1.2.1.4 .Tính tốn thơng số các thành phần chính
2.1. Các dạng kết nối công suất trong công nghệ hybrid
2.1.1. Hệ thống truyền lực hybrid dùng bộ kết nối mômen
Hình 2.1:Sơ đồ một thiết bị kết nối mơ-men
Một thiết bị kết nối mơ-men như sơ đồ hình 2.1 gồm có 3 cổng và có 2 bậc tự do. Cổng 1 là đầu vào đơn hướng, cổng 2 và 3 là cổng ra hoặc vào 2 chiều, nhưng cả 2 không cùng là cổng vào một lúc. Cổng 1 kết nối trực tiếp với ĐCĐT hoặc thông qua 1 hộp số cơ khí. Cổng 2 kết nối trực tiếp với trục của mô-tơ điện hoặc qua 1 hộp số cơ khí. Cổng 3 kết nối với bánh xe chủ động qua liên kết cơ khí.
Nếu bỏ qua tổn thất và giả sử cổng 2 đang là cổng vào thì năng lượng ra bánh xe là:
T3ω3 = T1ω1+ T2ω2 (2.1) Mơ-men kết nối có thể được biểu diễn:
T3 = k1T1+k2T2 (2.2)
Với k1 và k2 là tham số cấu trúc của bộ kết nối mơ-men. Vận tốc góc ω1 ,ω2 và ω3 quan hệ với nhau:
ω3 = ω1/k1 = ω2/k2 (2.3) Thiết bị kết nối mơ-men có rất nhiều dạng khác nhau, hình 2.2 cho thấy một số thiết bị cơ bản như: truyền động bánh răng, đai hay sử dụng trực tiếp mô-tơ điện. Mỗi thiết bị sẽ cho một thông số về k1 và k2 khác nhau.
SV: Nguyễn Đăng Quyết, Thạch Văn Thức, Đồng Quốc Ngọc Lớp: Động cơ-K51
Hình 2.2:Một số thiết bị kết nối mơ-men
Do tính đa dạng của bộ kết nối mô-men nên hệ thống truyền lực hybrid song song có nhiều cấu hình khác nhau. Dựa trên bộ kết nối mơ-men được dùng ,cấu hình 1 hay 2 trục sẽ được sử dụng. Trong mỗi cấu hình, hộp số có thể được đặt tại các vị trí khác nhau dẫn đến đặc tính kéo khác nhau.
Hình 2.3:Cấu hình 2 trục
Trên đây là 1 cấu hình 2 trục của hệ thống truyền lực hybrid, trong đó bộ kết nối được sử dụng là kiểu hộp giảm tốc với 2 cặp bánh răng ăn khớp ngoài. Hộp số được đặt giữa bộ kết nối mô-men và bánh xe chủ động. Hộp số tăng cường mô-men của cả động cơ và mô tơ điện với cùng tỷ lệ.Cấu hình này sẽ thích hợp khi động cơ và mơ-tơ điện tương đối nhỏ được sử dụng.
SV: Nguyễn Đăng Quyết, Thạch Văn Thức, Đồng Quốc Ngọc Lớp: Động cơ-K51
Hình 2.4:Cấu hình 1 trục
Hình 2.4 là cấu trúc đơn giản và gọn nhẹ nhất của bộ kết nối mơ-men của kiểu hybrid song song, cấu hình 1 trục, roto của mơ-tơ điện có chức năng như 1 bộ kết nối mô-men (với k1=1 và k2=1). Mơ-tơ điện có thể đặt giữa động cơ và hộp số hoặc ở giữa hộp số và truyền lực cuối. Trong hình trên mơ-men của cả động cơ và mô-tơ điện được biến đổi bởi hộp số. Tuy nhiên, động cơ va mơ-tơ điện được u cầu có dải tốc độ như nhau.Cấu hình này được dùng với loại mơ- tơ nhỏ, được gọi là hệ thống truyền lực hybrid êm dịu, trong đó chức năng của mơ-tơ điện như 1 máy khởi động, 1 máy phát điện, 1 động cơ phụ và cho phanh tái sinh.
Ưu điểm: kết cấu nhỏ gọn, đơn giản. Đặc tính kéo của xe gần giống với đặc tính tối ưu. Hiệu suất cao do ít tổn hao qua bộ truyền.
Nhược điểm: hai nguồn động lực cần có dải tốc độ như nhau do
hybrid ra ĐCĐT mô-tơ .