(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế cải tạo xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tô hybrid LPG điện để vận chuyển rác trong thành phố

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG THIẾT KẾ CẢI TẠO XE MƠ TÔ BA BÁNH CHẠY XĂNG THÀNH XE MÔ TÔ BA BÁNH HYBRID LPG – ĐIỆN ĐỂ VẬN CHUYỂN RÁC TRONG THÀNH PHỐ Sinh viên thực hiện: NGUYỄN HỮU BẢO CAO VĂN TRUNG PHẠM THẾ DUY Đà Nẵng – Năm 2019 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế cải tạo xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tô Hybrid LPG-Điện Sinh viên thực hiện: Cao Văn Trung Phạm Thế Duy Nguyễn Hữu Bão Số thẻ SV: 103140125 Lớp: 14C4B 103140082 103140068 Nội dung đồ án có phần chính, bao gồm: Phần 1: Tổng quan đề tài nghiên cứu: + Mục đích nghĩa đề tài nghiên cứu; + Tổng quan nguồn lượng nay,vấn đề ô nhiễm môi trường tác động mà gây nguồn nguyên liệu hóa thạch dần cạn kiệt; + Tình hình ứng dụng mô tô ba bánh chở rác Việt Nam: mô tô ba bánh chạy xăng mô tô ba bánh chạy điện; + Tình hình nghiên cứu xe mơ tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tô ba bánh hybrid LPG-Điện Việt Nam: xe mô tô ba bánh chạy Xăng- LPG, xe mô tô ba bánh chạy LPG-Điện; + Ơ tơ hybrid: xu hướng phân loại ô tô hybrid nay; Phần 2: Thiết kế lắp đặt hệ thống điện động lực cho xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tô ba bánh hybrid LPG-Điện: + Thiết kế cải tạo xe mô tô ba bánh có sẵn thành xe mơ tơ ba bánh hybrid: lắp đặt động điện động nhiệt.; + Cải tạo chắn ba, gá đặt ắc quy cho động điện, thiết kế bố trí hệ thống truyền động, tính tốn động học tính xe; + Phối hợp sử dụng hai nguồn động lực, phân tích đặc tính làm việc xe hybrid ; + Thiết kế hệ thống điều khiển cho xe lắp đặt ly hợp điện từ; Phần 3: Thiết kế chế tạo hệ thống cung cấp LPG cho xe mô tô ba bánh hybrid + Nguồn gốc sản xuất thành phần LPG; + Tính tốn cấp nhiên liệu cho xe mô tô ba bánh ; + Thiết kế gá lắp phụ kiện cung cấp LPG cho động xe mơ tơ ba bánh Mặc dù có nhiều cố gắng việc thực hiện, kiến thức kinh nghiệm cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Em kính mong có góp ý thầy cô để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! 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: Cao Văn Trung Số thẻ sinh viên: 103140125 Phạm Thế Duy Số thẻ sinh viên: 103140082 Nguyễn Hữu Bão Khoa: Cơ Khí Giao Thơng Số thẻ sinh viên: 103140068 Ngành: Kỹ thuật khí Lớp: 14C4B Tên đề tài đồ án: Thiết kế cải tạo xe mô tô ba bánh chyạ xăng thành xe mô tô ba bánh hybrid LPG-Điện Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Dựa xe mô tô ba bánh hybrid chạy Xăng – LPG chế tạo thầy khoa khí giao thơng Nhóm có số liệu ban đầu xe tổng thể thông số động học xe Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Phần 1: Tổng quan đề tài nghiên cứu Phần 2: Thiết kế lắp đặt hệ thống điện động lực cho xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tô ba bánh hybrid LPG-Điện Phần 3: Thiết kế chế tạo hệ thống cung cấp LPG cho xe mô tô ba bánh hybrid Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): Các vẽ: + Bản vẽ sơ đồ hệ thống cung cấp LPG – A3 + Bản vẽ hòa trộn cung cấp LPG – A3 + Bản vẽ phụ kiện GATEC 27 – A3 + Bản vẽ xe trước sau cải tạo – A3 + Bản vẽ cải tạo chắn ba lắp động điện – A3 + Bản vẽ đồ gá bình điện – A3 + Bản vẽ sơ đồ hệ thống điện – A3 + Bản vẽ ly hợp – A3 + Bản vẽ họng Venturi-A3 + Bản vẽ taplo trước sau cải tạo-A3 + Bản vẽ đầu nối phun LPG-A3 + Bản vẽ lắp tay ga trước cải tạo-A3 Họ tên người hướng dẫn: GS.TSKH Bùi Văn Ga, Ths Võ Anh Vũ Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hồn thành đồ án: Trưởng Bộ mơn PGS.TS Dương Việt Dũng 25 /02 /2019 02 /06 /2019 Đà Nẵng, ngày 03 tháng 06 năm 2019 Người hướng dẫn GS.TSKH Bùi Văn Ga LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển kinh tế, công công nghiệp hóa đại hóa đời sống người dân giới nói chung nước ta nói riêng cải thiện rõ rệt Cùng với việc rác thải ngày tăng, vấn đề thu gom gặp nhiều vấn đề Đặc biệt năm gần tốc độ tăng trưởng nhanh kinh tế dân số khiến cho tình trạng nhiễm môi trường trở nên trầm trọng, sức ép nguồn nguyên-nhiên liệu ngày tăng Trong bối cảnh đó, hạn chế nhiễm mơi trường sử dụng hiệu nguồn tài nguyên thiên nhiên mục tiêu quan trọng có ý nghĩa sống cịn nhân loại, thực tất lĩnh vực có giao thơng vận tải môi trường Song song với việc sử dụng nguồn nhiên liệu khơng gây ô nhiễm, cải tiến động đốt nhằm nâng cao hiệu suất giảm nhiễm sử dụng công nghệ Hybrid biện pháp khả thi nhiều hãng xe lớn nghiên cứu áp dụng Đề tài nhóm chúng em Thiết kế cải tạo xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tô ba bánh Hybrid LPG-Điện Đây đề tài mẻ Việt Nam Trong thời gian thực đồ án, nhóm chúng em cố gắng vận dụng kiến thức công nghệ Hybrid để áp dụng vào thiết kế xe, nhiên nhiều hạn chế kiến thức kinh nghiệm nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong nhận thông cảm bảo, góp ý từ thầy bạn bè đề tài hoàn thiện Cuối cùng, chúng em xin gửi lời cảm ơn tới thầy Bùi Văn Ga thầy cô khoa Cơ khí giao thơng tận tình bảo, hướng dẫn giúp đỡ để chúng em hồn thành đồ án tốt nghiệp Đà Nẵng, ngày 03 tháng năm 2019 i CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp tự thực hướng dẫn GS.TSKH Bùi Văn Ga Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa công bố hình thức trước Những số liệu, thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc rõ ràng phép công bố Nếu phát có gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung đồ án Đà Nẵng, ngày 03 tháng năm 2019 Sinh viên thực Cao Văn Trung Phạm Thế Duy Nguyễn Hữu Bão ii MỤC LỤC Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án Lời nói đầu cảm ơn i Lời cam đoan liêm học thuật Mục lục Danh sách bảng biểu, hình vẽ sơ đồ ii iii vi Danh sách cụm từ viết tắt x Trang MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Mục đích, ý nghĩa đề tài 1.2 Tổng quan lượng 1.2.1 Ơ nhiễm mơi trường, gia tăng nhiệt độ khí quyển, biến đổi khí hậu 1.2.2 Hậu gia tăng nhiệt độ khí 1.2.3 Viễn cảnh nhiên liệu hóa thạch 1.3 Tình hình ứng dụng mơ tơ ba bánh chở rác Việt Nam 1.3.1 Mô tô ba bánh chạy xăng 10 1.3.2 Mô tô ba bánh chạy điện chở rác 11 1.4 Tình hình nghiên cứu xe mơ tơ ba bánh chạy xăng thành xe mô tô ba bánh hybrid LPG-Điện Việt Nam 14 1.4.1 Xe mô tô ba bánh hybrid chạy Xăng - LPG 14 1.4.2 Xe mô tô ba bánh hybrid chạy Xăng – Điện 15 1.5 Ơ tơ hybrid 15 1.5.1 Khái niệm chung 15 1.5.2 Xu hướng phát triển ôtô hybrid 15 1.5.3 Phân loại ôtô hybrid 17 iii 1.6 Kết luận 21 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG LỰC CHO XE MÔ TÔ BA BÁNH CHẠY XĂNG THÀNH XE MÔ TÔ BA BÁNH HYBRID LPG-ĐIỆN 22 2.1 Thiết kế cải tạo xe mơ tơ ba bánh có sẵn thành xe mô tô ba bánh hybrid 22 2.1.1 Phân tích chọn loại xe gắn máy để cải tạo 22 2.1.2 Phân tích phương án lắp đặt động điện động nhiệt 23 2.1.3 Thiết kế lắp đặt động điện phía trước 25 2.1.4 Thiết kế hệ thống bổ sung 27 2.2 Thiết kế bố trí hệ thống truyền động cho xe gắn máy hybrid 30 2.2.1 Phân tích phương án phối hợp công suất 30 2.2.2 Thiết kế bố trí động điện 32 2.2.3 Tính tốn động học xe gắn máy chạy điện 33 2.2.4 Tính tốn tính xe gắn máy chạy điện 36 2.3 Phối hợp sử dụng nguồn động lực xăng-điện xe gắn máy hybrid 41 2.3.1 Phân tích đặc tính làm việc động xe gắn máy 41 2.3.2 Phân tích đặc tính làm việc động điện BLDC 50 2.3.3 Thiết kế hệ thống điều khiển xe gắn máy hybrid 52 2.4 Nâng cao công suất hiệu suất xe gắn máy hybrid 53 2.4.1 Mục đích, yêu cầu 53 2.4.2 Các giải pháp nâng cao hiệu sử dụng lượng xe gắn máy hybrid 54 2.4.3 Nghiên cứu thiết kế ly hợp cắt truyền động từ bánh xe đến động nhiệt chạy điện 57 2.5 Kết luận 60 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CUNG CẤP LPG CHO XE MÔ TÔ BA BÁNH 61 3.1 Giới thiệu nhiên liêụ LPG 61 3.1.1 Nguồn gốc thành phần 61 iv 3.1.2 Một số đặc tính LPG 65 3.1.3 Tình hình sử dụng LPG cho xe gắn máy 67 3.2 Lưu trữ khí dầu mỏ hóa lỏng LPG 68 3.2.1 Phân tích phương án chứa LPG ô tô xe gắn máy 68 3.2.2 Thiết kế bình chứa LPG cho xe mô tô ba bánh 69 3.3 Tính tốn cấp nhiên liệu LPG cho động xe mô tô ba bánh 70 3.3.1 Tính tốn nhiệt động xăng 70 3.3.2 Tính tốn nhiệt động sử dụng LPG 80 3.3.3 Tính tốn thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho động 89 3.4 Chế tạo lắp đặt hệ thống cung cấp LPG cho động xe mô tô ba bánh 91 3.4.1 Sử dụng phụ kiện GATEC 27 để cấp LPG cho động 91 3.4.2 Chế tạo họng khuếch tán lắp đặt hệ thống cung cấp LPG 92 3.5 Mô trình cấp nhiên liệu LPG 93 3.5.1 Giới thiệu phần mềm mô 93 3.5.2 Mơ q trình cấp nhiên liệu LPG 94 CHƯƠNG : Q TRÌNH THỰC NGHIỆM CẢI TẠO XE MƠ TƠ CHẠY XĂNG THÀNH XE MÔ TÔ HYBRID LPG-ĐIỆN 105 4.1 Quy trình thực nghiệm 105 4.1.1 Cải tạo chắn ba để lắp động điện vào bánh trước 105 4.1.2 Gia công cải tạo ly hợp điện từ 105 4.1.3 Thiết kế đồ gá bình điện 106 4.1.4 Cải tạo bảng Taplo 107 4.1.5 Cải tạo kết hợp tay ga điện tay ga động nhiệt 108 4.1.6 Bố trí GATEC 27 109 4.2 Thực nghiệm xe hybrid 109 KẾT LUẬN 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO 112 v DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Danh sách bảng: BẢNG 1.1 Mười năm gần có chênh lệch nhiệt độ cao so với nhiệt độ trung bình giai đoạn 1961-1990 (oC) BẢNG 2.1 Các thông số động điện BẢNG 2.2 Thông số kỹ thuật xe SAVANT BẢNG 2.3 Thông số kỹ thuật ắc quy BẢNG 2.4 Kết tính tốn mơ men điện từ động BẢNG 2.5 Kết tính tốn nhân tố động lực gia tốc xe máy điện BẢNG 3.1 Chỉ số OCTAN số chất BẢNG 3.2 So sánh LPG loại nhiên liệu cổ điển BẢNG 3.3 Các thông số ban đầu động SAVANT BẢNG 3.4 Các thơng số chọn để tính tốn nhiệt xăng BẢNG 3.5 Thành phần nguyên tố nhiên liệu xăng BẢNG 3.6 Bảng xác định đường nén đường giãn nở BẢNG 3.7 Bảng thơng số chọn tính nhiệt LPG BẢNG 3.8 Thành phần sản vật cháy BẢNG 3.9 Bảng xác định đường nén đường giãn nở BẢNG 3.10 Hệ số an phụ thuộc số xilanh dùng chung BẢNG 4.1 Bình điện dùng cho động điện có thơng số kích thước sau: Danh sách hình vẽ: HÌNH 1.1 Biến thiên nhiệt độ khí gần mặt đất qua thời kì băng hà HÌNH 1.2 Biến thiên nhiệt độ khí so với nhiệt độ trung bình 1961-1990 HÌNH 1.3 Biến thiên nhiệt độ trung bình khí gần mặt đất nồng độ CO2 tương ứng HÌNH 1.4 Trữ lượng dầu mỏ cịn lại giới (Gigaton) HÌNH 1.5 Sự phân bố trữ lượng ga theo khu vực giới (Nguồn: BP statistical review, 2007) HÌNH 1.6 Xe ba bánh với thùng xe bố trí phía trước HÌNH 1.7 Xe ba bánh với thùng xe bố trí phía sau HÌNH 1.8 Xe mô tô ba bánh điện trưng bày triển lãm môi trường vi Thiết kế cải tạo xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tô hybird LPG-Điện suất tĩnh thay đổi 1kPa Mặt dù khác biệt áp suất điểm không đáng kể xung áp suất chân không điểm đầu kỳ nạp cao Chúng ta lợi dụng xung áp suất chân khơng để mở vịi phun LPG So sánh hình 3.23 hình 3.24 thấy bướm ga đóng từ 30 độ đến 55 độ áp suất tĩnh đường nạp giảm đến 10 lần Do để đảm bảo cung cấp đủ nhiên liệu cho động cần lắp vòi phun LPG theo sơ đồ hình 3.25 Hệ thống cung cấp LPG cho động xe gắn máy gồm van cấp ga kiểu chân khơng đối đỉnh Mỗi van có van LPG thường đóng, màng cao su lị xo nén Van LPG mở lực hút độ chân không tác động lên màng cao su lớn lực nén lị xo Theo kết hình 3.23 hình 3.24, bướm ga đóng gần hồn tồn độ chân khơng điểm điểm khoảng 2,5kPa Vì chỉnh độ cứng lị xo cho van LPG mở độ chân không lớn khoảng 3kPa Khi độ chân khơng nhỏ giá trị hệ thống không tải cung cấp nhiên liệu cho động cơ, van LPG đóng hồn tồn Khi áp suất chân khoảng 3kPa van LPG vị trí bướm ga mở nhờ xung áp suất đầu kỳ nạp van vị trí họng venturi đóng Hình 3.25 Sơ đồ hệ thống phun LPG Hình 3.26 Góc mở vịi phun LPG theo tốc độ động Khi độ cứng lò xo cố định phụ thuộc vào tốc độ động thời gian mở van LPG dài ngắn khác (hình 3.26) Hình 3.26 giới thiệu góc mở vịi phun LPG ứng với tốc độ động thay đổi từ 2000 vòng/phút đến 5000 vòng/phút chọn độ cứng lò xo cho van LPG bắt đầu mở áp suất chân khơng -6kPa Chúng ta thấy góc mở vịi phun ứng với n=4000 vịng/phút lớn góc mở ứng với n=2000 vòng/phút Do lượng nhiên liệu cung cấp vào động tỉ lệ SVTH: Nhóm Hybrid GVHD: GS.TSKH.Bùi Văn Ga, ThS Võ Anh Vũ 99 Thiết kế cải tạo xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tơ hybird LPG-Điện với thời gian mở vịi phun (tính theo giây) Do để đảm bảo thành phần hỗn hợp cung cấp cho động có hệ số tương đương f khơng đổi góc mở vịi phun phải tỉ lệ với tốc độ động Dựa đồ thị biến thiên áp suất đường nạp vị trí đặt vịi phun chúng fi_LEAD_BG30_1VoiphunBG_GpModif_Vs-n fi_LEAD_BG30_1VoiphunBG_Gp60_Vs-n ta xác định độ chân khơng mở vịi phun mong muốn 1.4 fi fi 1.4 1.2 1.2 1 0.8 0.8 0.6 0.6 n=2000 n=3000 n=4000 n=5000 0.4 0.2 0 60 120 180 (a) 240 300 360 a (TK) n=2000 n=3000 n=4000 n=5000 0.4 0.2 0 60 120 180 (b) 240 300 360 a (TK) Hình 3.27 Biến thiên hệ số tương đương theo góc quay trục khuỷu trường hợp bướm ga đóng 30 độ góc mở vịi phun cố định (a) góc mở vịi phun thay đổi (b) theo tốc độ Hình 3.27a giới thiệu ảnh hưởng tốc độ động đến biến thiên hệ số tương đương f theo góc quay trục khuỷu cố định góc phun 60 độ Chúng ta thấy cố định góc phun hệ số tương đương giảm nhanh theo tốc độ động Trong điều kiện phun hệ số tương đương hỗn hợp trường hợp n=2000 vòng/phút đạt 1,2 hệ số tương đương cịn 0,61 tốc độ động tăng lên 5000 vòng/phút Rõ ràng giữ cố định góc phun điều chỉnh hệ số tương đương phù hợp tốc độ thấp tốc độ cao hỗn hợp q lỗng, khơng cháy Ngược lại chỉnh thành phần hỗn hợp phù hợp tốc độ cao tốc độ thấp hỗn hợp đậm cháy Tuy nhiên trình bày, tốc độ tăng độ chân khơng tăng, mở rộng góc phun nhiên liệu Do thời gian phun (tính theo giây) tương đương tốc độ động thay đổi Hình 3.27b giới thiệu biến thiên hệ số tương đương thời gian phun điều chỉnh theo tốc độ động Chúng ta thấy điều chỉnh tự động góc mở vịi phun hệ số tương đương xấp xỉ tốc độ động thay đổi Điều giúp cho động làm việc ổn định chế độ khác SVTH: Nhóm Hybrid GVHD: GS.TSKH.Bùi Văn Ga, ThS Võ Anh Vũ 100 Thiết kế cải tạo xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mơ tơ hybird LPG-Điện 90 độ 330 độ Hình 3.28 Biến thiên đường đồng mức hệ số tương đương kỳ nạp nén Hình 3.28 giới thiệu biến thiên đường đồng mức hệ số tương đương cung cấp LPG qua vòi phun chế độ tốc độ 3000 vịng/phút bướm ga đóng 30% Chúng ta thấy sau nhiên liệu phun khỏi vòi phun chúng hút theo dịng khí nạp vào xi lanh động Trong kỳ nạp, hỗn hợp giàu tập trung phía đối diện đường nạp kỳ nén, phận hỗn hợp giàu chuyển sang phía đối diện Ở thời điểm cuối q trình nạp tồn nhiên liệu phun khỏi vòi phun hút vào xi lanh Vào cuối trình nén, trước đánh lửa hỗn hợp buồng cháy tương đối đồng Pres_S2_LEAD_BG55_sansInject_Vs-n 3.5.2.5 Hệ thống cấp LPG chế độ không tải Pres_S1_LEAD_BG55_sansInject_Vs-n -5 n=2000 n=3000 n=4000 n=5000 p_sau (kPa) p_trước (kPa) -1 n=2000 n=3000 n=4000 n=5000 -15 -25 -35 -2 -45 -55 -3 60 120 (a) 180 240 a (TK) 60 120 (b) 180 240 a (TK) Hình 3.29 Áp suất trước bướm ga (a) sau bướm ga (b) bướm ga đóng 55 độ Do xe thu gom rác chạy dừng liên tục trình hoạt động nên yêu cầu động phải chạy ổn định chế độ không tải dễ khởi động Để đảm bảo yêu cầu đề xuất phương án: a Cung cấp LPG qua van hút chân khơng với vịi phun khơng tải đặt phía sau bướm ga SVTH: Nhóm Hybrid GVHD: GS.TSKH.Bùi Văn Ga, ThS Võ Anh Vũ 101 Thiết kế cải tạo xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mơ tơ hybird LPG-Điện Hình 3.29 cho thấy bướm ga đóng nhỏ chế độ khơng tải độ chân khơng trước bướm ga bé độ chân không sau bướm ga lớn Độ chân không tăng theo tốc độ động tốc độ động cao, mức độ chênh lệch độ chân không giảm Ở tốc độ động 4000 vịng/phút, độ chân khơng cực đại khơng thay đổi Độc chân không cực đại khu vực sau bướm ga gấp 20 lần độ chân không khu vực trước bướm ga Do sử dụng độ chân không sau bướm ga để mở van cung cấp LPG cho động chế độ khơng tải Hình 3.30a giới thiệu sơ đồ nguyên lý hệ thống không tải với van cấp LPG kiểu chân khơng Hình 3.30b kết cấu van không tải Hệ thống không tải gồm van màng kiểu chân không, van LPG thường đóng vịi phun khơng tải lắp phía sau bướm ga Khi động chạy chế độ không tải bướm ga gần đóng kín, độ chân khơng phía trước bướm ga bé độ chân khơng phía sau bướm ga lớn Nhờ độ chân không sau bướm ga hút màng cao su nên van LPG mở, lượng nhiên liệu qua van điều chỉnh lưu lượng hút vào đường nạp Khi bướm ga mở rộng dần, độ chân khơng phía sau bướm ga giảm, van khơng tải dừng hoạt động Khi hệ thống cung cấp LPG hoạt động cung cấp nhiên liệu mơ tả (a) (b) Hình 3.30 Sơ đồ (a) kết cấu (b) van không tải kiểu hút chân khơng Hệ thống có ưu điểm van LPG thường đóng nên nhiên liệu khơng rò rỉ động ngừng hoạt động Tuy nhiên lượng nhiên liệu bé qua van mở nhờ áp suất khiến cho động nổ không chạy không tải Muốn cho động nổ phải tăng tốc độ không tải Đây điều không mong muốn điều làm tăng suất tiêu hao nhiên liệu b Phương án cấp ga không tải liên tục qua van tiết lưu Phương án đơn giản sơ đồ giới thiệu hình 3.30 Do LPG có áp suất không cần mở van chân không phương án nên bố trí vịi phun khơng tải nơi đường nạp LPG cấp liên tục vào đường nạp sau khóa SVTH: Nhóm Hybrid GVHD: GS.TSKH.Bùi Văn Ga, ThS Võ Anh Vũ 102 Thiết kế cải tạo xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tô hybird LPG-Điện ga tổng mở Lưu lượng LPG điều chỉnh vít tiết lưu cho động chạy chế độ khơng tải với số vịng quay ổn định thấp Hình 3.31 Sơ đồ hệ thống khơng tải cấp ga liên tục 90 độ 330 độ Hình 3.32 Biến thiên đường đồng mức hệ số tương đương theo góc quay trục khuỷu phun liên tục LPG qua hệ thống khơng tải Hình 3.32 giới thiệu biến thiên đường đồng mức hệ số tương đương cung cấp LPG qua hệ thống không tải phun liên tục Do LPG cung cấp liên tục vào đường nạp nên sau kết thúc trình nạp, hỗn hợp đường nạp có hệ số tương đương cao Lượng hỗn hợp hút vào xi lanh chu trình Do vít tiết lưu điều chỉnh cho lượng LPG phun vào đường nạp suốt chu trình vừa đủ để đảm bảo f=1 động chạy chế độ không tải Hệ thống không tải theo phương án đơn giản, động chạy không tải ổn định, mức độ phát thải ô nhiễm thấp, có nhược điểm LPG nạp liên tục, động không hoạt động mà van ga tổng mở Điều gây rò rỉ ga, gây SVTH: Nhóm Hybrid GVHD: GS.TSKH.Bùi Văn Ga, ThS Võ Anh Vũ 103 Thiết kế cải tạo xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tơ hybird LPG-Điện an tồn người sử dụng qn đóng van ga tổng Mặt khác, mở van ga mà chậm khởi động động lượng ga nạp vào nhiều làm hỗn hợp đậm đặc, khó khởi động Để khắc phục nhược điểm này, bố trí van điện từ đường cấp ga vào động Van mở bật khóa điện để khởi động động đóng ngắt điện Trên sở phân tích ưu nhược điểm đặc thù hoạt động xe thu gom rác, chọn phương án để cấp nhiên liệu không tải cho động SVTH: Nhóm Hybrid GVHD: GS.TSKH.Bùi Văn Ga, ThS Võ Anh Vũ 104 Thiết kế cải tạo xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tơ hybird LPG-Điện CHƯƠNG : Q TRÌNH THỰC NGHIỆM CẢI TẠO XE MÔ TÔ CHẠY XĂNG THÀNH XE MÔ TƠ HYBRID LPG-ĐIỆN 4.1 Quy trình thực nghiệm 4.1.1 Cải tạo chắn ba để lắp động điện vào bánh trước Cải tạo xe lắp đặt động thực theo nguyên tắc giảm tối đa thay đổi kết cấu, tránh làm giảm độ cứng vững ban đầu khung xe, giảm giá thành cải tạo xe môtô hybrid A Lắp đặt động nhiệt : Động nhiệt hệ thống điều khiển động nhiệt giữ nguyên xe gắn máy trước cải tạo Hệ thống truyền động cải tạo để đảm bảo kết hợp công suất động nhiệt động điện B Lắp đặt động điện : Động điện lắp phía trước Cụm động điện, hệ thống phanh, giảm xóc, chắn ba, chắn bùn lấy từ xe máy điện để cải tạo Để lắp điện vào phía trước cần cải tạo chắn ba trước để đảm bảo kết cấu ban đầu xe Hình 4.1 Động điện lắp bánh trước Hình 4.1 giới thiệu động điện phận bổ sung cho xe lắp đặt bố trí động điện phía trước 4.1.2 Gia cơng cải tạo ly hợp điện từ Bước 1: Tiện phần thừa bánh xích để lắp vào ly hợp điện từ Bước 2: Cắt phần trục để hàn phần đĩa bị động ly hợp vào SVTH: Nhóm Hybrid GVHD: GS.TSKH.Bùi Văn Ga, ThS Võ Anh Vũ 105 Thiết kế cải tạo xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tô hybird LPG-Điện Bước 3: Tiện phần trục cắt phần đĩa bị động Bước : Hàn phần đĩa bị động phần ly hợp vào trục Hình 4.2 Ly hợp sau cải tạo 1.Đĩa xích 2.Buly 3.Lị xo 4.Trục 5.Đinh tán 6.Mâm bị động 7.Cuộn dây điện từ 8.Vòng bi 9.Vỏ cuộn dây 10.Vòng chặn 11.Vòng chắn bụi 4.1.3 Thiết kế đồ gá bình điện Bảng 4.1 Bình điện dùng cho động điện có thơng số kích thước sau: STT Thơng Số Giá Trị Chiều cao [mm] 106 Chiều rộng [mm] Chiều dài [mm] 151 Khối lượng [kg] Dung lượng [Ah] 12 Ắc quy bố trí hai bên để đảm bảo cân cho xe SVTH: Nhóm Hybrid GVHD: GS.TSKH.Bùi Văn Ga, ThS Võ Anh Vũ 106 Thiết kế cải tạo xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mơ tơ hybird LPG-Điện Hình 4.3 Thiết kế đồ gá ắc quy 4.1.4 Cải tạo bảng Taplo Xe hybrid sau cải tạo cần bổ sung công tắc để điều khiền chế độ đèn báo hiển thị chế độ Cải tạo bảng taplo để hiển thị tốc độ xe, dung lượng ắc quy đèn báo hiển thị a Trước cải tạo b Sau cải tạo Hình 4.4 Bảng taplo điều khiển SVTH: Nhóm Hybrid GVHD: GS.TSKH.Bùi Văn Ga, ThS Võ Anh Vũ 107 Thiết kế cải tạo xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mơ tơ hybird LPG-Điện Hình 4.5 Bảng taplo sau cải tạo 4.1.5 Cải tạo kết hợp tay ga điện tay ga động nhiệt Để thuận tiện cho việc điều khiển tay ga trình vận hành động điện động động nhiệt, kết hợp hai chế độ ta tiến hành cải tạo để kết hợp hai tay ga điện ga tay ga có sẵn xe gắn máy Cấu tạo bên tay ga xe điện gồm có rãnh từ với nam châm, chip Tiếp điểm chip nam châm cấp điện áp từ 0V-5V tương ứng với tốc độ chậm đến nhanh Hình 4.6 Tay ga xe máy tay ga xe máy điện trước cải tạo SVTH: Nhóm Hybrid GVHD: GS.TSKH.Bùi Văn Ga, ThS Võ Anh Vũ 108 Thiết kế cải tạo xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tô hybird LPG-Điện Hình 4.7 Tay ga sau cải tạo 4.1.6 Bố trí GATEC 27 Bộ phụ kiện GATEC 27 bố trí gần đường nạp động để thuận tiện cho trình cấp nhiên liệu vào động Hình 4.8 Bố trí GATEC 27 lên xe hybrid 4.2 Thực nghiệm xe hybrid Xe ba bánh hybrid LPG-Điện sau chế tạo hình dáng kích thước giữ nguyên ban đầu, nhiên không gian hai bên ốp hơng bị thu hẹp lại phải dùng chỗ để bố trí thêm bình điện Khối lượng xe tăng thêm 25 kg Khi vận hành chế độ động điện: - Thời gian tăng tốc xe từ km/h đến 32 km/h 50s điều kiện không tải - Tốc độ xe lớn nhất: 32km/h trạng thái dung lượng ắc quy >90% Khi dung lượng ắc quy giảm dần tốc độ tối đa giảm dần theo dung lượng ắc quy SVTH: Nhóm Hybrid GVHD: GS.TSKH.Bùi Văn Ga, ThS Võ Anh Vũ 109 Thiết kế cải tạo xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tô hybird LPG-Điện Khi vận hành động nhiệt: - Kết thực nghiệm chạy LPG 1kg/60km - Tốc độ tối đa chạy LPG 50 km/h Dưới số hình ảnh sau hoàn tất phần cải tạo chạy thực nghiệm đường: Hình 4.9 Hình ảnh xe sau cải tạo Hình 4.10 Hình ảnh xe q trình thực nghiệm SVTH: Nhóm Hybrid GVHD: GS.TSKH.Bùi Văn Ga, ThS Võ Anh Vũ 110 Thiết kế cải tạo xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tô hybird LPG-Điện KẾT LUẬN Kết nghiên cứu đề tài cho phép rút kết luận sau: - Có thể cải tạo xe mơ tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tô ba bánh hybrid điệnLPG sử dụng cụm phận xe máy điện có thị trường Điều cho phép đơn giản hóa qui trình giảm giá thành cải tạo xe - Giữ nguyên vị trí lắp đặt động nhiệt tạo thuận lợi cho việc bố trí hệ thống truyền lực - Sử dụng ly hợp điện từ để cắt truyền động xích xe chạy điện góp phần cải thiện hiệu suất khí xe - Hệ thống tự nạp điện cho ắc-quy xe chạy động nhiệt cho phép xe phối hợp sử dụng linh hoạt nguồn động lực xe tình vận hành khác - Tính kỹ thuật xe mơ tơ hybrid phù hợp với việc sử dụng xe để vận chuyển rác đường hẻm HƯỚNG PHÁT TRIỂN Tiếp tục nghiên cứu phần mạch sạc lại để tối ưu cho xe hybrid phần ly hợp điện từ để tăng hiệu suất truyền lực SVTH: Nhóm Hybrid GVHD: GS.TSKH.Bùi Văn Ga, ThS Võ Anh Vũ 111 Thiết kế cải tạo xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tô hybird LPG-Điện TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Tất Tiến , “Nguyên lý động đốt trong”, (2000) [2] Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến (2000), Kết cấu tính tốn động đốt trong, NXB ĐH&THCN, Hà Nội [3] Nguyễn Hữu Cần, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng , “Lý thuyết ô tô máy kéo”, (2013) [4] Bui Van ga, Nguyen Quan, “Ơ tơ hybrid (lai) Việt Nam Khoa học Phát triển” (số 109+110-2005, pp 28-32) [5] Bui Van ga, Nguyen Quan, ” Nghiên cứu hệ thống động lực cho ô tô hybrid (lai) Việt Nam” (Tạp chí Giao Thơng Vận Tải, số 3-2005, pp 58-60) [6] Bùi Văn Ga, Trần Văn Nam, Hồ Sĩ Xuân Diệu, Nguyễn Quân, “Thiết kế hệ thống động lực cho ô tô hybrid điện-nhiệt hai chỗ ngồi”( Tuyển tập Hội Nghị Cơ học toàn quốc lần thứ VIII, Hà Nội, 7-8/12/2007) [7] GS.TSKH Bùi Văn Ga, Th.S Nguyễn Quân, ”Xe gắn máy hybrid điện-gas” (Tạp chí Giao thơng Vận tải số 1+2/2008, pp 49-51 68) [8] Bùi Văn Ga, Nguyễn Quân, Nguyễn Hương, Nguyễn Việt Hải, “Giải pháp phối hợp công suất cho xe gắn máy hybrid” ( Tuyển tập Hội Nghị Cơ Học Thuỷ Khí tồn quốc 2009, pp 157-164, Đà Nẵng 22-25/7/2009 ) [9]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) [10] Bùi Văn Ga, Nguyễn Quân, Nguyễn Việt Hải, Nguyễn Hương, “Thiết kế xe gắn máy hybrid”, ( Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ 11, Trường Đại học Bách Khoa-Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Phân ban Kỹ thuật Ơ tơ-Động nhiệt, pp 88-94, HCMC, 21-23/10/2009) [11] 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) [12] Bùi Văn Ga (Chủ biên), Trần Văn Nam, “Ơ tơ khơng truyền thống Nhà Xuất Bản Giáo dục Việt Nam”,( 2010) [13] Văn Thị Bơng, Vy Hữu Thành, Nguyễn Đình Hùng, “Hướng dẫn đồ án môn học động đốt trong”, NXB ĐHQG thành phố Hồ Chí Minh, (2007) SVTH: Nhóm Hybrid GVHD: GS.TSKH.Bùi Văn Ga, ThS Võ Anh Vũ 112 Thiết kế cải tạo xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tô hybird LPG-Điện [14] Nguyễn Văn Phụng, “Nghiên cứu thiết kế điều chỉnh cung cấp LPG cho động đánh lửa cưỡng bức”, Luận văn thạc sĩ Đại học Đà Nẵng, (2009) [15] Nguyễn Ngọc Hùng, Phan Thanh Hưng, Võ Ngọc Lam, Huỳnh Văn Lịch, “Thiết kế cải tạo xe gắn máy hybrid điện xăng”, Đồ án tốt nghiệp, Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng, (2018) [16] Bùi Văn Ga, Trần Văn Nam, Lê Văn Tụy, Huỳnh Bá Vang, “Nghiên cứu chế tạo xe chở rác cỡ nhỏ chạy khí dầu mỏ hóa lỏng LPG”, (2006) SVTH: Nhóm Hybrid GVHD: GS.TSKH.Bùi Văn Ga, ThS Võ Anh Vũ 113 ... dụng mô tô ba bánh chở rác Việt Nam: mô tô ba bánh chạy xăng mô tô ba bánh chạy điện; + Tình hình nghiên cứu xe mơ tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tô ba bánh hybrid LPG- Điện Việt Nam: xe mô tô ba. .. cải tạo xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tô hybird LPG- Điện CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG LỰC CHO XE MÔ TÔ BA BÁNH CHẠY XĂNG THÀNH XE MÔ TÔ BA BÁNH HYBRID LPG- ĐIỆN 2.1 Thiết. .. cứu xe mô tô ba bánh chạy xăng thành xe mô tô ba bánh hybrid LPG- Điện Việt Nam 1.5 Ơ tơ hybrid 1.6 Kết luận CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG LỰC CHO XE MÔ TÔ BA BÁNH CHẠY XĂNG THÀNH