TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Chuẩn đầu ngành kỹ thuật Cơ khí động lực Tên ngành đào tạo: Tên tiếng Việt: Kỹ thuật khí động lực Tên tiếng Anh: Mechanical of Transportation Engineering Trình độ đào tạo: Thạc sĩ Chuẩn đầu kiến thức: Cập nhật kiến thức chuyên sâu, nắm bắt kiến thức công nghệ ngành kỹ thuật Cơ khí Động lực; Vận dụng kiến thức công nghệ mới, đa lĩnh vực vào sản xuất, khai thác sử dụng động đốt trong, phương tiện vận tải đường xe máy chuyên dùng; Cập nhật kiến thức tổ chức quản lý sản xuất môi trường sản xuất đại; Có kiến thức để học viên tiếp tục học bậc Tiến sỹ sở đào tạo nước quốc tế Chuẩn đầu kỹ Đo kiểm, phân tích tổng hợp cụm chi tiết, hệ thống phương tiện giao thông vận tải, phát vấn đề vận dụng kiến thức chuyên ngành liên ngành giải vấn đề cụ thể thực tế; Sử dụng công cụ, thiết bị đại ngành cần thiết cho thực tiễn; Làm việc tập thể đa ngành đa lĩnh vực đáp ứng đòi hỏi đề án công nghiệp có tham gia chuyên gia thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau; Nghiên cứu, triển khai, quản lý dự án liên quan lĩnh vực Cơ khí Động lực; Nghiên cứu khoa học, đào tạo tự đào tạo; Phân tích, phản biện giải vấn đề phát sinh thực tiễn liên quan đến ngành học; Phương pháp làm việc khoa học, tư hệ thống, khả trình bày, khả giao tiếp làm việc nhóm hiệu quả, hội nhập môi trường quốc tế Có kỹ ngoại ngữ: Đạt trình độ TOEIC Tiếng Anh 600 chứng tiếng Anh quốc tế tương đương (5.0 IELTS 500 điểm TOEFL) Chuẩn đầu lực tự chủ tự chịu trách nhiệm Ý thức tổ chức kỷ luật lao động tốt, có tác phong công nghiệp; Yêu ngành yêu nghề, sẵn sàng chia sẻ kinh nghiệm nghề nghiệp với đồng nghiệp; Có động nghề nghiệp đắn, cần cù chịu khó sáng tạo công việc Có ý thức vươn lên học tập, không ngừng đưa tiến kỹ thuật TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI vào ngành Cơ khí Động lực, đáp ứng nghiệp công nghiệp hóa, đại hóa đất nước Vị trí làm việc sau tốt nghiệp Sau tốt nghiệp chương trình đào này, người học làm việc tổ chức, doanh nghiệp sau: Làm công tác giảng dạy, đào tạo nghiên cứu sở đào tạo; Quản lý, triển khai dự án viện nghiên cứu, doanh nghiệp lĩnh vực Cơ khí Động lực; Quản lý, đạo thực công việc thiết kế, lắp đặt, vận hành chuyển giao công nghệ thuộc lĩnh vực chuyên ngành; Phụ trách kỹ thuật công ty, nhà máy, xí nghiệp, viện nghiên cứu Khả học tập nâng cao trình độ sau tốt nghiệp Có khả đọc, nghiên cứu tài liệu giao tiếp tiếng Anh, Có khả học tiếp chương trình đào tạo Tiến sĩ ngành kỹ thuật khí động lực Các chương trình, tài liệu, tiêu chuẩn tham khảo Automotive Engineering M.Sc SWTH AACHEN University, Germany (https://www.ika.rwth-aachen.de/en/education/automotive-engineeringmsc.html) Master of Engineering (International Automotive Engineering) RMIT AUSTRALIA University (https://www.rmit.edu.au/study-with-us/levelsof-study/postgraduate-study/masters-by-coursework/mc230) Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ YAMZ236 Các thông số đầu vào 1. Kiểu động cơ: Động cơ YAMZ236,chữ V , không tăng áp 2. Thứ tự nổ 1-5-3-6-2-4 3. Công suất động cơ N e = 185 mã lực 4. Số vòng quay n = 2310 vòng / phút 5. Suất tiêu thụ nhiên nliệu g e = 190 g/ml.h 6. Số kỳ τ = 4 7. Đường Kính xy lanh D =130 mm 8. Hành trình piston S =140 mm 9. Tỷ số nén ε = 17.2 10. Sè xi lanh i = 6 11. Chiều dài thanh truyền l t = 256 mm 12. Trọng lượng nhóm piston m pt = 3.25 kg 13. Trọng lượng thanh truyền m tt = 4.215 kg 14. Góc mở sớm xupáp nạp 1 α = 20 0 15. Góc đóng muộn xupáp nạp 2 α = 56 0 16. Góc mở sớm xupáp thải β 1 = 56 0 17. Góc đóng muộn xupáp thải β 2 =20 0 18. Góc phun sớm ϕ i = 20 0 Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ YAMZ236 Chương I: Tính Toán Nhiệt 1.1 Các thông số chọn: 1.1.1 Tính tốc độ trung bình của piston : Ta có công thức tính tốc độ trung bình của piston như sau : Vậy động cơ có tốc độ cao tốc, áp suất và nhiệt độ của môi trường: p k = 0,1 MPa T k = 24 + 273 = 297 o K 1.1.2 Áp suất cuối quá trình nạp (động cơ không tăng áp) p a = (0,8 ÷ 0,9)p k = (0,8÷ 0,9).0,1⇒ chọn p a = 0,087 MPa 1.1.3 Áp suất và nhiệt độ khí sót p r = (1,1 ÷ 1,15).p k = (1,1 ÷ 1,15).0,1⇒ chọn p r = 0,113 MPa T r = (700 ÷ 900) o K ,chọn Tr= 770 o K 1.1.4 Độ tăng nhiệt độ do sấy nóng khí nạp mới ∆T chủ yếu phụ thuộc vào quá trình hình thành khí hỗn hợp ở bên ngoài hay bên trong xylanh. ∆T = 20 ÷ 40, Vì động cơ Điêsel có tỷ số nén cao nên chọn ∆T =35 o K 1.1.5 Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt λ t = 1,1 (do α >1,4) 1.1.6 Hệ số quét buồng cháy λ 2 = 1 ; (do không tăng áp) 1.1.7 Hệ số nạp thêm λ 1 = 1,02 ÷ 1,07 ⇒ chọn λ 1 = 1,05 1.1.8 Hệ số lợi dụng nhiệy tại điển z và b ξ z = 0,70 ÷ 0,85 ⇒ chọn ξ z = 0,8 ξ b = 0,80 ÷ 0,90 ⇒ chọn ξ b = 0,85 )/(78,10 30 2310. 3 10.140 30 . sm nS tb v = − == Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ YAMZ236 1.1.9 Hệ số hiệu đính đồ thị công ϕ d = 0,92 ÷ 0,97 ⇒ chọn ϕ d = 0,945 1.1.10 Tỷ số tăng áp Chỉ có ở động cơ Diêsel, λ = 1,5-2 ,chọn λ = 1,6 1.2 Các thông số tính toán : 1.2.1 Hệ số khí sót ( ) m a r t a r r k r p p p p T TT 1 21 2 1 − ∆+ = λλλε λ γ Chỉ số dãn nở đa biến m = 1,45 ÷ 1,5 , chọn m = 1,47 ( ) 47,1 1 087,0 113,0 .1.05,105,1.2,17 1 . 087,0 113,0 . 800 35297.1 − + = r γ 032,0 = r γ 1.2.2 Nhiệt độ cuối hành trình nạp r m m r a rrt a p p TTT T γ γλ + +∆+ = − 1 )( 1 0 032,01 113,0 087,0 .800.032,0.1,1)35297( 47,1 147,1 + ++ = − a T KT o a 347 = 1.2.3 Hệ số nạp − ∆+− = m a r t k a k k v P p p p TT T 1 21 1 1 λλλε ε η Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ YAMZ236 − +− = 47,1 1 087,0 113,0 .1.1,105,1.2,17. 1,0 087,0 . 35297 297 . 12,17 1 v η 805,0= v η 1.2.4 Lượng khí nạp mới: kee vk Tpg P M 10.432 3 1 η = (*) Ta có nVi N P h e e .30. τ = trong đó V h = S D . 4 2 Π = ( ) 2 2 2 10.140. 4 10.130.142,3 − − =1,859 (dm 3 ) ⇒p e = 2310.859,1.6 4.30.185.736,0 = 0,634 (MPa ) thay vào (*) ta được M 1 = 297.634,0. 736.0 190 805,0.1,0.10.432 3 = 0,715 kmol/kgnl 1.2.5 Lượng khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1 kg nhiên liệu : M 0 = −+ 32412 . 21,0 1 OHC kmol/kgnl Đối với nhiên liệu điêzen C=0,87; H=0,126; 0= 0,004 M 0 = 0,495 kmol/kgnl 1.2.6 Hệ số dư lượng không khí α : 0 1 M M = α = 495,0 715,0 = 1,444 ( = α 1,4-1,7) 1.3 Quá trình nén 1.3.1 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí nạp mới: Tmc v 00209,0806,19 += kj/kmolđộ Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ YAMZ236 1.3.2 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí sót : Tmc v 5 '' 10. 36,187 86,427 2 1634,1 876,19 − +++= αα T 5 10. 444,1 36,187 86,427 2 1 444,1 634,1 876,19 − +++= Tmc v .002788,000768,21 '' += 1.3.3 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí hỗn hợp công tác: r vrv v vii MCăLC Trang tựa TRANG Quytăđnhăgiaoăđ tài Xác nhn của cán b hớng dn Lý lch khoa hc ii Liăcamăđoan iii Li cmăơn iv Tóm tắt v Astract vi Mc lc vii Danh sách các chữ vit tắt ix Danh sách các hình xi Danh sách các bng xiii Chngă1.TNG QUAN 1 1.1 Tng quan chung v lƿnhăvc nghiên cu 1 1.2 Mcăđíchăcaăđ tài 4 1.3 Nhim v caăđ tài và gii hnăđ tài 4 1.3.1 Nhim v củaăđ tài 4 1.3.2 Giới hn củaăđ tài 4 1.4ăPhngăphápănghiênăcu 4 Chngă2.ăCăS LÝ THUYT 5 2.1ăCăch sinh hcăvƠăđiu khinăcăcaăngi lái xe 5 β.1.1ăCơăch sinh hc 5 β.1.βăQuáătrìnhăđiu khinăcơăcủaăngi lái xe 6 2.2ăCăs lý thuyt h thngăđiu khin xe 7 2.3 Mô hình caăxeăvƠăngi lái 8 2.3.1 Mô hình xe 8 2.3.2 Mô hình điu khin lái xe vớiăđặc tính thầnăkinhăcơ 12 viii 2.4 Môăhìnhăđiu khinăchoăngi lái xe 13 β.4.1ăĐiu khinăbùăhớng xe di chuyn 13 2.4.2 Điu khinăđng di chuynăxemătrớc của xe 14 2.5 Tng quan v k thut lái xe 18 2.5.1 Khái quát h thng bung lái ô tô 18 2.5.2 Kỹ thutăcơăbn lái xe ô tô 20 β.5.γăPhơngăphápăláiăxeăôtôătrênăcácăloiăđng khác nhau 21 2.6ăĐiu kin sc khe caăngi lái xe 26 2.7 Phần mn LabVIEW 28 2.7.1 LabVIEW 28 2.7.2Lp trình với LabVIEW 29 Chngă3. THIT K, LPăTRÌNHăMỌăHÌNHăĐIU KHIN XE 30 3.1 Gii thiu phần mm mô phng City Car Driving 30 3.2 Thit k môăhìnhăđiu khin xe 30 3.2.1 Phơngăphápăchuyê ̉ năđô ̉ iătínăhi u xoay của trcăvôălĕngăthànhătínăhiu điu khin của chut máy tính 31 3.2.2 Thit k cơăcu lái 34 3.2.3 Thit k h thng mchăđinăđiu khin mô hình lái 35 3.2.4 Thit k cơăcuăđiu khin tay s 36 3.2.5 Thit k khungămôăhố nhăđiêuăkhiê ̉ năla i 37 3.2.6 Sn phẩmăthiăcôngămôăhìnhăđiu khin xe 38 3.3 Lpătrìnhăđiu khinămôăhìnhăđiu khin lái 39 3.3.1 Thut toán thu thp tín hiuăvàăđiu khin lái 39 3.3.2 Lpătrìnhăđiu khin và thu thp s liu 40 Chngă4. KHOăSÁTăVĨăĐÁNHăGIÁăKT QU NGHIÊN CU 41 4.1ăPhngăánăkho sát 41 4.1.1ăNgi lái xe tham gia kho sát 41 4.1.βăMôiătrng kho sát 41 4.2 Giao din thu thp và x lý tín hiu 43 ix 4.3 Kt qu thc nghim 44 4.3.1 Kt qu thực nghimătrongătrng hp mt 44 4.3.2 Kt qu thực nghimătrongătrng hp hai 47 4.3.3 Kt qu thực nghimătrongătrng hp ba 50 4.4ăSoăsánhăđánhăgiáăkt qu 53 Chngă5. KT LUN 56 5.1 Kt lun 56 5.2ăHng phát trinăđ tài 57 TÀI LIU THAM KHO 58 PH LC 60 x DANH SÁCH CÁC CH VIT TT LabVIEW : Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench ậ Phần mm lp trình ngôn ngữ đ ha IC : Integrated Circuit ậ Viămchătíchăhp PID : Propotional Integral Derivative ậ B điu khin vi tích phân tỷ l. AMP : Amplifier ậ B khuchăđi. DC : Direct Current ậ Dòngăđin mt chiu. AC : Alternating Currentậ Dòngăđin xoay chiu. D : Dioptries ậ Đămắtăconăngi LQR : Linear Quadratic Regulator ậ Điu chnhăphơngătrìnhăbc hai tuyn tính RS-232 : Recommended Standard-232 ậ Chuẩn giao tip ni tip giữa thit b ngoi vi với máy tính. USB : Univeral SerialăBusălàă1ăchuẩnăktăniăcácăthităbăđinătử xi DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1 : Cơăch thầnăkinhăcơăcủaăconăngi 5 Hình 2.2 :ăCơăch điu khin củaăngi lái xe. 6 Hình 2.3 :ăSơăđ điu khin ba cpăđng ậ ngi ậ xe 7 Hình 2.4 :ăSơăđ điu khin thầnăkinhăcơăngi lái 7 Hình 2.5 : Mô hình taăđ của xe 8 Hình 2.6 :Mô hình xe mt vt 9 Hình 2.7 :Mô hình khi xe chuynăđng quay vòng. 10 Hình 2.8 : Mô hình bc tự do của xe 10 Hình 2.9 : Kt cu củaămôăhìnhăđiu khin lái xe vớiăđặc tính thầnăkinhăcơ. 12 Hình 2.10 : Môăhìnhăbùăhớng di chuyn của xe. 13 Hình 2.11 :ăMôăhìnhăđinăhìnhăláiăxeăxemătrớc. 14 Hình 2.12 : Mô hình chinălc dự báo. 15 Hình 2.13 :ăMôăhìnhăđiu khinăxeăđaăvòng viii MỤC LỤC TRANG Lụ LCH KHOA HC i LI CAM ĐOAN ii CM T iii TịM TT iv ABSTRACT v LI NịI ĐU vi MỤC LỤC viii DANH MỤC CÁC Kụ HIU VÀ CH VIT TT xii DANH MỤC CÁC HỊNH xii DANH MỤC CÁC BNG xvii CHNG 1 TNG QUAN V Đ TÀI NGHIểN CU 1 1 2 2 2 6 6 7 7 7 CHNG 2 C S Lụ THUYT 8 8 8 12 13 15 19 19 ix 2.1.5.2. 22 29 -2 29 -3 30 -4 30 -1 31 33 33 34 35 38 40 42 2.4. 43 2.4.1. 43 2.4.2.Tính toán lnG kx docchínhx ra 45 CHNG 3 TệNH TOÁN THIT K ĐNG C STIRLING 47 47 49 50 50 51 52 52 52 55 55 57 3.4. 59 59 59 3.4.3. 61 61 62 63 x 63 63 64 64 65 65 65 65 -2 65 -3 66 -4 66 -1 66 67 67 68 CHNG 4 TH NGHIM NG DỤNG ĐNG C STIRLING 69 4.1. 69 69 69 4.2. 70 70 vi MCăLC Trang ta TRANG Quyt đnh giao đề tài Lụ LCH KHOA HC i LI CAM ĐOAN ii CM T iii TịM TT iv ABSTRACT v MC LC vi DANH SÁCH CÁC BNG x DANH SÁCH CÁC HÌNH xi Chng 1 1 TNG QUAN 1 1.1 Tng quan chung về lĩnh vc nghiên cu, các kt qu nghiên cu trong vƠ ngoƠi nc đƣ công bố 1 1.1.1 Tm quan trng ca xe máy 1 1.1.2 Phát triển ngun đng lc sch 2 1.1.3 Tng quan về xe hybrid 3 1.1.3.1 Khái nim chung 3 1.1.3.2 Phơn loi ôtô hybrid 4 1.1.3.3 Xu hng phát triển ca xe hybrid 8 1.1.4 Các kt qu nghiên cu trong vƠ ngoƠi nc 9 1.1.4.1 Trong nc 9 1.1.4.2 NgoƠi nc 10 1.2 Mc đích ca đề tƠi 12 1.3 Nhim v vƠ gii hn ca đề tƠi 12 1.3.1 Nhim v ca đề tƠi 12 1.3.2 Gii hn ca đề tƠi 13 1.4 Phng pháp nghiên cu vƠ thc hin 13 Chng 2 14 C S Lụ THUYT 14 2.1 H thống truyền đng trên xe tay ga 14 2.1.1 Cấu to vƠ s đ truyền lc 14 2.1.2 Nguyên lý hot đng 15 2.1.2.1 Đng c hot đng ch đ cm chừng 15 2.1.2.2 Đng c hot đng ch đ khi đng vƠ tốc đ thấp 15 2.1.2.3 Đng c hot đng ch đ tốc đ trung bình 16 2.1.2.4 Đng c hot đng ch đ tốc đ cao 17 2.1.2.5 Đng c hot đng ch đ ti nặng, leo dốc hoặc lên ga đt ngt . 18 2.2 Ngun đin trên xe gn máy 18 vii 2.2.1 Cấu to máy phát đin xoay chiều 18 2.2.2 Nguyên lý sinh ra đin 19 2.2.3 Ngun đin xoay chiều đc đi thƠnh đin mt chiều 20 2.3 Accu 20 2.3.1 Nhim v và phân loi Accu 20 2.3.1.1 Nhim v 20 2.3.1.2 Phơn loi Accu 21 2.3.2 Cấu to ca Accu chì axit loi kín 23 2.3.2.1 Cấu to chung 23 2.3.2.2 S khác bit c bn trong cấu to gia VRLA vƠ Accu truyền thống 25 2.3.2.3 u điểm ca Accu kín kiểu SLA vƠ VRLA 26 2.3.3 Quá trình đin hóa trong Accu chì axit loi kín 26 2.3.4 Ch đ np và phóng ca Accu 27 2.3.4.1 Các phng pháp np truyền thống 27 2.3.4.2 Nguyên lý phng pháp np xung vƠ mch np 29 2.3.4.3 Kiểm tra nhn bit trng thái np 31 2.4 Nguyên lý hot đng vƠ đặc tính ca máy đin DC 31 2.4.1 Cấu to đng c đin mt chiều 31 2.4.1.1 Phn tĩnh (stator) 32 2.4.1.2 Phn quay (rotor) 33 2.4.2 Phơn loi vƠ mô t đặc tính đng c đin mt chiều 33 2.4.2.1 Phơn loi 33 2.4.2.3 Đng c đin mt chiều kích từ nối tip vƠ kích từ hn hp 36 2.4.3 Điều chnh tốc đ đng c đin mt chiều 39 2.4.3.1 Điều khiển tốc đ đng c đin bằng đin tr ph mch phn ng 39 2.4.3.2 Điều khiển tốc đ đng c đin bằng từ thông kích thích: 41 2.4.3.3 Điều khiển tốc đ đng c đin bằng đin áp phn ng: 43 2.4.3.4 Điều khiển tốc đ đng c đin bằng điều ch đ rng xung: 44 2.5 Linh kin đin tử 46 2.5.1 IC LM2907: 46 2.5.2 IC TL084: 47 2.5.3 IC TL494: 48 2.5.4 Cm bin tim cn Fotek PM12-02P-S: 50 2.5.5 IC PC923: 51 2.5.6 IC PC817: 51 Chng 3 52 GII PHÁP K THUT 52 3.1 Chn xe gn máy thc nghim 52 3.1.1 Các thông số c bn ca xe Attila đi 2002 53 3.1.2 Cấu to c cấu truyền đng trên xe Attila 55 3.2 Gii pháp phối hp truyền đng gia đng c đin vƠ đng c xăng 56 3.3 Chn đng c đin 56 viii 3.3.1 Chn loi đng c đin 56 3.3.2 Chn mc đin áp cấp cho đng c đin 59 3.4 Chn v trí lp đặt đng c đin trên xe 60 3.5 Gii pháp truyền đng từ đng c đin đn bánh xe 62 3.6 Gii pháp điều khiển đng c đin 63 3.7 Gii pháp khối lu tr đin cấp cho đng c đin 63 3.8 Tính toán các thông số đng lc hc ca xe lai 64 Chng 4 67 THIT K VẨ THI CỌNG 67 4.1 Xác đnh các v trí ci to trên xe 67 4.2 Xác đnh thông số, la chn Accu vƠ bố trí Accu 68 4.2.1 Yêu cu k thut ca Accu 68 4.2.2 Chn Accu 68 4.2.3 Bố trí Accu 69 4.3 Thit k vƠ ch to c cấu truyền đng ca đng c đin. 70 4.3.1 Thit k vƠ gia công hp truyền đng 70 4.3.1.1 Vỏ hp truyền đng 70 4.3.1.2 Chốt đnh v : 72 4.3.1.3 Gia công trc vƠ bánh răng ca hp truyền đng trung gian : 72 4.3.2 Thit k vƠ gia công khp truyền đng mt chiều 75 4.3.3 Thit k vƠ gia công các tấm đnh v c cấu truyền đng 77 4.3.4 Gia công ... University (https://www.rmit.edu.au/study-with-us/levelsof-study/postgraduate-study/masters-by-coursework/mc230)