khoasdd
Thành viên O-H
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ẢNH.. IDANH MỤC BẢNG BIỂU.. II
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT.. II
LỜI NÓI ĐẦU.. III
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG HYBRID TRÊN Ô TÔ.. 1
1.1. Giới thiệu tổng quan về ô tô hybrid: 1
1.2. Đặc điểm cấu tạo của ô tô hybrid: 1
1.2.1. Xe Hybrid thông thường: 1
1.2.2 Xe Plug-in Hybrid (PHEV): 2
CHƯƠNG 2:HỆ THỐNG PHANH, TREO, LÁI. 4
2.1. Hệ thống phanh. 4
2.1.1. Hệ thống phanh trên Lexus RX400H (2007): 4
2.1.2. Phần cơ: 7
2.1.2.1. Hệ thống ABS: 11
2.1.2.2. Hệ thống EBA: 15
2.1.2.3. Hệ thống EBD: 16
2.1.2.4. Hệ thống TRC: 17
2.1.2.5. Hệ thống VSC: 18
2.1.2.6. Phanh tái sinh RBS: 19
2.1.2.7. Hệ thống DVIM: 20
2.1.3. Phần điện: 21
2.2. Hệ thống treo: 23
2.2.1. Hệ thống treo trên Lexus RX400H: 23
2.2.1.1. Hệ thống treo trước: 23
2.2.1.2. Hệ thống treo sau: 23
2.2.2. Hệ thống treo khí nén (Air Suspension): 24
2.3. Hệ thống lái 26
2.3.1. Hệ thống lái trên Lexus RX400H (2007): 26
2.3.2. Hệ thống lái điện (EPS): 26
2.3.2.1. Hộp điều khiển trợ lực lái: 28
2.3.2.2. Động cơ điều khiển trợ lực lái: 29
2.3.2.3. Cảm biến mô men: 29
2.3.2.4. Hoạt động hệ thống trợ lực lái: 30
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG HYBRID TRÊN LEXUS RX400H (2007) 31
3.1. Thông số kết cấu và cấu tạo của hệ thống hybrid: 31
3.1.1. Thông số kết cấu của Lexus RX400H (2007): 31
3.1.2. Cấu tạo hybrid của Lexus RX400H (2007): 33
3.2. Sơ đồ hệ thống truyền động của hệ thống hybrid: 34
3.2.1. Nguyên lý vận hành của bánh trước: 34
3.2.2. Nguyên lý vận hành của bánh sau: 37
3.3. Các bộ phận chính trên hệ thống hybrid của Toyota Lexus RX400H (2007): 39
3.3.1. Động cơ xăng của xe: 39
3.3.2. Bộ chia phân công suất PSD (Hộp số của xe hybrid): 44
3.3.2.1. Cấu tạo bộ phân chia công suất: 44
3.3.2.2. Nguyên lý làm việc của bộ phân chia công suất: 46
3.3.3. MG1 và MG2: 48
3.3.4. Bộ điều khiển công suất (PCU): 53
3.3.5. Cụm bộ chuyển đổi (Inverter/Converter): 53
3.3.6. Nguồn cao áp: 56
3.3.6.1. Cáp nguồn: 56
3.3.6.2. Ắc quy HV: 57
3.3.6.3. ECU ắc quy. 58
3.3.6.4. Rơ le chính hệ thống (SMR): 59
3.3.6.5. Ắc quy phụ: 60
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG HYBRID TRÊN LEXUS RX400H.. 61
TRA KẾT CẤU TRÊN LEXUS RX400H.. 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 68
I
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1.Sơ đồ hệ thống động lực của ô tô hybrid kiểu nối tiếp. 2
Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống động lực của ô tô hybrid kiểu song song. 2
Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống động lực của ô tô hybrid kiểu hỗn hợp. 2
Hình 2.1. Sơ đồ phân bố hệ thống phanh trên Lexus RX400H (2007) 4
Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh trên xe Lexus RX400H (2007) 7
Hình 2.3. Một số bộ phận của hệ thống phanh trên xe. 8
Hình 2.4.1 Sơ đồ thủy lực khi tăng áp lực phanh. 12
Hình 2.4.2 Sơ đồ thủy lực khi giữ áp lực phanh. 13
Hình 2.4.3 Sơ đồ thủy lực khi giảm áp lực phanh. 14
Hình 2.5. Sơ đồ thủy lực khi EBA hoạt động. 15
Hình 2.6. Sơ đồ thủy lực khi hệ thống EBD tăng lực phanh lên cầu trước. 16
Hình 2.7. Sơ đồ thủy lực khi hệ thống TRC hoạt động. 17
Hình 2.8.1. Sơ đồ hoạt động của hệ thống VSC.. 18
Hình 2.8.2. Sơ đồ thủy lực khi Hệ thống VSC hoạt động. 19
Hình 2.9. Sơ đồ hoạt động của phanh tái sinh. 20
Hình 2.10.1. Sơ đồ điều khiển hệ thống phanh trên Lexus RX400H (2007) -1. 20
Hình 2.10.2. Sơ đồ điều khiển hệ thống phanh trên Lexus RX400H (2007) -2. 20
Hình 2.11. Cấu tạo hệ thống treo MacPherson. 23
Hình 2.12. Sơ đồ hệ thống treo khí nén. 24
Hình 2.13. Cấu tạo trợ lực lái điện trên RX400H (2007) 26
Hình 2.14.1. Vị trí chi tiết của hệ thống EPS trên xe Tesla. 27
Hình 2.14.2. Các bộ phận bố trí trên trục lái 27
Hình 2.14.3. Cụm thước lái 28
Hình 2.15.1. Hộp điều khiển trợ lực lái EPS ECU.. 28
Hình 2.15.2. Sơ đồ kết nối các tín hiệu điều khiển trợ lực lái 29
Hình 2.16. Động cơ điều khiển trợ lực. 29
Hình 2.17. Cảm biến mô men xe Tesla. 30
Hình 3.1.1. Lexus RX400H (2007) 31
Hình 3.1.2. Chế độ lái trên Toyota Lexus RX400H (2007) 32
Hình 3.2. Vị trí và cách bố trí của hệ thống hybrid trên Toyota Lexus RX400H (2007) 33
Hình 3.3. Sơ đồ hệ thống truyền động của bánh trước. 34
Hình 3.3.1. Sơ đồ hệ thống truyền động của bánh trước khi xe khởi động. 35
Hình 3.3.2. Sơ đồ hệ thống truyền động của bánh trước khi xe tăng tốc hoặc lên dốc. 35
Hình 3.3.3. Sơ đồ hệ thống truyền động của bánh trước khi sạc pin HV.. 36
Hình 3.3.4. Sơ đồ hệ thống truyền động của bánh trước khi xe giảm tốc hoặc xuống dốc. 36
Hình 3.4. Sơ đồ hệ thống truyền động của bánh sau. 37
Hình 3.4.1. Sơ đồ truyền động của bánh sau khi xe khởi động và tăng tốc. 37
Hình 3.4.2. Sơ đồ truyền động của bánh sau khi xe tăng ga hết cỡ. 38
Hình 3.4.3. Sơ đồ truyền động của bánh sau khi xe giảm tốc. 38
Hình 3.5. Động cơ 3MZ-FE. 39
Hình 3.6.1. Cấu tạo bộ chia công suất PSD (Hộp số của Lexus RX400H 2007) 44
Hình 3.6.2. Sơ đồ cấu tạo PSD trên xe hybrid. 45
Hình 3.7.1. PSD ở chế độ khởi động. 46
Hình 3.7.2. PSD ở chế độ chạy êm.. 47
Hình 3.7.3. PSD ở chế độ tăng tốc. 47
Hình 3.7.4. PSD ở chế độ chạy theo trớn. 48
Hình 3.7.5. PSD ở chế độ chạy lùi 48
Hình 3.8. Vị trí MG1 và MG2 trong hộp chia công suất PSD.. 49
Hình 3.9. Sơ đồ nguyên lý và đồ thị dòng điện khi motor hoạt động. 50
Hình 3.10. Động cơ nam châm vĩnh cửu. 51
Hình 3.11. Mối quan hệ giữa điện áp hệ thống motor và điện áp hệ thống - bộ chuyển đổi 51
Hình 3.12. Cảm biến tốc độ. 52
Hình 3.13. Bộ chuyển đổi khuếch đại điện áp. 54
Hình 3.14. Bộ chuyển đổi DC-DC.. 55
Hình 3.15. Bộ chuyển đổi A/C.. 55
Hình 3.16. Tổng quan bộ nguồn điện áp cao. 56
Hình 3.17.Bộ cáp nguồn điện áp cao. 57
Hình 3.18. Bộ ắc quy cao áp. 57
Hình 3.19.1. ECU bộ pin điện áp cao. 58
Hình 3.19.2. Điều khiển SOC.. 59
Hình 3.20. Sơ đồ các rơle chính. 59
Hình 3.21. Ắc quy phụ. 60
II
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Thông số cơ bản hệ thống phanh trên Lexus RX400H: 5Bảng 2.2. Chức năng các hệ thống của hệ thống phanh trên xe Lexus RX400H: 6
Bảng 2.3. Các thành phần của hệ thống phanh: 8
Bảng 3.1. Tên gọi các chi tiết trong hệ thống hybrid trên Lexus RX400H (2007): 33
Bảng 3.2. Đặc điểm thông số kỹ thuật của động cơ 3MZ-FE: 39
Bảng 3.3. Thông số kỹ thuật MG1: 49
Bảng 3.4. Thông số kỹ thuật MG2: 50
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ICE | Động cơ đốt trong |
EM | Động cơ điện (Motor điện) |
PHEV | Plug-in hybrid |
HV | Xe hybrid |
MG1 | Motor máy phát điện số 1 |
MG2 | Motor dẫn động số 2 |
SOC | Trạng thái sạc |
A/C | Hệ thống điều hòa |
AC | Dòng điện xoay chiều |
EPS | Electric Power Steering |
BR | Bánh răng |
PSD | Bộ chia công suất (Hộp số của xe hybrid) |
ABS | Anti-lock Braking System |
EBA | Emergency Brake Assist |
EBD | Electronic Brakeforce Distribution |
TRC | Traction Control |
VSC | Vehicle Stability Control |
RBS | Regenerative Brake System |
VDIM | Vehicle Dynamics Integrated Management |
III
LỜI NÓI ĐẦU
Vấn đề tiết kiệm nhiên liệu hóa thạch và giảm ô nhiễm môi trường do khí thải của động cơ đốt trong (ICE) đã và đang là bài toán rất lớn đối với các nhà thiết kế và chế tạo xe cơ giới. Với trình độ công nghệ hiện có và nếu chỉ xét từ góc độ bảo vệ môi trường thì xe chạy bằng động cơ điện (EM) là giải pháp tốt nhất cho tình trạng ô nhiễm bởi khí thải của xe động cơ đốt trong hiện nay. Thực tế đã có hàng loạt mẫu xe chạy bằng điện được sinh ra từ các tấm pin mặt trời gắn trực tiếp trên xe hoặc chạy bằng điện từ ắc quy đã được thiết kế và chế tạo. Tuy nhiên, nếu xét một cách toàn diện, lắp ráp xe cơ giới hiện nay thì xe chạy bằng ICE vẫn là loại phương tiện giao thông cơ giới có vị trí độc nhất.Dưới áp lực ngày càng tăng của yêu cầu tiết kiệm nhiên liệu hóa thạch và các tiêu chuẩn về khí thải ngày càng khắt khe, ô tô hybrid được ra đời và bắt đầu được quan tâm từ đầu những năm 1990 và đã phát triển nhảy vọt cho đến nay. Toyota được xem là hãng chế tạo ô tô tiên phong và thành công nhất trong lĩnh vực phát triển ô tô hybrid hiện đại. Hiện nay, hầu hết các hãng chế tạo ô tô hàng đầu trên thế giới đều đã cho ra đời các các mẫu ô tô hybrid của mình và ô tô hybrid đã được khẳng định là một phần của thị trường ô tô hiện nay và trong tương lai.
Môn học “Ô tô công nghệ mới” giúp em hiểu rõ hơn về xe hybrid và các công nghệ hiện đại trên dòng xe này và những công nghệ tiên tiến trong tương lai. Ngoài ra còn giúp em thấy được sự khác biệt của các dòng xe hybrid với những dòng xe chạy bằng ICE. Sau khi hoàn thành môn học chúng em được tiến đến giai đoạn làm tiểu luận môn học, điều này giúp chúng em cũng cố những kiến thức đã học.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Văn Lợi đã giảng dạy tận tình giúp chúng em hoàn thành môn học “Ô tô công nghệ mới”
Và em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Văn Lợi đã tận tình giúp đỡ và giải đáp những thắc mắc đã giúp em hoàn thành Tiểu luận môn học “Ô tô công nghệ mới”.
Sinh viên thực hiện
Trịnh Quốc Anh Khoa
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG HYBRID TRÊN Ô TÔ
1.1. Giới thiệu tổng quan về ô tô hybrid:
Ô tô hybrid là dòng xe sử dụng động cơ tổ hợp, được kết hợp giữa động cơ đốt trong (ICE) với động cơ điện (EM) lấy năng lượng điện từ một ắc quy cao áp. Mục đích chính là dùng EM hỗ trợ hoặc thay thế ICE để kéo xe ở những thời điểm mà ICE làm việc không hiệu quả như quá trình khởi động, gia tốc và tăng tốc. Hay nói cách khác là giúp cho ICE luôn làm việc trong vùng làm việc tối ưu.System Lohner-Porsche Mixte được xem là chiếc xe hybrid đầu tiên trên thế giới được thiết kế bởi Ferdinand Porsche (1875 – 1951), một kỹ sư người Đức. Mixte sử dụng động cơ xăng để cung cấp năng lượng cho động cơ điện dẫn động bánh trước của xe.
Mixte đã được đón nhận nồng nhiệt và hơn 300 chiếc đã được sản xuất. Tuy nhiên, nhu cầu về xe hybrid bắt đầu suy yếu khi Henry Ford bắt đầu xây dựng dây chuyền lắp ráp ô tô đầu tiên vào năm 1904. Vào thời này, những quy định thiếu chặt chẽ về khí thải cùng với giá xăng rẻ mạt đã khiến xe xăng phổ biến trên đường phố, điều này đã thu hẹp đáng kể thị trường ô tô hybrid.
Vào đầu những năm 1990, ô tô hybrid bắt đầu được quan tâm trở lại do sự áp lực ngày càng tăng về các yêu cầu tiết kiệm nhiên liệu hóa thạch và giảm nguy cơ ô nhiểm môi trường do khí thải của ICE. Và kể từ đó ô tô hybrid đã có bước nhảy vọt và phát triển tới thời điểm hiện tại.
Hiện nay, hàng loạt mẫu ô tô hybrid thương mại của các hãng chế tạo ô tô hàng đầu đã có mặt trên thị trường thế giới với những mức độ thành công khác nhau.
1.2. Đặc điểm cấu tạo của ô tô hybrid:
1.2.1. Xe Hybrid thông thường:
Điểm đặc biệt của ô tô hybrid là ắc quy được nạp điện với cơ chế nạp thông minh như khi xe phanh, xuống dốc,… gọi là quá trình phanh tái tạo năng lượng. Nhờ vậy mà ô tô có thể tiết kiệm được nguyên liệu khi vận hành bằng động cơ điện đồng thời tái sinh được năng lượng điện để dùng khi cần thiết.Căn cứ vào cách thức liên kết giữa ICE và EM, tỷ lệ công suất của ICE và của EM được sử dụng để dẫn động bánh xe chủ động, sự phân công về thời gian làm việc của ICE và của EM trong quá trình vận hành. Ô tô hybrid hiện đại được phân thành 3 nhóm: ô tô hybrid kiểu nối tiếp, ô tô hybrid kiểu song song và ô tô hybrid kiểu hỗn hợp.
Hình 1.1.Sơ đồ hệ thống động lực của ô tô hybrid kiểu nối tiếp
Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống động lực của ô tô hybrid kiểu song song
Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống động lực của ô tô hybrid kiểu hỗn hợp
1.2.2 Xe Plug-in Hybrid (PHEV):
Plug-in Hybrid là một chiếc xe hybrid với bộ pin có thể được cắm vào nguồn điện bên ngoài để sạc. Tương tự với các mẫu xe hybrid thông thường thường, PHEV có cả động cơ đốt cháy xăng hoặc diesel và động cơ điện. Tuy nhiên, bộ pin cung cấp năng lượng cho động cơ của PHEV lớn hơn so với động cơ hybrid tiêu chuẩn, mang lại lợi thế là nó có thể chạy lâu hơn chỉ bằng năng lượng điện thuần túy.*Sự khác biệt giữa xe hybrid thông thường và PHEV:
Phạm vi nguồn điện:
Xe hybrid thông thường: Nguồn năng lượng điện thấp hơn và chỉ hoạt động được 80% mức điện có sẵn vì viên pin không thể cắm sạc trực tiếp.
PHEV: Trung bình cần khoảng 3 giờ để sạc lại năng lượng pin 9,8 kWh.
Sạc điện cho xe:
Xe hybrid thông thường: Không có ổ cắm sạc trực tiếp nên bất tiện hơn trong việc nạp năng lượng cho động cơ điện.
PHEV: Có sẵn một ổ cắm sạc trên xe cho phép sử dụng năng lượng từ bất cứ đâu như các trạm sạc điện dọc đường.
Tiêu thụ nhiên liệu:
Xe hybrid thông thường: Trung bình một chiếc xe Hybrid tiêu thụ 4,3 lít xăng/ 100 km. Tiết kiệm được đến 40% so với xe chạy bằng xăng thông thường.
PHEV: Tuỳ thuộc vào nguồn điện bạn cung cấp cho viên pin. Tuy nhiên nếu chỉ di chuyển dưới 50km thì bạn vẫn không cần tiêu tốn nhiên liệu xăng dầu mà vẫn cho tốc độ lên tới 135 km /h.
Giá thành:
Xe hybrid thông thường: Sự khác biệt về mẫu mã và công nghệ được tích hợp còn hạn chế nên xe Hybrid có giá thành rẻ hơn. Xấp xỉ với một chiếc xe sử dụng động cơ đốt trong thông thường.
PHEV: Được trang bị nhiều tính năng hiện đại cùng với bộ cắm sạc có thể nạp năng lượng cho xe mọi lúc mọi nơi nên giá của xe Plug-in Hybrid có phần cao hơn.
