Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện

Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
Lời nói đầu....................................................................................................................1
ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................................ 2
Chương 1. Tổng quan về ô nhiễm môi trường và giới thiệu ô tô Hybrid.....................5
1.1. Tổng quan về ô nhiễm môi trường.........................................................................5
1.1.1. Ô nhiễm môi trường từ góc độ giao thông.................................................................5
1.1.2. Giải pháp giảm ô nhiễm môi trường do giao thông cơ giới.......................................7

1.2. Giới thiệu chung về ô tô Hybrid.............................................................................9
1.2.1. Xu thế phát triển của ô tô sạch...................................................................................9
1.2.2. Giới thiệu chung và lịch sử ra đời của ô tô Hybrid..................................................11

1.2.2.1. Ô tô Hybrid là gì...................................................................................11
1.2.2.2. Lịch sử phát triển của ô tô Hybrid........................................................11
1.2.2.3. Giới thiệu một số mẫu xe Hybrid..........................................................13
1.2.2.4. Ưu nhược điểm của ô tô Hybrid............................................................17
Chương 2. Thiết kế chung ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi....................................................18
2.1. Yêu cầu thiết kế.....................................................................................................18
2.1.1. Yêu cầu chung..........................................................................................................18
2.1.2. Cơ sở thiết kế ô tô....................................................................................................19

2.1.2.1. Cơ sở khoa học của thiết kế..................................................................19
2.1.2.2. Cơ sở kỹ thuật của thiết kế....................................................................19
2.1.2.3. Cơ sở kinh tế của thiết kế......................................................................19
2.1.2.4. Cơ sở thẩm mỹ của thiết kế..................................................................20
2.1.2.5. Cơ sở nhân trắc của thiết kế.................................................................20
2.1.3. Các yêu cầu kinh tế kĩ thuật cơ bản đối với kết cấu ô tô.........................................20

2.2. Thiết kế tổng thể...................................................................................................22
2.3.1.Xác định tọa độ trọng tâm.........................................................................................24

2.4. Tính toán, lựa chọn các hệ thống phanh, lái, treo..............................................29
2.4.2. Hệ thống treo............................................................................................................32


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
2.4.2.1. Chọn loại hệ thống treo........................................................................32
2.4.2.2. Độ biến dạng và tải trọng tác dụng lên hệ thống treo trước và sau......33
2.4.3. Hệ thống lái..............................................................................................................34

2.4.3.1. Xác định các thông số cơ bản...............................................................35
2.4.3.2. Xác định mômen cản quay vòng Mcq...................................................35
Chương 3. Thiết kế tính toán hệ thống truyền lực kết hợp động cơ điện và động cơ
nhiệt............................................................................................................................. 38
3.1. Các phương án bố trí và truyền động trên ô tô Hybrid .......................................38
3.1.2.1. Bộ truyền kết hợp công suất kiểu nối cứng tốc độ (ω2 ≡ ω1.i21).........44
3.1.2.2. Bộ truyền kết hợp công suất kiểu biến đổi mômen................................46
3.1.2.3. Bộ kết hợp công suất kiểu vi sai............................................................51
3.2. Tính toán, lựa chọn công suất động cơ điện và nhiệt..........................................54
3.2.1. Tính toán, lựa chọn công suất động cơ nhiệt...........................................................54
3.2.2. Phân chia tỷ lệ công suất..........................................................................................56
3.2.3. Lựa chọn động cơ :..................................................................................................57
3.2.4. Tính toán, lựa chọn công suất động cơ điện............................................................58
3.2.5. Xác định các thông số cho pin ( ắc quy chính ) dùng chạy động cơ điện................61

3.3. Hệ thông điều khiển trên ô tô Hybrid..................................................................64
3.3.1. Sơ đồ tổng quát hệ thống điều khiển trên ô tô Hybrid............................................64
3.3.2. Điều khiển động cơ điện 1 chiều..............................................................................66

3.3.2.1. Phương án điều khiển động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp.............66
3.3.2.2. Bộ băm điện áp.....................................................................................68

3.3.2.3. Mạch đảo chiều của hệ thống Tyristo – động cơ..................................72
3.3.2.4. Mạch điện điển hình để điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều kích
từ nối tiếp..........................................................................................................73
3.3.2.5 : Sơ đồ mạch điện điều khiển chung......................................................77
3.4. Các bộ phận chính trong hệ thống truyền động kết hợp.....................................79
3.4.1. Bộ điều khiển trung tâm HV ECU (Hybrid Vehicle Electronic Control Unit)........79


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
3.4.2. Động cơ đốt trong....................................................................................................79
3.4.4. Động cơ điện............................................................................................................80
3.4.6. Pin nhiên liệu...........................................................................................................81
3.4.7. Cáp nguồn................................................................................................................82
3.4.8. Hộp số vô cấp...........................................................................................................82

3.5. Nguyên lý hoạt động của ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng kết hợp động cơ nhiệt
và động cơ điện............................................................................................................83
3.5.1. Chế độ đứng yên......................................................................................................83
3.5.2. Chế độ khởi động xe................................................................................................84
3.5.3. Chế độ khởi động động cơ đốt trong khi xe đang chạy...........................................85
3.5.4. Tăng tốc nhẹ với động cơ.........................................................................................86
3.5.5. Tốc độ thấp ổ định...................................................................................................87
3.5.6. Tăng tốc....................................................................................................................87
3.2. 7. Tốc độ cao ổn định..................................................................................................88
3.5.8. Tốc độ tối đa............................................................................................................89

3.6. Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền kết hợp kiểu vi sai.........................91
3.6.1 Số răng của các bánh răng của bộ vi sai...................................................................91
3.6.2. Các kích thước cơ bản của bộ vi sai.........................................................................92

Chương 4. Xây dựng đường đặc tính ô tô Hybrid....................................................96
Hình 4-6: Đặc tính lực kéo của ô tô.........................................................................105
Chương 5. Quy trình kiểm tra chất lượng xuất xưởng..........................................105
5.1. Kiểm tra tổng thể:...............................................................................................106
5.1.1 Số khung, số động cơ:.............................................................................................106
5.1.2 Khung,thân vỏ.........................................................................................................106
5.1.3 Gương chiếu hậu phía ngoài:..................................................................................106
5.1.4 Hệ thống đèn chiếu sáng và tín hiệu.......................................................................106
5.1.5 Động cơ và các bộ phận liên quan..........................................................................107
5.1.6 Bánh xe và moay ơ:.................................................................................................107


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
5.2. Kiểm tra gầm xe..................................................................................................108
5.2.1. Hệ thống phanh......................................................................................................108
5.2.2. Li hợp.....................................................................................................................108
5.2.3.. Cơ cấu lái và các đòn dẫn động lái.......................................................................108
5.2.4. Các khớp cầu, khớp chuyển hướng........................................................................108
5.2.5. Ngõng quay lái:......................................................................................................109
5.2.6. Lò xo, ụ hạn chế hành trình....................................................................................109
5.2.7. Giảm chấn:.............................................................................................................109
5.2.8. Các đăng:................................................................................................................110
5.2.9.Cầu xe:....................................................................................................................110

5.3. Kiểm tra buồng lái và khoang hành khách........................................................110
5.3.1. Kính chắn gió:........................................................................................................110
5.3.2 Gương chiếu hậu:....................................................................................................110
5.3.3. Gạt nước và phun nước rửa kính:..........................................................................111
5.3.4. Ghế người lái:........................................................................................................111
5.3.5. Đai an toàn ghế của người lái:...............................................................................111

5.3.6 . Vô lăng lái:............................................................................................................111
5.3.7. Cần số, phanh tay...................................................................................................112
5.3.8. Các pêđan li hợp, phanh, ga...................................................................................112
5.3.9. Các đồng hồ tốc độ, áp suất khí nén, báo số vòng quay động cơ, mức nhiên liệu…,
các đèn chỉ báo.................................................................................................................112
5.3.10. Kính cửa sổ:.........................................................................................................112
5.3.11. Sàn xe, trần xe và các thành bên:.........................................................................113
5.3.12. Đèn chiếu sáng trong xe, đèn bậc cửa lên xuống, điều hòa, quạt thông gió........113

Kết luận.....................................................................................................................113
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................114


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.

Lời nói đầu.
Ngày nay, vấn đề môi trường là một vấn đề ” đặc biệt” luôn được quan tâm
không chỉ trong phạm vi một quốc gia mà lan rộng ra trên toàn thế giới. Ô nhiễm do xe
cơ giới đang là vấn nạn của các quốc gia, nhất là những quốc gia đang phát triển như
Việt Nam. Nó ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sức khoẻ con người.
Với mục đích cải thiện về trang thiết bị, máy móc, sức lao động con người. Nhằm nâng
cao chất lượng vệ sinh,giảm thải ô nhiểm môi trường, đảm bảo quá trình đô thị hoá của
thành phố , trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp em chọn nhiệm vụ " Thiết kế ô tô
Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.”
Đồ án tốt nghiệp là điều kiện tất yếu mà mọi sinh viên phải hoàn thành, để hiểu
biết một cách chặt chẽ và nắm vững sâu thêm về kiến thức ôtô. Qua đó sẽ cũng cố thêm
kiến thức đã học, thể hiện sự am hiểu về kiến thức cơ bản và cũng là sự vận dụng lý

thưyết sao cho hợp lý, nghĩa là lúc này sinh viên đã được làm việc của một cán bộ kỹ
thuật.
Trong quá trình hoàn thành đề tài, mặc dù đã rất cố gắng, nhung do kiến thức có
hạn, tài liệu tham khảo về xe hybrid còn thiếu, chưa có nhiều thực tế ngoài đời sống
nên đề tài không thể tránh khỏi thiếu xót. Em rất mong được sự chỉ dẫn quý báu của
thầy cô để em hoàn thiện tốt hơn. Em chân thành gửi lời cảm ơn thầy giáo hướng dẫn
TS. Lê Văn Tụy, thầy hướng dẫn Th.s. Phạm Quốc Thái, các thầy cô trong khoa và các
bạn sinh viên đã giúp đỡ hết sức tậm tình để em hoàn thành đồ án và khóa học.
Đà nẵng, ngày 30 tháng 05 năm 2011
Sinh viên thực hiện:
Lê Đắc Dũng.

1


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
ĐẶT VẤN ĐỀ.
Phương tiện giao thông là nguồn phát thải ô nhiễm không khí quan trọng nhất hiện
nay. Phương tiện giao thông không gây ô nhiễm (zero emission) từ lâu đã là mục tiêu
nghiên cứu của các nhà khoa học. Nhiều giải pháp đã được đưa ra cả về mặt hoàn thiện
kết cấu động cơ lẫn tìm kiếm các nguồn nhiên liệu thay thế xăng dầu truyền thống để
giảm mức độ phát thải ô nhiễm. Các nghiên cứu này trở nên bức thiết khi nguồn dầu
lửa ngày càng cạn kiệt, giá dầu thô thay đổi thất thường và dường như không còn được
kiểm soát bằng những giải pháp truyền thống mà thế giới đã dùng trong hơn thế kỷ
qua.

Hình 1-1: Trữ lượng dầu năm 2005 của các vùng khác nhau trên thế giới tính theo
năm sản xuất 2005.
Nhìn vào đồ thị ta thấy trữ lượng dầu của các vùng trên thế giới đang có xu hướng
giảm, thời gian sử dụng chỉ còn một vài chục năm nữa. Thậm chí trữ lượng dầu tại

Châu Âu chỉ còn 9 năm ( theo : BP Statistical Review, 2007). Giá dầu thô thì thất
thường và đang tăng cao. Theo điều tra của Reuters thông qua 31 chuyên gia phân tích
công nghiệp, dự báo giá dầu thô Mỹ trung bình năm 2011 sẽ là 96,73 US$/thùng. Đây
là tháng thứ năm liên tiếp, các chuyên gia phân tích tăng mức giá dầu dự báo (tăng
6,33$/thùng so với dự báo trước). Giá dầu thô Mỹ Trung bình Quý 2/2011sẽ là
99,8$/thùng. Giá dầu Brent trung bình năm nay cũng được dự báo tăng 13,4$/thùng so
với báo cáo trước, lên mức 104,57$/thùng. Giá dầu Brent trung bình Quý 2/2011sẽ là
2


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
107,9$/thùng. Mức chênh lệch giá giữa dầu Brent và WTI sẽ ở ngưỡng trung bình
7,84$/thùng trong suốt năm 2011, giá dầu WTI vẫn thấp hơn Brent.

Hình 1-2: Giá dầu thô thế giới và dự báo giá dầu thô năm 2011 (theo Reuters).
Trong những năm qua, Nhà Nước phải dùng ngân sách để bù lỗ cho xăng dầu để
đảm bảo ổ định giá mặt hàng thiết yếu này nhằm ổn định giá cả của các mặt hàng khác.
Tuy nhiên hiện nay giá dầu thô trên thế giới đã vượt ngưỡng 100USD/thùng, Nhà
Nước không còn khả năng bù lỗ, giá xăng dầu đã tăng và trong tương lai, mức độ tăng
giá xăng dầu sẽ ngày càng mạnh mẽ hơn do nguồn dữ trữ dầu thô đã cạn kiệt. Theo
thống kê của Exxon Mobil, 2002 lượng xăng dầu và khí gas được tìm thấy đến bây giờ
chưa đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ.

Hình 1-3: Lượng gas và lượng dầu tìm thấy hàng năm từ năm 1990.

3


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
Mặt khác, điều kiện của nước ta năng lượng điện năng tuy chưa có sản lượng lớn

nhưng tiềm năng là không thể bỏ qua. Hiện tại điện năng nước ta chủ yếu được sản
xuất bằng thủy điện (năng lượng tái sinh). Một số nhà máy thủy điện lớn như : nhà máy
thuỷ điện Sơn La (tỉnh Sơn La), Hoà Bình ( tỉnh Hòa Bình), Ialy ( Gia Lai- Kon Tum),
Trị An ( Đồng Nai), Sông Hinh ( Phú Yên), Thác Mơ ( Bình Phước), Đa Nhim (Ninh
Thuận).... Ngoài ra còn phải kể đến nhiệt điện Phả Lại ( Hải Dương ), Uông Bí ( Quảng
Ninh) ....Xu hướng nước ta sẽ xây thêm nhiều nhà máy thủy và nhiệt điện và nhất là sẽ
xây dựng nhà máy điên hạt nhân. Do đó từ nay đến 2020, ô tô hybrid chạy kết hợp
động cơ nhiệt và động cơ điên và nạp điện bổ sung bằng là phù hợp nhất. Trong xu thế
hòa nhập kinh tế khu vực (AFTA) và thế giới (WTO), thị trường nội địa của nước ta
chắc chắn sẽ là mảnh đất màu mỡ đối với các nhà sản xuất ô tô thế giới. Mặt khác việc
hoà nhập kinh tế với thế giới sẽ nẩy sinh vấn đề về tiêu chuẩn chất thải của xe cho phù
hợp với những quy định của thế giới. Nếu chúng ta cứ nhập xe từ nước khác xẽ làm
mất thị phần đối với một sản phẩm công nghiệp quan trọng của đất nước. Vì vậy, việc
nghiên cứu thiết kế tiến tới sản xuất một chủng loại ô tô phù hợp với điều kiện sử dụng
trong nước có ý nghĩa rất thiết thực, cấp bách và mang tính chiến lược đối với nước ta.
Đề tài “ thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng kết hợp động cơ nhiệt và
động cơ điện ” đặt nền tảng cho việc thiết kế và sản xuất một kiểu ô tô mang nhãn hiệu
Việt Nam phù hợp với điều kiện giao thông trong nước, giá thành vừa phải, có hiệu
suất sử dụng năng lượng cao và mức độ phát ô nhiễm thấp, góp phần thực hiện nhiệm
vụ cấp bách nói trên nhằm đẩy nhanh tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.
Mục tiêu chính hướng tới của đề tài là :
- Nâng cao điều kiện sống của người dân.
- Nâng cao chất lượng vệ sinh đảm bảo quá trình đô thị hoá của thành phố
- Tiết kiệm năng lượng và giảm ô nhiễm môi trường trong giao thông vận tải.
- Tạo ra mặt hàng công nghiệp đặc thù mang lợi thế cạnh tranh lớn.
- Phát triển ngành công nghiệp sản xuất ô tô ở Việt Nam.
- Tạo ra một nét mới để khẳng định nguồn nhân lực của con người Việt Nam.

4

Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
Chương 1. Tổng quan về ô nhiễm môi trường và giới thiệu ô tô Hybrid.
1.1. Tổng quan về ô nhiễm môi trường.
1.1.1. Ô nhiễm môi trường từ góc độ giao thông.
Trái đất nóng lên đang là thách thức của nhân loại mọi quốc gia trên thế giới,
nhiều biện pháp giảm thiểu tình trạng này được đưa ra. Nhưng hàng ngày, vẫn có một
nghịch lý diễn ra, chúng ta vẫn mặc nhiên “đóng góp” thêm cho sự nóng lên bằng
chính phương tiện giao thông cơ giới: tai nạn, ùn tắc, lãng phí, rối loạn từ giao thông...
Không những thế phương tiện giao thông cơ giới ngày càng tăng nhanh.

Hình 1-4: Số lượng ô tô và xe máy hoạt động hàng năm của Việt Nam
(Nguồn: Cục Đăng kiểm Việt Nam và Vụ KHCN&MT, Bộ GTVT, 2009)
Mới đây, Cục Đăng kiểm Việt Nam công bố kết quả khảo sát nghiên cứu về môi
trường đô thị: Hầu hết các loại khí độc hại như HC, CO, C02, S02, NOx trong môi
trường không khí tại các đô thị Việt Nam đều vượt tiêu chuẩn cho phép. Có những nơi
mật độ giao thông cao, tình trạng tắc nghẽn giao thông thường xuyên thì mức độ ô
nhiễm và các chất độc hại nêu trên tăng gấp hơn hai lần so với tiêu chuẩn cho phép.
Khí thải xe gây hại sức khỏe cộng đồng. Nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường không
khí xuất phát từ hoạt động xây dựng, sản xuất công nghiệp… nhưng nguyên nhân
chính được các cơ quan chức năng xác định là do lượng khí thải phát ra từ xe môtô, xe
gắn máy không kiểm soát được. Môi trường không khí bị ô nhiễm đã và đang gây hại
đến sức khỏe con người, làm ảnh hưởng trực tiếp đến hệ hô hấp và nhiều cơ quan nội
tạng khác. Các nhà nghiên cứu đã tính toán và đưa ra con số về mức độ thiệt hại kinh tế
do ô nhiễm không khí, chủ yếu là do khí thải xe máy, ở TP.HCM là hơn 50 triệu

5


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.

USD/năm; còn ở Hà Nội là hơn 20 triệu USD/năm, chiếm từ 0,3 đến 0,6% GDP của
thành phố.
Dưới đây là biểu đồ về lượng ô nhiễm của một số chất gây ô nhiễm như : NO2,
CO, CO2 do Các trạm QT&PTMT vùng (Đất liền 1, 2, 3) – Mạng lưới QT&PTMT
quốc gia, 2010 và Chi cục BVMT TP. Hồ Chí Minh, Cục BVMT, 2007 cung cấp.
Biểu đồ 1.

Hình 1-5: Diễn biến nồng độ NO2 ven các trục giao thông của một số đô thị trong toàn
quốc ( nguồn : Các trạm QT&PTMT vùng (Đất liền 1, 2, 3) – Mạng lưới QT&PTMT
quốc gia, 2010 ).
Biểu đồ 2.

Hình 1-6 : Diễn biến nồng độ SO2 tại các trục đường giao thông ở một số đô thị
( nguồn : Các trạm QT&PTMT vùng (Đất liền 1, 2, 3) – Mạng lưới QT&PTMT quốc
gia, 2010).
6


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
Biểu đồ 3.

Hình 1-7: Diễn biến nồng độ CO tại các tuyến đường phố của một số đô thị 2002-2006.
( nguồn : Chi cục BVMT TP. Hồ Chí Minh, Cục BVMT, 2007).
1.1.2. Giải pháp giảm ô nhiễm môi trường do giao thông cơ giới.
Trước thực trạng đó nhà nước cần phải có những phương án cụ thể :
- Cải tạo quy hoạch hệ thống giao thông đô thị sao cho đáp ứng các chỉ tiêu: Tỷ lệ
diện tích giao thông động đạt 15-20% tổng diện tích xây dựng đô thị, tỷ lệ diện
tích giao thông tĩnh đạt 3-6%, mật độ đường đạt khoảng 6km/1km2;
- Phát triển giao thông công cộng (đạt trên 40%), giao thông đi bộ và đi xe đạp
trong thành phố;

- Thắt chặt các tiêu chuẩn môi trường có liên quan (tiêu chuẩn xăng dầu, tiêu
chuẩn khí thải của các phương tiện giao thông cơ giới);
- Tiến hành kiểm soát nguồn thải của các loại xe và cấm vận hành đối với các xe
không đạt tiêu chuẩn EURO2 về khí thải.
- Khuyến khích xe cộ sử dụng nhiên liệu sạch hơn (xe chạy bằng khí hóa lỏng
(LPG), khí tự nhiên nén (CNG), ethanol, dầu sinh học) và xe điện.
- Cấm hoặc giảm lượng xe cá nhân chạy ở khu vực trung tâm thành phố, chỉ dành
cho người đi bộ và xe công cộng.
- Truyền thông nâng cao nhận thức và xây dựng văn hóa, đạo đức môi trường cho
mọi người dân đô thị, đặc biệt là đối với những người lái xe ô tô, xe máy và chủ
các cơ sở sản xuất.
Giới thiệu tiêu chuẩn EURO áp dụng ở Việt Nam cho các loại động cơ đốt trong.
a. Phương tiện loại nhẹ.
7


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
Mô
Kiểu
1

Động cơ

Xăng
Diesel
C
Diesel
phun trực
O
Xăng

Diesel
H
Diesel
phun trực
C
Xăng
NO
Diesel
x
Diesel phun trực
Xăng
Diesel
HC + NOx
Diesel phun trực
Xăng
Diesel
Chất thải hạt
Diesel phun trực

Euro 1

Euro 2

Euro 3

Euro 4

g/km

g/km

g/km

g/km

2,2

2,3

1,0

1,0

0,64
0.2

0,5
0.1

Không

Không

Không

2,72
Không

0,15
Không

0,97
Không
0,14

0,08

Không

0,5

0,25

0,5
0,7
0,9

Không

Không

Không
0,08
0,10

Không

0,56

0,05

0,3
Không
0,025

b. Động cơ hạng nặng và động cơ phi đường bộ (g/kW.h)
Mô
tả

Động cơ

Euro
1

CO

ESC
ETC

4,5

HC

ESC

1,1

NMHC

ETC

CH4(động
cơ

ETC

NOx

ESC
ETC

8,0

Euro
2

Euro
3

Euro
4

Euro 5
(2008)

4,0

2,1
5,4

1,5
4,0

1,5
4,0

1,1

0,66

0,46

0,46

Khôn
g

0,78

0,55

0,55

Khôn
g

1,6

1,1

1,1

5,0
5,0

3,5
3,5

2,0
2,0

Khôn
g

7,0

Khôn
g
ESC
0,36
0,15
0,10
0,02
0,02
Chất thải hạt
ETC
Khôn
0,16
0,03
0,03

g
NMHC (none metal hydrocacbon): Tổng lượng thải hydrocacbon không bao
gồm metal

8


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
1.2. Giới thiệu chung về ô tô Hybrid.
1.2.1. Xu thế phát triển của ô tô sạch.
Có nhiều giải pháp đã được công bố trong những năm gần đây, tập trung vào việc
hoàn thiện quá trình cháy động cơ Diesel, sử dụng các loại nhiên liệu không truyền
thống cho ô tô như LPG, khí thiên nhiên, methanol, ethanol, biodiesel, điện, pin nhiên
liệu, năng lượng mặt trời, ô tô lai (hybrid). Xu hướng phát triển ô tô sạch có thể tổng
hợp như sau:
+ Hoàn thiện động cơ diesel:
Các kỹ thuật mới để hoàn thiện động cơ diesel đã cho phép nâng cao rõ rệt tính
năng của nó bao gồm áp dụng hệ thống phun ray chung (common rail) điều khiển điện
tử, lọc bồ hóng và xử lý khí trên đường xả bằng bộ xúc tác ba chức năng, hoặc nâng
cao chất lượng nhiên liệu, sử dụng nhiên liệu diesel có hàm lượng lưu huỳnh cực thấp.
Việc dùng động cơ diesel sử dụng đồng thời nhiên liệu khí và nhiên liệu lỏng (dual
fuel) cũng là một giải pháp nâng cao tính năng của động cơ diesel.
+ Ô tô chạy bằng các loại nhiên liệu lỏng thay thế:
Các loại nhiên liệu lỏng thay thế quan tâm hiện nay là cồn, colza,... có nguồn từ
thực vật. Do thành phần C trong nhiên liệu thấp nên quá trình cháy sinh ra ít chất ô
nhiễm có gốc carbon, đặc biệt là giảm CO 2, chất khí gây hiệu ứng nhà kính. Ngày nay
việc ứng dụng các loại nhiên liệu lỏng thay thế trên phương tiện vận tải nói chung và
trên xe buýt nói riêng vẫn còn rất hạn chế do giá thành của nhiên liệu còn cao. Tuy
nhiên giải pháp này có lợi ở những nơi mà nguồn nhiên liệu này dồi dào hoặc các loại
nhiên liệu trên được chiết xuất từ các chất thải của quá trình sản xuất công nghiệp.

Một loại nhiên liệu lỏng thay thế khác mới đây được công bố là Dimethyl ether
(DME) được chế tạo từ khí thiên nhiên. Đây là loại nhiên liệu thay thế cực sạch có thể
dùng cho động cơ diesel giống như LPG. Thử nghiệm trên ô tô cho thấy, ô tô dùng
DME có mức độ phát ô nhiễm thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn ô tô phát ô nhiễm cực
thấp California ULEV. Nếu việc sản xuất DME trên qui mô công nghiệp thành hiện
thực thì trong tương lai nó sẽ là nhiên liệu lỏng lý tưởng nhất vì khí thiên nhiên phân
bố đều khắp trên trái đất và có trữ lượng tương đương dầu mỏ.
+ Ô tô chạy bằng khí thiên nhiên:
Sử dụng ô tô chạy bằng khí thiên nhiên là một chính sách rất hữu ích về năng
lượng thay thế trong tương lai, đặc biệt về phương diện giảm ô nhiễm môi trường trong
thành phố. Cho tới nay có hai giải pháp sử dụng khí thiên nhiên trên xe buýt, đó là khí
thiên nhiên dưới dạng khí và khí thiên nhiên dưới dạng lỏng. Một trong những khó
9


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
khăn khiến cho nguồn năng lượng này chưa được áp dụng rộng rãi trên phương tiện
vận tải là vấn đề lưu trữ khí thiên nhiên (dạng khí hay dạng lỏng) trên ô tô. Ngày nay
việc chế tạo bình chứa khí thiên nhiên đã được cải thiện nhiều cả về công nghệ lẫn vật
liệu, chẳng hạn sử dụng bình chứa composite gia cố bằng sợi carbon.
+ Ô tô chạy bằng khí dầu mỏ hóa lỏng LPG:
Khí dầu mỏ hóa lỏng LPG ngày càng trở nên là loại nhiên liệu ưa chuộng để
chạy ô tô ngoài những đặc điểm nổi bật về giảm ô nhiễm môi trường nó còn có lợi thế
về sự thuận tiện trong chuyển đổi hệ thống nhiên liệu. Việc chuyển đổi ô tô chạy bằng
nhiên liệu lỏng sang dùng LPG có thể được thực hiện theo ba hướng: sử dụng duy nhất
nhiên liệu LPG, sử dụng hoặc xăng hoặc LPG, sử dụng đồng thời diesel và LPG (dual
fuel). Việc tạo hỗn hợp LPG không khí có thể thực hiện bằng bộ chế hoà khí kiểu
Venturie thông thường hay phun LPG trên đường nạp. Những hệ thống phun mới đang
được nghiên cứu phát triển là phun LPG dạng lỏng trong buồng cháy để tăng tính năng
công tác của loại động cơ này. Cũng như các loại nhiên liệu khí khác, việc lưu trữ LPG

trên ô tô là vấn đề gây nhiều khó khăn nhất mặc dù áp suất hóa lỏng của LPG thấp hơn
rất nhiều so với khí thiên nhiên hay các loại khí khác. Các loại bình chứa nhiên liệu
LPG cũng được cải tiến nhiều nhờ vật liệu và công nghệ mới.
+ Ô tô chạy bằng điện:
Ô tô chạy điện về nguyên tắc là ô tô sạch tuyệt đối (zero emission) đối với môi
trường không khí trong thành phố. Nguồn điện dùng để chạy ô tô được nạp vào accu do
đó quãng đường hoạt động độc lập của ô tô phụ thuộc vào khả năng tích điện của accu.
Nếu nguồn điện được sản xuất từ các nguồn năng lượng tái sinh (thủy điện, pin mặt
trời...) thì ô tô dùng điện là loại phương tiện lý tưởng nhất về mặt ô nhiễm môi trường.
Tuy nhiên nếu nguồn điện được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch thì ưu điểm này bị hạn
chế nếu xét về mức độ phát ô nhiễm tổng thể. Ngày nay ô tô chạy bằng accu đã đạt
được những tính năng vận hành cần thiết giống như ô tô sử dụng nhiên liệu lỏng truyền
thống.
+ Ô tô chạy bằng pin nhiên liệu:
Một trong những giải pháp của nguồn năng lượng sạch cung cấp cho ô tô trong
tương lai là pin nhiên liệu. Pin nhiên liệu là hệ thống điện hóa biến đổi trực tiếp hóa
năng trong nhiên liệu thành điện năng. Pin nhiên liệu trước đây chỉ được nghiên cứu để
cung cấp điện cho các con tàu không gian nhưng ngày nay pin nhiên liệu đã bước vào
giai đoạn thương mại hóa để cung cấp năng lượng cho ô tô. Do không có quá trình
10


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
cháy xảy ra nên sản phẩm hoạt động của pin nhiên liệu là điện, nhiệt và hơi nước. Vì
vậy có thể nói ô tô hoạt động bằng pin nhiên liệu là ô tô sạch tuyệt đối theo nghĩa phát
thải chất ô nhiễm trong khí xả. Ô tô chạy bằng pin nhiên liệu không nạp điện mà chỉ
nạp nhiên liệu hydrogen. Khó khăn vì vậy liên quan đến lưu trữ hydro dưới áp suất cao
hoặc trong vật liệu hấp thụ trên phương tiện vận tải.
1.2.2. Giới thiệu chung và lịch sử ra đời của ô tô Hybrid.
1.2.2.1. Ô tô Hybrid là gì.

Hybrid nghĩa là lai, ôtô hybrid (Hybrid Electric Vehiclé-HEVs) là dòng ôtô sử
dụng động cơ tổ hợp. Thật ra, ý tưởng“Hybrid”đã có từ rất lâu đời. Theo Bách Khoa
Toàn Thư mở Wikipedia thì Hybrid Vehicle, tạm dịch là Phương Tiện Giao Thông
Ghép, là một phương tiện giao thông mà được động lực bằng hai nguồn năng lượng trở
lên. Ví dụ như sự kết hợp giữa: Hệ thống Chứa Năng Lượng Nạp Lại Được
(Rechargeable Energy Storage System hay RESS, hoặc cụ thể hơn là Pin nạp lại được)
và Nguồn Năng Lượng Nhiên Liệu (Xăng, dầu diesel v.v...). Xe đạp bằng sức người
với sự trợ giúp của động cơ điện ví dụ như xe đạp điện chẳng hạng. Tàu buồm kết hợp
với mô-tơ điện.Động cơ hybrid là sự kết hợp giữa động cơ đốt trong thông thường với
một động cơ điện dùng năng lượng ắc quy. Bộ điều khiển điện tử sẽ quyết định khi nào
thì dùng động cơ điện, khi nào thì dùng động cơ đốt trong, khi nào dùng vận hành đồng
bộ và khi nào nạp điện vào ắc quy để sử dụng về sau.
Trong thực tế hiện nay, thuật ngữ này (Hybrid Vehicle) thường dùng để nói đến
Phương Tiện Giao Thông Ghép kết hợp năng lượng từ điện và xăng (Petroleum
Electric Hybrid Vehicle) hay viết tắt trong tiếng anh là PEHV, và cũng có thể được viết
tắt là HEV (Hybrid Electric Vehicle). Theo ngôn ngữ phổ thông tiếng Việt thường
dùng ta có thể gọi là “Xe điện xăng”, hay tiếng Anh là Hybrid Car.
1.2.2.2. Lịch sử phát triển của ô tô Hybrid.
Những chiếc xe lai đầu tiên được triển lãm ở Paris Salon năm 1899. Nó được
chế tạo bởi Pieper, Liège của Bỉ và công ty truyền tải điện Vendovelli và Priestly của
Pháp. 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 cao tốc hoặc khi xe hoạt động tại chỗ. Khi công suất dẫn
động yêu cầu cao hơn công suất định mức của động cơ, motor điện sẽ cung cấp thêm
công suất cho động cơ. Nó là một trong hai chiếc xe hybrid đầu tiên và là chiếc xe lai
11


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
song song đầu tiên và không nghi ngờ rằng nó cũng là chiếc xe khởi động điện đầu

tiên.
Một chiếc hybrid khác được giới thiệu tại Paris Salon, 1899 là chiếc xe lai kiểu
nối tiếp đầu tiên và nó thừa kế từ xe điện thương mại của công ty Vendovelli và
Priestly Pháp. Chiếc xe điện này có 3 bánh với 2 bánh sau được dẫn động bởi hai motor
độc lập. Thêm vào đó là một động cơ xăng 3/4 hp và một máy phát 1,1 kW được đặt ở
thanh dằng và được kéo bởi xe để làm tăng tầm hoạt động của xe bằng cách nạp lại cho
ắc quy. Trong trường thiết kế của người Pháp này, thiết kế lai được dùng để tăng thêm
phạm vi hoạt động cho một xe điện và không cung cấp thêm năng lượng cho một động
cơ đốt trong yếu.
Một người Pháp tên là Camille Jenatzy đã giới thiệu một chiếc xe lai song song
tại Paris Slon vào năm 1903. Chiếc xe này kết hợp một động cơ xăng 6 hp và một động
cơ điện 14 hp, nó có thể nạp lại cho ắc quy từ động cơ hoặc có thể hỗ trợ động cơ. Một
người Pháp khác tên là H.Krieger chế tạo một chiếc xe lai kiểu nối tiếp thứ hai vào
năm 1902. Thiết kế của ông dùng hai motor DC dẫn động hai bánh trước, chúng lấy
năng lượng từ 44 ngăn ắc quy chì, chúng được nạp lại bằng một máy phát điện một
chiều dẫn động bởi động cơ sử dụng cồn đánh lửa cưỡng bức.
TS. Victor Wouk được biết đến như là một nhà nghiên cứu trong trào lưu xe lai
điện13. Năm 1975, ông cùng với các đồng nghiệp đã xây dựng một phiên bản xe
hybird kiểu song song của chiếc Buick Skylark.13 Động cơ được sử dụng là động cơ
quay của Mazda kết hợp với hộp số thường. Nó được hỗ trợ bởi động cơ điện DC riêng
biệt 15 hp được đặt phía trước hộp số. 8 ắc quy 12 V được sử dụng để dự trữ năng
lượng. Tốc độ tối đa xe đạt được là 80 mph (129 km/h), khả năng tăng tốc từ 0 đến 60
mph trong 16s. Thiết kế xe lai nối tiếp được hồi sinh bởi giáo sư Dr. Ernest H.
Wakefield năm 1976, khi đang làm việc cho Linear Alpha Inc. Một động cơ - máy phát
AC nhỏ với công suất đầu ra 3 kW được sử dụng để nạp bộ ắc quy. Tuy nhiên những
thí nghiệm này nhanh chóng dừng lại bởi vì vấn đề kỹ thuật. Những tiếp cận khác được
nghiên cứu trong thập niên 70 và những năm đầu thập niên 80 nhằm mở rộng dải hoạt
động của xe lai, dựa trên thiết kế của Venlovelly và Priestly năm 1899. Nhưng những
nghiên cứu này không thể tiếp cận thị trường. Các mẫu xe lai khác được chế tạo bởi tập
đoàn Electric Auto vào năm 1982 và tập đoàn Briggs & Stratton 1980, cả hai đều theo

kiểu bố trí song song. Khái niệm xe lai điện thật sự trở nên hấp dẫn vào thập niên 90
khi một điều trở nên chắc chắn rằng xe điện không bao giờ đạt đến mục tiêu tiết kiệm
12


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
năng lượng. Tập đoàn Ford Motor khởi động chương trình “Thách thức xe lai điện
Ford” thu hút những nỗ lực từ các trường đại học nhằm phát triển phiên bản xe lai cho
sản xuất ô tô.
Các nhà sản xuất xe hơi trên thế giới đã xây dựng nhiều mẫu động cơ lai đạt đến
tính tiết kiệm nhiên liệu thật tuyệt vời so với các phiên bản động cơ đốt trong trước
đây. Tại Mỹ, Dodge đã xây dựng mẫu xe Intrepid ESX 1, 2, và 3. ESX1 là xe lai điện
bố trí nối tiếp, công suất được cung cấp bởi động cơ diesel tăng áp nhỏ 3 xylanh và bộ
nguồn ắc quy, 2 động cơ điện công suất 100 hp được đặt ở hai bánh sau. Chính phủ Mỹ
lập ra “Hiệp hội cho một thế hệ xe mới” (Partnership for a New Generation of Vehicles
- PNGV) và đặt ra chỉ tiêu đối với dòng xe sedan trung bình phải đạt đến 80 mpg. Ford
Prodigy và GM Precept là kết quả của nỗ lực này, cả hai chiếc này đều là xe lai điện bố
trí song song, nguồn công suất sử dụng động cơ diesel tăng áp kích thước nhỏ kết hợp
với ly hợp khô và hộp số thường. Cả hai đều đạt được yêu cầu chỉ tiêu đề ra nhưng việc
sản xuất này không được thực hiện.
Nỗ lực của người châu Âu được thể hiện qua chiếc French Renault Next, là
chiếc xe lai điện cỡ nhỏ sử dụng động cơ đốt cháy cưỡng bức 750 cc và 2 motor điện.
Nó có thể đạt tốc độ tối đa là 29.4 km/l (70 mpg) và đặc tính tăng tốc tương đương với
kiểu xe truyền thống. Volkswagen cũng cho ra mẫu Chico, về cơ bản nó là một chiếc
xe điện, với bộ ắc qui nickel–metal hydride và một động cơ kích từ ba pha. Một động
cơ xăng nhỏ hai xy lanh dùng để nạp lại cho ắc quy và cung cấp thêm công suất khi
hoạt động tốc độ cao.
Sự nỗ lực đáng kể nhất trong sự phát triển và thương mại hóa xe lai điện được
tạo ra bởi các nhà sản xuất người Nhật. Năm 1997 Toyota đã cho ra mắt dòng sedan
Prius ở Nhật, Honda cũng cho ra dòng xe Civic và Civic Hybrid. Những chiếc xe trên

hiện đang lưu thông trên toàn thế giới. Chúng có thể đạt đến tính năng tiêu thụ nhiên
liệu tuyệt hảo Toyota Prius và các dòng xe Honda có một giá trị lịch sử vì chúng là
những chiếc xe lai đầu tiên đi vào thương mại hóa trong kỷ nguyên hiện đại để đáp ứng
vấn đề tiêu thụ nhiên liệu trên xe.
1.2.2.3. Giới thiệu một số mẫu xe Hybrid.
Có rất nhiều mẫu xe của các hang sản xuất trên thế giới sử dụng công nghệ lai
Hybrid như Toyota Prius, Camry Hybrid, Honda Civic hybrid, Honda Insigh, Huyndai
Sotana Hybrid, Nissan Altima Hybrid, Ford Escape Hybrid, Saturn Vue Green Line…
13


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
Dưới đây giới thiệu một số mẫu xe Hybrid tiết kiệm nhiên liệu và ăn khách nhất thế
giới.
+ Toyota Prius.
Toyota vừa tuyên bố doanh số mẫu Prius trên thị trường toàn cầu đã vượt mốc 2
triệu chiếc. Đây là một trong những dòng xe bán chạy nhất của Toyota tại 70 quốc gia
trên thế giới, đặc biệt là ở Nhật Bản và Bắc Mỹ. Tính đến thời điểm cuối tháng 9/2010,
tổng số xe Prius tiêu thụ được đã đạt mức 2.012.000 chiếc. Toyota bắt đầu phân phối
Prius tại Nhật Bản vào năm 1997, tiếp đến là châu Âu, Bắc Mỹ và hơn 200 quốc gia
khác. Thế hệ Prius thứ 2 trình làng vào năm 2003, đến năm 2009, Toyota giới thiệu
Prius thế hệ thứ 3

Hình 1-8: Toyota Prius.
Ngoài ra theo Cơ quan bảo vệ môi trường và Bộ Năng lượng Mỹ, công bố bảng
xếp hạng tiêu thụ nhiên liệu (Fuel Economy Guide) của các xe phiên bản 2011. Theo
đó, tại Mỹ, Toyota Prius 2011 vẫn đứng đầu bảng về độ tiết kiệm nhiên liệu, với mức
tiêu thụ 4,6 lít/100km đường thành phố và 4,9 lít/100km đường cao tốc. Cơ quan bảo
vệ môi trường Mỹ (EPA) là được coi là đơn bị đánh giá mức tiêu thụ nhiên liệu của ô
tô đáng tin cậy nhất, có giá trị tham khảo rất cao đối với người mua xe không chỉ tại

Mỹ mà còn ở nhiều nước khác.
Thông số kỹ thuật.
14


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
Động cơ.
Loại động cơ

1.8 Hybrid, 4 xilanh

Dung tích xi lanh ( cm3).

1798

Công suất cực đại ( Hp/rpm).

134hp (36hp từ mô-tơ điện)/ 5200

Mômen xoắn cực đại ( Nm/ rpm).

142 / 4000 (động cơ xăng)

Tăng tốc 0- 100 Km/h.giây

10.1.
Kích thước, trọng lượng.

Dài × Rộng × Cao (mm)

4460 x 1745 x 1491

Chiều dài cơ sở (mm)

2700

Khoảng sáng gầm xe (mm)

140

Tự trọng không tải (Kg)

1380
Nhiên liệu.

Sử dụng nhiên liệu

Xăng, điện.

Dung tích bình chứa (L)

45

Tiêu thụ nhiên liệu (city, L/ 100Km)

4.6

Tiêu thụ nhiên liệu (highway, L/ 100Km)

4.9

Tiêu thụ nhiên liệu (combined, L/
100Km)

4.7

Phanh, lốp.
Lốp trước/sau

P195/65R15 89S/ P215/45R17 89S

Hệ thống phanh trước/sau

Đĩa tản nhiệt với caliper trượt pit-tông
đơn 10.0-inch/10.2inch , có ABS

Giá (USD)

23500

+ Honda Civic Hybrid.
15


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
Honda Civic Hybrid là một mẫu xe Hybrid có hình dáng đẹp và tiết kiệm nhiên
liệu và bán chạy chỉ đứng sau Toyota Prius. Với động cơ xăng dung tích 1,3 lít I4, công
suất 95 mã lực và mô-tơ điện 20 mã lực, Civic hybrid có mức tiêu hao nhiên liệu theo
đánh giá của cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ EPA là 4,8 lít cho 100 km trong thành phố
và 4,6 lít trên đường trường. Tuy nhiên, giá trị này rất ít khi đạt được. Các số liệu phổ

biến của Civic hybrid là 5,9 lít và 5,2 lít, nhỉnh hơn một chút so với Prius. Giá của
Civic hybrid tại Mỹ vào khoảng 23.000 USD. Tuy nhiên quá trình hoạt động của
Honda Civic lại khác hẳn với Toyota Prius.

Hình 1-9: Honda Civic Hybrid
Về tổng thể, Civic hybrid và Toyota Prius cùng kết hợp giữa hai động cơ xăng
và động cơ điện. Tuy nhiên, nếu Prius có thể ngừng động cơ xăng và chỉ vận hành bằng
động cơ điện thì Civic hybrid lại không làm được điều này. Nếu không có phương
pháp xử lý, rõ ràng công nghệ hybrid trên Civic trở thành vô nghĩa. Bởi nếu cả
động cơ xăng và điện luôn luôn phải làm việc cùng nhau thì xe vẫn "ăn" xăng như
thường. Honda đã nhờ cậy công nghệ điều khiển van biến thiên i-VTEC và đây thực sự
là giải pháp không thể tốt hơn. Khi cần thiết, i-VTEC đóng toàn bộ các van, ngăn
không cho nhiên liệu vào xi-lanh. Do đó, động cơ xăng của Civic vẫn chạy, trục khuỷu
và piston vận hành lên-xuống bình thường nhưng không hề tốn một giọt nhiên liệu nào.

16


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
Quá trình đóng van được Honda chương trình hóa, dựa trên các thông số về tốc
độ và tải trọng. Chẳng hạn ở tốc độ 30-40 km/h trên mặt đường phẳng, động cơ xăng bị
"vô hiệu hóa" và một mô-tơ điện sẽ đóng vai trò cung cấp động năng cho xe. Khi giảm
tốc, i-VTEC cũng có những tác động tương tự.
Dưới đây là Quá trình vận hành của hệ thống Hybrid ở các chế độ:
+ Khi xe trong chế độ nghỉ: Động cơ tắt và mức tiêu hao nhiên liệu là
không
+ Khởi động và tăng tốc : Động cơ hoạt động ở chế độ đóng mở van
vòng tua thấp, có mô tơ trợ giúp.
+ Khi xe tăng tốc nhanh : Động cơ hoạt động, van điều chỉnh tốc độ
cao, có mô tơ trợ giúp

+ Khi xe vận hành với tốc độ thấp: Van của cả 4 xi lanh trong động cơ
sẽ được đóng lại, quá trình đốt cháy tạm dừng. Lúc này mô tơ điện
đảm nhiêm vai trò vận hành chính
+ Khi xe tăng tốc nhẹ nhàng và chạy với tốc độ cao: Xe được vận hành
nhờ động cơ hoạt động trong điều kiện van điều chỉnh ở tốc độ thấp
+ Giảm tốc: Van của cả 4 xi lanh trong động cơ bị đóng kín, quá trình
cháy tạm ngưng. Mô tơ thu hồi tối đa năng lượng giải phóng nhờ quá
trình giảm tốc để nạp điện cho ác quy.
1.2.2.4. Ưu nhược điểm của ô tô Hybrid.
+ Ưu điểm.
- Giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu (động cơ hybrid tiêu thụ lượng nhiên liệu ít hơn
nhiều so với động cơ đốt trong thông thường, chỉ bằng một nửa).
- Ô tô Hybrid ít gây ô nhiễm môi trường hơn ô tô chạy xăng bình thường bởi vì
động cơ điện có hiệu xuất cao hơn nhiều so với động cơ xăng. Động cơ --Hybrid
thường tiết kiệm hơn 100% so với động cơ xăng truyền thống.
- Tận dụng năng lượng khi phanh: khi cần phanh hoặc khi xe giảm tốc độ, động
cơ điện có tác dụng như máy phát điện, năng lượng phanh được tận dụng để tạo
ra dòng điện nạp cho ắc-quy.
- Động cơ điện được dùng trong các chế độ gia tốc hoặc tải lớn nên động cơ đốt
trong chỉ cần cung cấp công suất vừa đủ nên động cơ đốt trong có kích thước
nhỏ gọn.
- Có thể sử dụng vật liệu nhẹ để giảm khối lượng tổng thể của ôtô.
- Có thể chạy xa và mạnh mẽ được giống như những ô tô chạy xăng bình thường.
17


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
-

Ô tô Hybrid vẫn dùng xăng làm nhiên liệu nên người vận hành không phải lo

việc nạp điện, thông thường tốn rất nhiều thời gian.
- Nhà nước có nhiều ưu đãi khi sử dụng ô tô Hybrid về thuế nhập khẩu, chỗ đỗ,
đậu xe…
+ Nhược điểm.
- Do chi phí sản xuất, thêm động cơ điện và các phụ kiện liên quan nên ô tô
Hybrid thường đắt hơn ô tô bình thường.
- Lai xe ô tô là tương đối nặng, vì nặng của pin được cài đặt bên trong xe.
- Một vấn đề về các loại xe lai là nó rất nguy hiểm trong tai nạn vì khi đó rất nguy
hiểm cho hành khách do điện áp của nó rất cao.
Tổng kết :
Tập đoàn ô tô Toyota (TMC) vừa công bố doanh số bán các mẫu xe Hybrid
(mẫu xe chạy bằng xăng - điện thân thiện với môi trường) cộng dồn của Toyota trên
toàn cầu đã đạt hơn 3,03 triệu xe bán ra tính đến 28-2-2011. Hiện tại, TMC đang cung
cấp 16 mẫu xe hybrid tại gần 80 quốc gia và vùng lãnh thổ trên toàn thế giới, trong đó
bao gồm cả 3 dòng xe thương mại đang có mặt tại thị trường Nhật Bản.
Với tất cả những công nghệ tiên tiến, khả năng tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải của
mình, xe hybrid được xem là những chiếc xe của tương lai. Chắn chắn, với những
model hybrid mới xuất hiện và những model đang được phát triển, công nghệ này sẽ là
đóng vai trò chính trong bức tranh của ngành ô tô những năm sắp tới hoặc ít nhất là cho
đến khí con người tìm hiểu công nghệ pin nhiên liệu hoặc một vài giải pháp để tăng giá
xăng dầu, tiêu thụ hết nguồn nguyên liệu hóa thạch và tích đầy khí thải gây ô nhiễm.

Chương 2. Thiết kế chung ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi.
2.1. Yêu cầu thiết kế.
2.1.1. Yêu cầu chung.
+ Ô tô thiết kế phù hợp với tiêu chuẩn ngành 22TCN 307-06, “ phương tiện giao
thông cơ giới đương bộ ô tô, yêu cầu an toàn chung ” ban hành theo quyết
định số 24/2006/QĐ-BGTVT ngày 10/05/2006 của Bộ Giao Thông Vận Tải và
các tiêu chuẩn liên quan
+ Ô tô có kết cấu phù hợp với điều kiện sử dụng thực tế ở Việt Nam.

+ Kết cấu phải phù hợp với điều kiện công nghệ và hợp lý về giá thành.
18


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
+ Việc chuẩn hóa trong thiết kế cần được đặc biệt quan tâm tạo điều kiện để sản
xuất hàng loạt.
2.1.2. Cơ sở thiết kế ô tô.
2.1.2.1. Cơ sở khoa học của thiết kế.
Công tác thiết kế ô tô là một công việc kỹ thuật phức tạp cần phải có phương
pháp tư duy khoa học để tạo ra các sản phẩm hoàn thiện. Thông qua các phương pháp
phân tích và tổng quát hóa cùng với kinh nghiệm có được có thể hiểu được nhiệm vụ
cho trước, xác định con đường thiết kế, các giải pháp tối ưu mà tiêu tốn thời gian ít
nhất. Việc sử dụng các phương pháp khoa học tạo điều kiện cho việc xác định chất
lượng và đặc tính của kết cấu cũng như dự kiến các giải pháp tối ưu tương thích với
đỉnh cao của sự phát triển của thế giới.
2.1.2.2. Cơ sở kỹ thuật của thiết kế.
Khi thiết kế phải sử dụng những phương pháp thiết kế tiên tiến nhất, tận dụng
tối đa các tiến bộ của khoa học kỹ thuật, các hiểu biết trong lĩnh vực phát triển kết cấu
ô tô ( cấu trúc, sơ đồ hệ thống, nguyên lý làm việc, các đặc tính của quá trình làm việc,
thông số kết cấu…). Quan trọng nhất là sử dụng các tiêu chuẩn hiện hành, các vật liệu
mới nhằm đảm bảo khả năng áp dụng của sản phẩm vào thực tế.
2.1.2.3. Cơ sở kinh tế của thiết kế.
Chất lượng sản phẩm liên quan mật thiết với chỉ tiêu đánh giá kinh tế trong sản
xuất chế tạo và sử dụng. Các giải pháp kết cấu khác nhau luôn phải được đánh giá về
phương diện kinh tế.
Trên cơ sở phân tích tình hình kinh tế xã hội trong mối tương quan của nền kinh
tế, xác định kiểu ô tô cơ sở, hệ thống truyền lực… Sau đó xác định và lựa chọn các
mẫu tiếp theo sao cho phủ hết yêu cầu kinh tế. Các thông số kết cấu, kích thước và kiểu
xe được thiết lập sao cho phù hợp với mục đích kinh tế, chức năng sử dụng mà không

bị chồng chéo.
Tính kinh tế cũng cần đặt ra trong trường hợp có những tiến bộ kỹ thuật, những
hoàn thiện tiên tiến, nâng cao chất lượng của sản phẩm.

19


Thiết kế ô tô Hybrid 9 chỗ ngồi sử dụng động cơ nhiệt và điện.
2.1.2.4. Cơ sở thẩm mỹ của thiết kế.
Phải đáp ứng được yêu càu thẩm mỹ trong thiết kế. Nhiệm vụ của thiết kế thẩm
mỹ kỹ thuật phải được đặt ra ngay từ đầu sao cho phù hợp với tiêu chuẩn.
2.1.2.5. Cơ sở nhân trắc của thiết kế.
Khi thiết kế cần dẫn ra các yêu cầu về nhân trắc sử dụng trong phương tiện đó.
Đặc điểm về kích thước, chức năng phải phù hợp với nhân trắc vật lý của con người.
Các yêu cầu cụ thể về nhân trắc là phải đảm bảo tối ưu về :
+ Khả năng điều khiển của người lái với cơ cấu điều khiển.
+ Sự phù hợp của con người với khả năng quan sát, chiếu sang trên xe
và ngoài xe.
+ Đảm bảo dành không gian thích hợp cho người trên ô tô, đặc biệt khí
xảy ra tai nạn.
+ Tiện nghi trong tư thế ngồi, đứng trên ô tô.

2.1.3. Các yêu cầu kinh tế kĩ thuật cơ bản đối với kết cấu ô tô.
Trong quá trình thiết kế tổng thể ô tô, cần tìm các giải pháp tổng hợp tối ưu để
thực hiện tổ hợp bố trí chung và thỏa mãn những yêu cầu trái ngược nhau.

20