Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy bằng xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – điện

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CẢI TẠO XE GẮN MÁY CHẠY BẰNG XĂNG THÀNH XE GẮN MÁY HYBRID LPG – ĐIỆN (THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ) Người hướng dẫn: PGS TS TRẦN THANH HẢI TÙNG Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN NGUYÊN Số thẻ sinh viên: 103140035 Lớp: 14C4A Đà Nẵng, 06/2019 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện (Thiết kế truyền động khí) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nguyên Số thẻ sinh viên: 103140035 Lớp: 14C4A Đề tài trình bày tổng quan vấn đề nghiên cứu giới thiệu xe gắn máy hybrid Khảo sát tổng quát hệ thống truyền động sử dụng xe chọn để cải tạo mà cụ thể xe Honda LEAD 110 Fi đời 2009 Từ việc lựa chọn phương án bố trí tối ưu, đến tính tốn lực kéo sử dụng động điện, động nhiệt kết hợp hai làm việc Kết trình thực nghiệm phân tích, lựa chọn phương án để cải tạo lắp đặt động điện phía trước Tiếp theo tiến hành lắp đặt chi tiết phận lên xe sau chọn phương án bố trí khoa học, tối ưu để đảm bảo tận dụng không gian xe tăng tính thẩm mỹ cho xe sau cải tạo Vận hành chạy thử để có so sánh, đánh giá việc sử dụng nhiên liệu LPG xăng ban đầu Đánh giá khả vận hành điện, nhiên liệu LPG kết hợp hai ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: NGUYỄN VĂN NGUYÊN Số thẻ sinh viên: 103140035 Lớp: 14C4A Khoa: Cơ khí giao thơng Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Tên đề tài đồ án: Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện (Thiết kế truyền động khí) Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Theo tài liệu xe Honda Lead 110 Fi Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Chương TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Mục đích, ý nghĩa khoa học đề tài 1.2 Vấn đề lượng môi trường 1.3 Giới thiệu xe hybrid xu hướng phát triển ô tô - xe máy hybrid tương lai 1.4 Tổng quan xe gắn máy hybrid LPG – Điện 1.5 Ưu, nhược điểm động hybrid LPG – Điện so với động xăng ban đầu 1.6 Kết luận Chương KHẢO SÁT TỔNG QUÁT XE HONDA LEAD 110 Fi 2.1 Giới thiệu chung xe Honda LEAD 110 Fi 2.2 Các thông số kỹ thuật xe 2.3 Sơ đồ bố trí tổng thể ban đầu 2.4 Khảo sát hộp số vô cấp sử dụng xe Honda LEAD 110 Fi 2.5 Khảo sát ly hợp xe Honda LEAD 110 Fi 2.6 Kết luận Chương TÍNH TỐN LỰC KÉO ĐỘNG CƠ CỦA XE HYBRID LPG – ĐIỆN 3.1 Tính tốn lực kéo sử dụng động điện 3.2 Tính tốn lực kéo sử dụng động nhiệt 3.3 Tính tốn lực kéo động sử dụng kết hợp động điện động nhiệt 3.4 Kết luận Chương QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CẢI TẠO XE GẮN MÁY HYBRID 4.1 Bố trí lắp đặt động điện phía trước 4.2 Thiết kế, gia cơng ống lót nối trục chảng ba 4.3 Thiết kế, gia cơng mặt bích để lắp đặt đĩa phanh 4.4 Kết luận Chương LẮP ĐẶT CÁC CHI TIẾT VÀ BỘ PHẬN LÊN XE SAU KHI CẢI TẠO 5.1 Lắp đặt hệ thống động điện 5.2 Lắp đặt hệ thống động LPG 5.3 Kiểm tra, lắp lại vỏ xe, thử xe đánh giá 5.4 Kết luận KẾT LUẬN Bản vẽ STT Tên vẽ Cỡ vẽ Số lượng Bản vẽ sơ đồ tổng quát hệ thống truyền A3 01 động khí Bản vẽ lắp ly hợp ly tâm A3 01 Bản vẽ lắp hộp số vô cấp xe A3 01 Bản vẽ chi tiết ống lót nối trục chảng ba A3 01 Bản vẽ chi tiết mặt bích lắp đặt đĩa phanh A3 01 Bản vẽ chi tiết đệm chữ L A3 01 Bản vẽ cải tạo chảng ba A3 01 Bản vẽ sơ đồ bố trí mạch sạc lại cho ắc quy A3 01 Bản vẽ lắp gá đặt ắc quy A3 01 Tổng 09 Mô hình sản phẩm: Mẫu xe máy Hybrid LPG-Điện Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS TRẦN THANH HẢI TÙNG Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 25/02/2019 Ngày hoàn thành đồ án: 03/06/2019 Đà Nẵng, ngày 25 tháng 02 năm 2019 Trưởng Bộ mơn Ơ tơ – Máy động lực Người hướng dẫn Dương Việt Dũng Trần Thanh Hải Tùng LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với phát triển Khoa học – Kỹ thuật phương tiện giao thơng ngày trở nên đa dạng Tuy nhiên, chủ yếu phương tiện giao thông sử dụng động đốt Đây loại phương tiện phát lượng lớn khí thải độc hại mơi trường Bên cạnh đó, nhiên liệu hóa thạch ngày trở nên cạn kiệt khai thác bừa bãi người Để có biện pháp khắc phục vấn đề địi hỏi phải có loại phương tiện tham gia giao thông vừa giảm phát thải ô nhiễm môi trường, vừa tiết kiệm lượng bền vững lâu dài Nắm bắt điều này, nhóm chúng em thực đề tài Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện Với đề tài này, vừa tiết kiệm lượng nhờ vận hành điện, vừa giảm lượng phát thải môi trường Đề tài thực với tiêu chí: tiết kiệm lượng, thân thiện với mơi trường, gọn gàn có tính thẩm mỹ cao Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn góp ý tận tình thầy PGS TS Trần Thanh Hải Tùng, thầy GS TSKH Bùi Văn Ga thầy ThS Võ Anh Vũ khoảng thời gian nhóm thực đồ án Trong suốt q trình làm đồ án khơng tránh khỏi sai sót kiến thực cịn hạn chế, chúng em mong nhận góp ý q thầy để chúng em hồn thành sản phẩm tốt Em xin chân thành cảm ơn! i CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết thực nghiên cứu, cải tạo đồ án trung thực Những phần sử dụng tài liệu tham khảo đồ án nêu rõ phần tài liệu tham khảo Mọi giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc rõ ràng phép cơng bố Nếu có sai sót xảy tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm chịu kỷ luật môn nhà trường đề Sinh viên thực Nguyễn Văn Nguyên ii MỤC LỤC Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp Lời nói đầu i Cam đoan Mục lục Danh sách bảng biểu, hình vẽ sơ đồ ii iii v Danh sách ký hiệu, chữ viết tắt viii Trang MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU .2 1.1 Mục đích, ý nghĩa khoa học đề tài 1.2 Vấn đề lượng môi trường 1.2.1 Vấn đề lượng 1.2.2 Vấn đề môi trường 12 1.3 Giới thiệu xe hybrid xu hướng phát triển ô tô – xe máy hybrid tương lai 15 1.3.1 Giới thiệu xe hybrid .15 1.3.2 Xu hướng phát triển ô tô – xe máy hybrid tương lai 17 1.4 Tổng quan xe gắn máy hybrid LPG – Điện 18 1.5 Ưu, nhược điểm động hybrid LPG – Điện so với động xăng ban đầu .18 1.5.1 Ưu điểm .18 1.5.2 Nhược điểm 18 1.6 Kết luận 19 Chương 2: KHẢO SÁT TỔNG QUÁT XE HONDA LEAD 110 Fi 20 2.1 Giới thiệu chung Honda LEAD 110 Fi 20 2.2 Các thông số kỹ thuật xe 21 2.3 Sơ đồ bố trí tổng thể ban đầu .22 2.4 Hộp số vô cấp sử dụng xe 22 2.4.1 Sơ đồ cấu tạo .23 2.4.2 Nguyên lý hoạt động 24 2.5 Khảo sát đặc điểm ly hợp xe Honda LEAD 110 Fi 25 iii 2.5.1 Kết cấu ly hợp 25 2.5.2 Nguyên lý hoạt động 27 2.6 Kết luận 28 Chương 3: TÍNH TỐN LỰC KÉO ĐỘNG CƠ CỦA XE HYBRID LPG – ĐIỆN .29 3.1 Tính tốn lực kéo động sử dụng động điện .29 3.2 Tính tốn lực kéo động sử dụng động nhiệt 30 3.2.1 Tính chọn động nhiệt .30 3.2.2 Tính tốn tính xe gắn máy chạy động nhiệt 31 3.3 Tính tốn lực kéo động sử dụng kết hợp động điện động nhiệt .36 3.4 Kết luận 37 Chương 4: QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM THIẾT KẾ VÀ CẢI TẠO XE GẮN MÁY HYBRID 38 4.1 Bố trí lắp đặt động điện phía trước 38 4.1.1 Cải tạo phuộc để lắp trục bánh xe điện 38 4.1.2 Cải tạo chảng ba để lắp đặt bánh xe động điện 39 4.2 Thiết kế ống lót nối trục chảng ba .41 4.3 Thiết kế mặt bích để lắp đặt đĩa phanh .42 4.4 Kết luận 44 Chương 5: LẮP ĐẶT CÁC CHI TIẾT VÀ BỘ PHẬN LÊN XE SAU KHI CẢI TẠO .45 5.1 Lắp đặt hệ thống động điện phía trước 45 5.1.1 Lắp đặt hệ thống phanh đĩa 45 5.1.2 Lắp đặt bánh xe động điện .46 5.1.3 Gá đặt ắc quy .48 5.2 Lắp đặt hệ thống LPG 50 5.2.1 Bố trí gá đặc phụ kiện GATEC-27 50 5.2.2 Bố trí lắp đặt bình chứa LPG 52 5.3 Kiểm tra, lắp đặt lại vỏ xe, thử xe đánh giá 53 5.3.1 Kiểm tra, lắp đặt lại vỏ xe 53 5.3.2 Thử xe đánh giá 53 5.4 Kết luận 54 KẾT LUẬN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 iv DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ Bảng 2.1 Thơng số kỹ thuật xe Honda LEAD 110 Fi 2009 Bảng 3.1 Kết tính tốn lực kéo theo vận tốc chuyển động xe Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật động nhiệt Bảng 3.3 Kết tính tốn mơ men công suất Bảng 3.4 Biến thiên tỷ số truyền hộp số vô cấp theo tốc độ động Bảng 3.5 Kết tính tốn động lực học động nhiệt Bảng 3.6 Kết tính tốn lực kéo kết hợp hai nguồn động lực Bảng 5.1 Thông số ắc quy Bảng 5.2 Kết đánh giá thực nghiệm Hình 1.1 Mức tiêu thụ nguồn lượng giới 1970 – 2025 (Đơn vị nghìn triệu triệu BTU) Hình 1.2 Nhà máy điện hạt nhân Hình 1.3 Ơ tơ Aspire Ford sử dụng khí nén tự nhiên (CNG) Hình 1.4 Sản xuất ứng dụng lượng sinh khối Hình 1.5 Quy trình khai thác điện địa nhiệt Hình 1.6 Nhà máy thủy điện Hình 1.7 Tuabin gió Hình 1.8 Mơ hình tơ sử dụng lượng mặt trời Hình 1.9 Mơ hình khai thác điện từ lượng thủy triều Hình 1.10 Khai thác điện từ sóng biển Hình 1.11 Ơ nhiễm mơi trường từ q trình cơng nghiệp hóa Hình 1.12 Diện tích rừng ngày bị thu hẹp Hình 1.13 Lượng khí thải CO2 sinh sử dụng lượng hóa thạch (Đơn vị tỷ tấn) Hình 1.14 Cấu tạo xe hybrid nối tiếp (trái) song song (phải) Hình 1.15 Toyota Prius Hybrid 1997 Hình 1.16 Ơ tô Toyota Prius Plug-In Hybrid (trái) xe tay ga Honda PCX Hybrid (phải) Hình 2.1 Honda LEAD 110 Fi 2009 Hình 2.2 Sơ đồ bố trí tổng thể ban đầu xe LEAD Hình 2.3 Hộp số vơ cấp trang bị xe Honda LEAD Hình 2.4 Sơ đồ hộp số vô cấp khảo sát xe Honda LEAD Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hộp số vơ cấp v Hình 2.6 Ly hợp ly tâm xe Honda LEAD 110 Fi Hình 2.7 Vỏ nồi ly hợp Hình 2.8 Bộ guốc ma sát đĩa guốc văng Hình 2.9 Trục trung tâm Hình 2.10 Sơ đồ nguyên lý hoạt động ly hợp ly tâm Hình 3.1 Đồ thị đặc tính lực kéo xe máy điện Hình 3.2 Đồ thị đặc tính tốc độ động nhiệt Hình 3.3 Đồ thị lực kéo động nhiệt Hình 3.4 Đồ thị lực kéo động nhiệt động điện Hình 3.5 Đồ thị lực kéo kết hợp động điện động nhiệt Hình 4.1 Phuộc trước sử dụng xe Honda LEAD trước cải tạo Hình 4.2 Phuộc trước sau cải tạo Hình 4.3 Đệm chữ L để chống xoay trục Hình 4.4 Phương án cải tạo chảng ba cách nối phuộc Hình 4.5 Chảng ba cũ (trái) chảng ba (phải) Hình 4.6 Bản vẽ kết cấu chảng ba cũ (trái) (phải) Hình 4.7 Bản vẽ thiết kế ống lót nối trục chảng ba Hình 4.8 Ống lót nối trục lắp chảng ba Hình 4.9 May bánh xe trước xe LEAD Hình 4.10 Bản vẽ thiết kế mặt bích Hình 4.11 Hình dạng mặt bích thiết kế Hình 5.1 May đĩa phanh bánh xe (trước) trước cải tạo Hình 5.2 Mặt bích gắn bánh xe điện để lắp đĩa phanh Hình 5.3 Đĩa phanh sau lắp phần may mặt bích Hình 5.4 Lắp phuộc vào chảng ba sau cải tạo Hình 5.5 Lắp bánh xe điện lên phuộc Hình 5.6 Lắp đặt lại cụm piston hệ thống phanh đĩa Hình 5.7 Ắc quy dùng để cấp nguồn cho động điện Hình 5.8 Phương án bố trí ắc quy cốp xe Hình 5.9 Phương án bố trí ắc quy vị trí đặt bình xăng trước cải tạo Hình 5.10 Phần khơng gian để bố trí gá đặt ắc quy động điện Hình 5.11 Thiết kế giá đỡ gá đặt ắc quy (trái) chế tạo giá đỡ ắc quy (phải) Hình 5.12 Thay bình xăng (trái) thành ắc quy cung cấp cho động điện (phải) Hình 5.13 Bộ phụ kiện GATEC-27 Hình 5.14 Bố trí phụ kiện GATEC-27 Hình 5.15 Phương án bố trí bình chứa LPG cốp xe vi Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện (Thiết kế truyền động khí) Hình 4.9 May bánh xe trước xe LEAD Khi thay bánh xe điện vào bánh trước xe cấu trúc vành bánh xe điện hồn tồn khác so với bánh trước xe LEAD nên lắp đặt lại đĩa phanh hệ thống phanh đĩa Để lắp đặt lại đĩa phanh, cần thiết kế mặt bích cho phù hợp với kết cấu vành bánh xe điện đĩa phanh Hình 4.10 Bản vẽ thiết kế mặt bích Hình dạng mặt bích lắp đĩa phanh thiết kế hình 4.11 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nguyên Hướng dẫn: Trần Thanh Hải Tùng 43 Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện (Thiết kế truyền động khí) Hình 4.11 Hình dạng mặt bích thiết kế 4.4 Kết luận Lựa chọn lắp đặt cụm bánh xe điện phía trước tính đơn giản, dễ tháo lắp, sửa chữa đồng thời đơn giản hóa việc kết hợp cơng suất động điện động nhiệt Tuy nhiên để lắp đặt động điện vào vị trí bánh xe trước cần phải tiến hành cải tạo lại chảng ba nhằm tăng khoảng cách hai phuộc trước, tăng chiều cao đầu xe với trước cải tạo Ngoài ra, bánh xe động điện sử dụng phanh trống guốc nên muốn lắp đặt lại hệ thống phanh đĩa trước cải tạo cần thiết kế chế tạo mặt bích để lắp lại đĩa phanh Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nguyên Hướng dẫn: Trần Thanh Hải Tùng 44 Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện (Thiết kế truyền động khí) Chương 5: LẮP ĐẶT CÁC CHI TIẾT VÀ BỘ PHẬN LÊN XE SAU KHI CẢI TẠO 5.1 Lắp đặt hệ thống động điện phía trước 5.1.1 Lắp đặt hệ thống phanh đĩa Hình 5.1 May đĩa phanh bánh xe (trước) trước cải tạo Trước cải tạo, bánh xe trước xe LEAD có phần may dài nên dễ dàng lắp đặt đĩa phanh (hình 5.1) Tuy nhiên, thay bánh xe điện vào bánh trước xe LEAD buộc phải gia cơng mặt bích để lắp đĩa phanh Hình 5.2 Mặt bích gắn bánh xe điện để lắp đĩa phanh Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nguyên Hướng dẫn: Trần Thanh Hải Tùng 45 Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện (Thiết kế truyền động khí) Mặt bích sau gia cơng gắn vào bánh xe điện mối ghép bulong (hình 5.2) Sau tiến hành lắp đĩa phanh lên hình 5.3 Hình 5.3 Đĩa phanh sau lắp lên phần may mặt bích 5.1.2 Lắp đặt bánh xe động điện Sau gia cơng mặt bích lắp đĩa phanh, cải tạo phuộc chảng ba, tiến hành lắp đặt hệ thống bánh xe điện phía trước Bao gồm bước: - Lắp phuộc vào chảng ba: Việc tháo, lắp phuộc vào chảng ba hoàn toàn giống với việc tháo, lắp vào chảng ba cũ, khác biệt Hình 5.4 Lắp phuộc vào chảng ba sau cải tạo Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nguyên Hướng dẫn: Trần Thanh Hải Tùng 46 Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện (Thiết kế truyền động khí) - Lắp bánh xe điện: Vì phuộc trước cải tạo xẻ dọc phía nên việc lắp bánh xe điện tiến hành lắp từ lên Đồng thời sử dụng đệm chữ L (hình 4.3) để giữ cho bánh xe khơng bị tụt chống xoay trục bánh xe Hình 5.5 Lắp bánh xe điện lên phuộc - Lắp đặt lại hệ thống phanh đĩa: Lắp lại cụm piston phanh đĩa trước vào phuộc sau tiến hành bổ sung lại dầu phanh, xả khí để trách tượng lọt khí vào dịng dẫn động phanh Hình 5.6 Lắp đặt lại cụm piston hệ thống phanh đĩa Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nguyên Hướng dẫn: Trần Thanh Hải Tùng 47 Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện (Thiết kế truyền động khí) 5.1.3 Gá đặt ắc quy 5.1.3.1 Chọn ắc quy Hình 5.7 Ắc quy dùng để cấp nguồn cho động điện Ắc quy lựa chọn sử dụng ắc quy TH 6-DZM-14 có xuất xứ từ Trung Quốc với thông số cho bảng 5.1 Bảng 5.1 Thông số ắc quy Ắc quy TH ALASKA Battery 6-DZM-14 Điện áp 12V Dung lượng 14Ah Dài 151mm Rộng 106mm Cao 99mm Trọng lượng 4,35kg 5.1.3.2 Gá đặt ắc quy a Chọn phương án bố trí ắc quy động điện - Phương án 1: Bố trí ắc quy cốp xe Hình 5.8 Phương án bố trí ắc quy cốp xe Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nguyên Hướng dẫn: Trần Thanh Hải Tùng 48 Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện (Thiết kế truyền động khí) Phương án có ưu điểm khơng gian rộng rãi, kín nên khơng lo ngại vấn đề bị nước mưa thấm vào Tuy nhiên, nhược điểm phương án bố trí khó gá đặt bình ắc quy thành cụm, ắc quy có trọng lượng tương đối nặng nên dễ rung xóc di chuyển tốc độ cao qua đoạn đường nhấp nhô, - Phương án 2: Bố trí ắc quy vị trí đặt bình xăng trước cải tạo Hình 5.9 Phương án bố trí ắc quy vị trí đặt bình xăng trước cải tạo Phương án có nhiều ưu điểm trọng tâm thấp nên chạy tốc độ cao ổn định, dễ gá đặt không gây tượng rung xóc chạy tốc độ cao hay qua đoạn đường nhấp nhô Tuy nhiên nhược điểm dễ thấm nước trời mưa qua vũng nước đọng Với nhược điểm hoàn toàn khắc phục việc thiết kế phần gá ắc quy kín sử dụng vật liệu kết dính để chống thấm nước b Thiết kế giá đỡ gá đặt ắc quy Ắc quy lựa chọn có kích thước tổng thể dài x rộng x cao 151mm x 106mm x 99mm Từ đó, kết hợp với kích thước phần khơng gian bố trí bình xăng trước để thiết kế giá đỡ để gá đặt ắc quy Hình 5.10 Phần khơng gian để bố trí gá đặt ắc quy động điện Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nguyên Hướng dẫn: Trần Thanh Hải Tùng 49 Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện (Thiết kế truyền động khí) Lựa chọn phương án xếp bình ắc quy cho tận dụng tối đa kích thước ắc quy kích thước khoảng khơng gian cần bố trí Từ đó, chọn phương án thiết kế giá đỡ gá đặt ắc quy có hình dạng hình 5.11 Hình 5.11 Thiết kế giá đỡ gá đặt ắc quy (trái) chế tạo giá đỡ ắc quy (phải) Sau thiết kế chế tạo giá đỡ gá đặt ắc quy, tiến hành lắp đặt lên xe gá chặt mối ghép bulong đai ốc Hình 5.12 Thay bình xăng (trái) thành ắc quy cung cấp cho động điện (phải) 5.2 Lắp đặt hệ thống LPG 5.2.1 Bố trí gá đặc phụ kiện GATEC-27 5.2.1.1 Giới thiệu phụ kiện GATEC-27 Bộ phụ kiện GATEC-27 giúp chuyển đổi từ xe chạy xăng sang chạy gas Khi sử dụng phụ kiện chạy hai nhiên liệu (hoặc xăng gas) - Khi chạy xăng, tính xe trước cải tạo - Khi chạy gas LPG, theo [7]: + Tiêu thụ nhiên liệu: kilogam gas LPG xe chạy quãng đường tương đương với lít xăng + Giảm 80% phát thải CO, 60% phát thải HC so với chạy xăng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nguyên Hướng dẫn: Trần Thanh Hải Tùng 50 Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện (Thiết kế truyền động khí) + Tăng tuổi thọ động + Chuyển đổi qua lại xăng LPG dễ dàng 5.2.1.2 Bố trí gá đặt phụ kiện GATEC-27 Hình 5.13 Bộ phụ kiện GATEC-27 Bộ phụ kiện GATEC-27 dùng để cung cấp LPG cho động chuyển đổi từ động chạy nhiên liệu xăng thành động chạy nhiên liệu LPG Tuy nhiên dễ dàng chuyển đổi qua lại chạy xăng chạy gas LPG Hình 5.14 Bố trí phụ kiện GATEC-27 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nguyên Hướng dẫn: Trần Thanh Hải Tùng 51 Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện (Thiết kế truyền động khí) Bộ phụ kiện GATEC-27 bố trí cạnh động vừa dễ dàng cấp nhiên liệu cho động vừa giảm chiều dài ống dẫn tổn thất đường ống Ngoài ra, việc bố trí phụ kiện cạnh động cịn đảm bảo tận dụng khơng gian tăng tính thẩm mỹ cho xe sau cải tạo 5.2.2 Bố trí lắp đặt bình chứa LPG Có phương án bố trí bình chứa LPG là: - Bố trí vị trí bình xăng cũ trước - Bố trí cốp xe Đối với phương án bố trí cốp xe đem lại ưu điểm vượt trội so với việc bố trí vị trí bình xăng cũ không gian rộng rãi, dễ gá đặt, dễ tháo lắp để nạp khí vào bình kiểm tra áp suất nhiên liệu bình Mặt khác, khu vực bình xăng cũ trước dành cho việc bố trí ắc quy hợp lý Hình 5.15 Phương án bố trí bình chứa LPG cốp xe Sau chọn phương án bố trí gá đặt ắc quy cốp xe, tiến hành cải tạo gá đặt thực tế bình chứa LPG Hình 5.16 Bố trí gá đặt bình chứa LPG cốp xe Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nguyên Hướng dẫn: Trần Thanh Hải Tùng 52 Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện (Thiết kế truyền động khí) 5.3 Kiểm tra, lắp đặt lại vỏ xe, thử xe đánh giá 5.3.1 Kiểm tra, lắp đặt lại vỏ xe Kiểm tra lại xe sau cải tạo xem có gặp vấn đề khơng để kịp thời khắc phục trước chạy thử nghiệm Đặc biết kiểm tra phần gá đặt ắc quy, bình chứa LPG, kiểm tra đầu nối mạch điện, mạch sạc lại cho ắc quy để đảm bảo không xảy tượng rơ lỏng, đứt gãy trình gá đặt trước lắp đặt lại vỏ xe Tiến hành lắp đặt lại vỏ xe vệ sinh xe trước chạy thực nghiệm Hình 5.17 Lắp đặt lại vỏ xe sau cải tạo 5.3.2 Thử xe đánh giá 5.3.2.1 Thử xe Tiến hành thử xe chế độ vận hành khác điều kiện sử dụng khác để có đánh giá tổng quát đặc tính làm việc xe sau cải tạo: - Trọng lượng xe tăng thêm sau cải tạo - Chế độ tải - Tiêu hao lượng sử dụng động xăng, động điện động LPG - Khả tăng tốc - Khả sạc lại cho ắc quy chạy động nhiệt Trước thử xe phải nạp đầy ắc quy, sạc đầy bình chứa LPG vận hành điều kiện đầy tải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nguyên Hướng dẫn: Trần Thanh Hải Tùng 53 Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện (Thiết kế truyền động khí) Hình 5.18 Chạy thực nghiệm đường phố 5.3.2.2 Đánh giá kết thực nghiệm Bảng 5.2 Kết đánh giá thực nghiệm Chỉ tiêu đánh giá Khối lượng xe Kết Trước cải tạo 114kg Chế độ tải Chế độ vận hành Tiêu hao nhiên liệu Tốc độ tối đa Khả tăng tốc Lượng khí thải Chế độ sạc lại Sau cải tạo 140kg Chở người 130kg + Bình chứa LPG 18kg Xăng LPG Điện 46km/lít xăng 80km/kg LPG 17km/lần sạc đầy >70km/h >70km/h 32km/h 060km/h 10s 060km/h10s 035km/h40s 100% 20% Khi 12km động nhiệt sạc cho ắc quy động điện 1,5km 5.4 Kết luận Kết thực nghiệm cho thấy hiệu sử dụng nhiên liệu LPG xe gắn máy nói riêng phương tiện giao thơng nói chung hiệu quả, vừa tiết kiệm chi phí cho nhiên liệu, vừa giảm phát thải môi trường Do hạn chế không gian bố trí dung lượng ắc quy nên quãng đường xe vận hành điện ngắn Trong tương lai cải tiến để tăng quãng đường sử dụng điện lên nhiều Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nguyên Hướng dẫn: Trần Thanh Hải Tùng 54 Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện (Thiết kế truyền động khí) KẾT LUẬN Qua q trình thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện (Thiết kế truyền động khí) đến số kết luận sau: - Việc cải tạo xe gắn máy từ chạy xăng thành xe hybrid chạy LPG – Điện thực xe Honda LEAD 110 Fi đời 2009 nhờ ưu điểm dịng xe tính phổ biến, cốp chứa đồ rộng, kiểu dáng phù hợp với người - Thực cải tạo xe LEAD dễ thực hiện, việc bố trí động điện, ắc quy bình chứa nhiên liệu LPG dễ dàng có tính thẩm mỹ cao - Sử dụng loại động điện chiều khơng chổi than hoạt động chế độ động chế độ máy phát Động điện gắn trực tiếp vào vành bánh xe Bánh xe động điện lựa chọn lắp đặt phía trước cải tạo từ sử dụng phanh trống guốc thành phanh đĩa thủy lực - Hệ thống truyền lực giữ nguyên, động nhiệt chuyển từ sử dụng nhiên liệu xăng thành nhiên liệu LPG nhờ sử dụng phụ kiện GATEC-27 Với phụ kiện này, vừa vận hành xe nhiên liệu LPG chạy xăng cần thiết - Chuyển từ việc cấp xăng hệ thống phun điện tử thành cấp LPG qua họng hút nhờ tính đơn giản - Một sạc bố trí hốc chứa đồ nhỏ phía đầu xe để sạc điện trực tiếp cho ắc quy từ lưới điện xe không sử dụng - Mạch tự nạp điện cho ắc quy thiết kế để xe tự nạp lại cho ắc quy 48V động điện hoạt động chế độ máy phát như: phanh, xe đổ dốc xe chạy hoàn toàn động LPG - Kết thực nghiệm cho thấy khả vận hành nhiên liệu LPG ổn định, tăng tốc tốt, lượng phát thải ô nhiễm thấp so với nhiên liệu xăng Khả vận hành động điện êm ái, không gây tiếng ồn Một số điểm hạn chế trình thực đề tài: - Do hạn chế mặt thời gian chi phí, q trình cải tạo thay động điện 800W thay động 1200W tính tốn ban đầu Kết dẫn đến giá trị lực kéo vận tốc xe vận hành điện không đạt mong đợi - Do hạn chế chi phí khơng gian bố trí ắc quy động điện nên khơng thể lựa chọn ắc quy có dung lượng lớn để tăng thời gian quảng đường vận hành xe chạy điện Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nguyên Hướng dẫn: Trần Thanh Hải Tùng 55 Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện (Thiết kế truyền động khí) Hướng nghiên cứu tiếp theo: - Tiếp tục đo đạc thực nghiệm để đánh giá mức độ phát thải xe hybrid so với xe chạy xăng ban đầu - Nghiên cứu phương án phun LPG điều khiển điện tử thay cho phương án cấp LPG qua họng hút - Tiếp tục cải thiện để tăng thời gian vận hành điện Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nguyên Hướng dẫn: Trần Thanh Hải Tùng 56 Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện (Thiết kế truyền động khí) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Văn Ga, Nguyễn Quân, Nguyễn Hương, “Thiết kế xe gắn máy hybrid” (Tạp chí Khoa học – Cơng nghệ Đại học Đà Nẵng, số 4(33)/2009, pp, 20-27 [2] Bùi Văn Ga, Nguyễn Quân, “Xe gắn máy hybrid điện – gas” (Tạp chí Giao thơng Vận tải 1÷2/2008, pp, 49-51 68) [3] Bùi Văn Ga, Trần Thanh Hải Tùng, Hồ Sĩ Xuân Diệu, “Hệ thống động lực ô tô hybrid chỗ ngồi sử dụng điện khí dầu mỏ hóa lỏng LPG”, (Tạp chí nghiên cứu phát triển – Sở Khoa học Công nghệ Thừa Thiên – Huế, số 6(77)/2009, pp, 57-65) [4] Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng, “Lý thuyết ô tô máy kéo”, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2005 [5] Lê Văn Tụy, “Bài tập Ơ tơ hybrid” [6] Catalogue Honda LEAD 110 Fi 2009 [7] http://dongcobiogas.com/vi/huong-dan/lap-dat-gatec-25.html Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nguyên Hướng dẫn: Trần Thanh Hải Tùng 57 ... 15 Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện (Thiết kế truyền động khí) Hình 1.14 Cấu tạo xe hybrid nối tiếp (trái) song song (phải) 1.3.1.2 Hybrid song song Hybrid. .. Toyota Prius Plug-In Hybrid (Trái) xe tay ga Honda PCX Hybrid (Phải) 1.4 Tổng quan xe gắn máy hybrid LPG – Điện Xe gắn máy hybrid LPG – Điện kết hợp lắp đặt động điện lên xe gắn máy sử dụng động... xuất xe ô tô, xe máy nước giới hướng đến Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nguyên Hướng dẫn: Trần Thanh Hải Tùng 19 Thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy xăng thành xe gắn máy hybrid LPG – Điện (Thiết kế