/F Cảm biến A/F phát hiện tỷ lệ A/

F vượt qua giới hạn cho phép, cho phép ECM giảm thiểu được khí thả

Đông cơ hybrid