Hình 2.1:Sơđồ một thiết bị kết nối mô-men
Một thiết bị kết nối mô-men như sơđồ hình 2.1 gồm có 3 cổng và có 2 bậc tự do. Cổng 1 là đầu vào đơnhướng, 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-tơđiện 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) Mô-men kết nối có thểđược biểu diễn: T3 = k1T1+k2T2 (2.2) Với k1 và k2 là tham số cấu trúc của bộ kết nối mô-men. Vận tốc góc ω1,ω2 và ω3 quan hệ với nhau: ω3 = ω1/k1 = ω2/k2 (2.3) Thiết bị kết nối mô-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-tơđiện. Mỗithiếtbịsẽ cho một thông sốvề k1 và k2 khác nhau.
SV: Nguyễn Đăng Quyết, Thạch Văn Thức, Đồng QuốcNgọc Lớp: Động cơ-K51
Hình 2.2:Một số thiết bị kết nối mô-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 mô-men được dùng ,cấu hình 1 hay 2 trục sẽđược 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 mô-tơđiện tươngđối nhỏđược sử dụng.
SV: Nguyễn Đăng Quyết, Thạch Văn Thức, Đồng QuốcNgọc 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 mô-men của kiểu hybrid song song, cấu hình 1 trục, roto của mô-tơđiện có chức năngnhư 1 bộ kết nối mô-men (với k1=1 và k2=1). Mô-tơ điện có thể đặt giữa động cơ và hộp số hoặc ở giữa hộp số và truyền lực cuối. Trong hình trên mô-men của cả động cơ và mô-tơđiện được biến đổi bởi hộp số. Tuy nhiên, động cơ va mô-tơ điện được yêu cầu có dải tốc độnhư nhau.Cấu hình này được dùng với loại mô- tơ nhỏ, được gọi là hệ thống truyền lực hybrid êm dịu, trong đó chức năng của mô-tơđiện 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 độnhư nhau do
hybrid ra ĐCĐT mô-tơ .