vận tốc góc của bánh răng mặt trời và vành răng. Công thức (1.43) chỉ ra rằng mô-men trên bánh răng mặt trời là nhỏ nhất, mô-men trên cầu dẫn là lớn nhất, và mô-men trên vành răng là ở giá trị giữa hai giá trị trên. Trong hệ truyền động hybrid hỗn hợp trình bày trong hình 1.55, mô-tơ mang mô-men nhỏ nhất, và mô-men lớn nhất được truyền cho bộ truyền động. Tại mô-men đầu ra của mô-tơ, tỉ số truyền bánh răng lớn sẽ cho kết quả mô-men lớn tới bộ truyền động, và đồng thời cần mô-men ĐCĐT lớn, như trình bày trong hình 1.57. Tuy nhiên, ở vận tốc góc đưa
ra của cầu dẫn, nó tương ứng với tốc độ xe, tỉ số truyền lớn, R, sẽ cho kết quả tốc độ của mô-tơ và ĐCĐT cao.
Hình 1.56: Sơ đồ một bộ bánh răng hành tinh.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Động cơ đốt trong
54 4
1.2.4.2. Những dạng hoạt động.
Như đã đề cập bởi đặc điểm của bộ truyền động, có hai dạng hoạt động cơ bản: kết hợp tốc độ và kết hợp mô-men giữa ĐCĐT và hộp số, phụ thuộc vào sự đóng hoặc ngắt của các li hợp và khóa.
a) Dạng hoạt động kết hợp tốc độ.
Khi xe đang bắt đầu từ tốc độ 0, ĐCĐT không thể chạy ở tốc độ 0 và bộ truyền động chỉ có một tỉ số truyền giới hạn. Bởi vậy, tồn tại sự trượt giữa trục vào và trục ra của bộ truyền động. Hiện tượng trượt thường xảy ra trong li hợp của bộ truyền động điều khiển bằng tay hoặc trong bộ biến đổi mô- men thủy lực của bộ truyền động tự động. Do đó, một phần trong tổng số năng lượng bị mất trong hiện tượng trượt này. Tuy nhiên, trong trường hợp của bộ truyền động trình bày trong hình 1.55, sự trượt này được thực hiện giữa ĐCĐT và mô-tơ điện (vành răng và bánh răng mặt trời). Trong trường hợp này, li hợp 1 kết nối trục động cơ với vành răng, li hợp 2 giải phóng bánh răng mặt trời khỏi vành răng, và khóa 1 và 2 giải phóng bánh răng mặt trời (mô-tơ) và vành răng (ĐCĐT) từ khung xe. Vẫn tại tốc góc đưa ra của ĐCĐT và cầu dẫn, tương ứng với tốc độ của xe, tốc độ của mô-tơ là:
Ws = (1+R).wc - R.wr (1.44) Khi số hạng đầu bên vế phải của công thức (44) nhỏ hơn số hạng thứ hai, đó là, ở tốc độ thấp của xe thì vận tốc của mô-tơ là âm. Tuy nhiên, từ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Động cơ đốt trong
55 5
SV: Nguyễn Đăng Quyết, Thạch Văn Thức, Đồng Quốc Ngọc Lớp: Động cơ-K51
Hình 1.57: Mô-men trên vành răng và cầu dẫn (mô-men ĐCĐT và mô-men tới bộ truyền động) thay đổi với tỉ số truyền, R, tại mô-men đưa ra trên bánh răng mặt trời
công thức (1.43), nó cho biết rằng mô-men của mô-tơ phải dương. Bởi vậy, công suất mô-tơ là âm, và nó hoạt động như một máy phát và có thể được trình bày như sau:
Pm = Ts. Ms – TrMr = Pt - Pđc (1.45) Ở đó, Pm là công suất của mô-tơ,
Pt là công suất tới bộ truyền động
Pđc là công suất ĐCĐT.
Khi tốc độ xe tăng tới giá trị mà ở đó số hạng đầu trong vế phải của công thức (1.44) bằng với số hạng thứ hai và khi đó vận tốc của bánh răng mặt trời Qs bằng 0, công suất mô-tơ điện bằng 0. Tốc độ này được định nghĩa như tốc độ đồng bộ, nó phụ thuộc vào tốc độ ĐCĐT. Với tốc độ của xe tăng hơn nữa, Qs trở thành dương và mô-tơ điện đóng vai trò là nguồn cung cấp công suất cho hoạt động của xe.
Trong dạng hoạt động phối hợp tốc độ, tốc độ ĐCĐT được ngắt khỏi tốc độ xe và tốc độ động cơ có thể được điều khiển bởi mô-men của mô-tơ và độ mở bướm ga của ĐCĐT. Trong công thức (1.43), nó cho biết rằng mô- men ĐCĐT tương ứng với mô-men mô-tơ như sau:
Tr = R.Ts (1.46) Tốc độ ĐCĐT là một hàm của mô-men và góc mở bướm ga. Bởi vậy, tốc độ ĐCĐT có thể được điều khiển bởi mô-men của mô-tơ và độ mở bướm ga của ĐCĐT, như trình bày trong hình 1.58. Tại mô-men đưa ra của mô-tơ, tốc độ ĐCĐT có thể được thay đổi bằng sự thay đổi góc mở bướm ga. Tại một góc mở bướm ga, tốc độ ĐCĐT có thể được thay đổi bởi sự thay đổi mô- men của mô-tơ.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Động cơ đốt trong
56 6
SV: Nguyễn Đăng Quyết, Thạch Văn Thức, Đồng Quốc Ngọc Lớp: Động cơ-K51
Hình 1.58: Tốc độ đông cơ đốt trong được điều khiển bởi độ mở bướm ga và mô- men
b) Dạng hoạt động kết hợp mô-men.
Khi li hợp 1 được đóng và khóa 2 giải phóng vành răng, bánh răng mặt trời (mô-tơ) và vành răng (ĐCĐT) được khóa vào nhau và vận tốc của bánh răng mặt trời và vành răng được ép để giống nhau. Từ công thức (1.42), nó cho thấy rằng vận tốc của cầu dẫn cũng bằng với vận tốc của bánh răng mặt trời và vành răng, và sự quay tròn của các bánh răng hành tinh quanh trục của chúng.
Trong trường hợp này, mô-men trên cầu dẫn là tổng của mô-men vào qua bánh răng mặt trời và vòng răng, đó là:
Tc = Ts + Tr (1.47)
c) Dạng chỉ có ĐCĐT kéo xe.
Dạng chỉ có ĐCĐT kéo có thể được hiểu với cả mô hình hoạt động tốc độ tổng hợp và mô-men tổng hợp. Trong sự hoạt động tốc độ tổng hợp, khóa 1 khóa mô-tơ điện đến với khung xe, và li hợp 2 giải phóng bánh răng mặt trời khỏi vành răng. Từ công thức (42) và (43), vận tốc cầu dẫn và mô-men có thể được trình bày như sau:
®c = — ®r (1.48) c 1 + Rr và T = R T c 1 + Rr Công thức (48) và (49) chỉ ra rằng có một tỉ số truyềnlà (1+R)/R giữa
vành răng (ĐCĐT) và cầu dẫn. Tỉ số truyền này lớn hơn 1.
Trong hoạt động mô-men tổng hợp , dạng chỉ có ĐCĐT kéo có thể được hiểu là mô-tơ điện được ngắt. Trong trường hợp này, vận tốc và mô- men trên cầu dẫn bằng với vận tốc và mô-men của ĐCĐT. Tỉ số truyền là bằng 1. Điều đó cho thấy, bộ bánh răng hành tinh thực hiện chức năng như một bộ truyền động hai cấp. Dạng tốc độ tổng hợp nhận tỉ số truyền thấp
(R/(1+R)) và dạng mô-men tổng hợp nhận tỉ số truyền cao (tỉ số truyền bằng 1).
d) Dạng phanh tái sinh.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Động cơ đốt trong
57 7
SV: Nguyễn Đăng Quyết, Thạch Văn Thức, Đồng Quốc Ngọc Lớp: Động cơ-K51
(1.49 )
Trong khi phanh, li hợp 1 được mở và ĐCĐT được ngắt khỏi vành răng. ĐCĐT có thể được tắt hoặc đặt ở chế độ chạy không tải. Mô-tơ điện được điều khiển để hoạt động như một máy phát sản sinh mô-men âm. Tương tự như dạng chỉ có ĐCĐT kéo, hoạt động này có thể được thực hiện bởi tốc độ hoặc mô-men tổng hợp. Trong khi hoạt động tốc độ tổng hợp, vành răng được khóa với khungxe bởi khóa 2, và bánh răng mặt trời (mô-tơ) được giải phóng khỏi vành răng bằng việc mở li hợp 2. Từ (1.42) và (1.43), vận tốc và mô-men của mô-tơ điện kết hợp với vận tốc và mô-men của cầu dẫn bởi:
(1.50) và
Tc = (1+R).Ts (1.51) Khi mô-tơ điện được điều khiển để sinh ra mô-men âm, cầu dẫn đạt được mô-men âm (khi phanh). Công thức (1.50) và (1.51) chỉ ra rằng tỉ số truyền (1+R) được đưa vào giữa mô-tơ (bánh răng mặt trời) và cầu dẫn.
Trong dạng mô-men tổng hợp, li hợp 2 được đóng để kết nối bánh răng mặt trời (mô-tơ) với vành răng và khóa 2 giải phóng vành răng khỏi khung xe. Trong trường hợp này, vận tốc và mô-men của mô-tơ bằng với vận tốc và mô-men của cầu dẫn. Tỉ số truyền giữa mô-tơ (bánh răng mặt trời) và cẫu dẫn là 1.
Hơn nữa, bộ bánh răng hành tinh thực hiện chức năng như bộ truyền động 2 cấp Dạng tốc độ tổng hợp nhận tỉ số truyền thấp (1 +R) và dạng mô-men tổng nhận tỉ số truyền cao ( =1).
e) Khởi động ĐCĐT
ĐCĐT có thể được khởi động bởi mô-tơ điện với dạngtốc độ tổng hợp
hoặc dạng mô-men tổng hợp của nó khi xe ở chế độ đứng yên. Trong dạng tốc độ tổng hợp, li hợp 1 được đóng để kết nối trục ĐCĐT với vành răng, li hợp 2 giải phóng bánh răng mặt trời (mô-tơ) khỏi vành răng, và cả khóa 1 và 2 đều mở. Từ (1.42) và (1.43), vận tốc và mô-men của ĐCĐT được kết hợp với vận tốc và mô-men của mô-tơ điện tính bởi công thức:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Động cơ đốt trong
58 8
SV: Nguyễn Đăng Quyết, Thạch Văn Thức, Đồng Quốc Ngọc Lớp: Động cơ-K51
1 + ֊1 Գ = R ™s (1.52) Tr = R-Ts (1.53)
Để khởi động ĐCĐT, mô-tơ điện phải quay với vận tốc âm, đó là, trong chiều ngược lại. Hơn nữa, tỉ số truyền R được đưa vào giữa ĐCĐT (vành răng) và mô-tơ (bánh răng mặt trời). Bởivậy, để khởi
động ĐCĐT yêu cầu một
mô-men nhỏ của mô-tơ.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Động cơ đốt trong
59 9
Trên thực tế, công thức (1.43) chỉ ra rằng một mô-men âm của mô-tơ luôn cho kết quả là một mô-men dương của ĐCĐT khi xe ở chế độ đứng yên hay đangchạy. Điều này có thể hiểu rằng ĐCĐT có thể được khởi động cả khi xe đang chạy.
Trong dạng hoạt động mô-men tổng hợp, ĐCĐT có thể được khởi động trực tiếp bởi mô-tơ điện. Trong trường hợp này, bộ
truyền động (hộp số) phải
được cài đặt ở bánh răng trung gian. Vận tốc và mô-men mà ĐCĐT đạt được bằng với vận tốc và mô-men mà mô-tơ tạo ra.
1.2.4.3. Chiến lược điều khiển
Khi tốc độ xe thấp hơn tốc độ đồng bộ, dạng hoạt động tốc độ tổng hợp được sử dụng. Như đã giải thích bên trên, mô-tơ điện hoạt động với vận tốc âm và công suất âm. Một phần của công suất ĐCĐT được sử dụng để nạp cho nguồn ắc quy và một phần để kéo xe. Mô-men của cầu dẫn của bộ bánh răng hành tinh (mô-men đẩy) được xác định bởi giá trị nhỏ của (1 +R).Ts và ((1 +R)/R).Tr, như đã mô tả trong công thức (1.43).
Khi tốc độ xe cao, nó sử dụng sự đồng bộ của nó, dạng hoạt động mô-men tổng hợp. Chiến lược điều khiển bộ dẫn động là: