Đồ án tốt nghiệp: Cấu Trúc Và Nguyên Lí Hoạt Động Của Hệ Thống Hybrid

75 1,440 21
  • Loading ...
1/75 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 29/10/2013, 08:15

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mục Lục Đồ án tốt nghiệpm' target='_blank' alt='đồ án tốt nghiệp cầu đường' title='đồ án tốt nghiệp cầu đường'>ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mục Lục Đồ án tốt nghiệptarget='_blank' alt='đồ án tốt nghiệp cầu trục' title='đồ án tốt nghiệp cầu trục'>ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mục Lục Đồ án tốt nghiệprget='_blank' alt='đồ án tốt nghiệp cầu btct' title='đồ án tốt nghiệp cầu btct'>ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mục Lục Đồ án tốt nghiệp.htm' target='_blank' alt='đồ án tốt nghiệp cầu giản đơn' title='đồ án tốt nghiệp cầu giản đơn'>ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mục Lục Đồ án tốt nghiệp .31 Toyota Hybrid System Trang 31 Đồ án tốt nghiệp Cấu Trúc Nguyên Hoạt Động Của Hệ Thống Hybrid ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cấu Trúc Nguyên Hoạt Động Của Hệ Thống Hybrid .31 Mục Lục .31 Chương V: Cấu Trúc Nguyên Hoạt Động Của 32 Hệ Thống Hybrid .32 I. Tổng quan: 32 II. Các thành phần của hệ thống hybrid: .34 II.1 Hộp số hybrid: bao gồm 35 II.1.1. Bộ giảm chấn hộp số: 37 II.1.2. MG1 MG2: 39 II.1.2.2. Động cơ nam châm vĩnh cửu: 41 II.1.3.7. Các chế độ hoạt động của bộ phân chia công suất (PSD) 51 a.1/ Khởi động lạnh: 52 II.2 Động cơ 1NZ-FXE: 66 II.2.1 Tổng quan: .66 II.2.2 VVT-I chu trình Atkinson: 68 II.2.3 Hệ thống nạp ETCS-i: .73 II.2.4 Các cảm biến của hệ thống điều khiển động cơ: .73 II.2.7. Hệ thống nhiên liệu: 84 II.3 CỤM BỘ CHUYỂN ĐỔI: 93 II.3.1. Tổng quan: 93 Chương V: Cấu Trúc Nguyên Hoạt Động Của Hệ Thống Hybrid. I. Tổng quan: Hệ thống Toyota Hybrid System (THS) có 2 nguồn dẫn động: động cơ xăng mô tơ điện. Hệ thống điều khiển hybrid lựa chọn sự kết hợp tốt nhất của hai nguồn dẫn động trên Toyota Hybrid System Trang 32 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP tương xứng với những điều kiện lái. + Prius thế hệ ’01-03’ sử dụng THS. + Prius thế hệ 04 trở về sau sử dụng THS-II , nó cũng được dựa trên những khái niệm cơ bản tương tự như THS nhưng cải thiện MG1, MG2, ắc qui động cơ xăng. Toyota Hybrid System Trang 33 Hình 37: Cấu trúc của hệ thống hybrid Hình 38: Sơ đồ hệ thống điều khiển hybrid ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP II. Các thành phần của hệ thống hybrid: + Hộp số hybrid bao gồm MG1, MG2 cụm bánh răng hành tinh. + Động cơ 1NZ-FXE. + Cụm bộ chuyển đổi bao gồm 1 bộ chuyển đổi mô tơ-máy phát, 1 bộ chuyển đổi khuếch đại, 1 bộ chuyển đổi DC-DC, 1 bộ chuyển đổi A/C. + ECU HV, tập hợp tín hiệu từ các cảm biến gởi kết quả tính toán đến ECM, cụm biến đổi, ECU ắcqui, ECU điều khiển trượt để điều khiển hệ thống hybrid. + Cảm biến vị trí số. + Cảm biến vị trí bàn đạp ga, biến đổi góc mở bướm ga thành tín hiệu điện. + ECU điều khiển trượt, điều khiển phanh tái sinh. + ECM + ECU ắc qui, kiểm tra tình trạng nạp của ắcqui HV điều khiển sự hoạt động của quạt làm mát. + Bộ nối điện. + SMR (System Main Relay), nối ngắt mạch công suất cao áp. + Ắc qui phụ, lưu trữ 12V DC cho hệ thống điều khiển xe. Toyota Hybrid System Trang 34 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP II.1 Hộp số hybrid: bao gồm + Mô tơ- Máy phát 1 (MG1) dùng tạo ra điện năng. + Mô tơ- Máy phát 2 (MG2) dùng để dẫn động xe. + Một cụm bánh răng hành tinh, cung cấp tỉ số truyền vô cấp điều khiển như một bộ phân chia công suất. + Một bộ giảm tốc bao gồm bộ truyền động xích, bộ bánh răng giảm tốc bộ truyền lực cuối cùng. + Bộ vi sai. Prius thế hệ 01-03 sử dụng hộp số hybrid P111. Prius thế hệ 04 về sau sử dụng hộp số hybrid P112. P112 dựa trên P111 nhưng tạo ra phạm vi tốc độ vòng/phút cao hơn, sử dụng nam châm vĩnh cửu dạng chữ V trong rôto của MG2, một thiết kế mới trong hệ thống điều khiển quá điều biến. Toyota Hybrid System Trang 35 Hình 39: Hộp số hybrid ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thông số kĩ thuật của hộp số hybrid: Hạng mục Thế hệ 04 Thế hệ 03 Loại hộp số P112 P111 Bộ bánh răng hành tinh Số răng của bánh răng mặt trời 78 78 Số răng của bánh răng hành tinh 23 23 Số răng của bánh răng bao 30 30 Tỉ số truyền của bộ vi sai 4.113 3.905 Xích dẫn động Số mắt xích 72 74 Bánh xích chủ động 36 39 Bánh xích bị động 35 36 Bộ bánh răng giảm tốc Bánh răng chủ động 30 30 Bánh răng bị động 44 44 Bộ truyền động cuối cùng Bánh răng chủ động 26 26 Bánh răng bị động 75 75 Dung tích dầu Lít(US qts, Imp qts) 3.8(4.0, 3.3) 4.6(4.9, 4.0) Loại dầu ATF WS hoặc đẳng trị ATF T-IV hoặc đẳng trị Toyota Hybrid System Trang 36 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP II.1.1. Bộ giảm chấn hộp số: Sử dụng lò xo cuộn với đặc tính xoắn thấp. Prius thế hệ 04 trở về sau thì đặc điểm về số vòng lò xo làm ít hơn để cải thiện hoạt động hấp thụ sự rung của chính nó bánh đà được tối ưu hóa về sự giảm khối lượng. Bộ giảm chấn hộp số truyền lực dẫn động của động cơ đến hộp số, bao gồm một cơ cấu hấp thụ dao động xoắn sử dụng một đĩa ma sát khô. Toyota Hybrid System Trang 37 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Toyota Hybrid System Trang 38 Hình 40: Bộ giảm chấn hộp số ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP II.1.2. MG1 MG2: II.1.2.1. Tổng quan: • Cả MG1 MG2 có kích thướt nhỏ, trọng lượng nhẹ, đạt hiệu quả cao của loại mô tơ điện đồng bộ nam châm vĩnh cữu xoay chiều 3 pha. • Chức năng của MG1 MG2 kết hợp hiệu quả cao cả máy phát đồng bộ xoay chiều mô tơ điện. MG1 MG2 hoạt động như nguồn cung cấp hỗ trợ lực kéo giúp động cơ xăng khi cần thiết. • MG1: nạp lại cho ắc qui HV cung cấp điện năng dẫn động MG2. Ngoài ra bằng việc điều chỉnh lượng điện năng phát ra, MG1 điều khiển hiệu quả sự truyền động vô cấp. MG1 cũng làm việc như một máy khởi động. • MG2: MG2 động cơ xăng làm việc lẫn nhau để dẫn động bánh xe, ngoài ra đặc tính mômen lớn hơn của MG2 giúp đạt được hoạt động động lực học tối ưu. Trong thời gian phanh tái sinh, MG2 biến đổi động năng thành năng lượng điện lưu trữ trong ắc qui HV. MG2 hoạt động như một máy phát. • Một hệ thống làm mát thông qua bơm nước làm mát MG1 MG2. ----Những thay đổi chính trên Prius thế hệ 04 trở về sau---- • Tốc độ quay của MG1 được nâng cao có thể đạt từ 6,500v/p (THS) đến 10,000v/p(THS-II). Giúp nâng cao khả năng nạp. • Cấu trúc của mỗi nam châm vĩnh cữu gắn liền bên trong rôto của MG2 được tối ưu hóa bằng thiết kế cấu trúc dạng chữ V giúp nâng cao công suất mô men. • Hệ thống điều khiển quá điều biến giúp điều khiển MG2 tại phạm vi tốc độ trung bình. Toyota Hybrid System Trang 39 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -Thông số kỹ thuật của MG1: Prius thế hệ 04 Prius thế hệ 01-03 Loại độngĐộng cơ nam châm vĩnh cữu Động cơ nam châm vĩnh cữu Chức năng Máy phát; máy khởi động Máy phát; máy khởi động Điện áp cực đại (V) AC 500 AC 273.6 Hệ thống làm mát Làm mát bằng nước Làm mát bằng nước -Thông số kỹ thuật của MG2: Prius thế hệ 04 Prius thế hệ 01-03 Loại độngĐộng cơ nam châm vĩnh cữu Động cơ nam châm vĩnh cữu Chức năng Máy phát; dẫn động bánh xe Máy phát; dẫn động bánh xe Điện áp cực đại (v) AC 500 AC 273.6 Công suất cực đại kW(PS)/(v/p) 50(68)/1200-1540 33(45)/1040-5600 Mômen cực đại N.m(Kgf.m)/(v/p) 400(40.8)/0-1200 350(35.7)/0-400 Hệ thống làm mát Làm mát bằng nước Làm mát bằng nước Toyota Hybrid System Trang 40 [...]... của 28% mô men kéo máy phát MG1  Cả bánh răng bao bánh răng mặt trời được dẫn động bởi động cơ đốt trong với tỉ lệ mô men được chia như ở trên Việc tính toán dựa vào mối quan hệ chuyển động quay của bánh răng bao bánh răng mặt trời với chuyển động quay của động cơ đốt trong ICE Cái này có thể tăng số vòng quay, cái kia có thể giảm số vòng quay nhưng không làm thay đổi tốc độ quay đầu vào... quay tín hiệu đầu vào tín hiệu đầu ra phụ thuộc vào số răng của mỗi bánh răng - Theo tính toán nguyên chi tiết máy, ta có phương trình cơ bản của bộ bánh răng hành tinh là: nS + ZR/ZS nR – (1 + ZR/ZS) nP = 0 Trong đó: ns, nR, nP lần lượt là số vòng quay của bánh răng mặt trời, bánh răng bao cần dẫn ZS, ZR , ZP lần lượt là số răng của bánh răng mặt trời, bánh răng bao các bánh răng hành tinh... trước Toyota Hybrid System Trang 44 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP II.1.3 Bộ phân chia công suất: II.1.3.1 Tổng quan: Hình 48: Sơ đồ truyền động hybrid • Trái tim của hệ thống Hybrid là một thiết bị nhỏ gọn được gọi là bộ phân chia công suất PSD (Power Split Device) PSD là bộ bánh răng hành tinh có kết cấu giống như bộ bánh răng hành tinh của hộp số tự động nhưng hoạt động thì khác... cần thiết của MG1 Bây giờ máy tính của ôtô có thể hiệu chỉnh các thành phần của bộ truyền động để đạt kết quả truyền động vô cấp CVT - Bánh răng bao MG2 dùng để dẫn động các trục của bánh xe chủ động qua trung gian của bộ giảm tốc bộ vi sai Tỉ số truyền của các bánh răng giảm tốc của bộ truyền lực cuối cùng là 3.905/1 Điều đó có nghĩa là MG2 phải quay 3.905 lần thì các trục truyền động bánh xe quay... dẫn động xích, bánh răng giảm tốc bánh răng cuối cùng Một xích dẫn động với một bề rộng bước răng nhỏ đảm bảo hoạt động êm dịu Chiều dài toàn thể được làm ngắn lại bánh răng cuối cùng được xử qua quá trình doa với độ chính xác cao mặt bên của răng cũng được tối ưu hóa để đảm bảo hoạt động cực kì êm Hình 59: Bộ giảm tốc Toyota Hybrid System Trang 65 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT... tử đến MG2 Bánh răng bao MG2 dẫn động các bánh xe thông qua bộ bánh răng giảm tốc bộ vi sai  Cần hiểu rằng, ở hộp số Prius sự phân chia công suất giữa đường dẫn cơ khí đường dẫn điện là không cố định Mô men là sản phẩm của công suất số vòng quay của Toyota Hybrid System Trang 47 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP động cơ xăng Vì vậy công suất đi qua mỗi hướng tùy thuộc vào... chuyển động MG2 được tính toán giống như một máy phát nạp điện cho ắc qui Lực cản của máy phát mô phỏng phanh động cơ Toyota Hybrid System Trang 58 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 55: Chạy quán tính - Vì động cơ không cần thiết để làm nguồn động lực cho xe, nó có thể dừng Mô phỏng cho thấy cần dẫn đứng yên, bánh răng bao vẫn quay, MG2 hoạt động theo hướng bánh răng bao Bánh răng... Sự sắp xếp của các bánh răng hành tinh trong bộ phân chia công suất cách ăn khớp giữa các bánh răng Toyota Hybrid System Trang 45 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP với nhau Bánh răng ở trung tâm gọi là bánh răng mặt trời, các bánh răng bao xung quanh nó gọi là bánh răng hành tinh, các trục của bánh răng hành tinh được cố định với cần dẫn nó quay xung quanh tâm của bánh răng mặt... Toyota Hybrid System Trang 48 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nếu cố định bất kì thành phần nào của bộ bánh răng hành tinh (tức là số vòng quay của thành phần đó bằng 0) biết được nguồn chủ động nguồn bị động ta dể dàng xác định được tỉ số truyền ∗ Đối với bộ bánh răng hành tinh của PSD Toyota Prius thì điều khiển tỉ số truyền vô cấp CVT dựa vào mối quan hệ giữa tốc độ quay của. .. vẽ ngang qua đồ thị toán giới thiệu tốc độ quay của MG1, MG2, ICE tốc độ của xe trên đường Bạn có thể lựa chọn một trong hai (ngoại trừ MG2 tốc độ của xe chúng được cố định trong mối quan hệ với cái khác) Đồ thị toán giải quyết phương trình 1 2 bằng đồ thị với độ chính xác đạt yêu cầu - Đường màu xanh biểu thị vị trí xe di chuyển 20 dặm/giờ động cơ đứng yên Tốc độ quay của MG2 MG1 có thể . Toyota Hybrid System Trang 31 Đồ án tốt nghiệp Cấu Trúc Và Nguyên Lí Hoạt Động Của Hệ Thống Hybrid ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cấu Trúc. Chương V: Cấu Trúc Và Nguyên Lí Hoạt Động Của Hệ Thống Hybrid. I. Tổng quan: Hệ thống Toyota Hybrid System (THS) có 2 nguồn dẫn động: động cơ xăng và mô tơ
- Xem thêm -

Xem thêm: Đồ án tốt nghiệp: Cấu Trúc Và Nguyên Lí Hoạt Động Của Hệ Thống Hybrid, Đồ án tốt nghiệp: Cấu Trúc Và Nguyên Lí Hoạt Động Của Hệ Thống Hybrid, Đồ án tốt nghiệp: Cấu Trúc Và Nguyên Lí Hoạt Động Của Hệ Thống Hybrid

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn