Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
Tính toán thiết kế và thi công xe Lai chạy bằng xăng và điện
Đồ án tốt nghiệp cơ điện tử thiết kế và chế tạo xe lai chạy bằng xăng và điện
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ...................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề.....................................................................................................1
1.2 Lịch sử phát triển ...........................................................................................2
1.3 Cấu trúc của đề tài..........................................................................................3
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG XE LAI .........................................................................4
2.1 Khái niệm xe Lai............................................................................................4
2.2 Hoạt động của hệ thống xe Lai......................................................................5
2.2.1 Chế độ sẵn sàng khởi hành ......................................................................5
2.2.2 Chế độ chạy xe bình thường ....................................................................7
2.2.3 Chế độ tăng tốc tối đa ..............................................................................8
2.2.4 Chế độ giảm tốc và dừng xe....................................................................8
2.3Cấu trúc của xe Lai .........................................................................................9
2.3.1 Khung xe...............................................................................................11
2.3.2 Động cơ điện .........................................................................................14
2.3.3 Động cơ xăng ........................................................................................15
2.3.4 Bộ sạc....................................................................................................16
2.4 Bộ điều khiển..............................................................................................16
2.4.1 Bộ điều khiển trung tâm.........................................................................16
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG .............................................................17
3.1 Lựa chọn phương án thiết kế .......................................................................17
3.2 Thiết kế chi tiết khung xe.............................................................................17
3.2.1 Định nghĩa.............................................................................................17
3.2.2 Chọn vật liệu thi công khung .................................................................18
3.3 Hệ thống treo ...............................................................................................19
3.3.1 Chọn loại hệ thống treo..........................................................................19
3.3.2Các bộ phận của hệ thống treo như sau:..................................................20
3.3.3Độ biến dạng và tải trọng tác dụng lên hệ thống treo trước .....................21
3.3.4Lựa chọn ống giảm chấn cho hệ thống treo.............................................22
3.4 Tổng quan về biên dạng thân xe ..................................................................232
3.4.1 Tính toán và lựa chọn vật liệu làm biên dạng thân xe.............................23
3.4.2 Tổng quan về vật liệu Composite...........................................................25
3.5Hệ thống lái ..................................................................................................27
3.6 Hệ thống phanh...........................................................................................29
3.6.1 Công dụng của hệ thống phanh..............................................................29
3.6.2Phanh đĩa trước.......................................................................................30
3.6.3Phanh sau ...............................................................................................32
3.6.4 Ưu điểm của phanh tang trống..............................................................33
3.7Thiết kế và chế tạo biên dạng thân xe............................................................33
3.7.1Nguyên liệu đúc vỏ................................................................................33
3.7.2Quá trình thi công đúc vỏ xe...................................................................34
3.7.3 Ưu điểm của vỏ xe bằng vật liệu Composite:........................................35
3.8Tính chọn công suất động cơ điện và động cơ xăng.......................................36
3.8.1Tính chọn động cơ điện ..........................................................................36
3.8.2 Tính toán chọn động cơ xăng................................................................38
3.9 Thiết kế hệ truyền công suất kết hợp giữa động cơ xăng và động cơ điện...39
3.9.1 Thiết kế hệ truyền động kết hợp............................................................39
3.9.2 Nguyên lý hoạt động của xe Lai............................................................43
3.9.3 Tính toán , bố trí hệ thống ắc quy, năng lượng. .....................................45
3.9.4 Bộ điều khiển .......................................................................................46
3.9.5 Ưu điểm của xe Lai xăng-điện ..............................................................48
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN........................................49
TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................51
PHỤ LỤC..............................................................................................................51
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiDANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 2.1 : Động cơ mắc kiểu nối tiếp............................................................................ 4
Hình 2.2 : Động cơ mắc kiểu song song ....................................................................... 5
Hình 2.3 : Động cơ mắc kiểu hỗn hợp........................................................................... 5
Hình 2.4 : Chế độ khởi động.......................................................................................... 6
Hình 2.5 : Chế độ khởi hành.......................................................................................... 6
Hình 2.6 : Chế độ chạy bình thường ............................................................................. 7
Hình 2.7 : Chế độ tăng tốc tối đa .................................................................................. 8
Hình 2.8 : Chế độ hãm tái sinh năng lượng.................................................................. 8
Hình 2.9 : Máy phát điện................................................................................................ 9
Hình 2.10 : Bình ắc quy dung lượng cao ...................................................................... 9
Hình 2.11 : Bộ phận chuyển đổi .................................................................................. 10
Hình 2.12 : Kết hợp động cơ xăng và động cơ điện ................................................... 10
Hình 2.13 : Khung gầm hình chiếc thang[2] .............................................................. 11
Hình 2.14 : Khung gầm hình chiếc thang được sử dụng trên xe AC COBRA[10]... 12
Hình 2.15 : Bộ khung gầm hình ống rỗng cấu trúc rất phức tạp[10]...................... 12
Hình 2.16 : Một loại khung gầm liền khối .................................................................. 13
Hình 2.17 : Một chiếc xe có loại khung gầm liền khối............................................... 14
Hình 2.18 : Động cơ xe Lai.......................................................................................... 15
Hình 3.1 : Hình ảnh bản vẽ thiết kế khung xe............................................................ 18
Hình 3.2 : Hình ảnh khung xe đang thi công .............................................................. 19
Hình 3.3 : Hình ảnh khung xe sau khi thi công........................................................... 19
Hình 3.4 : Hình ảnh hệ thống treo độc lập ................................................................. 20
Hình 3.5 : Hình ảnh ống giảm chấn cho hệ thống treo.............................................. 22
Hình 3.6 : Biểu đồ dao động của ống giảm chấn ....................................................... 23
Hình 3.7 :Bản vẽ biên dạng thân xe ............................................................................ 23
Hình 3.8 : Biểu đồ trọng lượng biên dạng thân xe ..................................................... 24
Hình 3.9 : Bản vẽ thiết kế hệ thống lái hai bánh dẫn hướng ..................................... 27
Hình 3.10 : Đồ thị quan hệ giữa góc quay các bánh lái ............................................ 28
Hình 3.11 : Sơ đồ bố trí và kết nối hệ thống phanh.................................................... 304
Hình 3.12 : Hình ảnh phanh đĩa trước được mô tả trong bản vẽ.............................. 30
Hình 3.13 : Hình ảnh phanh đĩa trước được gắn trên xe........................................... 31
Hình 3.14 : Hình ảnh sơ đồ hệ thống phanh đĩa......................................................... 31
Hình 3.15 : Hình ảnh sơ đồ hệ thống phanh đĩa khi hoạt động................................. 32
Hình 3.16 : Hình ảnh hệ thống phanh tang trống ...................................................... 32
Hình 3.17 : Hình ảnh biên dạng toàn thân xe............................................................. 33
Hình 3.18 : Khuôn đúc Composite được gia công bằng thạch cao........................... 34
Hình 3.19 : Hình ảnh thực tế của coposite được gia công bằng khuôn thạch cao... 35
Hình 3.20 : Hình ảnh thực tế kết quả sau khi thi công của vỏ xe.............................. 35
Hình 3.21 : Hình ảnh động cơ điện. ............................................................................ 38
Hình 3.22 : Hình ảnh động cơ xăng. ........................................................................... 39
Hình 3.23 : Hình ảnh thực tế của nhông đơn hướng.................................................. 40
Hình 3.24 : Hình ảnh sơ đồ hệ thống truyền động kết hợp........................................ 40
Hình 3.25 : Hình ảnh bản vẽ sơ đồ tỷ số truyền động của động cơ điện đến truyền
động kết hợp.................................................................................................................. 41
Hình 3.26 : Hình ảnh sơ đồ tỷ số truyền động của động cơ xăng đến truyền động
kết hợp ........................................................................................................................... 42
Hình 3.27 : Hình ảnh sơ đồ hệ thống nguyên lý làm việc của xe Lai xăng – điện ... 43
Hình 3.28 : Sơ đồ điều khiển động cơ điện................................................................. 44
Hình 3.29 : Đồ thị hoạt động ....................................................................................... 44
Hình 3.30 : Sơ đồ kết nối bình ắc quy trên xe............................................................. 45
Hình 3.31 : Hình ảnh bình ắcquy được trang bị cho xe............................................. 45
Hình 3.32 : Hình sơ đồ tổng quát hệ thống điều khiển trên xe Lai ........................... 46
Hình 3.33 : Hình ảnh sơ đồ khối hệ truyền động điện ............................................... 47
Hình 3.34 : Hình ảnh sơ đồ khối hệ truyền động bằng động cơ xăng....................... 47
Hình 3.35 : Hình ảnh sơ đồ khối của hệ thống........................................................... 47
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiDANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1 : Kết quả phân tích trọng lượng của từng loại vật liệu lên biên dạng khung xe. 24
Bảng 3.2 : Bảng thông số các chi tiết của hệ thống lái..................................................... 28
Bảng 4.1 : Quá trình chạy thử nghiệm............................................................................. 49Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi1
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1 Đặt vấn đề
Ngày nay khi nguồn năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiệt việc sử dụng
năng lượng một cách hiệu quả là một trong những nghiên cứu cần thiết [7]. Bên
cạnh đó việc nghiên cứu phương tiện giao thông có khả năng giảm thiểu lượng khí
thải và bảo vệ môi trường là đề tài cấp bách của xã hội.
Nghiên cứu và sử dụng sự kết hợp giữa nguồn năng lượng điện và xăng đang
được các nhà khoa học quan tâm, khoảng 300 năm trước nhà phát minh người Pháp
Nicolas - Joseph Cugnot đã là người đầu tiên đặt nền tảng cho hệ thống này. Xe ô tô
ngày nay đã trở thành một phương tiện không thể thiếu trong xã hội chúng ta. Chính
vì thế tình trạng ô nhiễm do khí thải do động cơ xe gây ra đang là một vấn đề rất
nhức nhối của nhiều quốc gia hiện nay. Bên cạnh là cuộc khủng hoảng dầu mỏ năm
1973 đã đẩy giá đầu thô lên đến 97,17 USD/thùng (năm 2012) các nước xuất khẩu
dầu mỏ đã sử dụng hết công suất khai thác nhưng cũng rất khó khăn để giảm được
nhiệt của cơn sốt dầu thô[8]. Trước tình trạng đó nguồn tài nguyên dầu trong lòng
đất sẽ cạn kiệt trong một thời gian không xa. Việc sử dụng tiết kiệm nguồn năng
lượng này kết hợp với các nguồn năng lượng mới đang trở thành chiến lược trong
chính sách năng lượng của nhiều quốc gia phát triển.
Nhận thức được tình hình thực tại của xã hội về việc sử dụng tiết kiệm nguồn
tài nguyên, vấn đề ô nhiễm khí thải từ phương tiện giao thông và trước cơn sốt về
nguồn nhiên liệu. Đây cũng chính là lý do nhóm tác giả chọn đề tài “tính toán thiết
kế và thi công xe Lai chạy bằng xăng và điện”. Trong đề tài này nhóm tác giả đã
thiết kế và chế tạo thành công xe Lai với việc sử dụng nhiên liệu tiết kiệm lên đến
40%.
Mục đích của đề tài
Từ những thực tiễn và qua phân tích các giải pháp đã biết nhóm tác giả đã
chọn đề tài “tính toán thiết kế và thi công xe Lai chạy bằng năng lượng xăng và
điện” với mục đích tìm giải pháp mới về phương tiện giao thông vận hành tiết kiệm2
nhiên liệu hơn, thân thiện môi trường giảm thiểu ô nhiễm khí thải, một phần nào đó
có thể hạ nhiệt trước cơn sốt về nguồn nhiên liệu và đặc biệt là tiết kiệm về kinh tế
phù hợp với điều kiện tại Việt Nam.
Bên cạnh đó đây cũng là kiểu xe ba bánh đầu tiên tại Việt Nam với kiểu dáng
và thiết kế mới. Nhóm tác giả hy vọng với chiếc xe Lai này có thể ứng dụng để sản
xuất hàng loạt vào thị trường trong nước.
1.2 Lịch sử phát triển
Năm 1899những chiếc xe Lai đầu tiên được triển lãm ở Paris Salon. Nó được
chế tạo bởi Pieper, Liège của Bỉ và công ty truyền tải điện Vendovelli và Priestly
của Pháp[1]. Xe Pieper là một kiểu xe Lai song song với một động cơ xăng nhỏ làm
mát bằng gió được hỗ trợ thêm một động cơ điện và các ắc quy chì. Ắc quy sẽ được
nạp khi xe đang chạy đều trên đường hay khi xe hoạt động tại chỗ. Khi công suất
dẫn động yêu cầu cao hơn công suất định mức của động cơ, động cơ điện sẽ cung
cấp thêm công suất cho động cơ xăng hay ngược lại.
Đến năm 1903 Camille Jenatzy người Pháp đã giới thiệu một chiếc xe Lai
động cơ mắc kiểu song song tại Paris Slon[1]. Chiếc xe này kết hợp một động cơ
xăng 6 hp và một động cơ điện 14 hp, nó có thể nạp điện lại cho ắc quy từ động cơ.
Một người Pháp khác là H.Krieger chế tạo một chiếc xe Lai động cơ mắc kiểu nối
tiếp vào năm 1902. Thiết kế của ông dùng hai động cơ một chiều dẫn động hai bánh
trước, chúng lấy năng lượng từ 44 bình ắc quy chì, ắc quy này được nạp lại bằng
một máy phát điện một chiều dẫn động bởi động cơ sử dụng cồn đánh lửa cưỡng
bức.
Những chiếc xe Lai khác, cả nối tiếp và song song đã được chế tạo trong suốt
khoảng thời gian từ 1899 đến 1914. Trong thời gian này phanh điện đã được sử
dụng trong các mẫu thiết kế nhưng nó không đề cập đến phanh phục hồi năng
lượng. Hầu hết các xe trên đều sử dụng phanh điện bằng cách nối ngắn mạch hoặc
mắc điện trở trên phần ứng của động cơ điện.
Những xe Lai thế hệ đầu được chế tạo để hỗ trợ thêm cho các động cơ
xănghay mở rộng tầm hoạt động của xe điện. Chúng ứng dụng những công nghệ
điện cơ bản có sẵn. Mặc dù có nhiều sáng tạo trong thiết kế, nhưng những chiếc xe
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi3
Lai này không thể cạnh tranh nổi với xe có động cơ xăng được cải tiến đáng kể sau
Chiến tranh Thế Giới I. Động cơ xăng được cải thiện tốt về mặt công suất, các động
cơ trở nên nhỏ hơn hệu quả hơn và không cần sự hỗ trợ của các động cơ điện trong
thời gian dài. Sự tăng giá do thêm động cơ điện và sự độc hại từ ắc quy chì đã làm
cho thị trường sản xuất xe Lai chìm xuống sau Chiến tranh Thế Giới I.
Trải qua hai cuộc khủng hoảng dầu mỏ năm 1973 và năm 1977 bên cạnh đó
vấn đề môi trường ngày càng được quan tâm hơn, xe Lai đã bắt đầu xuất hiện trên
thị trường. Các nhà nghiên cứu bị thu hút bởi xe Lai, vì vậy đã có nhiều mẫu xe
được chế tạo trong thập niên 80. Xe Lai được sự hấp dẫn trong thời kỳ này nhưng
do thiếu sự phát triển của điện tử công suất ứng dụng, động cơ điện hiện đại và công
nghệ ắc quy nên công nghệ phát triển chưa cao.
Khái niệm xe Lai đã thật sự trở nên hấp dẫn nhất vào thập niên 90. Tập đoàn
Ford Motor đã khởi động chương trình “Thách thức xe Lai điện Ford” thu hút sự nỗ
lực từ các trường đại học nhằm phát triển phiên bản xe Lai cho sản xuất ô tô. Năm
1997 đánh dấu lịch sử của xe Lai với hai mẫu xe Prius của Toyota và Civic Hybrid
của Honda, chúng có 1 giá trị lịch sử trong kỷ nguyên hiện đại vì đáp ứng vấn đề
tiêu thụ tiết kiệm nhiên liệu trên xe và vấn đề môi trường.
1.3 Cấu trúc của đề tài
Cấu trúc của đề tài gồm 4 chương: Chương 1 trình bày phần tổng quan,
chương 2 giới thiệu về hệ thống xe lai, chương 3 thiết kế và thi công, chương 4 kết
luận và phương hướng phát triển.4
CHƯƠNG 2
HỆ THỐNG XE LAI
2.1 Khái niệm xe Lai
Xe Lai là loại dòng xe sử dụng động cơ tổ hợp. Động cơ là sự tính toán kết
hợp giữa hai nguồn công suất dẫn động khác nhau một động cơ xăng thông thường
với một động cơ điện dùng năng lượng ắc quy. Bộ điều khiển trung tâm sẽ quyết
định khi nào thì động cơ điện hoạt động độc lập, khi nào thì động cơ xăng hoạt
động độc lập, khi nào thì vận hành kết hợp đồng bộ giữa hai động cơ và khi nào nạp
điện vào ắc quy để sử dụng.
Có rất nhiều cách phối hợp hai loại động cơ này có thể là nối tiếp, song song
hay hỗn hợp:
Động cơ mắc kiểu nối tiếp: Động cơ điện là nguồn lực kéo xe duy nhất tiếp
nhận điện năng cung cấp từ ắc quy. Khi điện tích của ắc quy trở nên quá thấp, động
cơ xăng sẽ được khởi động để kéo máy phát nhằm cung cấp điện năng cho động cơ
điện tiếp tục kéo và đồng thời cũng để nạp điện cho ắc quy.
Tỷ số truyền động của động cơ điện bằng tổng số răng của bánh răng bị động chia
cho tổng số răng của bánh răng chủ động.
Tổng số răng của bánh răng bị động là 36 răng.
Tổng số răng của bánh răng chủ động là 13 răng.
Vậy tỷ số truyền là:
݅ଶ =
ܼௗ
ܼ
=
36
26 = 1.384
Nguyên lý hoạt động chung của các cơ cấu này như sau:
Ở hệ thống lai thì cả động cơ xăng và động cơ điện đều dẫn động song song
đến trục truyền kết hợp qua cơ cấu nhông xích đơn hướng và đến bánh xe chủ động,
công suất dẫn động từ hai nguồn này có thể được sử dụng tuỳ theo các điều kiện
hiện hành của xe.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi43
3.9.2 Nguyên lý hoạt động của xe Lai
Hình 3.27 : Hình ảnh sơ đồ hệ thống nguyên lý làm việc của xe Lai xăng – điện
a. Trường hợp động cơ xăng hoạt động độc lập
Ở chế độ bình thường, bộ điều khiển trung tâm điều khiển hoạt động của động
cơ xăng thông qua các cảm biến đặt tại chân ga. Nó sẽ kéo xe chuyển động qua bộ
truyền động kết hợp trung gian với nhông đơn hướng và tỷ số truyền. Khi đó động
cơ điện đứng yên, nó không chịu ảnh hưởng từ động cơ xăng (vì có nhông xích đơn
hướng). Trong trường hợp này động cơ điện chỉ hoạt động hỗ trợ khi xe tăng tốc,
khởi động và bổ sung công suất để xe hoạt động ở vận tốc tối ưu nhất.
b. Trường hợp động cơ điện hoạt động độc lập
Ở chế độ bình thường, ắc quy nạp năng lượng cho động cơ điện hoạt động
thông qua bộ điều khiển bằng chân ga, kéo bánh xe chủ động quay làm xe chuyển
động thông qua bộ truyền động kết hợp trung gian với xích đơn hướng và tỷ số
truyền là 2.77. Lúc này động cơ xăng không hoạt động (vì có nhông xích đơn
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Tính toán thiết kế và thi công xe Lai chạy bằng xăng và điện
Đồ án tốt nghiệp cơ điện tử thiết kế và chế tạo xe lai chạy bằng xăng và điện
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ...................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề.....................................................................................................1
1.2 Lịch sử phát triển ...........................................................................................2
1.3 Cấu trúc của đề tài..........................................................................................3
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG XE LAI .........................................................................4
2.1 Khái niệm xe Lai............................................................................................4
2.2 Hoạt động của hệ thống xe Lai......................................................................5
2.2.1 Chế độ sẵn sàng khởi hành ......................................................................5
2.2.2 Chế độ chạy xe bình thường ....................................................................7
2.2.3 Chế độ tăng tốc tối đa ..............................................................................8
2.2.4 Chế độ giảm tốc và dừng xe....................................................................8
2.3Cấu trúc của xe Lai .........................................................................................9
2.3.1 Khung xe...............................................................................................11
2.3.2 Động cơ điện .........................................................................................14
2.3.3 Động cơ xăng ........................................................................................15
2.3.4 Bộ sạc....................................................................................................16
2.4 Bộ điều khiển..............................................................................................16
2.4.1 Bộ điều khiển trung tâm.........................................................................16
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG .............................................................17
3.1 Lựa chọn phương án thiết kế .......................................................................17
3.2 Thiết kế chi tiết khung xe.............................................................................17
3.2.1 Định nghĩa.............................................................................................17
3.2.2 Chọn vật liệu thi công khung .................................................................18
3.3 Hệ thống treo ...............................................................................................19
3.3.1 Chọn loại hệ thống treo..........................................................................19
3.3.2Các bộ phận của hệ thống treo như sau:..................................................20
3.3.3Độ biến dạng và tải trọng tác dụng lên hệ thống treo trước .....................21
3.3.4Lựa chọn ống giảm chấn cho hệ thống treo.............................................22
3.4 Tổng quan về biên dạng thân xe ..................................................................232
3.4.1 Tính toán và lựa chọn vật liệu làm biên dạng thân xe.............................23
3.4.2 Tổng quan về vật liệu Composite...........................................................25
3.5Hệ thống lái ..................................................................................................27
3.6 Hệ thống phanh...........................................................................................29
3.6.1 Công dụng của hệ thống phanh..............................................................29
3.6.2Phanh đĩa trước.......................................................................................30
3.6.3Phanh sau ...............................................................................................32
3.6.4 Ưu điểm của phanh tang trống..............................................................33
3.7Thiết kế và chế tạo biên dạng thân xe............................................................33
3.7.1Nguyên liệu đúc vỏ................................................................................33
3.7.2Quá trình thi công đúc vỏ xe...................................................................34
3.7.3 Ưu điểm của vỏ xe bằng vật liệu Composite:........................................35
3.8Tính chọn công suất động cơ điện và động cơ xăng.......................................36
3.8.1Tính chọn động cơ điện ..........................................................................36
3.8.2 Tính toán chọn động cơ xăng................................................................38
3.9 Thiết kế hệ truyền công suất kết hợp giữa động cơ xăng và động cơ điện...39
3.9.1 Thiết kế hệ truyền động kết hợp............................................................39
3.9.2 Nguyên lý hoạt động của xe Lai............................................................43
3.9.3 Tính toán , bố trí hệ thống ắc quy, năng lượng. .....................................45
3.9.4 Bộ điều khiển .......................................................................................46
3.9.5 Ưu điểm của xe Lai xăng-điện ..............................................................48
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN........................................49
TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................51
PHỤ LỤC..............................................................................................................51
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiDANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 2.1 : Động cơ mắc kiểu nối tiếp............................................................................ 4
Hình 2.2 : Động cơ mắc kiểu song song ....................................................................... 5
Hình 2.3 : Động cơ mắc kiểu hỗn hợp........................................................................... 5
Hình 2.4 : Chế độ khởi động.......................................................................................... 6
Hình 2.5 : Chế độ khởi hành.......................................................................................... 6
Hình 2.6 : Chế độ chạy bình thường ............................................................................. 7
Hình 2.7 : Chế độ tăng tốc tối đa .................................................................................. 8
Hình 2.8 : Chế độ hãm tái sinh năng lượng.................................................................. 8
Hình 2.9 : Máy phát điện................................................................................................ 9
Hình 2.10 : Bình ắc quy dung lượng cao ...................................................................... 9
Hình 2.11 : Bộ phận chuyển đổi .................................................................................. 10
Hình 2.12 : Kết hợp động cơ xăng và động cơ điện ................................................... 10
Hình 2.13 : Khung gầm hình chiếc thang[2] .............................................................. 11
Hình 2.14 : Khung gầm hình chiếc thang được sử dụng trên xe AC COBRA[10]... 12
Hình 2.15 : Bộ khung gầm hình ống rỗng cấu trúc rất phức tạp[10]...................... 12
Hình 2.16 : Một loại khung gầm liền khối .................................................................. 13
Hình 2.17 : Một chiếc xe có loại khung gầm liền khối............................................... 14
Hình 2.18 : Động cơ xe Lai.......................................................................................... 15
Hình 3.1 : Hình ảnh bản vẽ thiết kế khung xe............................................................ 18
Hình 3.2 : Hình ảnh khung xe đang thi công .............................................................. 19
Hình 3.3 : Hình ảnh khung xe sau khi thi công........................................................... 19
Hình 3.4 : Hình ảnh hệ thống treo độc lập ................................................................. 20
Hình 3.5 : Hình ảnh ống giảm chấn cho hệ thống treo.............................................. 22
Hình 3.6 : Biểu đồ dao động của ống giảm chấn ....................................................... 23
Hình 3.7 :Bản vẽ biên dạng thân xe ............................................................................ 23
Hình 3.8 : Biểu đồ trọng lượng biên dạng thân xe ..................................................... 24
Hình 3.9 : Bản vẽ thiết kế hệ thống lái hai bánh dẫn hướng ..................................... 27
Hình 3.10 : Đồ thị quan hệ giữa góc quay các bánh lái ............................................ 28
Hình 3.11 : Sơ đồ bố trí và kết nối hệ thống phanh.................................................... 304
Hình 3.12 : Hình ảnh phanh đĩa trước được mô tả trong bản vẽ.............................. 30
Hình 3.13 : Hình ảnh phanh đĩa trước được gắn trên xe........................................... 31
Hình 3.14 : Hình ảnh sơ đồ hệ thống phanh đĩa......................................................... 31
Hình 3.15 : Hình ảnh sơ đồ hệ thống phanh đĩa khi hoạt động................................. 32
Hình 3.16 : Hình ảnh hệ thống phanh tang trống ...................................................... 32
Hình 3.17 : Hình ảnh biên dạng toàn thân xe............................................................. 33
Hình 3.18 : Khuôn đúc Composite được gia công bằng thạch cao........................... 34
Hình 3.19 : Hình ảnh thực tế của coposite được gia công bằng khuôn thạch cao... 35
Hình 3.20 : Hình ảnh thực tế kết quả sau khi thi công của vỏ xe.............................. 35
Hình 3.21 : Hình ảnh động cơ điện. ............................................................................ 38
Hình 3.22 : Hình ảnh động cơ xăng. ........................................................................... 39
Hình 3.23 : Hình ảnh thực tế của nhông đơn hướng.................................................. 40
Hình 3.24 : Hình ảnh sơ đồ hệ thống truyền động kết hợp........................................ 40
Hình 3.25 : Hình ảnh bản vẽ sơ đồ tỷ số truyền động của động cơ điện đến truyền
động kết hợp.................................................................................................................. 41
Hình 3.26 : Hình ảnh sơ đồ tỷ số truyền động của động cơ xăng đến truyền động
kết hợp ........................................................................................................................... 42
Hình 3.27 : Hình ảnh sơ đồ hệ thống nguyên lý làm việc của xe Lai xăng – điện ... 43
Hình 3.28 : Sơ đồ điều khiển động cơ điện................................................................. 44
Hình 3.29 : Đồ thị hoạt động ....................................................................................... 44
Hình 3.30 : Sơ đồ kết nối bình ắc quy trên xe............................................................. 45
Hình 3.31 : Hình ảnh bình ắcquy được trang bị cho xe............................................. 45
Hình 3.32 : Hình sơ đồ tổng quát hệ thống điều khiển trên xe Lai ........................... 46
Hình 3.33 : Hình ảnh sơ đồ khối hệ truyền động điện ............................................... 47
Hình 3.34 : Hình ảnh sơ đồ khối hệ truyền động bằng động cơ xăng....................... 47
Hình 3.35 : Hình ảnh sơ đồ khối của hệ thống........................................................... 47
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiDANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1 : Kết quả phân tích trọng lượng của từng loại vật liệu lên biên dạng khung xe. 24
Bảng 3.2 : Bảng thông số các chi tiết của hệ thống lái..................................................... 28
Bảng 4.1 : Quá trình chạy thử nghiệm............................................................................. 49Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi1
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1 Đặt vấn đề
Ngày nay khi nguồn năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiệt việc sử dụng
năng lượng một cách hiệu quả là một trong những nghiên cứu cần thiết [7]. Bên
cạnh đó việc nghiên cứu phương tiện giao thông có khả năng giảm thiểu lượng khí
thải và bảo vệ môi trường là đề tài cấp bách của xã hội.
Nghiên cứu và sử dụng sự kết hợp giữa nguồn năng lượng điện và xăng đang
được các nhà khoa học quan tâm, khoảng 300 năm trước nhà phát minh người Pháp
Nicolas - Joseph Cugnot đã là người đầu tiên đặt nền tảng cho hệ thống này. Xe ô tô
ngày nay đã trở thành một phương tiện không thể thiếu trong xã hội chúng ta. Chính
vì thế tình trạng ô nhiễm do khí thải do động cơ xe gây ra đang là một vấn đề rất
nhức nhối của nhiều quốc gia hiện nay. Bên cạnh là cuộc khủng hoảng dầu mỏ năm
1973 đã đẩy giá đầu thô lên đến 97,17 USD/thùng (năm 2012) các nước xuất khẩu
dầu mỏ đã sử dụng hết công suất khai thác nhưng cũng rất khó khăn để giảm được
nhiệt của cơn sốt dầu thô[8]. Trước tình trạng đó nguồn tài nguyên dầu trong lòng
đất sẽ cạn kiệt trong một thời gian không xa. Việc sử dụng tiết kiệm nguồn năng
lượng này kết hợp với các nguồn năng lượng mới đang trở thành chiến lược trong
chính sách năng lượng của nhiều quốc gia phát triển.
Nhận thức được tình hình thực tại của xã hội về việc sử dụng tiết kiệm nguồn
tài nguyên, vấn đề ô nhiễm khí thải từ phương tiện giao thông và trước cơn sốt về
nguồn nhiên liệu. Đây cũng chính là lý do nhóm tác giả chọn đề tài “tính toán thiết
kế và thi công xe Lai chạy bằng xăng và điện”. Trong đề tài này nhóm tác giả đã
thiết kế và chế tạo thành công xe Lai với việc sử dụng nhiên liệu tiết kiệm lên đến
40%.
Mục đích của đề tài
Từ những thực tiễn và qua phân tích các giải pháp đã biết nhóm tác giả đã
chọn đề tài “tính toán thiết kế và thi công xe Lai chạy bằng năng lượng xăng và
điện” với mục đích tìm giải pháp mới về phương tiện giao thông vận hành tiết kiệm2
nhiên liệu hơn, thân thiện môi trường giảm thiểu ô nhiễm khí thải, một phần nào đó
có thể hạ nhiệt trước cơn sốt về nguồn nhiên liệu và đặc biệt là tiết kiệm về kinh tế
phù hợp với điều kiện tại Việt Nam.
Bên cạnh đó đây cũng là kiểu xe ba bánh đầu tiên tại Việt Nam với kiểu dáng
và thiết kế mới. Nhóm tác giả hy vọng với chiếc xe Lai này có thể ứng dụng để sản
xuất hàng loạt vào thị trường trong nước.
1.2 Lịch sử phát triển
Năm 1899những chiếc xe Lai đầu tiên được triển lãm ở Paris Salon. Nó được
chế tạo bởi Pieper, Liège của Bỉ và công ty truyền tải điện Vendovelli và Priestly
của Pháp[1]. Xe Pieper là một kiểu xe Lai song song với một động cơ xăng nhỏ làm
mát bằng gió được hỗ trợ thêm một động cơ điện và các ắc quy chì. Ắc quy sẽ được
nạp khi xe đang chạy đều trên đường hay khi xe hoạt động tại chỗ. Khi công suất
dẫn động yêu cầu cao hơn công suất định mức của động cơ, động cơ điện sẽ cung
cấp thêm công suất cho động cơ xăng hay ngược lại.
Đến năm 1903 Camille Jenatzy người Pháp đã giới thiệu một chiếc xe Lai
động cơ mắc kiểu song song tại Paris Slon[1]. Chiếc xe này kết hợp một động cơ
xăng 6 hp và một động cơ điện 14 hp, nó có thể nạp điện lại cho ắc quy từ động cơ.
Một người Pháp khác là H.Krieger chế tạo một chiếc xe Lai động cơ mắc kiểu nối
tiếp vào năm 1902. Thiết kế của ông dùng hai động cơ một chiều dẫn động hai bánh
trước, chúng lấy năng lượng từ 44 bình ắc quy chì, ắc quy này được nạp lại bằng
một máy phát điện một chiều dẫn động bởi động cơ sử dụng cồn đánh lửa cưỡng
bức.
Những chiếc xe Lai khác, cả nối tiếp và song song đã được chế tạo trong suốt
khoảng thời gian từ 1899 đến 1914. Trong thời gian này phanh điện đã được sử
dụng trong các mẫu thiết kế nhưng nó không đề cập đến phanh phục hồi năng
lượng. Hầu hết các xe trên đều sử dụng phanh điện bằng cách nối ngắn mạch hoặc
mắc điện trở trên phần ứng của động cơ điện.
Những xe Lai thế hệ đầu được chế tạo để hỗ trợ thêm cho các động cơ
xănghay mở rộng tầm hoạt động của xe điện. Chúng ứng dụng những công nghệ
điện cơ bản có sẵn. Mặc dù có nhiều sáng tạo trong thiết kế, nhưng những chiếc xe
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi3
Lai này không thể cạnh tranh nổi với xe có động cơ xăng được cải tiến đáng kể sau
Chiến tranh Thế Giới I. Động cơ xăng được cải thiện tốt về mặt công suất, các động
cơ trở nên nhỏ hơn hệu quả hơn và không cần sự hỗ trợ của các động cơ điện trong
thời gian dài. Sự tăng giá do thêm động cơ điện và sự độc hại từ ắc quy chì đã làm
cho thị trường sản xuất xe Lai chìm xuống sau Chiến tranh Thế Giới I.
Trải qua hai cuộc khủng hoảng dầu mỏ năm 1973 và năm 1977 bên cạnh đó
vấn đề môi trường ngày càng được quan tâm hơn, xe Lai đã bắt đầu xuất hiện trên
thị trường. Các nhà nghiên cứu bị thu hút bởi xe Lai, vì vậy đã có nhiều mẫu xe
được chế tạo trong thập niên 80. Xe Lai được sự hấp dẫn trong thời kỳ này nhưng
do thiếu sự phát triển của điện tử công suất ứng dụng, động cơ điện hiện đại và công
nghệ ắc quy nên công nghệ phát triển chưa cao.
Khái niệm xe Lai đã thật sự trở nên hấp dẫn nhất vào thập niên 90. Tập đoàn
Ford Motor đã khởi động chương trình “Thách thức xe Lai điện Ford” thu hút sự nỗ
lực từ các trường đại học nhằm phát triển phiên bản xe Lai cho sản xuất ô tô. Năm
1997 đánh dấu lịch sử của xe Lai với hai mẫu xe Prius của Toyota và Civic Hybrid
của Honda, chúng có 1 giá trị lịch sử trong kỷ nguyên hiện đại vì đáp ứng vấn đề
tiêu thụ tiết kiệm nhiên liệu trên xe và vấn đề môi trường.
1.3 Cấu trúc của đề tài
Cấu trúc của đề tài gồm 4 chương: Chương 1 trình bày phần tổng quan,
chương 2 giới thiệu về hệ thống xe lai, chương 3 thiết kế và thi công, chương 4 kết
luận và phương hướng phát triển.4
CHƯƠNG 2
HỆ THỐNG XE LAI
2.1 Khái niệm xe Lai
Xe Lai là loại dòng xe sử dụng động cơ tổ hợp. Động cơ là sự tính toán kết
hợp giữa hai nguồn công suất dẫn động khác nhau một động cơ xăng thông thường
với một động cơ điện dùng năng lượng ắc quy. Bộ điều khiển trung tâm sẽ quyết
định khi nào thì động cơ điện hoạt động độc lập, khi nào thì động cơ xăng hoạt
động độc lập, khi nào thì vận hành kết hợp đồng bộ giữa hai động cơ và khi nào nạp
điện vào ắc quy để sử dụng.
Có rất nhiều cách phối hợp hai loại động cơ này có thể là nối tiếp, song song
hay hỗn hợp:
Động cơ mắc kiểu nối tiếp: Động cơ điện là nguồn lực kéo xe duy nhất tiếp
nhận điện năng cung cấp từ ắc quy. Khi điện tích của ắc quy trở nên quá thấp, động
cơ xăng sẽ được khởi động để kéo máy phát nhằm cung cấp điện năng cho động cơ
điện tiếp tục kéo và đồng thời cũng để nạp điện cho ắc quy.
Tỷ số truyền động của động cơ điện bằng tổng số răng của bánh răng bị động chia
cho tổng số răng của bánh răng chủ động.
Tổng số răng của bánh răng bị động là 36 răng.
Tổng số răng của bánh răng chủ động là 13 răng.
Vậy tỷ số truyền là:
݅ଶ =
ܼௗ
ܼ
=
36
26 = 1.384
Nguyên lý hoạt động chung của các cơ cấu này như sau:
Ở hệ thống lai thì cả động cơ xăng và động cơ điện đều dẫn động song song
đến trục truyền kết hợp qua cơ cấu nhông xích đơn hướng và đến bánh xe chủ động,
công suất dẫn động từ hai nguồn này có thể được sử dụng tuỳ theo các điều kiện
hiện hành của xe.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi43
3.9.2 Nguyên lý hoạt động của xe Lai
Hình 3.27 : Hình ảnh sơ đồ hệ thống nguyên lý làm việc của xe Lai xăng – điện
a. Trường hợp động cơ xăng hoạt động độc lập
Ở chế độ bình thường, bộ điều khiển trung tâm điều khiển hoạt động của động
cơ xăng thông qua các cảm biến đặt tại chân ga. Nó sẽ kéo xe chuyển động qua bộ
truyền động kết hợp trung gian với nhông đơn hướng và tỷ số truyền. Khi đó động
cơ điện đứng yên, nó không chịu ảnh hưởng từ động cơ xăng (vì có nhông xích đơn
hướng). Trong trường hợp này động cơ điện chỉ hoạt động hỗ trợ khi xe tăng tốc,
khởi động và bổ sung công suất để xe hoạt động ở vận tốc tối ưu nhất.
b. Trường hợp động cơ điện hoạt động độc lập
Ở chế độ bình thường, ắc quy nạp năng lượng cho động cơ điện hoạt động
thông qua bộ điều khiển bằng chân ga, kéo bánh xe chủ động quay làm xe chuyển
động thông qua bộ truyền động kết hợp trung gian với xích đơn hướng và tỷ số
truyền là 2.77. Lúc này động cơ xăng không hoạt động (vì có nhông xích đơn
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links