Bài tập tiểu luận ôtô Hybrid Thầy Tụy BKĐN

Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
CÁC THÔNG SỐ CHO TRƯỚC:
STT Tên thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị
1 Loại xe Khách
2 Trọng lượng toàn bộ
a
G
5800 KG
3 Số vòng quay của động cơ nhiệt
E
n
4000÷5000 Vòng/phút
4 Số vòng quay của động cơ điện
M
n
1/3*n
E
Vòng/phút
5 Bán kính làm việc bánh xe
bx
R
0,4 m
6 Tốc độ cực đại của xe
max
V

132 Km/h
7 Hệ số cản max của đường
max
Ψ
0,35

1. TÍNH CÔNG SUẤT TỔNG ỨNG VỚI TỐC ĐỘ VÀ TẢI TRỌNG ĐÃ CHO
1.1. Tính tổng lực cản F
V
tác dụng lên ô tô trong quá trình chuyển động
2
maxmax
P + P = vFkGF
aV
+=
ψ
ωψ
[N] ( 1-1 )
Trong đó:
+
ψ
P
- lực cản tổng cộng của đường;[N]
+
ω
P
- lực cản không khí; [N]
+ G
a
- trọng lượng của ôtô ;[kg].
+ v
max
– vận tốc lớn nhất của ôtô;[m/s].
+
max
Ψ

- hệ số cản tổng cộng cực đại của đường;
max
Ψ
= 0,35
+ K – hệ số cản không khí; chọn k = 0,24 [Ns
2
/m
4
].
+ F – diện tích cản chính diện của ôtô máy kéo; [m
2
].Đối với xe khách ta chọn F = 6,0
(m
2
).
Thay các thông số đã cho vào công thức (1-1) ta có:
2
maxmax
vFkGF
aV
+=
ψ
= 5,8.1000.9,81.0,35 + 0,24.6.(132/3,6)
2
= 21850,3 (N)
1.2. Tính tổng công suất ứng với tốc độ cực đại và tải trọng đã cho
max
.v
F
N

t
t
V
η
=
[W] (1-2)
Thay các thông số đã cho vào công thức (1-2) ,với hiệu suất của hệ thống truyền lực
chọn
9,0=
t
η
ta được:
890197
6,3
132
.
9.0
3,21850
==
V
N
[W]
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 1
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
2. PHÂN CHIA TỶ LỆ CÔNG SUẤT CHO ÔTÔ
Từ các bảng thông số cho trước ta chọn:
- Công suất điện N
1
= 1/3. N
V

= (1/3).890197 = 296732

[W]
Vậy ta có công suất của động cơ nhiệt N
2
là: N
2
= N
V
– N
1
= 890197 – 296732 =
593465 [W]
3. CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI CỦA ĐỘNG CƠ NHIỆT
Từ các bảng thông số cho trước ta chọn:
- Tốc độ của động cơ nhiệt n
E
= 5000 (vg/phút).
- Tốc độ của động cơ điện n
M
= 5000/3 = 1666.67 (vg/phút).
4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN KẾT HỢP CễNG SUẤT KIỂU VI
SAI TỐC ĐỘ ( Tính R
1
, R
2
, R
3
Z
1

, Z
2
, Z
v
)
Gọi R
1
, R
2
, lần lượt là bán kính vòng chia của bánh răng trung tâm, bánh răng bao
Z
1
, Z
2
, Z
v
lần lượt là số răng của bánh răng trung tâm, bánh răng bao, bánh răng vệ
tinh
Thông số và điều kiện cho trước:
Mô-duyn pháp của bánh răng (chọn nhỏ để tăng độ êm dịu); m
N
= 2,25 [mm]
Z
2
- Z
1
= 2*Z
v
(4-1)
D = 2*R = Z * m

N

⇒

Z =
N
m
R*2
(4-2)
Thay vào (4-1) ta có
N
m
R
2
*2
-
N
m
R
1
*2
=2* Zv (4-3)
Chọn Zv = 17 [răng], m
N
= 2,25 [mm] thay vào (4-3) ta được :
25,2
*2
2
R
-

25,2
*2
1
R
=2* 17
⇔
R
2
- R
1
= 34 (4-4)
Z
1,
Z
2
, Z
v
nguyên dương và
≥
17( tránh hiện tượng cắt chân răng)
Z
1,
Z
2
cùng chẵn hay cùng lẻ
Để bộ truyền đạt hiệu suất kết hợp cao thì :
2
1
22
11

2
1
.
.
M
M
M
M
N
N
==
ω
ω
(4-5)
Mặt khác khi bộ vi sai không làm việc ta có :
2
1
2
1
R
R
M
M
=
(4-6)
Từ (4-5) & (4-6)
⇒

465,593
732,296

2
1
2
1
2
1
===
R
R
M
M
N
N
(4-7)
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 2
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
Dùng công cụ Solver trong excel ta giải hệ phương trình trên với thông số chon trước Z
1
= 17 với điều kiện là 0 < Z
1
< 34 và đặt biểu thức Z
1
/( Z
1
+ 2.Z
v
) làm mục tiêu cho bài
toán. Ta tính được bán kính R
1
, R

2
lần lượt là:







=
+
=
=
=
][357,57
2
][5,76
][25,38
21
3
2
1
mm
RR
R
mmR
mmR
Thay vào (4-2)
⇒




=
=
68
34
2
1
Z
Z
(răng)
Hình 4.1. Sơ đồ truyền động của bộ truyền kết hợp kiểu vi sai tốc độ
1_Bánh răng trung tâm; 2_Bánh răng vệ tinh(2 chiếc); 3_Bánh răng bao; 5_Cần C ;
6_Truyền lực chính(i
0
);
Ta thấy hai nguồn công suất 1 và 2 khi đi qua hộp giản tốc (nếu có) sẻ được nối lần lượt
với các ly hợp của bộ truyền. Trong bộ kết hợp bao gồm báng răng mặt trung tâm 1, bánh
răng vệ tinh 2, vành răng bao 3, cần 5. Ngoài ra chúng ta còn có cặp bánh răng nối tiếp
nguồn 2 với nguồn 1 số 4 và bộ khóa vi sai. Khi bộ khóa ở trạng thái khóa thì bộ truyền
kết hợp vi sai trở thành bộ truyền kết hợp nối cứng.
5. SƠ ĐỒ TRUYỀN ĐỘNG CỦA BỘ TRUYỀN KẾT HỢP CÔNG SUẤT
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 3
Ngu n 1ồ Gi m t c 1ả ố
Ngu n 2ồ Gi m t c 2ả ố
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
1 2 3 4 5
7891011
12
6

a
b
c
R
1
R
3
R
2
P
2
P
1
Hình 5.1 Sơ đồ truyền động của ôtô Hybrid
1_Động cơ điện; 2_Ly hợp động cơ Điện; 3_Khóa K; 4_Bánh răng vệ tinh(2 chiếc);
5_Bánh răng trung tâm; 6_Truyền lực chính(i
0
); 7_Cần C; 8_Bánh răng bao;
9_Bánh răng nối nguồn Điện và động cơ Nhiệt; 10_ Ly hợp động cơ Nhiệt; 11_Hộp
giảm tốc; 12_ Động cơ Nhiệt; P
1
_Phanh bánh răng 8; P
2
_Phanh bánh răng 9
a: Lúc này bánh răng 8 bị cố định
b: Lúc này bánh răng 8 tự do
c: Lúc này bánh răng 8 bị khóa (truyền direct)
6. TÍNH TỶ SỐ TRUYỀN GIẢM TỐC (i
gt
) CHO NGUỒN TỐC ĐỘ CAO, TỶ

SỐ TRUYỀN LỰC CHÍNH (i
o
)
a) Tỷ số truyền giảm tốc (i
gt
)cho nguồn tốc độ cao
i
gt
=
1
2
N
N
ω
ω
=
67,1666
5000
= 3
b) Tỷ số truyền lực chính (i
o
)
i
o
=
max
2
*
*
Vi

R
gt
bxN
ω
=
)3600/1000.132.(3
4,0).60/5000.1416,3.2(
= 1,904
7. TÍNH TỶ SỐ TRUYỀN KHI CHỈ TRUYỀN ĐỘNG RIÊNG CHO TỪNG
NGUỒN CÔNG SUẤT
Theo tính toán ở trên ta thấy công suất nguồn 2 lớn hơn công suất nguồn 1 nên nguồn 2
phải là động cơ nhiệt.
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 4
ω2
ω1
ω3
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
Xét sơ đồ truyền động của bộ truyền kết hợp kiểu vi sai tốc độ hình 2.1
+ Trường hợp 1: Chỉ truyền nguồn công suất điện 1 ngắt nguồn 2(
0
2
=
ω
)
Từ công thức Villiss:
1
2
2
21
Z

Z
c
−=
−
−
ωω
ωω
(7-1)
Khai triển công thức (7-1) ta có:
1
2
1
22
1
1
2
2
21
1
1
R
R
Z
Z
Z
Z
c
−=−=
−
−

=−=
−
−
ω
ω
ωω
ωω
(7-2)
Từ (7-2) ta có:
1
1
2
3
1
3
1
+==
R
R
i
M
ω
ω
,Thay số
31
25,38
5,76
13
=+=
M

i
+ Trường hợp 2: Chỉ truyền nguồn công suất nhiệt 2 ngắt nguồn 1(
0
1
=
ω
)
Khai triển công thức (7-1) ta có:
1
2
1
2
121
2
2
21
R
R
Z
Z
Z
Z
c
c
−=−=
−
−
=−=
−
−

ωω
ω
ωω
ωω
(7-3)
Từ (7-3) ta có:
1
2
12
23
+==
R
R
i
c
E
ω
ω
,Thay số
5,11
5,76
25,38
23
=+=
E
i
8. XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH LỰC KÉO P
k
= f(V) CHO CẢ HAI NGUỒN CÔNG
SUẤT NHIỆT VÀ ĐIỆN (trường hợp chung, hai đối với Điện, hai đối với Nhiệt)

8.1 Thành lập công thức
a) Trường hợp chung cho cả 2 nguồn Điện & Nhiệt cùng truyền P
k5
= f(V
5
)
V
5
= ω
bx
*R
bx
= (ω
3
/i
0
)*R
bx
= (ω
1
*R
bx
/i
0
) (8-1)
P
k5
= M
bx
/R

bx
= M
3
*i
0
*η/R
bx
(8-2)
M
3
= M
1
*R
3
/R
1
+ M
2
*R
3
/R
2
(8-3)
λ = n
e
/n
N
= ω
e
/ω

N
(8-4)
N
e2
= N
2
*[a*(n
e
/n
N
)+ b* (n
e
/n
N
)
2
- c*(n
e
/n
N
)
3
] (8-5)
Trong đó a, b, c là các hệ số thực nghiệm được chọn theo loại động cơ:
Đối với xe khách người ta thường sử dụng động cơ diezel 4 kỳ, với các hệ số thực
nghiệm được chọn sau: a = 0,7; b = 1,3; c = 1
n
B1
= 250[vg/ph]
ω

B1
=26.18[rad/s]
M
1B
=N
1
/ω
B1
M
1
=N
1
/ω
1
n
N1
/n
B1
= 4
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 5
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
b) Trường hợp Motor Điện truyền i
13M
: P
k1
= f(V
1
)
V
1

= (ω
1
*R
bx
)/(i
0
*i
1M
) = ( λ*ω
N1
*R
bx
)/(i
13M
*i
0
) (8-6)
P
k1
= M
1
*i
o
*i
13M
*η/R
bx
(8-7)
c)Trường hợp Động cơ Nhiệt truyền i
23E

: P
k2
= f(V
2
)
V
2
= (ω
2
*R
bx
)/(i
gt
*i
0
*i
2E
) = ( λ*ω
N2
*R
bx
)/(i
gt
*i
23E
*i
0
) (8-8)
P
k2

= M
2
*i
o
*i
23E
*i
gt
*η/R
bx
(8-9)
d) Trường hợp Motor Điện truyền direct P
k3
= f(V
3
)
V
3
= (ω
1
*R
bx
)/(i
0
*i
1M
) = ( λ*ω
N1
*R
bx

)/(1*i
0
) (8-10)
P
k3
=M
1
*i
o
*1*η/R
bx
(8-11)
e)Trường hợp Động cơ Nhiệt truyền direct P
k4
= f(V
4
)
V
4
= (ω
2
*R
bx
)/(i
gt
*i
0
*i
1E
) = ( λ*ω

N2
*Rb
x)
/(i
gt
*1*i
0
) (8-12)
P
k4
= M
2
*i
o
*1*i
gt
*η/R
bx
(8-13)
Trong đó:
M
1
: Mômen động cơ Điện[N.m]
M
2
: Mômen động cơ Nhiệt[N.m]
P
k
: Lực kéo [N]
8.2 Lập bảng

Từ tấc cả công thức trên ta lập bảng sau:
V1 Pk1 V2 Pk2 V3 Pk3 v4 Pk4 v5 Pk5
1.21 13460.023 3.69 1812.081 3.666667
4441.80
8 3.66667
1821.14
1 3.67 7183.032
1.82 13460.023 5.53 1928.098 5.5
4441.80
8 5.5 1937.739 5.50 7212.036
2.42 13460.023 7.37 2033.066
7.33333
3
4441.80
8 7.33333 2043.232 7.33 7238.278
3.03 13460.023 9.21 2126.985 9.166667
4441.80
8 9.16667 2137.62 9.17 7261.758
3.63 11216.686 11.06 2209.855 11 3701.506 11 2220.904 11.00 6160.807
4.24 9614.3022 12.90 2281.675
12.8333
3 3172.72 12.8333 2293.083 12.83 5377.57
4.84
8412.514
4 14.74 2342.446 14.66667 2776.13 14.6667
2354.15
8 14.67 4791.869
5.45 7477.7906 16.58 2392.168 16.5 2467.671 16.5
2404.12
8 16.50 4336.937

6.05 6730.0115 18.43 2430.84
18.3333
3 2220.904 18.3333 2442.994 18.33 3972.716
6.66
6118.192
3 20.27 2458.463 20.16667 2019.003 20.1667 2470.755 20.17 3673.712
7.26 5608.343 22.11 2475.037 22
1850.75
3 22
2487.41
2 22.00 3422.931
7.87 5176.932 23.95 2480.562
23.8333
3
1708.38
8 23.8333 2492.965 23.83 3208.606
8.47
4807.151
1 25.80 2475.037 25.66667 1586.36 25.6667
2487.41
2 25.67 3022.335
9.08 4486.674 27.64 2458.463 27.5 1480.603 27.5 2470.755 27.50 2857.953
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 6
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
4
9.68 4206.2572 29.48 2430.84 29.33333
1388.06
5 29.3333 2442.994 29.33 2710.839
10.29
3958.830

3 31.32 2392.168 31.16667 1306.414 31.1667
2404.12
8 31.17 2577.457
10.89
3738.895
3 33.17 2342.446 33
1233.83
5 33
2354.15
8 33.00 2455.059
11.50
3542.111
3 35.01 2281.675
34.8333
3
1168.89
7 34.8333 2293.083 34.83 2341.474
12.10 3365.0058 36.85 2209.855 36.66667 1110.452 36.6667 2220.904 36.67 2234.967
8.3 Vẽ đồ thị
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 7
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
6. TÍNH TỶ SỐ TRUYỀN CHO BỘ TRUYỀN ĐỘNG
a. Tính tỷ số truyền cho hộp giảm tốc i
gt
cho động cơ tốc độ cao
Ta có công thức tính i
gt
như sau:
max1
max2

ω
ω
=
gt
i
(10)
Trong đó :
bxgt
RVii /) (
max02max2
=
ω
(a)

bx
RVi /).(
max01max1
=
ω
(b)
Từ (10) ta có: i
gt
=
5,0
3
5,1
01
02
==
i

i
b. Tính tỷ số truyền của truyền lực chính i
0
Động cơ -
maxe
ω
- xe có V
max
; ta có công thức:
bx
enax
bxbx
R
i
RV
0
max
ω
ω
==
(11)
Từ (11) suy ra
max
max
0
6,3
V
R
i
bxe

ω
=
(12)
+ Trường hợp chỉ truyền nguồn 1
max
max1
0
6,3
V
R
i
bx
ω
=

max
max
6,3
V
R
bxe
ω
=
(13)
Trong đó
30
.

max1
M

N
n
π
λωλω
==
=
533,174
30
67,1666.1416,3
.1 =
(rad/s); thay vào (13) ta
được :
9039,1
132
6,3.4,0.533,174
0
==i
7. TÍNH TỶ SỐ TRUYỀN KHI CHỈ TRUYỀN ĐỘNG RIÊNG CHO TỪNG
NGUỒN CÔNG SUẤT
Theo tính toán ở trên ta thấy công suất nguồn 2 lớn hơn công suất nguồn 1 nên nguồn
2 phải là động cơ nhiệt.
Xét sơ đồ truyền động của bộ truyền kết hợp kiểu vi sai tốc độ hình 2.1
+ Trường hợp 1: Chỉ truyền nguồn công suất điện 1 ngắt nguồn 2(
0
2
=
ω
)
Nguồn truyền 1 – Z
1

– Z
2
– Cần C -
3
ω
.
Từ công thức Villiss:
1
2
2
21
Z
Z
c
−=
−
−
ωω
ωω
(7)
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 8
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
Khai triển công thức 7 ta có:
1
2
1
22
1
1
2

2
21
1
1
R
R
Z
Z
Z
Z
c
−=−=
−
−
=−=
−
−
ω
ω
ωω
ωω
(8)
Từ (8) ta có:
1
1
2
3
1
1
0

+==
R
R
i
ω
ω
,Thay số
31
25,38
5,76
1
0
=+=i
+ Trường hợp 2: Chỉ truyền nguồn công suất nhiệt 2 ngắt nguồn 1(
0
1
=
ω
)
Nguồn truyền 2 – i
gt
– Z
2
– Z
3
– Cần C -
3
ω
.
Khai triển công thức 7 ta có:

1
2
1
2
121
2
2
21
R
R
Z
Z
Z
Z
c
c
−=−=
−
−
=−=
−
−
ωω
ω
ωω
ωω
(9)
Từ (9) ta có:
1
2

12
02
+==
R
R
i
c
ω
ω
,Thay số
5,11
5,76
25,38
02
=+=i
8. XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH LỰC KÉO CHO CẢ HAI NGUỒN CÔNG SUẤT
NHIỆT VÀ ĐIỆN
8.1. Xây dựng đặc tính động cơ nhiệt
Ta có công thức tính mômen xoắn cho động cơ nhiệt:
) (
2
2
2
2
λλ
ω
cba
N
M
e

++=
(10)
Trong đó a, b, c là các hệ số thực nghiệm được chọn theo loại động cơ:
Đối với xe khách người ta thường sử dụng động cơ diezel 4 kỳ, với các hệ số thực
nghiệm được chọn sau: a = 0,7; b = 1,3; c = 1
Lập bảng 8.1 để xác định giá trị mômen xoắn ứng với từng tốc độ của động cơ
Lam-da
w
[rad/s] Me[N.m]
0.10 52.4 141.7
0.15 78.5 150.8
0.20 104.7 159.0
0.25 130.9 166.3
0.30 157.1 172.8
0.35 183.3 178.4
0.40 209.4 183.2
0.45 235.6 187.1
0.50 261.8 190.1
0.55 288.0 192.2
0.60 314.2 193.5
0.65 340.3 194.0
0.70 366.5 193.5
0.75 392.7 192.2
0.80 418.9 190.1
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 9
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
0.85 445.1 187.1
0.90 471.2 183.2
0.95 497.4 178.4
1.00 523.6 172.8

8.2. Xây dựng đặc tính động cơ điện
Ta có công thức tính mômen xoắn cho động cơ điện:
1
1
1
ω
N
M
e
=
(11)
Lập bảng 8.2 để xác định giá trị mômen xoắn ứng với từng tốc độ của động cơ
λ
w [rad/s] M [N.m]
0.10 17.5 1036.84
0.15 26.2 1036.84
0.20 34.9 1036.84
0.25 43.6 1036.84
0.30 52.4 864.03
0.35 61.1 740.60
0.40 69.8 648.02
0.45 78.5 576.02
0.50 87.3 518.42
0.55 96.0 471.29
0.60 104.7 432.02
0.65 113.4 398.78
0.70 122.2 370.30
0.75 130.9 345.61
0.80 139.6 324.01
0.85 148.4 304.95

0.90 157.1 288.01
0.95 165.8 272.85
1.00 174.533 259.21
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 10
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Hữu Cẩn - Phan Đình Kiên.
THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN ÔTÔ MÁY KÉO (Tập I).
NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp Hà Nội - 1987.
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 11
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
[2]. TS. Nguyễn Hoàng Việt
KẾT CẤU, TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ÔTÔ (phần II).
Tài liệu lưu hành nội bộ Đại học Đà Nẵng - 1998.
[3]. ThS. Lê Văn Tụy
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ Ô TÔ (PHẦN TRUYỀN LỰC TRÊN Ô TÔ)
Tài liệu lưu hành nội bộ Khoa Cơ khí Giao thông - Đại học Bách khoa - ĐHĐN, năm
2007.
=======================================
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 12
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
CÁC THÔNG SỐ CHO TRƯỚC:
STT Tên thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị
1 Loại xe Khách
2 Trọng lượng toàn bộ
a
G
5800 KG
3 Số vòng quay của động cơ nhiệt

E
n
4000÷5000 Vòng/phút
4 Số vòng quay của động cơ điện
M
n
1/3*n
E
Vòng/phút
5 Bán kính làm việc bánh xe
bx
R
0,4 m
6 Tốc độ cực đại của xe
max
V

132 Km/h
7 Hệ số cản max của đường
max
Ψ
0,35
1. TÍNH CÔNG SUẤT TỔNG ỨNG VỚI TỐC ĐỘ VÀ TẢI TRỌNG ĐÃ CHO
1.1. Tính tổng lực cản F
V
tác dụng lên ô tô trong quá trình chuyển động
2
maxmax
P + P = vFkGF
aV

+=
ψ
ωψ
[N] ( 1-1 )
Trong đó:
+
ψ
P
- lực cản tổng cộng của đường;[N]
+
ω
P
- lực cản không khí; [N]
+ G
a
- trọng lượng của ôtô ;[kg].
+ v
max
– vận tốc lớn nhất của ôtô;[m/s].
+
max
Ψ
- hệ số cản tổng cộng cực đại của đường;
max
Ψ
= 0,35
+ K – hệ số cản không khí; chọn k = 0,24 [Ns
2
/m
4

].
+ F – diện tích cản chính diện của ôtô máy kéo; [m
2
].Đối với xe khách ta chọn F = 6,0
(m
2
).
Thay các thông số đã cho vào công thức (1-1) ta có:
2
maxmax
vFkGF
aV
+=
ψ
= 5,8.1000.9,81.0,35 + 0,24.6.(132/3,6)
2
= 21850,3 (N)
1.2. Tính tổng công suất ứng với tốc độ cực đại và tải trọng đã cho
max
.v
F
N
t
t
V
η
=
[W] (1-2)
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 13
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy

Thay các thông số đã cho vào công thức (1-2) ,với hiệu suất của hệ thống truyền lực
chọn
9,0=
t
η
ta được:
890197
6,3
132
.
9.0
3,21850
==
V
N
[W]
2. PHÂN CHIA TỶ LỆ CÔNG SUẤT CHO ÔTÔ
Từ các bảng thông số cho trước ta chọn:
- Công suất điện N
1
= 1/3. N
V
= (1/3).890197 = 296732

[W]
Vậy ta có công suất của động cơ nhiệt N
2
là: N
2
= N

V
– N
1
= 890197 – 296732 =
593465 [W]
3. CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI CỦA ĐỘNG CƠ NHIỆT
Từ các bảng thông số cho trước ta chọn:
- Tốc độ của động cơ nhiệt n
E
= 5000 (vg/phút).
- Tốc độ của động cơ điện n
M
= 5000/3 = 1666.67 (vg/phút).
4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN KẾT HỢP CễNG SUẤT KIỂU VI
SAI TỐC ĐỘ ( Tính R
1
, R
2
, R
3
Z
1
, Z
2
, Z
v
)
Gọi R
1
, R

2
, lần lượt là bán kính vòng chia của bánh răng trung tâm, bánh răng bao
Z
1
, Z
2
, Z
v
lần lượt là số răng của bánh răng trung tâm, bánh răng bao, bánh răng vệ
tinh
Thông số và điều kiện cho trước:
Mô-duyn pháp của bánh răng (chọn nhỏ để tăng độ êm dịu); m
N
= 2,25 [mm]
Z
2
- Z
1
= 2*Z
v
(4-1)
D = 2*R = Z * m
N

⇒

Z =
N
m
R*2

(4-2)
Thay vào (4-1) ta có
N
m
R
2
*2
-
N
m
R
1
*2
=2* Zv (4-3)
Chọn Zv = 17 [răng], m
N
= 2,25 [mm] thay vào (4-3) ta được :
25,2
*2
2
R
-
25,2
*2
1
R
=2* 17
⇔
R
2

- R
1
= 34 (4-4)
Z
1,
Z
2
, Z
v
nguyên dương và
≥
17( tránh hiện tượng cắt chân răng)
Z
1,
Z
2
cùng chẵn hay cùng lẻ
Để bộ truyền đạt hiệu suất kết hợp cao thì :
2
1
22
11
2
1
.
.
M
M
M
M

N
N
==
ω
ω
(4-5)
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 14
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
Mặt khác khi bộ vi sai không làm việc ta có :
2
1
2
1
R
R
M
M
=
(4-6)
Từ (4-5) & (4-6)
⇒

465,593
732,296
2
1
2
1
2
1

===
R
R
M
M
N
N
(4-7)
Dùng công cụ Solver trong excel ta giải hệ phương trình trên với thông số chon trước Z
1
= 17 với điều kiện là 0 < Z
1
< 34 và đặt biểu thức Z
1
/( Z
1
+ 2.Z
v
) làm mục tiêu cho bài
toán. Ta tính được bán kính R
1
, R
2
lần lượt là:








=
+
=
=
=
][357,57
2
][5,76
][25,38
21
3
2
1
mm
RR
R
mmR
mmR
Thay vào (4-2)
⇒



=
=
68
34
2
1

Z
Z
(răng)
Hình 4.1. Sơ đồ truyền động của bộ truyền kết hợp kiểu vi sai tốc độ
1_Bánh răng trung tâm; 2_Bánh răng vệ tinh(2 chiếc); 3_Bánh răng bao; 5_Cần C ;
6_Truyền lực chính(i
0
);
Ta thấy hai nguồn công suất 1 và 2 khi đi qua hộp giản tốc (nếu có) sẻ được nối lần lượt
với các ly hợp của bộ truyền. Trong bộ kết hợp bao gồm báng răng mặt trung tâm 1, bánh
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 15
Ngu n 1ồ Gi m t c 1ả ố
Ngu n 2ồ Gi m t c 2ả ố
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
răng vệ tinh 2, vành răng bao 3, cần 5. Ngoài ra chúng ta còn có cặp bánh răng nối tiếp
nguồn 2 với nguồn 1 số 4 và bộ khóa vi sai. Khi bộ khóa ở trạng thái khóa thì bộ truyền
kết hợp vi sai trở thành bộ truyền kết hợp nối cứng.
5. SƠ ĐỒ TRUYỀN ĐỘNG CỦA BỘ TRUYỀN KẾT HỢP CÔNG SUẤT
1 2 3 4 5
7891011
12
6
a
b
c
R
1
R
3
R

2
P
2
P
1
Hình 5.1 Sơ đồ truyền động của ôtô Hybrid
1_Động cơ điện; 2_Ly hợp động cơ Điện; 3_Khóa K; 4_Bánh răng vệ tinh(2 chiếc);
5_Bánh răng trung tâm; 6_Truyền lực chính(i
0
); 7_Cần C; 8_Bánh răng bao;
9_Bánh răng nối nguồn Điện và động cơ Nhiệt; 10_ Ly hợp động cơ Nhiệt; 11_Hộp
giảm tốc; 12_ Động cơ Nhiệt; P
1
_Phanh bánh răng 8; P
2
_Phanh bánh răng 9
a: Lúc này bánh răng 8 bị cố định
b: Lúc này bánh răng 8 tự do
c: Lúc này bánh răng 8 bị khóa (truyền direct)
6. TÍNH TỶ SỐ TRUYỀN GIẢM TỐC (i
gt
) CHO NGUỒN TỐC ĐỘ CAO, TỶ
SỐ TRUYỀN LỰC CHÍNH (i
o
)
a) Tỷ số truyền giảm tốc (i
gt
)cho nguồn tốc độ cao
i
gt

=
1
2
N
N
ω
ω
=
67,1666
5000
= 3
b) Tỷ số truyền lực chính (i
o
)
i
o
=
max
2
*
*
Vi
R
gt
bxN
ω
=
)3600/1000.132.(3
4,0).60/5000.1416,3.2(
= 1,904

SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 16
ω2
ω1
ω3
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
7. TÍNH TỶ SỐ TRUYỀN KHI CHỈ TRUYỀN ĐỘNG RIÊNG CHO TỪNG
NGUỒN CÔNG SUẤT
Theo tính toán ở trên ta thấy công suất nguồn 2 lớn hơn công suất nguồn 1 nên nguồn 2
phải là động cơ nhiệt.
Xét sơ đồ truyền động của bộ truyền kết hợp kiểu vi sai tốc độ hình 2.1
+ Trường hợp 1: Chỉ truyền nguồn công suất điện 1 ngắt nguồn 2(
0
2
=
ω
)
Từ công thức Villiss:
1
2
2
21
Z
Z
c
−=
−
−
ωω
ωω
(7-1)

Khai triển công thức (7-1) ta có:
1
2
1
22
1
1
2
2
21
1
1
R
R
Z
Z
Z
Z
c
−=−=
−
−
=−=
−
−
ω
ω
ωω
ωω
(7-2)

Từ (7-2) ta có:
1
1
2
3
1
3
1
+==
R
R
i
M
ω
ω
,Thay số
31
25,38
5,76
13
=+=
M
i
+ Trường hợp 2: Chỉ truyền nguồn công suất nhiệt 2 ngắt nguồn 1(
0
1
=
ω
)
Khai triển công thức (7-1) ta có:

1
2
1
2
121
2
2
21
R
R
Z
Z
Z
Z
c
c
−=−=
−
−
=−=
−
−
ωω
ω
ωω
ωω
(7-3)
Từ (7-3) ta có:
1
2

12
23
+==
R
R
i
c
E
ω
ω
,Thay số
5,11
5,76
25,38
23
=+=
E
i
8. XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH LỰC KÉO P
k
= f(V) CHO CẢ HAI NGUỒN CÔNG
SUẤT NHIỆT VÀ ĐIỆN (trường hợp chung, hai đối với Điện, hai đối với Nhiệt)
8.1 Thành lập công thức
a) Trường hợp chung cho cả 2 nguồn Điện & Nhiệt cùng truyền P
k5
= f(V
5
)
V
5

= ω
bx
*R
bx
= (ω
3
/i
0
)*R
bx
= (ω
1
*R
bx
/i
0
) (8-1)
P
k5
= M
bx
/R
bx
= M
3
*i
0
*η/R
bx
(8-2)

M
3
= M
1
*R
3
/R
1
+ M
2
*R
3
/R
2
(8-3)
λ = n
e
/n
N
= ω
e
/ω
N
(8-4)
N
e2
= N
2
*[a*(n
e

/n
N
)+ b* (n
e
/n
N
)
2
- c*(n
e
/n
N
)
3
] (8-5)
Trong đó a, b, c là các hệ số thực nghiệm được chọn theo loại động cơ:
Đối với xe khách người ta thường sử dụng động cơ diezel 4 kỳ, với các hệ số thực
nghiệm được chọn sau: a = 0,7; b = 1,3; c = 1
n
B1
= 250[vg/ph]
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 17
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
ω
B1
=26.18[rad/s]
M
1B
=N
1

/ω
B1
M
1
=N
1
/ω
1
n
N1
/n
B1
= 4
b) Trường hợp Motor Điện truyền i
13M
: P
k1
= f(V
1
)
V
1
= (ω
1
*R
bx
)/(i
0
*i
1M

) = ( λ*ω
N1
*R
bx
)/(i
13M
*i
0
) (8-6)
P
k1
= M
1
*i
o
*i
13M
*η/R
bx
(8-7)
c)Trường hợp Động cơ Nhiệt truyền i
23E
: P
k2
= f(V
2
)
V
2
= (ω

2
*R
bx
)/(i
gt
*i
0
*i
2E
) = ( λ*ω
N2
*R
bx
)/(i
gt
*i
23E
*i
0
) (8-8)
P
k2
= M
2
*i
o
*i
23E
*i
gt

*η/R
bx
(8-9)
d) Trường hợp Motor Điện truyền direct P
k3
= f(V
3
)
V
3
= (ω
1
*R
bx
)/(i
0
*i
1M
) = ( λ*ω
N1
*R
bx
)/(1*i
0
) (8-10)
P
k3
=M
1
*i

o
*1*η/R
bx
(8-11)
e)Trường hợp Động cơ Nhiệt truyền direct P
k4
= f(V
4
)
V
4
= (ω
2
*R
bx
)/(i
gt
*i
0
*i
1E
) = ( λ*ω
N2
*Rb
x)
/(i
gt
*1*i
0
) (8-12)

P
k4
= M
2
*i
o
*1*i
gt
*η/R
bx
(8-13)
Trong đó:
M
1
: Mômen động cơ Điện[N.m]
M
2
: Mômen động cơ Nhiệt[N.m]
P
k
: Lực kéo [N]
8.2 Lập bảng
Từ tấc cả công thức trên ta lập bảng sau:
V1 Pk1 V2 Pk2 V3 Pk3 v4 Pk4 v5 Pk5
1.21 13460.023 3.69 1812.081 3.666667
4441.80
8 3.66667
1821.14
1 3.67 7183.032
1.82 13460.023 5.53 1928.098 5.5

4441.80
8 5.5 1937.739 5.50 7212.036
2.42 13460.023 7.37 2033.066
7.33333
3
4441.80
8 7.33333 2043.232 7.33 7238.278
3.03 13460.023 9.21 2126.985 9.166667
4441.80
8 9.16667 2137.62 9.17 7261.758
3.63 11216.686 11.06 2209.855 11 3701.506 11 2220.904 11.00 6160.807
4.24 9614.3022 12.90 2281.675
12.8333
3 3172.72 12.8333 2293.083 12.83 5377.57
4.84
8412.514
4 14.74 2342.446 14.66667 2776.13 14.6667
2354.15
8 14.67 4791.869
5.45 7477.7906 16.58 2392.168 16.5 2467.671 16.5
2404.12
8 16.50 4336.937
6.05 6730.0115 18.43 2430.84
18.3333
3 2220.904 18.3333 2442.994 18.33 3972.716
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 18
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
6.66
6118.192
3 20.27 2458.463 20.16667 2019.003 20.1667 2470.755 20.17 3673.712

7.26 5608.343 22.11 2475.037 22
1850.75
3 22
2487.41
2 22.00 3422.931
7.87 5176.932 23.95 2480.562
23.8333
3
1708.38
8 23.8333 2492.965 23.83 3208.606
8.47
4807.151
1 25.80 2475.037 25.66667 1586.36 25.6667
2487.41
2 25.67 3022.335
9.08
4486.674
4 27.64 2458.463 27.5 1480.603 27.5 2470.755 27.50 2857.953
9.68 4206.2572 29.48 2430.84 29.33333
1388.06
5 29.3333 2442.994 29.33 2710.839
10.29
3958.830
3 31.32 2392.168 31.16667 1306.414 31.1667
2404.12
8 31.17 2577.457
10.89
3738.895
3 33.17 2342.446 33
1233.83

5 33
2354.15
8 33.00 2455.059
11.50
3542.111
3 35.01 2281.675
34.8333
3
1168.89
7 34.8333 2293.083 34.83 2341.474
12.10 3365.0058 36.85 2209.855 36.66667 1110.452 36.6667 2220.904 36.67 2234.967
8.3 Vẽ đồ thị
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 19
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
6. TÍNH TỶ SỐ TRUYỀN CHO BỘ TRUYỀN ĐỘNG
a. Tính tỷ số truyền cho hộp giảm tốc i
gt
cho động cơ tốc độ cao
Ta có công thức tính i
gt
như sau:
max1
max2
ω
ω
=
gt
i
(10)
Trong đó :

bxgt
RVii /) (
max02max2
=
ω
(a)

bx
RVi /).(
max01max1
=
ω
(b)
Từ (10) ta có: i
gt
=
5,0
3
5,1
01
02
==
i
i
b. Tính tỷ số truyền của truyền lực chính i
0
Động cơ -
maxe
ω
- xe có V

max
; ta có công thức:
bx
enax
bxbx
R
i
RV
0
max
ω
ω
==
(11)
Từ (11) suy ra
max
max
0
6,3
V
R
i
bxe
ω
=
(12)
+ Trường hợp chỉ truyền nguồn 1
max
max1
0

6,3
V
R
i
bx
ω
=

max
max
6,3
V
R
bxe
ω
=
(13)
Trong đó
30
.

max1
M
N
n
π
λωλω
==
=
533,174

30
67,1666.1416,3
.1 =
(rad/s); thay vào (13) ta
được :
9039,1
132
6,3.4,0.533,174
0
==i
7. TÍNH TỶ SỐ TRUYỀN KHI CHỈ TRUYỀN ĐỘNG RIÊNG CHO TỪNG
NGUỒN CÔNG SUẤT
Theo tính toán ở trên ta thấy công suất nguồn 2 lớn hơn công suất nguồn 1 nên nguồn
2 phải là động cơ nhiệt.
Xét sơ đồ truyền động của bộ truyền kết hợp kiểu vi sai tốc độ hình 2.1
+ Trường hợp 1: Chỉ truyền nguồn công suất điện 1 ngắt nguồn 2(
0
2
=
ω
)
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 20
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
Nguồn truyền 1 – Z
1
– Z
2
– Cần C -
3
ω

.
Từ công thức Villiss:
1
2
2
21
Z
Z
c
−=
−
−
ωω
ωω
(7)
Khai triển công thức 7 ta có:
1
2
1
22
1
1
2
2
21
1
1
R
R
Z

Z
Z
Z
c
−=−=
−
−
=−=
−
−
ω
ω
ωω
ωω
(8)
Từ (8) ta có:
1
1
2
3
1
1
0
+==
R
R
i
ω
ω
,Thay số

31
25,38
5,76
1
0
=+=i
+ Trường hợp 2: Chỉ truyền nguồn công suất nhiệt 2 ngắt nguồn 1(
0
1
=
ω
)
Nguồn truyền 2 – i
gt
– Z
2
– Z
3
– Cần C -
3
ω
.
Khai triển công thức 7 ta có:
1
2
1
2
121
2
2

21
R
R
Z
Z
Z
Z
c
c
−=−=
−
−
=−=
−
−
ωω
ω
ωω
ωω
(9)
Từ (9) ta có:
1
2
12
02
+==
R
R
i
c

ω
ω
,Thay số
5,11
5,76
25,38
02
=+=i
8. XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH LỰC KÉO CHO CẢ HAI NGUỒN CÔNG SUẤT
NHIỆT VÀ ĐIỆN
8.1. Xây dựng đặc tính động cơ nhiệt
Ta có công thức tính mômen xoắn cho động cơ nhiệt:
) (
2
2
2
2
λλ
ω
cba
N
M
e
++=
(10)
Trong đó a, b, c là các hệ số thực nghiệm được chọn theo loại động cơ:
Đối với xe khách người ta thường sử dụng động cơ diezel 4 kỳ, với các hệ số thực
nghiệm được chọn sau: a = 0,7; b = 1,3; c = 1
Lập bảng 8.1 để xác định giá trị mômen xoắn ứng với từng tốc độ của động cơ
Lam-da

w
[rad/s] Me[N.m]
0.10 52.4 141.7
0.15 78.5 150.8
0.20 104.7 159.0
0.25 130.9 166.3
0.30 157.1 172.8
0.35 183.3 178.4
0.40 209.4 183.2
0.45 235.6 187.1
0.50 261.8 190.1
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 21
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
0.55 288.0 192.2
0.60 314.2 193.5
0.65 340.3 194.0
0.70 366.5 193.5
0.75 392.7 192.2
0.80 418.9 190.1
0.85 445.1 187.1
0.90 471.2 183.2
0.95 497.4 178.4
1.00 523.6 172.8
8.2. Xây dựng đặc tính động cơ điện
Ta có công thức tính mômen xoắn cho động cơ điện:
1
1
1
ω
N

M
e
=
(11)
Lập bảng 8.2 để xác định giá trị mômen xoắn ứng với từng tốc độ của động cơ
λ
w [rad/s] M [N.m]
0.10 17.5 1036.84
0.15 26.2 1036.84
0.20 34.9 1036.84
0.25 43.6 1036.84
0.30 52.4 864.03
0.35 61.1 740.60
0.40 69.8 648.02
0.45 78.5 576.02
0.50 87.3 518.42
0.55 96.0 471.29
0.60 104.7 432.02
0.65 113.4 398.78
0.70 122.2 370.30
0.75 130.9 345.61
0.80 139.6 324.01
0.85 148.4 304.95
0.90 157.1 288.01
0.95 165.8 272.85
1.00 174.533 259.21
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 22
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy

TÀI LIỆU THAM KHẢO

SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 23
Bài tập tiểu luận ôtô HYBRID GVHD: Lê Văn Tụy
[1]. Nguyễn Hữu Cẩn - Phan Đình Kiên.
THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN ÔTÔ MÁY KÉO (Tập I).
NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp Hà Nội - 1987.
[2]. TS. Nguyễn Hoàng Việt
KẾT CẤU, TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ÔTÔ (phần II).
Tài liệu lưu hành nội bộ Đại học Đà Nẵng - 1998.
[3]. ThS. Lê Văn Tụy
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ Ô TÔ (PHẦN TRUYỀN LỰC TRÊN Ô TÔ)
Tài liệu lưu hành nội bộ Khoa Cơ khí Giao thông - Đại học Bách khoa - ĐHĐN, năm
2007.
SVTH:TháiTăng Nhân -Lớp:09C4LT 24