Nghiên cứu thiết kế bộ kết hợp công suất giữa các nguồn động lực trên ô tô hybrid

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ĐẬU XUÂN HÀ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ KẾT HỢP CÔNG SUẤT GIỮA CÁC NGUỒN ĐỘNG LỰC TRÊN Ô TÔ HYBRID LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Thái Nguyên - 2018 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ĐẬU XUÂN HÀ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ KẾT HỢP CÔNG SUẤT GIỮA CÁC NGUỒN ĐỘNG LỰC TRÊN Ơ TƠ HYBRID Chun ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Mã số: 60520116 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT KHOA CHUYÊN MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TRƯỞNG KHOA PGS TS Lê Văn Quỳnh TS Nguyễn Khắc Tuân PHÒNG ĐÀO TẠO Thái Nguyên - 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Những nội dung trình bày luận văn tơi thực với hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Khắc Tuân, thầy, cô giáo trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp-Đại Học Thái Nguyên, với giúp đỡ bạn bè, đồng nghiệp Nội dung luận văn hoàn toàn phù hợp với tên đề tài đăng ký phê duyệt Hiệu trưởng trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp -Đại Học Thái Nguyên Các số liệu, kết luận văn trung thực TÁC GIẢ LUẬN VĂN ĐẬU XUÂN HÀ ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập nghiên cứu làm đề tài luận văn thạc sĩ, em tiếp nhận truyền đạt trao đổi phương pháp tư duy, lý luận quý thầy cô Nhà trường, quan tâm giúp đỡ tận tình tập thể thầy khoa Cơ khí động lực, quý thầy cô giáo trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp-Đại Học Thái Nguyên Em xin chân thành cảm ơn đến Ban giám hiệu nhà trường, Phòng đào tạo, quý thầy cô giáo tham gia giảng dạy, hướng dẫn tạo điều kiện để em hoàn thành luận văn Em xin cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Khắc Tuân tập thể cán giáo viên khoa Cơ Khí Động Lực, hội đồng bảo vệ đề cương hướng dẫn cho em hoàn thành luận văn theo kế hoạch nội dung đề Trong trình, thời gian thực có nhiều cố gắng song kiến thức kinh nghiệm chuyên mơn hạn chế nên chắn luận văn nhiều thiếu sót, mong đóng góp quý báu quý thầy cô bạn đồng nghiệp tiếp tục giúp em để luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn ! TÁC GIẢ LUẬN VĂN ĐẬU XUÂN HÀ iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II MỤC LỤC III DANH MỤC BẢNG BIỂU TRONG LUẬN VĂN V DANH MỤC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN VI PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ HYBRID 1.1.1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA Ô TÔ HYBRID 1.1.2 SO SÁNH ÔTÔ HYBRID VỚI Ô TÔ TRUYỀN THỐNG 10 1.1.3 SO SÁNH CÁC KIỂU Ô TÔ HYBRID 12 1.1.4 SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN Ô TÔ HYBRID 13 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 23 CHƯƠNG II CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỐI HỢP NGUỒN ĐỘNG LỰC24 TRÊN Ô TÔ HYBRID 24 2.1 PHỐI HỢP NGUỒN ĐỘNG LỰC TRÊN Ô TÔ HYBRID VỚI HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC KIỂU NỐI TIẾP 24 2.2 PHỐI HỢP NGUỒN ĐỘNG LỰC TRÊN Ô TÔ HYBRID VỚI HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC KIỂU SONG SONG 26 2.2.1 SƠ ĐỒ SONG SONG DÙNG BỘ KẾT NỐI MÔMEN 27 2.2.2.HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC HYBRID DÙNG BỘ KẾT NỐI TỐC ĐỘ31 2.3 PHỐI HỢP NGUỒN ĐỘNG LỰC TRÊN Ô TÔ HYBRID VỚI HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC KIỂU HỖN HỢP 35 2.4 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 40 iv 2.4.1 CƠ SỞ THIẾT KẾ 40 2.4.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 40 KẾT LUẬN CHƯƠNG 02 44 CHƯƠNG III 45 THIẾT KẾ BỘ KẾT HỢP CÔNG SUẤT 45 3.1 TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH CÁC NGUỒN ĐỘNG LỰC TRÊN Ô TÔ HYBRID 45 3.1.2 CHỌN ĐỘNG CƠ XĂNG 49 3.2 XÂY DỰNG CÔNG THỨC TÍNH TỐN PHÂN PHỐI CƠNG SUẤT 51 3.3 THIẾT KẾ BỘ KẾT HỢP CÔNG SUẤT 55 3.3.1 CHỌN KHOẢNG CÁCH TRỤC 55 3.3.2 CHỌN CÁC THƠNG SỐ MƠĐUN VÀ GĨC NGHIÊNG CỦA BÁNH RĂNG 55 3.3.3 CHỌN SỐ RĂNG CỦA CÁC CẶP BÁNH RĂNG 55 3.3.4 TÍNH LẠI KHOẢNG CÁCH TRỤC VÀ BỀ RỘNG VÀNH RĂNG 56 3.3.5 TÍNH BỀN BÁNH RĂNG 56 3.3.6 TÍNH TỐN TRỤC HỘP SỐ 58 3.4 LẮP RÁP VÀ THỬ NGHIỆM BỘ KẾT HỢP CÔNG SUẤT 63 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 69 v DANH MỤC BẢNG BIỂU TRONG LUẬN VĂN TÊN BẢNG BIỂU TRANG Bảng 3.1 Đặc tính mơ men động điện 48 Bảng 3.2 Bảng đặc tính động đốt 50 Bảng 3.3 Bảng lực tác dụng lên bánh rang 57 Bảng 3.4 Bảng giá trị sức bền uốn 58 Bảng 3.5 Giá trị sức bền tiếp xúc 58 vi DANH MỤC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN TÊN HÌNH VẼ TRANG Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống động lực ô tô hybrid kiểu nối tiếp Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống động lực tơ hybrid kiểu song song Hình 1.3 Sơ đồ cấu tạo hệ động lực (a) chia công suất 10 (b) ô tô hybrid kiểu hỗn hợp - Toyota Prius Hình 1.4 Lohner-Porsche Mixte 15 Hình 1.5 Thị phần tơ Hybrid bán Mỹ năm 2016 18 Hình 1.6 Sản lượng tô hybrid bán số năm gần 18 số nước phát triển Hình 1.7 Ơ tơ buyt Hybrid Kamaz – 6282 (Liên bang Nga) 19 Hình 1.8 Ơ tơ Hybrid Hess light Tram ( Thụy Sĩ) 19 Hình 1.9 Mơ hình phân phối cơng suất thuộc đề tài 21 NCKH Đại học Nha Trang [] Hình 1.10 Sơ đồ hệ thống động lực ô tô hybrid chỗ 22 chế tạo Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống truyền lực ô tô hybrid kiểu nối tiếp 25 Hình 2.2 Sơ đồ song song 27 Hình 2.4 Một số thiết bị kết nối mơmen 28 Hình 2.5 Sơ đồ hai trục với hộp số đặt trước 29 Hình 2.6 Sơ đồ hai trục với kết nối mơ men đặt trước hộp 29 số Hình 2.7 Sơ đồ trục với hộp số đặt sau động 30 Hình 2.8 Sơ đồ hệ thống truyền lực song song với động 30 điện đặt sau Hình 2.9 Sơ đồ kết nối tốc độ 31 vii Hình 2.10 Hệ bánh hành tinh Willson 32 Hình 2.11 Động điện có stato khơng cố định 33 Hình 2.12 Hệ thống truyền lực hybrid sử dụng kết nối tốc 33 độ kiểu hệ bánh hành tinh Hình 2.13 Hệ thống truyền lực hybrid sử dụng kết nối tốc 34 độ kiểu transmoto Hình 2.15 Sơ đồ hệ thống truyền lực hybrid xen kẽ mômen 35 tốc độ với hệ bánh hành tinh Hình 2.16 Sơ đồ hệ thống truyền lực hybrid sử dụng xen kẽ 37 kết nối mô men tốc độ với transmotor Hình 2.17 Sơ đồ kết hợp kết nối mô men tốc độ xe 38 Toyota Prius Hình 2.18 Sơ đồ kết hợp kết nối mô men sử dụng 39 transmotor Hình 2.19 Sơ đồ hệ thống truyền lực sử dụng kết nối 39 với transmotor Hình 2.20 Sơ đồ phương án thiết kế hệ thống truyền lực ô tô 41 hybrid chỗ Hình 2.21 Chế độ động đốt 42 Hình 2.22 Chế độ động điện 42 Hình 2.23 Chế độ hybrid 43 Hình 2.24 Chế độ phanh tái sinh 43 Hình 2.25 Chế động đốt nạp điện cho ácqui 44 Hình 3.1 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô hybrid 45 Hình 3.2 Đặc tính momen động điện 49 Hình 3.3 Đường đặc tính ngồi động xăng 51 Hình 3.4 Sơ đồ tính tốn phân phối cơng suất xe hybrid 52 Hình 3.5 Mặt cắt ngang kết hợp cơng suất 61 viii Hình 3.6 Mặt trước kết hợp cơng suất 61 Hình 3.7 Trục số kết hợp cơng suất 62 Hình 3.8 Bánh số kết hợp công suất 62 Hình 3.9 Bộ kết hợp cơng suất 63 Hình 3.10 Vị trí lắp ráp kết hợp cơng suất 64 Hình 3.11 Lắp ráp kết hợp cơng suất lên giá đỡ 64 Hình 3.12 Màn hình hiển thị thiết bị Chassis Dyno ELP300 65 η + ... biểu Các phần đề tài: Mở đầu Chương Tổng quan ô tô hybrid nghiên cứu liên quan đến kết hợp công suất Chương Vấn đề phối hợp nguồn động lực ô tô hybrid Chương Thiết kế, chế tạo kết hợp công suất Kết. .. PHÁT TRIỂN Ô TÔ HYBRID 13 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 23 CHƯƠNG II CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỐI HỢP NGUỒN ĐỘNG LỰC24 TRÊN Ô TÔ HYBRID 24 2.1 PHỐI HỢP NGUỒN ĐỘNG LỰC TRÊN Ô TÔ HYBRID VỚI... ô tô, sở thiết kế máy để tiến hành thiết kế kết hợp công suất Đề tài xây dựng phương trình cân băng cơng suất chế độ làm việc khác ô tô làm sở cho việc nghiên cứu phối hợp công suất nguồn động