Nghiên cứu thiết kế hệ thống động lực ô tô hybid 2 chỗ ngồi ứng dụng LPG

1
MỞ ĐẦU
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI VÀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Trong hơn hai thập kỷ qua, nước ta đã có những phát triển không
ngừng về kinh tế, nhu cầu sử dụng ô tô của cả nước đã tăng lên rất
đáng kể và vì vậy các nhà nghiên cứu về lĩnh vực ô tô trong nước đang
nỗ lực thiết kế một loại ô tô cá nhân thích hợp với điều kiện Việt Nam.
Qua phân tích thực trạng cơ sở hạ tầng giao thông ở nước ta và tìm
kiếm giải pháp cho việc giải bài toán hạn chế ô nhiễm môi trường thì
loại ô tô cá nhân thích hợp trong điều kiện Việt Nam là ô tô hybrid (ô
tô lai) điện - nhiệt 2 chỗ ngồi ứng dụng khí dầu mỏ hoá lỏng LPG.
Trong việc nghiên cứu ô tô hybid thì việc quan trọng nhất là thiết kế
hệ thống động lực nhằm có được sự kết hợ
p hai nguồn năng lượng
hoàn toàn khác nhau này.
Vì vậy chúng tôi chọn đề tài: "Nghiên cứu thiết kế hệ thống
động lực ô tô hybrid 2 chỗ ngồi ứng dụng LPG".
Mục đích nghiên cứu là thiết kế và sau đó chế tạo hệ thống động
lực cho loại ô tô cá nhân sạch và thích hợp với điều kiện Việt Nam.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu của luận án này là ô tô hybrid 2 chỗ ng
ồi,
trọng tâm là hệ thống động lực có khả năng kết hợp công suất hai
nguồn năng lượng điện và khí dầu mỏ hóa lỏng LPG.
Phương pháp nghiên cứu của luận án là kết hợp giữa lý thuyết và
thực nghiệm: Về lý thuyết: Nghiên cứu lý thuyết về ô tô hybrid, sự kết
hợp truyền động giữa các nguồn năng lượng trong ô tô hybrid, tính
toán thiết kế hệ thố
ng động lực thích hợp; Về thực nghiệm: Chế tạo hệ
thống động lực ô tô hybrid 2 chỗ ngồi ứng dụng LPG, sau đó lắp đặt

hệ thống này lên ô tô du lịch 2 chỗ ngồi, xác định các thông số kỹ
thuật thực nghiệm và so sánh với tính toán lý thuyết.
PHẠM VI NGHIÊN CỨU

2
Luận án này nghiên cứu việc thiết kế, chế tạo hệ thống động lực ô
tô hybrid điện - nhiệt ứng dụng LPG, sau đó lắp đặt và thử nghiệm
trên ô tô du lịch 2 chỗ ngồi đã có sẵn. Trong việc nghiên cứu hệ thống
động lực ô tô hybrid, có 2 vấn đề trọng tâm, đó là việc kết hợp công
suất 2 nguồn động lực và điều khiển. Trong phạm vi nghiên cứ
u của
đề tài, chúng tôi sẽ chỉ tập trung chính vào phần kết hợp công suất 2
nguồn động lực.
Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Việc nghiên cứu thiết kế hệ thống động lực ô tô hybrid 2 chỗ ngồi
ứng dụng LPG có ý nghĩa khoa học rất lớn vì đây là giải pháp để giải
quyết hai vấn đề đang được cả thế giới quan tâm: hạn chế ô nhiễm môi
trường và giảm tải cho cơ sở hạ tầng giao thông. Việc thiết kế một hệ
thống động lực cho chủng loại ô tô sạ
ch và thích hợp với điều kiện
trong nước có ý nghĩa rất thiết thực và cấp bách đối với nước ta.
CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN
Cấu trúc của luận án này bao gồm: phần Mở đầu; chương 1: Tổng
quan; chương 2: Tính toán thiết kế hệ thống động lực; chương 3: Chế
tạo - Lắp đặt và thử nghiệm hệ thống động lực; phần Kết luận và
h
ướng phát triển. Phần Phụ lục gồm một số hình ảnh và 01 đĩa VCD
về ô tô VIHA và thử nghiệm ô tô VIHA.
Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. Ô TÔ HYBRID

1.1.1. Ưu điểm của ô tô hybrid
1.1.2. Những mẫu ô tô hybrid tiêu biểu hiện nay
1.1.2.1. Ô tô hybrid Honda Insight
1.1.2.2. Ô tô hybrid Toyota Prius
1.2. XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA CÁC LOẠI Ô TÔ DU LỊCH
CỠ NHỎ
1.3. BỘ KẾT HỢP CÔNG SUẤT

3
1.3.1. Phân loại các hệ thống hybrid
1.3.1.1. Hệ thống hybrid nối tiếp (series)
1.3.1.2. Hệ thống hybrid song song (parallel)
Hệ thống hybrid song song do các ưu điểm nổi bật của nó nên hiện
đang chiếm ưu thế trong việc chế tạo ô tô hybrid. Trong hệ thống hybrid
song song, bộ kết hợp công suất có chức năng kết hợp hai nguồn năng
lượng điện và nhiệt trước khi truyền đến cầu chủ độ
ng của ô tô.
1.3.2. Bộ kết hợp công suất
1.3.2.1. Bộ kết hợp công suất kiểu nối cứng tốc độ
1.3.2.2. Bộ kết hợp công suất kiểu biến đổi mô men (biến mô)
1.3.2.3. Bộ kết hợp công suất kiểu vi sai tốc độ
1.3.2.4. Bộ kết hợp công suất kiểu hỗn hợp (nối cứng và vi sai tốc độ)
1.4. Ô TÔ CÁ NHÂN THÍCH HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM
Ô tô hybrid 2 chỗ ngồi ứng dụng LPG là loại ô tô cá nhân sạch và
phù hợp trong điều kiện Việt Nam, vì nó không những thỏa mãn các
yêu cầu khắt khe về môi trường cũng như điều kiện về cơ sở hạ tầng
giao thông Việt Nam (đường giao thông, nhà ở, bãi đậu xe còn chật
hẹp) mà còn rất thuận lợi vì nước ta là nước có thể chủ động nguồn
cung cấp khí dầu mỏ hóa lỏng LPG. Luận án sẽ
đi sâu tính toán thiết

kế hệ thống động lực ô tô hybrid 2 chỗ ngồi ứng dụng LPG, trên cơ sở
lựa chọn một kiểu bộ kết hợp công suất phù hợp trong số các bộ kết
hợp công suất cơ bản đã nêu ra ở phần 1.3.2.
Để thuận lợi cho việc gọi tên, ta gọi ô tô 2 chỗ ngồi lắp đặt hệ thống
động lực hybrid ứng dụng LPG thiế
t kế là ô tô VIHA, viết tắt từ cụm từ
tiếng Anh “ Vietnam Hybrid Automobile ” (ô tô hybrid Việt Nam).
1.5. KẾT LUẬN

Chương 2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC
2.1. XÁC ĐỊNH KẾT CẤU BỘ KẾT HỢP CÔNG SUẤT
2.1.1. Lựa chọn kiểu bộ kết hợp công suất

4
Theo mục 1.3, bộ kết hợp công suất có 4 kiểu cơ bản: bộ kết hợp
công suất kiểu nối cứng tốc độ; bộ kết hợp công suất kiểu biến mô; bộ
kết hợp công suất kiểu vi sai tốc độ và bộ kết hợp công suất kiểu hỗn
hợp. Đi sâu phân tích ưu, nhược điểm của từng kiểu, ta chọn bộ
kết
hợp công suất kiểu vi sai tốc độ vì đây là bộ truyền cơ khí có kết cấu
không phức tạp và có thể đảm bảo sự kết hợp linh hoạt tốc độ của hai
nguồn động lực. Và để sử dụng bộ kết hợp công suất kiểu vi sai tốc độ
một cách hiệu quả, chúng ta phải hạn chế mặt còn tồn tại của bộ k
ết
hợp công suất kiểu vi sai tốc độ là tình trạng làm việc không ổn định ở
phạm vi tốc độ không có sự thoả mãn biểu thức về tỷ lệ mô men giữa
hai nguồn động lực.
Khi sử dụng bộ kết hợp công suất kiểu vi sai tốc độ, thì tốc độ và
mô men trục ra bộ kết hợp công suất được tính theo các biểu thức sau
(trong trường hợp cụ thể

hệ thống động lực thiết kế, nguồn A là mô tơ
điện và nguồn B là động cơ nhiệt):

ra
n =
Â
n .k
1
+
N
n .k
2
(2.1)


ra
M =
Â
M /k
1
=
N
M /k
2
(2.2)
Trong đó:

ra
M,
ra

n: mô men và tốc độ vòng quay trục ra của bộ kết hợp
công suất;

Â
M ,
Â
n : mô men và tốc độ vòng quay của mô tơ điện truyền
đến trục vào bộ kết hợp công suất;

N
M ,
N
n : mô men và tốc độ vòng quay của động cơ nhiệt truyền
đến trục vào bộ kết hợp công suất;
k
1
, k
2
: hệ số phụ thuộc đường kính vòng chia (hoặc số răng) của
các bánh răng bộ kết hợp công suất;
Ta xét đến quan hệ mô men
Â
M /k
1
và
N
M /k
2
theo tốc độ của hai
thành phần nguồn động lực điện và nhiệt. Quan hệ

Â
M /k
1
và
N
M /k
2

theo tốc độ có nhiều dạng khác nhau và để nghiên cứu các vùng làm
việc khác nhau của bộ kết hợp công suất kiểu vi sai tốc độ, ta hãy khảo

5
sát đồ thị
Â
M /k
1
và
N
M /k
2
theo tốc độ ở dạng đơn giản nhất (đường
Â
M /k
1
cắt
N
M /k
2
ở điểm cực đại của
N

M /k
2
) được thể hiện theo
hình 2.1 dưới đây:














Hình 2.1
. Đồ thị quan hệ M
Đ
/k
1
, M
N
/k
2
theo tốc độ
Ta lần lượt xét các vùng làm việc sau đây:

1. Khi
Â
n và
N
n ≥ n
0
: Dưới tác dụng của mô men cản từ bên
ngoài, thì trục ra của bộ kết hợp công suất sẽ dễ dàng tìm đến một
điểm làm việc ổn định A nào đó trên đồ thị (có thể gọi là một chế độ
dừng của cả hai nguồn động lực: mô tơ điện và động cơ nhiệt), đáp
ứng sự cân bằng của mô men cản và lúc này mô men trục ra tại A có
giá trị
thoả mãn biểu thức 2.2 tức là:

A
ra
M =
A
Â
M /k
1
=
A
N
M/k
2

Tương ứng với tốc độ thỏa mãn biểu thức 2.1:

A

ra
n =
A
Â
n .k
1
+
A
N
n .k
2

Vì vậy, đây là vùng làm việc ổn định của bộ kết hợp công suất
kiểu vi sai tốc độ.
M
ra
M
Ñ
/k
1
M
N
/k
2
n
Ñ
n
ra
n
N

B
0
B
B
B
B
A
ra
M
0

n
a
n
0
A
n
Â
A
n
N
A
n
ra
M
N
/
M
Đ
/

M
n(v/ph)

6
2. Khi
Â
n và
N
n < n
0
: Giá trị M
Đ
/k
1
lớn trong khi M
N
/k
2
nhỏ,
trục ra bộ kết hợp công suất không thể tìm đến được một điểm làm
việc ổn định nào để có thể thỏa mãn tỷ lệ về mô men giữa 2 nguồn
động lực theo biểu thức 2.2 ở trên. Đây là vùng làm việc không ổn
định của bộ kết hợp công suất kiểu vi sai tốc độ.

Vì thế, ta phải tìm
cách giải quyết để bộ kết hợp công suất có thể làm việc ổn định ở
phạm vi tốc độ khi
Â
n và
N

n < n
0
.
Chúng tôi nhận thấy có 2 phương pháp để giải quyết vấn đề này:
Phương pháp kỹ thuật số và phương pháp dùng khớp một chiều. Trong
đó, phương pháp kỹ thuật số là rất hiệu quả trong việc phối hợp 2
nguồn động lực nhưng lại rất phức tạp trong việc thiết kế, chế tạo, đặc
biệt ta phải có được đường đặc tính ngoài và các đường đặc tính b
ộ
phận mô men - tốc độ của mô tơ điện và động cơ nhiệt. Phương pháp
dùng khớp một chiều đơn giản về kết cấu nhưng vẫn đảm bảo giải
quyết trở ngại khi bộ kết hợp công suất làm việc trong vùng không ổn
định, vì thế ta chọn phương pháp dùng khớp một chiều (dùng khớp
một chiều nối trục mô tơ điệ
n với bánh răng dẫn động bởi động cơ
nhiệt). Sử dụng phương pháp này, ta đã cưỡng bức tốc độ
N
n theo
Â
n
,
không để xảy ra tình trạng
N
n bị giảm xuống gây nên tình trạng
mất ổn định của động cơ nhiệt.
Khi bố trí thêm khớp một chiều, thì mô tơ điện và động cơ nhiệt
sẽ phối hợp với nhau theo hai trường hợp:
* Khi khớp một chiều làm việc, khớp một chiều nối cứng tốc độ 2
nguồn động lực (có tác dụng hoàn toàn giống như bộ kết hợp công
suất kiểu nối cứng tốc độ).

Lúc này:
ra
n =
Â
n =
N
n ;
ra
M =
Â
M +
N
M

* Khi khớp một chiều không làm việc, hộp vi sai sẽ phát huy tác
dụng, kết hợp theo kiểu vi sai tốc độ 2 nguồn động lực.
Lúc này:

ra
n =
Â
n .k
1
+
N
n .k
2
;
ra
M =

Â
M /k
1
=
N
M /k
2
Với phương pháp này, chân ga của ô tô sẽ cùng một lúc điều

7
khiển việc dẫn động trực tiếp bướm ga động cơ nhiệt và bộ điều khiển
tốc độ mô tơ điện.
Thực tế là khi lắp thêm khớp một chiều vào bộ kết hợp công suất
kiểu vi sai tốc độ, kể từ lúc khởi động ô tô, khớp một chiều sẽ bắt đầu
làm việc, nối cứng 2 nguồn động l
ực. Sự làm việc của khớp một chiều
sẽ luôn xảy ra (do
N
n ≤
Â
n ) và chỉ bắt đầu chấm dứt ngay khi
Â
n và
N
n vừa đủ lớn hơn n
0
(tức là khi
N
n >
Â

n ). Lúc này, bộ kết hợp công
suất kiểu vi sai tốc độ đã có đủ điều kiện để tìm đến một điểm làm
việc ổn định khác thoả mãn biểu thức 2.1 và 2.2, có thể biểu diễn bằng
điểm B trên đồ thị (điểm B là điểm có
Â
n và
N
n vừa đủ lớn hơn n
0
)
mà ở đó:
B
ra
M =
B
Â
M /k
1
=
B
N
M /k
2
và:
B
ra
n =
B
Â
n .k

1
+
B
N
n .k
2

Ta dễ dàng thấy trên đồ thị là tại điểm B khớp một chiều đã
không còn làm việc, bộ kết hợp công suất kiểu vi sai bắt đầu phát huy
tác dụng, kết hợp vi sai tốc độ độc lập của hai nguồn điện và nhiệt.
Tùy theo giá trị của mô men cản, bộ kết hợp công suất sẽ tìm đến các
điểm làm việc khác tương tự như điểm B, đả
m bảo thỏa mãn biểu thức
về quan hệ mô men và tốc độ giữa trục ra và các trục vào.
Nếu xét trên đồ thị mô men - tốc độ ứng với một chế độ tải nào đó
của mô tơ điện và động cơ nhiệt, ta sẽ có được một điểm chuyển tiếp –
tức là điểm kết thúc quá trình làm việc của khớp một chiều và là điểm
bắt đầu quá trình phát huy tác dụng của hộp vi sai bộ kết hợp công
suất. Điểm này là điểm giao nhau của 2 đường
Â
M /k
1
và
N
M /k
2
,
như điểm O trên đồ thị hình 2.1.
Trong các trường hợp khác, khi đồ thị
Â

M /k
1
và
N
M /k
2
theo tốc
độ không thuộc dạng như đã mô tả ở hình 2.1 (tức là khi đường
Â
M /k
1
cắt
N
M /k
2
trước và sau điểm cực đại của
N
M /k
2
) thì:
- Bộ kết hợp công suất kiểu vi sai tốc độ cũng để xảy ra vùng làm
việc không ổn định giống như trường hợp đồ thị 2.1, ngoài ra sẽ tồn tại
thêm một vùng đệm trung gian giữa 2 vùng ổn định và không ổn định
.
- Khi bố trí thêm khớp một chiều, thì khớp một chiều sẽ vẫn có

8
tác dụng khắc phục được vùng làm việc không ổn định như trường
hợp đồ thị hình 2.1. Chỉ có khác là điểm chuyển tiếp thường không
nhất thiết nằm tại điểm giao nhau của hai đường

Â
M /k
1
và
N
M /k
2

như đối với đồ thị hình 2.1, mà sẽ là ở một điểm khác nằm trong vùng
đệm. Tuy nhiên, việc phân tích vùng đệm này rất phức tạp, chúng tôi
chưa có điều kiện để đi sâu nghiên cứu.
Vì vậy, khi sử dụng bộ kết hợp công suất kiểu vi sai tốc độ, ứng
với các dạng đồ thị
Â
M /k
1
và
N
M /k
2
theo tốc độ khác nhau đều tồn
tại vùng làm việc không ổn định và chúng ta có thể sử dụng khớp một
chiều để khắc phục vùng làm việc không ổn định này.
Khi bố trí thêm khớp một chiều vào bộ kết hợp công suất kiểu vi
sai tốc độ ta cũng có thể xem đây là một biến thể khác của bộ kết hợp
kiểu hỗn hợp đã được mô tả ở
mục 1.3.2.4, trong đó ly hợp (clutch) L
3

được thay bằng khớp một chiều [hay còn gọi là ly hợp một chiều (one

way clutch)]. Như vậy bộ kết hợp công suất thiết kế tuy có kết cấu đơn
giản nhưng vẫn có được ưu điểm của bộ kết hợp công suất kiểu hỗn
hợp. Ở vùng tốc độ thấp, khớp một chiều làm việc, nối cứng 2 nguồn
động lực, mô men kéo có giá trị
lớn, ô tô có khả năng leo dốc và tăng
tốc cao. Ở vùng tốc độ lớn hơn, khớp một chiều không còn làm việc,
hộp vi sai phát huy tác dụng, kết hợp linh hoạt tốc độ độc lập của mô
tơ điện và động cơ nhiệt cho phép ô tô chuyển động với tốc độ cao.
* Khớp một chiều có nhiều loại khác nhau, nhưng để đơn giản ta
sử dụng loạ
i khớp kiểu bi trụ là loại khớp một chiều rất phổ biến trong
thực tế.

2.1.2. Lựa chọn loại hộp vi sai.
Có nhiều loại hộp vi sai, nhưng để thích hợp với kết cấu cụ thể
của bộ kết hợp công suất thiết kế, điều kiện gia công cơ khí thì chúng
ta chọn loại hộp vi sai bánh răng trụ, ăn khớp ngoài, răng nghiêng có
kết cấu theo hình 2.3 dưới đây.

9
K
2
K
1
L
1
ω
a
=
ω

1
A
L
2
ω
b
B
Z
b
Z
a
ω
2
4
ω
3
Z
3
Z
2
C
Z
'
Z
1
R
2
R
1
'

R

"
R
c
R
3
1
"
1
3









Hình 2.3.
Sơ đồ truyền động sử dụng bộ kết hợp công suất thiết kế
A- Nguồn động lực thứ nhất – mô tơ điện; B- Nguồn động lực thứ hai -
động cơ nhiệt; 1’, 1” - Các bánh răng vệ tinh của vi sai; 2- Bánh răng
trung tâm trục vào; 3- Bánh răng trung tâm trục ra, được nối cứng với
trục ra bộ kết hợp công suất; 4- Khớp một chiều; K
1
, K
2
– Khóa;

1a
ω=ω - Tốc độ góc của nguồn A;
2
ω
- Tốc độ góc của bánh răng a;
b
ω - Tốc độ góc của nguồn B;
3
ω
- Tốc độ góc trục ra của bộ kết hợp
công suất; Z
a
, Z
b
- Số răng của bộ giảm tốc các bánh răng a, b; L
1
, L
2

- Các ly hợp tương ứng với các nguồn A,B.
2.2. TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT CÁC NGUỒN NĂNG
LƯỢNG
2.2.1. Yêu cầu của hệ thống động lực thiết kế

Xuất phát từ các phân tích ở phần Tổng quan, để hạn chế tối đa sự
ô nhiễm môi truờng và phù hợp với điều kiện ở Việt Nam hệ thống
động lực thiết kế của ô tô VIHA phải thoả mãn các yêu cầu sau:
- Hoạt động ổn định, tin cậy, có thể kết hợp dễ dàng hai nguồn
năng lượng điện và LPG;
- Được vận hành từ nguồn n

ăng lượng chính là điện, khi cần tốc
độ cao mới cần thêm sự hỗ trợ của năng lượng LPG. Nguồn ắc quy
cung cấp cho mô tơ điện chủ yếu được nạp lại từ lưới điện dân dụng;
- Thích hợp với việc sử dụng trên ô tô được thiết kế để thay thế xe
gắn máy, có tốc độ vừa phải, kích thước nhỏ gọn, chuyên ho
ạt động ở
nội thành và vùng lân cận thành phố.

10
Bỏnh xe
ng c nhit + Hp s
Maùy phaùt õióỷn
Khoùa haợm
õọỹng cồ nhióỷt
B truyn xớch
B kt hp
cụn
g
su
t
Motor õióỷn
Khoùa haợm
motor õióỷn
Z
3
Z
2
c
1
Z"

Z
4

Cu ch ng
1
Z'
Khp 1 chiu
1
2
3
Cn iu khin
trung tõm
Z
X1
Z
X1
Z
5
B/2
Z
X2
Ly hp
in t



Ly hp ly tõm (ca ng c
nhit)
Ly hp c khớ

2.2.2 Cỏc s liu thit k ban u

Xut phỏt t yờu cu ca h thng ng lc thit k v ụ tụ c s
ó cú sn, ta chn v cú c cỏc s liu thit k ban u nh sau:

2.2.2.1.Tc cc i thit k
1. Chn tc cc i thit k khi ụ tụ ch hot ng t ngun
nng lng in l V
max
= 40 (km/h).
2. Chn tc cc i thit k khi ụ tụ hot ng bng c hai
ngun nng lng in v nhit l V
max+N
= 70 (km/h).
2.2.2.2. ễ tụ c nh c s

Theo yờu cu ca ti, sau khi ch to xong, ton b h thng
ng lc thit k c lp t trờn mt ụ tụ c nh nhón hiu Honda
ó cú sn, cú kớch thc: D x R x C= 2.950 x 1.250 x 1.300 (mm).
2.2.3. S h thng ng lc thit k
Xut phỏt t yờu cu ca h thng ng lc thit k (phn 2.2.1) v
kt cu ca b kt hp cụng sut (phn 2.1.1), h thng ng lc thit k
s b c b trớ nh hỡnh 2.6. ễ tụ lm vic theo cỏc ch sau õy:
Hỡnh 2.6. S h thng ng lc thit k.

11

a. Chế độ hoạt động chỉ bằng mô tơ điện: Trong phạm vi thành
phố hoặc khi chỉ cần hoạt động với tốc độ vừa phải, ta cho ô tô hoạt
động chỉ bằng năng lượng của mô tơ điện. Gạt cần điều khiển trung

tâm đến
vị trí số 2 (khoá hãm mô tơ điện và khóa hãm động cơ nhiệt
đều mở), khớp một chiều tác dụng, bộ vi sai không tác dụng, mô tơ
điện hoạt động truyền lực qua cầu chủ động đến dẫn động các bánh xe.

b. Chế độ hoạt động bằng cả mô tơ điện lẫn động cơ nhiệt: Khi ra
khỏi phạm vi thành phố hoặc khi cần hoạt động với tốc độ cao, ta điều
khiển cho ô tô hoạt động ở chế độ dẫn động bằng cả mô tơ điện lẫn
động cơ nhiệt. Lúc này cần điều khiển trung tâm vẫn ở
vị trí số 2
(khoá hãm mô tơ điện và động cơ nhiệt đều cùng mở), ô tô nhận được
năng lượng của cả 2 nguồn động lực. Từ lúc khởi động ô tô, khớp một
chiều làm việc, nối cứng tốc độ hai nguồn điện và nhiệt, bộ vi sai
không tác dụng. Ở tốc độ lớn hơn, khớp một chiều không còn tác
dụng, trục mô tơ điện và bánh ră
ng 2 quay độc lập với nhau, bộ kết
hợp công suất làm việc theo kiểu vi sai tốc độ.

c. Chế độ hoạt động chỉ bằng động cơ nhiệt: Đây là trường hợp
dự phòng khi nguồn điện của ắc quy quá yếu, ô tô có thể hoạt động chỉ
bằng động cơ nhiệt. Điều khiển cần điều khiển trung tâm đến
vị trí số
3
(khoá hãm động cơ nhiệt mở, khoá hãm mô tơ điện đóng), động cơ
nhiệt hoạt động, thông qua các bánh răng vệ tinh, truyền chuyển động
đến trục ra bộ kết hợp công suất, cầu chủ động và các bánh xe.
* Trong cả 3 chế độ trên, khi cần lùi xe, gạt cần điều khiển trung
tâm sang
vị trí số 1 (khoá hãm mô tơ điện mở, khoá hãm động cơ nhiệt
đóng), chuyển công tắc tiến - lùi của ô tô sang vị trí “lùi”, dòng điện

qua cuộn kích từ của mô tơ điện sẽ được đảo chiều, làm mô tơ điện
quay theo chiều ngược lại, kéo ô tô chạy lùi. Sau khi lùi, để ô tô tiến
tới thì thao tác theo quy trình ngược lại.
* Cần điều khiển trung tâm: Theo đặc tính của hộp vi sai, khi chỉ
một nguồn độ
ng lực hoạt động thì nguồn còn lại phải được khóa hãm

12
lại, nên ta bố trí thêm cần điều khiển này. Khi chỉ mô tơ điện hoạt
động (theo chiều tiến), thì do đã có khớp một chiều, ta không cần phải
khóa hãm động cơ nhiệt.
* Trên ô tô còn được bố trí một máy phát điện công suất nhỏ dẫn
động bằng động cơ nhiệt. Khi ô tô hoạt động chỉ bằng năng lượng động
cơ nhiệt (khi ắc quy rất yế
u), máy phát điện này luôn bảo đảm ô tô có
đủ điện để dành cho việc chạy lùi và các hoạt động tiêu tốn điện năng
khác trên ô tô (chiếu sáng, gạt mưa, đèn tín hiệu ). Ngoài ra máy phát
điện này còn có nhiệm vụ thu hồi năng lượng tái sinh (renewal energy):
Khi ô tô xuống dốc hoặc phanh, người điều khiển nhả bàn đạp ga và
nhấn bàn đạp phanh, dòng điện được nối liền mạch từ công tắc phanh
(bố trí d
ưới bàn đạp phanh) sẽ tự động cấp nguồn cho ly hợp điện từ
hoạt động, từ đó máy phát điện sẽ nhận nguồn năng lượng từ động năng
của ô tô để chuyển thành năng lượng điện nạp cho ắc quy.
* Ly hợp điện từ sẽ được điều khiển đóng khi người điều khiển ô
tô có yêu cầ
u nạp điện cho ắc quy. Ly hợp cơ khí được dùng khi cần
nạp điện cho ắc quy lúc ô tô đứng yên tại chỗ.
* Do khoảng cách trục giữa mô tơ điện và động cơ nhiệt lớn, để
đơn giản cho kết cấu truyền động, chúng tôi sử dụng bộ truyền xích để

nối động cơ nhiệt với bộ kết hợp công suất.
2.2.4. Tính toán xác định công suất mô tơ điện và bộ nguồn ắc quy
2.2.4.1. Tính toán xác định công suất mô tơ điện.
Hệ thống động lực sau khi chế tạo được lắp lên một ô tô du lịch 2
chỗ ngồi đã có sẵn nhãn hiệu Honda (đã tháo hệ thống động lực cũ).
Trước hết ta xác định sơ bộ khối lượng của ô tô, sau đó xác định
công suất của mô tơ điện theo phương trình cân bằng công suất:

)V.G.f.(
1
N
3
t
e
W.V+
η
= (2.27)
Từ các số liệu đã có ta tính được: Ne = 2,479 (kW)
2.2.4.2. Hiệu điện thế của mô tơ điện

13
Ta chọn hiệu điện thế của mô tơ điện U= 45 (V)
2.2.4.3. Chọn loại mô tơ điện
Ta chọn loại mô tơ điện một chiều kích từ nối tiếp có chổi than
XQ 3 - 1H, điện thế 45V do Trung Quốc sản xuất làm nguồn động lực
phần điện cho ô tô VIHA. Mô tơ này có các thông số kỹ thuật sau:
+ Công suất định mức đo ở trục ra: N
đm
= 2,549 (kW);
+ Tốc độ vòng quay định mức: n

đm
= 1780 (v/ph).
2.2.4.4. Xác định các thông số của bộ nguồn ắc quy
Ta chọn 4 bình ắc quy mắc nối tiếp, mỗi bình có điện thế 12 (V),
dung lượng 150 (Ah).
2.2.5. Tính toán xác định công suất của động cơ nhiệt
2.2.5.1. Tính toán xác định tổng công suất của mô tơ điện và động cơ
nhiệt

Tổng công suất của mô tơ điện và động cơ nhiệt ∑N:
(
)
3
W.V+
η
=Σ V.G.f
1
N
t

Từ các số liệu đã có ta tính được:
∑N = 7,270 (kW)
2.2.5.2. Tính toán xác định công suất của động cơ nhiệt
Ta có công suất của động cơ nhiệt ở đầu vào bộ kết hợp công
suất: N =
∑N - N
Đ
= 7,270 – 2,549 = 4,721 (kW)
Ta chọn động cơ nhiệt loại 157 QMJ do Trung Quốc sản xuất có
các thông số kỹ thuật sau đây:

+ Đường kính xy lanh: D = 57,4 (mm);
+ Hành trình piston: S = 57,8 (mm);
+ Dung tích công tác: V = 149,6 (cm
3
);
+ Công suất: N
emax
= 5,569 (kW) ở 6500 (v/ph) (khi chuyển
đổi từ chạy xăng sang chạy bằng LPG).
Động cơ này có kèm theo một bộ truyền đai vô cấp, có tỷ số
truyền từ 0,88 đến 2,51.

14
2.3. TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH TỶ SỐ TRUYỀN CÁC BỘ TRUYỀN
CƠ KHÍ
2.3.1. Tính toán xác định tỷ số truyền cầu chủ động
Theo sơ đồ hệ thống động lực thiết kế hình 2.9 ta thấy rằng ở chế
độ hoạt động chỉ bằng mô tơ điện, mô tơ điện truyền lực đến các bánh
xe chỉ bị giảm tốc ở cầu chủ động. Ta xác định được tỷ số truyền của
cầu chủ động: i
0
= Z
5
/Z
4
= 125/32 = 3,906.
2.3.2. Tính toán xác định số răng của hệ bánh răng vi sai:
Ta có biểu thức về quan hệ giữa mô men cản bánh xe và mô men
2 trục vào của bộ kết hợp công suất:

t0
cbx
.i
MM
η
==
2
N
1
Â
kk
M
(2.31)
Trong đó: M
cbx
= (f.G + W.V
2
).r
bx
Trên cơ sở để có kích thước nhỏ gọn của bộ truyền và đơn giản
trong việc gia công, ta xác định được số răng của các bánh răng hộp vi
sai: Z
2
= Z
1
’’
= 24 (răng); Z
3
= Z
1

’
= 37 (răng).
2.3.3. Tính toán xác định tỷ số truyền bộ truyền xích
Tỷ số truyền bộ truyền xích được xác định trên cơ sở đảm bảo khi
ô tô hoạt động ở vận tốc cực đại 70 (km/h), bộ kết hợp công suất sẽ
kết hợp đồng thời:
- Mô tơ điện ở tốc độ định mức;
- Động cơ nhiệt ở tốc độ ứng với công suất cực đại.
Ta có quan hệ giữ
a mô men trục ra và các trục vào của bộ kết hợp
công suất:
2NÂra
k/ MMM ==
1
k/
Trong đó, mô men động cơ nhiệt tại tốc độ ứng với công suất cực
đại có giá trị: M
N
= M
eNmax
.i
đai
.i
xích
.η
đai
.η
xích
Từ đó, ta xác định tỷ số bộ truyền xích: i
xích

=Z
X2
/Z
X1
=23/15 = 1,533
2.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÔ TƠ ĐIỆN - HỆ
THỐNG NẠP ĐIỆN CHO ẮC QUY

15
2.4.1. H thng iu khin mụ t in













Hỡnh 2.12. S mch in iu khin mụ t in
2.4.2. H thng np in cho c quy
2.5. KT LUN
Chng 3. CH TO - LP T V TH NGHIM
H THNG NG LC
3.1. CHUYN I H THNG NHIấN LIU NG C NHIT
157 QMJ T CHY XNG SANG CHY BNG LPG.

3.1.1. H thng cung cp nhiờn liu LPG
c ch to theo mu h thng cung cp nhiờn liu kiu hng
Venturi kt hp vi b ch ho khớ, s dng b ph kin GA-8 do giỏo
s Bựi Vn Ga - i Hc Nng ó nghiờn cu ch to.
3.1.2. o phỏt thi ụ nhim ca ng c 157 QMJ

Kt qu sau khi o, khi dựng LPG cỏc cht ụ nhim sinh ra trong
quỏ trỡnh chỏy gim i rt nhiu, ci thin ỏng k tỡnh trng ụ nhim
so vi khi dựng nhiờn liu xng truyn thng.
3.2. CH TO V LP T H THNG NG LC
M
4.7
5.6
Bọỹ õióửu
khióứn tọỳc
õọỹ mọ tồ
õióỷn
B+
B-
M-
1
+48
Chỗa
Cọn
g
từc
K
T
K
L

R
1
R
2
2
3
K
0
R
U
R
U
R
U
R

U
R

U
K

S
K

S
K

S
R

L
R

L
V

Cỏửn õióửu
trun
g

R

L
R
L
Cuọ
ỹ
n kờch tổỡ
t
ồ
S
1
S
2
A
1
A

2
K

1
K
2
Cuọ
ỹ
n ổùn
g
mọ tồ
Cọn
g
từc
R
L
K
3

ióỷn

N
hióỷt
C
c
A
2

16
Bộ kết hợp công suất và các bộ phận khác của hệ thống động lực
được chế tạo với các đặc điểm sau đây:
- Bộ kết hợp công suất: Các bánh răng được làm từ thép 45 và
được gia công theo quy trình: tiện phôi; xọc răng; tôi cao tần bề mặt;

thường hoá; cà răng (gia công tinh bề mặt răng). Các trục được làm từ
thép 45 nhiệt luyện. Số nhánh phân phối đều các khối bánh ră
ng vệ
tinh được chọn là 2. Vỏ hộp dùng thép CT
3
hàn lại. Khớp một chiều:
sử dụng khớp một chiều kiểu bi trụ trong hệ thống khởi động của máy
phát điện Hercules (hình 3.3);
- Bộ truyền xích: Các bánh xích truyền động từ động cơ nhiệt
được gia công từ thép 45 nhiệt luyện;
- Cần điều khiển trung tâm: Dẫn động bằng dây cáp để điều khiển
các khóa hãm mô tơ điện và động cơ nhiệt.
Toàn b
ộ hệ thống động lực được lắp đặt vào cầu chủ động (cầu
sau) của một ô tô du lịch 2 chỗ ngồi nhãn hiệu Honda đã có sẵn. Ngoài
ra, trên ô tô VIHA còn được lắp đặt thêm:
- Hệ thống đồng hồ báo tốc độ ô tô; hệ thống đồng hồ báo điện
thế của các bình ắc quy, đồng hồ báo nạp; hệ thống các đèn báo chế độ
đang hoạt độ
ng của ô tô để cho người lái xe biết chế độ ô tô đang hoạt
động với nguồn động lực là: mô tơ điện, động cơ nhiệt hay cả 2 nguồn
điện và nhiệt.
- Ly hợp cơ khí: gia công bộ ly hợp cơ khí kiểu vấu, dùng để ngắt
nhánh truyền từ bộ truyền xích xuống cầu chủ động, khi cần nạp điện
cho ắc quy lúc ô tô đứng yên tại chỗ
.
- Ly hợp điện từ: để ngắt hoặc cấp nguồn cho máy phát điện. Khi
ly hợp điện từ được nối, máy phát điện sẽ nhận năng lượng để nạp
điện cấp cho ắc quy từ một trong hai nguồn: từ năng lượng của động
cơ nhiệt; hoặc từ năng lượng tái sinh (động năng của ô tô) khi ô tô

xuống dốc ho
ặc phanh.
- Để giảm tiếng ồn, ô tô VIHA được lắp thêm một vách ngăn để
tách biệt hệ thống động lực với không gian của người ngồi trên xe.

17
8
9
7
10
3
1
2
6
4
5
15
16
1511170
221
26
Φ
236
1
2
3
4
5
6
11

10
12
13
8
7
9
17
18
14

Hình 3.9. Bố trí hệ thống động lực trên ô tô VIHA
1- Bộ điều khiển tốc độ mô tơ điện; 2- Bình ắc quy (4 bình 12V); 3- Mô
tơ điện; 4- Bộ kết hợp công suất; 5- Động cơ nhiệt; 6- Cầu chủ động; 7-
Bình chứa LPG; 8- Máy phát điện; 9- Ly hợp điện từ ; 10- Ly hợp cơ khí.


Hình 3.3. Bộ kết hợp công suất
1- Vỏ mô tơ điện; 2- Nắp mô tơ điện; 3- Nắp đĩa xích; 4- Thân bộ kết hợp
công suất; 5- Gu zông; 6- Nắp bộ kết hợp công suất; 7- Trục ra bộ kết
hợp công suất (nối với trục vào cầu chủ động); 8- Bánh răng 3; 9- Ê cu
đầu trục rô to mô tơ điện; 10- Trục bánh răng vệ tinh; 11- Bánh răng 1”;
12- Cần C; 13- Bánh răng 1’; 14- Bánh răng 2; 15- Khớp m
ột chiều; 16-
Ống lồng; 17- Đĩa xích (nối với động cơ nhiệt); 18- Trục rô to mô tơ điện.


18











Hình 5 (Phụ lục). Hệ thống động
lực ô tô VIHA

Hình 7 (Phụ lục). Ô tô VIHA

3.3. ĐO MÔ MEN CÁC NGUỒN ĐỘNG LỰC - TÍNH TOÁN XÁC
ĐỊNH MÔ MEN TRỤC RA BỘ KẾT HỢP CÔNG SUẤT
3.3.1. Thiết kế và chế tạo thiết bị đo mô men
Trong điều kiện không có thiết bị đo mô men chuyên dụng, chúng
ta thiết kế và chế tạo thiết bị để đo mô men trục ra mô tơ điện và động
cơ nhiệt.
3.3.2. Đo mô men của các nguồn động lực
3.3.2.1. Đo mô men của mô tơ điện
3.3.2.2. Đo mô men của động cơ nhiệt
3.3.3. Tính toán xác định mô men trục ra của bộ kết hợp công suất
Ta dùng phương pháp đồ thị để tính toán xác định mô men trục ra của
bộ kết hợp công suất. Trước hết từ đồ thị
Â
M và
N
M theo tốc độ có

Hình 2 (Phụ lục). Các cụm chi tiết của bộ kết hợp công suất sau khi chế tạo

19
được từ kết quả đo mô men của mô tơ điện và động cơ nhiệt ở mục 3.3.2.1
và 3.3.2.2, ta vẽ đuợc đồ thị
Â
M /k
1
và

N
M /k
2
theo tốc độ (hình 3.19).
Với sai số tốc độ vòng quay rất bé là 33 (v/ph) đo theo trục hoành trên đồ
thị, ta có thể nói đường
Â
M /k
1
cắt
N
M /k
2
ở điểm cực đại của
N
M /k
2
,
tức là đồ thị

Â
M /k
1
và
N
M /k
2
theo tốc độ của bộ kết hợp công suất thiết
kế có dạng hoàn toàn giống như đồ thị được trình bày ở hình 2.1. Theo
mục 2.1.1, ta đã biết khi khớp một chiều làm việc, khớp một chiều nối

cứng tốc độ 2 nguồn động lực
(
ra
n

≤ n
0
); và khi khớp một chiều không
còn làm việc, hộp vi sai phát huy tác dụng, kết hợp 2 nguồn động lực theo
kiểu vi sai tốc độ
(
ra
n > n
0
). Từ đó ta có thể vẽ được đồ thị mô men - tốc
độ của trục ra bộ kết hợp công suất khi không tính đến hiệu suất (M*
ra
- n).
Từ các hiệu suất đã biết, ta vẽ được đồ thị mô men - tốc độ (M
ra
- n) của
trục ra bộ kết hợp công suất có tính đến hiệu suất truyền động. Sau đó ta
tính toán và vẽ được đồ thị công suất - tốc độ (N
ra
- n) trục ra.

Hình 3.19. Đồ thị mô men, công suất - tốc độ trục ra bộ kết hợp công suất
N(kW)


10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
60 120 180 240 300 360 420 480 540 600
0
1
2
3

4
5
6
7
8
9
10
M(Nm)


M
N
/k
2

M
Đ
/k
1

M
N

M
Đ

M*
ra

n

Đ

n
ra

n
N

M
ra

M
ra


n
0
37
24
.
37
24
k
37
24
.
37
24
1k
2

1
=
−=

N
ra


20
3.4 TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ
3.4.1. Lập đồ thị đặc tính kéo và đặc tính nhân tố động lực học của
ô tô khi nguồn động lực là mô tơ điện
- Vận tốc cực đại: V
max
= 40,432 (km/h)
- Góc leo dốc cực đại:
α
max
= 4
0
51’.
3.4.2. Lập đồ thị đặc tính kéo và đặc tính nhân tố động lực học của
ô tô khi nguồn động lực là động cơ nhiệt
- Vận tốc cực đại: V
max
= 54,785 (km/h);
- Góc leo dốc cực đại:
α
max
= 7°01'.

3.4.3. Lập đồ thị đặc tính kéo và đặc tính nhân tố động lực học của ô
tô khi nguồn động lực là sự kết hợp giữa mô tơ điện và động cơ nhiệt
- Vận tốc cực đại: V
max
= 70,272 (km/h)
- Góc leo dốc cực đại:
α
max
= 8
0
22’.
3.5. THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC
Sau khi lắp đặt hệ thống động lực lên ô tô, cho ô tô hoạt động ở
tất cả các chế độ, đo đạc các thông số kỹ thuật thực nghiệm, chúng tôi
nhận thấy:
a. Cường độ dòng điện của mô tơ điện khi chạy với tốc độ cực đại
luôn có giá trị đảm bảo yêu cầu kỹ thu
ật.
b. Các bánh răng hộp vi sai làm việc êm chứng tỏ rằng việc thiết
kế và chế tạo hộp vi sai loại bánh răng trụ, ăn khớp ngoài, răng
nghiêng đảm bảo tính êm dịu khi vận hành.
c. Hệ thống thu hồi năng lượng tái sinh khi ô tô xuống dốc hoặc
phanh đã phát huy tác dụng.
d. Kết quả thực nghiệm khi tháo khớp một chiều ra đã chứng minh
tính đúng đắn của việc nghiên cứu lý thuy
ết ở mục 2.1: Bộ kết hợp công
suất không có khớp một chiều sẽ để xảy ra tình trạng làm việc không ổn
định. Kết hợp với kết quả thử nghiệm khi đã lắp khớp một chiều, ta thấy
khớp một chiều hoạt động tốt, đúng theo ý đồ thiết kế. Ở vùng tốc độ

21
thấp, khớp một chiều làm việc, nối cứng 2 nguồn động lực, mô men kéo
có giá trị lớn, thích hợp với việc nâng cao khả năng leo dốc và khả năng
tăng tốc của ô tô. Ở vùng tốc độ lớn hơn, khớp một chiều không còn
làm việc, hộp vi sai phát huy tác dụng, kết hợp tốc độ độc lập của mô tơ
điện và động cơ nhiệt cho phép ô tô chuyể
n động với tốc độ cao.
e. Xuất phát từ mức tiêu hao nhiêu liệu đo được ở trên ta có thể
tính được chi phí khi ô tô hoạt động chỉ bằng mô tơ điện là 30.000
đồng/100 (km) và khi ô tô hoạt động chỉ bằng động cơ nhiệt (LPG) là
44.870 đồng/100 (km). Trong khi đó, xe máy tay ga có mức tiêu hao
nhiên liệu bình quân là 2,5 (l)/100 (km), tức chi phí nhiên liệu là
39.250 đồng/100(km). Mặt khác, khi so sánh một cách tổng quát
(không so sánh chi phí nhiên liệu/ 1chỗ ngồi) với loại ô tô cỡ nhỏ nhất
chạ
y bằng xăng hiện nay ở nước ta - ô tô Matiz có mức tiêu hao bình
quân khi chạy 100 (km) là 5,5 lít xăng, tức là chi phí nhiên liệu là
96.250 đồng/100(km), thì việc sử dụng ô tô VIHA (được vận hành từ
nguồn năng lượng chính là điện) có thể tiết kiệm được một khoản tiền
không nhỏ. (Đơn giá điện và nhiên liệu ở trên tính tại thời điểm đầu
tháng 9 năm 2009).
f. Hệ thống động lực sau khi chế tạo và l
ắp đặt lên ô tô hoạt động
ổn định, đáng tin cậy khi kết hợp 2 nguồn động lực, cũng như khi hoạt
động riêng lẻ một nguồn. Tuy nhiên, tốc độ thực tế của ô tô thấp hơn so
với tính toán thiết kế (tốc độ tối đa thực tế khi ô tô hoạt động chỉ bằng
mô tơ điện là chỉ bằng 86,57% tốc độ thiết kế; tố
c độ tối đa thực tế của
ô tô khi hoạt động bằng cả mô tơ điện và động cơ nhiệt chỉ bằng 85,38
% tốc độ thiết kế; tốc độ thực tế của ô tô khi hoạt động bằng động cơ

nhiệt chỉ bằng 74,84 % tốc độ thiết kế). Chúng tôi nhận thấy tốc độ thực
tế thấp hơn so với t
ốc độ thiết kế là do các nguyên nhân: việc đo đạc mô
men bằng thiết bị tự chế tạo có sai số; các thông số tính toán (hệ số cản
lăn
f, hệ số cản không khí k ) có sai số so với thực tế; tất cả bộ phận cơ

22
khí (các bánh răng, bánh xích…) đều được chế tạo tại các cơ sở cơ khí
địa phương, được gia công đơn chiếc nên độ chính xác chưa cao dẫn
đến hiệu suất của các bộ truyền cơ khí và hộp vi sai thực tế thấp hơn so
với tính toán lý thuyết Chúng tôi đang tìm cách khắc phục để từng
bước nâng cao hiệu suất của hệ thống động lực ô tô VIHA.
3.6. KẾT LUẬN

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
KẾT QUẢ CỦA LUẬN ÁN
1. Luận án đã thiết kế được hệ thống động lực ô tô hybrid 2 chỗ
ngồi có nhiều điểm mới so với các loại ô tô hybrid đã được thiết kế
chế tạo trên thế giới:
* Về mặt năng lượng: sử dụng năng lượng điện và khí dầu
mỏ hoá lỏng LPG (thay vì năng lượng điện và xăng);

* Về mặt kết cấu: sử dụng bộ kết hợp công suất kiểu vi sai
tốc độ có bố trí thêm khớp một chiều.
2. Hệ thống điều khiển mô tơ điện được thiết kế và chế tạo đảm
bảo cho việc thay đổi tốc độ mô tơ điện một cách dễ dàng và êm dịu,
đảm bảo an toàn cho mạch điện mô tơ điện, lúc mô tơ hoạt độ
ng cũng
như lúc bị khoá hãm.

3. Luận án đã áp dụng thành công bộ phụ kiện GA-8 của Giáo sư
Bùi Văn Ga – Đại Học Đà Nẵng trong việc chuyển đổi hệ thống nhiên
liệu từ sử dụng xăng sang sử dụng LPG cho động cơ nhiệt 157 QMJ
dùng trong hệ thống động lực thiết kế.
4. Hệ thống thu hồi năng lượng tái sinh trên ô tô VIHA được thiết
kế và chế tạ
o đơn giản nhưng cơ bản đã thực hiện được chức năng thu
nhận động năng khi ô tô xuống dốc hoặc phanh, nâng cao hiệu quả sử
dụng năng lượng.
5. Sau khi chế tạo, lắp đặt và thử nghiệm trên ô tô du lịch 2 chỗ

23
ngồi, hệ thống động lực này đã chứng tỏ: sự làm việc ổn định ở tất cả
các chế độ hoạt động của ô tô; làm giảm rất đáng kể lượng khí thải độc
hại và đảm bảo tính kinh tế khi sử dụng.
Đây là lần đầu tiên một hệ thống động lực ô tô hybrid được chế
tạo tại Việt Nam. Ngoài 2 tổng thành mô tơ
điện và động cơ nhiệt, tất
cả các chi tiết và bộ phận cơ khí còn lại (bộ kết hợp công suất, cần
điều khiển trung tâm, bộ truyền xích, ly hợp cơ khí…) đều được gia
công tại các cơ sở cơ khí trong nước. Việc chế tạo hoàn chỉnh một hệ
thống động lực ô tô hybrid có thể được xem là một bước khởi đầu
trong công nghệ chế t
ạo ô tô sinh thái rất mới mẻ của Việt Nam – một
ngành nghiên cứu đang được cả thế giới quan tâm trong bối cảnh mà
tình trạng ô nhiễm môi trường từ khí thải ô tô đang là một hiểm họa
lớn lao đối với cuộc sống của con người trên trái đất.
KẾT LUẬN CỦA LUẬN ÁN
1. Chúng ta hoàn toàn có thể chế tạo bằng công nghệ trong nước
một ô tô hybrid 2 chỗ ngồi tốc độ tối đa 60 (km/h), bằng cách sử dụng

phối hợp một mô tơ điện một chiều công suất 2,549 (kW) và một động
cơ nhiệt chạy bằng LPG công suất 5,569(kW).
2. Ô tô du lịch 2 chỗ ngồi lắp đặt hệ thống động lực thiết kế có ưu
điểm vượt trội v
ề mặt môi trường: Khi chỉ hoạt động bằng nguồn năng
lượng điện, việc phát thải ô nhiễm là không có (zero emision). Khi sử
dụng nguồn năng lượng LPG, thì mức độ phát thải giảm đi rất đáng kể
(ở tốc độ vòng quay không tải, lượng CO giảm 47,10 %, lượng HC
giảm 69,51 %) so với khi chạy xăng trước khi chuyển đổi hệ thống
nhiên liệu động cơ nhiệt.
Điều này cho phép ô tô VIHA tiếp cận dần
với tiêu chuẩn phát thải ô nhiễm của ô tô các nước phát triển.
3. Hệ thống động lực sử dụng bộ kết hợp công suất kiểu vi sai tốc
độ có bố trí khớp một chiều đã chứng tỏ tính đúng đắn của việc tính
toán lý thuyết: Ở vùng tốc độ thấp, khớp một chiều hoạt động, nối cứng

24
hai nguồn động lực, mô men kéo có giá trị lớn, thích hợp với việc nâng
cao khả năng leo dốc và khả năng tăng tốc của ô tô. Ở vùng tốc độ lớn
hơn, hộp vi sai phát huy tác dụng kết hợp linh hoạt tốc độ độc lập của
hai nguồn động lực cho phép ô tô chuyển động với tốc độ cao. Kết cấu
này đơn giản nhưng vẫn đảm bảo vi
ệc kết hợp hiệu quả công suất của
hai nguồn điện và nhiệt ở tất cả các chế độ hoạt động của ô tô.
Hệ thống động lực ô tô hybrid 2 chỗ ngồi ứng dụng LPG được
thiết kế và chế tạo hoàn toàn có thể được nghiên cứu áp dụng trong
việc sản xuất ô tô hybrid cỡ nhỏ ở Việt Nam.
HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
- Nghiên cứu nâng cao hiệu quả của việc sử dụng năng lượng tái
sinh để nạp điện cho ắc quy khi ô tô xuống dốc hoặc phanh;

- Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển kỹ thuật số để nâng cao
hiệu quả sử dụng 2 nguồn động lực;
- Nghiên cứu nâng cao độ chính xác gia công các chi tiết cơ khí
để nâng cao hiệu suất truyền động;
- Thiết kế hệ
thống phanh, hệ thống lái và hệ thống treo;
- Thiết kế kiểu dáng và khung vỏ;
- Xây dựng quy trình sản xuất ô tô hybrid.