Báo cáo tóm tắt đề tài khoa học và công nghệ cấp Trường: Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH XE GẮN MÁY SINH THÁI

CHẠY BẰNG ĐIỆN VÀ NHIÊN LIỆU KHÍ

Mã số: T2019-06-123

Chủ nhiệm đề tài: ThS. Bùi Văn Hùng

Đà Nẵng, 8/2020

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH XE GẮN MÁY SINH THÁI

CHẠY BẰNG ĐIỆN VÀ NHIÊN LIỆU KHÍ

Mã số: T2019-06-123

Xác nhận của cơ quan chủ trì đề tài

Chủ nhiệm đề tài

(ký, họ tên, đóng dấu)

(ký, họ tên)

DANH SÁCH

NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

Đơn vị công tác và Nội dung nghiên cứu STT Họ và tên lĩnh vực chuyên môn cụ thể được giao

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật,

Bùi Văn Hùng Khoa Cơ khí, Bộ môn Công nghệ Chủ nhiệm đề tài 1

Cơ khí Ô tô

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 1

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ................................................... 4

1.1. Vấn đề về môi trường ................................................................................................ 4

1.1.1. Vấn đề môi trường toàn cầu.............................................................................. 4

1.1.2. Thách thức đối với ngành công nghiệp ô tô ..................................................... 6

1.2. Tác hại của khí xả động cơ ô tô, xe máy ................................................................... 6

1.2.1. Khí thải ô tô ...................................................................................................... 6

1.2.2. Khí CO .............................................................................................................. 7

1.2.3. Khí HC .............................................................................................................. 7

1.2.4. Khí NOx ............................................................................................................ 7

1.3. Xu hướng phát triển của ô tô – xe máy hybrid trong tương lai................................. 8

1.3.1. Xe Hybrid tại Việt Nam .................................................................................... 9

1.3.2. Giới thiệu xe gắn máy hybrid LPG – Điện ..................................................... 10

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẢI TẠO XE GẮN MÁY HONDA CUB

THÀNH XE GẮN MÁY HYBRID .................................................................................. 12

2.1. Thiết kế cải tạo xe gắn máy có sẵn thành xe gắn máy hybrid ................................ 12

2.1.1. Phân tích lưa chọn xe gắn máy để cải tạo ....................................................... 12

2.1.2. Phân tích các phương án lắp đặt động cơ nhiệt và động cơ điện .................... 13

2.2. Thiết kế bố trí hệ thống truyền động điện cho xe gắn máy hybrid ......................... 16

2.2.1. Thời điểm phối hợp công suất ........................................................................ 16

2.2.2. Phân tích, lựa chọn phương án phối hợp công suất ........................................ 16

2.3. Tính toán động học xe gắn máy hybrid................................................................... 21

2.3.1. Xác định động cơ điện .................................................................................... 21

2.3.2. Tính chọn ắc quy cho động cơ điện ................................................................ 24

2.4. Thiết kế hệ thống điều khiển cho xe gắn máy hybrid ............................................. 26

2.5. Nâng cao công suất và hiệu suất xe gắn máy hybrid .............................................. 28

2.5.1. Mục đích, yêu cầu ........................................................................................... 28

2.5.2. Các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trên xe gắn máy

hybrid ............................................................................................................. 29

THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CUNG CẤP LPG ................................. 35

3.1. Giới thiệu nhiên liệu LPG ....................................................................................... 35

3.1.1. Nguồn gốc, phân loại LPG ............................................................................. 35

3.1.2. Một số đặc tính của LPG ................................................................................ 36

3.1.3. Tình hình sử dụng nhiên liệu LPG cho xe gắn máy ....................................... 37

3.1.4. Lưu trữ khí dầu mỏ hóa lỏng LPG ................................................................. 38

3.2. Lựa chọn phương án cấp LPG cho xe gắn máy ...................................................... 39

3.2.1. Tính toán lượng nhiên liệu LPG cung cấp ...................................................... 39

3.2.2. Nguyên lý phun LPG cho xe gắn máy ............................................................ 40

3.2.3. Sơ đồ tổng quát bố trí hệ thống cung cấp LPG ............................................... 41

3.3. Sử dụng bộ phụ kiện GATEC 27 trên xe Cub 50 ................................................... 42

3.3.1. Giới thiệu bộ phụ kiện GATEC 27 ................................................................. 42

3.3.2. Cấu tạo bộ phụ kiện GATEC 27 ..................................................................... 43

3.3.3. Bố trí bộ phụ kiện GATEC 27 ........................................................................ 44

THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ XE GẮN MÁY

HYBRID LPG-ĐIỆN ........................................................................................................ 46

4.1. Thiết kế bố trí các hệ thống bổ sung ....................................................................... 46

4.1.1. Cải tạo phuộc để lắp trục bánh xe điện ........................................................... 46

4.1.2. Bố trí lắp đặt ắc quy cho động cơ điện ........................................................... 47

4.1.3. Bố trí lắp đặt bình chứa LPG cho động cơ nhiệt ............................................ 48

4.2. Thử nghiệm trên đường thực .................................................................................. 50

4.3. Kiểm tra thực nghiệm các thông số đã tính ban đầu .............................................. 50

4.4. Ưu nhược điểm của xe gắn máy hybrid sau quá trình cải tạo ................................. 51

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ..................................................................... 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 54

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1. Ô nhiễm môi trường từ quá trình công nghiệp hóa. ............................................ 5 Hình 1.2. Diện tích rừng ngày càng bị thu hẹp. .................................................................. 6 Hình 1.3. Toyota Prius Plug-In Hybrid (Trái) và xe tay ga Honda PCX Hybrid (Phải). .... 9 Hình 2.1. Xe gắn máy Honda Cub 50 với động cơ có dung tích xilanh 50cc ................... 13 Hình 2.2. Động cơ nhiệt gắn trên xe .................................................................................. 13 Hình 2.3. Các phương án bố trí động cơ điện ................................................................... 14 Hình 2.4. Hệ thống hybrid nối tiếp .................................................................................... 17 Hình 2.5. Sơ đồ truyền động hệ thống hybrid nối tiếp ...................................................... 17 Hình 2.6. Hệ thống hybrid song song ................................................................................ 18 Hình 2.7. Sơ đồ truyền động hệ thống hybrid song song .................................................. 19 Hình 2.8. Hệ thống hybrid hỗn hợp ................................................................................... 19 Hình 2.9. Sơ đồ truyền động hệ thống hybrid hỗn hợp ..................................................... 20 Hình 2.10. Loại động cơ điện BLDC gắn trực tiếp trên vành bánh xe. ............................ 23 Hình 2.11. Bình ắc quy SKY – E Battery.......................................................................... 25 Hình 2.12. Sơ đồ điều khiển xe gắn máy hybrid ............................................................... 27 Hình 2.13. Sơ đồ khối động cơ điện BLDC ...................................................................... 29 Hình 2.14. Các dạng cấu tạo của rotor .............................................................................. 30 Hình 2.15. Động cơ BLDC cấu trúc nằm ngang ............................................................... 30 Hình 2.16. Sơ đồ cấp điện cho các cuộc dây stato ............................................................ 31 Hình 2.17. Cầu chỉnh lưu 3 pha, bộ tăng áp và ổn định điện áp DC-DC .......................... 33 Hình 2.18. Sơ đồ hệ thống tự nạp điện của xe gắn máy hybrid ........................................ 34 Hình 3.1. Bình chứa LPG được chế tạo............................................................................. 38 Hình 3.2. Nguyên lý phun LPG xe cho cho gắn máy ........................................................ 40 Hình 3.3. Sơ đồ cung cấp LPG .......................................................................................... 41 Hình 3.4. Kết cấu bộ phụ kiện GATEC 27 ....................................................................... 43 Hình 3.5. Bố trí bộ phụ kiện GATEC 27 ........................................................................... 44 Hình 4.1. Động cơ điện có trục được nối cứng ................................................................. 46 Hình 4.2. Phuộc và bánh xe thiết kế cho xe gắn máy hybrid LPG- điện .......................... 47 Hình 4.3. Vị trí lắp đặt Accu ............................................................................................. 48 Hình 4.4. Bình gas được đặt trong thùng sau xe ............................................................... 48 Hình 4.5. Bản vẽ xe gắn máy LPG-điện trước và sau khi cải tạo ..................................... 49 Hình 4.6. Mô hình xe thực tế sau khi cải tạo ..................................................................... 49 Hình 4.7. Chạy thực nghiệm xe hybrid LPDG-điện trên đường phố ................................ 50

Mẫu 3. Thông tin kết quả nghiên cứu đề tài KH&CN cấp Trường

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1. Thông tin chung:

- Tên đề tài: Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên

liệu khí

- Mã số: T2019-06-123

- Chủ nhiệm: ThS. Bùi Văn Hùng

- Thành viên tham gia:

- Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật- Đại học Đà Nẵng

- Thời gian thực hiện: 9/2019 - 8/2020

2. Mục tiêu:

+ Chế tạo hoàn chỉnh mô hình xe gắn máy hybrid chạy bằng điện và nhiên liệu khí

LPG.

+ Chạy thử nghiệm và đánh giá kết quả của hệ thống.

3. Tính mới và sáng tạo:

Kết hợp hai nguồn động lực để thực hiện việc truyền chuyển đổng cho các bánh xe

chủ động tạo điều kiện phù hợp về tiết kiệm nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường.

4. Tóm tắt kết quả nghiên cứu:

+ Có thể cải tạo xe gắn máy 50cc thành xe gắn máy hybrid điện-khí sử dụng các

cụm bộ phận của xe máy điện hiện có trên thị trường. Điều này cho phép đơn giản

hóa qui trình và giảm giá thành cải tạo xe.

+ Mô hình xe vận hành phù hợp với điều kiện đường xá đô thị Việt Nam. Xe hybrid

LPG–Điện tối ưu hóa việc sử dụng công suất và giảm ô nhiễm môi trường.

5. Tên sản phẩm:

+ Bản vẽ thiết kế mô hình xe gắn máy hybrid điện-khí

+ Mô hình xe xe gắn máy hybrid phục vụ đào tạo

+ Bài báo đăng trên tạp chí khoa học và công nghệ đại học Đà Nẵng có chỉ số ISSN,

thuộc danh mục Hội đồng Chức danh Giáo sư Nhà nước.

6. Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng:

+ Tài liệu và mô hình phục vụ tốt cho giảng viên, sinh viên ngành Công nghệ ô tô

trong quá trình đào tạo và nghiên cứu các nội dung liên quan đến đề tài.

+ Đề tài cung cấp mô hình, công cụ cho quá trình giảng dạy thực hành đến sinh viên

theo học chuyên ngành cơ khí động lực.

7. Hình ảnh, sơ đồ minh họa chính

Phương án bố trí động cơ điện trên xe gắn máy a. Động cơ điện đặt ở bánh xe trước; b. Động cơ điện đặt ở bánh xe sau; c. Động cơ điện đặt ở cả 2 bánh

Sơ đồ truyền động hệ thống hybrid nối tiếp

Sơ đồ truyền động hệ thống hybrid song song

Sơ đồ truyền động hệ thống hybrid hỗn hợp

Sơ đồ cung cấp LPG 1- Bình chứa, 2- Khoá ga, 3- Van điều áp, 4- Van điện từ, 5- Van cấp LPG, 6- Đầu ra van cấp LPG, 7- Vít điều chỉnh công suất; 8- Vòi phun LPG, 9- Vòi phun không tải, 10- lỗ hút chân không; 11- Van hút chân không, 12-Bộ phụ kiện GATEC 27, 13-Vít điểu chỉnh không tải

Cầu chỉnh lưu 3 pha, bộ tăng áp và ổn định điện áp DC-DC

Sơ đồ điều khiển xe gắn máy hybrid

Bộ phụ kiện GATEC 27

(b) Bản vẽ xe gắn máy LPG-điện trước và sau khi cải tạo a. Xe gắn máy Honda Cub trước khi cải tạo b. Xe gắn máy Hybrid LPG-điện

(a)

Mô hình xe thực tế sau khi cải tạo

Ngày tháng năm

Hội đồng KH&ĐT đơn vị

Chủ nhiệm đề tài

(ký, họ và tên)

XÁC NHẬN CỦA TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Mẫu 4. Thông tin kết quả nghiên cứu bằng tiếng Anh

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

1. General information:

Project title: Design and manufacture of the Electric-Gas Multi Fuel Motorcyle

models.

Code number: Bui Van Hung

Coordinator:

Implementing institution: University of Technology and Education, The University

of Danang

Duration: from 9/2019 to 8/2020

2. Objective(s):

+ Complete manufacturing of Multi Fuel Motorcycle models using Electric-Gas

energy

+ Run tests and evaluate the results of the system.

3. Creativeness and innovativeness:

Combining two power sources to deliver the transfer of wheels for active wheels

creates the right conditions for saving fuel and reducing environmental pollution.

4. Research results:

+ A 50cc motorcycle can be converted into an electric-gas hybrid motorcycle.

Using the components of electric scooters available on the market. This allows

for a simplified process and reduces the cost of vehicle modifications.

+ Vehicle operation model suitable for urban traffic conditions in Vietnam. The

LPG - Electric hybrid vehicle optimizes capacity utilization and reduces

environmental pollution.

5. Products:

+ Design drawing of electric-gas hybrid motorcycle model

+ Hybrid motorcycle model for training

+ Articles published in scientific journals: Journal of Science and Technology, The

University of Danang

6. Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability:

+ Materials and models to well serve lecturers and students of Automotive

+ The topic provides models and tools for the practical teaching process to students

Technology in the training and researching contents related to the topic.

majoring in mechanics.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Ngày nay, cùng với sự phát triển của Khoa học – Kỹ thuật thì phương tiện giao

thông cũng ngày càng trở nên đa dạng. Tuy nhiên, chủ yếu vẫn là phương tiện tham gia

giao thông sử dụng động cơ đốt trong. Đây chính là những loại phương tiện phát ra một

lượng lớn khí thải độc hại ra môi trường. Bên cạnh đó, nhiên liệu hóa thạch ngày càng trở

nên cạn kiệt bởi sự khai thác bừa bãi của con người. Để có biện pháp khắc phục những

vấn đề trên đòi hỏi phải có một loại phương tiện tham gia giao thông vừa giảm phát thải ô

nhiễm môi trường, vừa tiết kiệm năng lượng bền vững và lâu dài.

Phương tiện giao thông "sạch" chạy trong thành phố đã thực sự lôi cuốn sự quan tâm

của cả những nhà sản xuất ô tô lẫn các nhà quản lý môi trường. Các kỹ thuật mới nhằm

hoàn thiện động cơ truyền thống như phun nhiên liệu điều khiển điện tử, hồi lưu khí xả,

lọc bồ hóng và xử lý khí trên đường xả bằng bộ xúc tác ba chức năng... đã tạo ra những

bước tiến đáng kể trong ngành động cơ đốt trong. Tuy nhiên kết quả của sự hoàn thiện

đơn thuần động cơ cổ điển nhằm giảm ô nhiễm môi trường cho tới nay vẫn còn xa so với

sự mong đợi của các nhà bảo vệ môi trường. Phương tiện giao thông không phát sinh ô

nhiễm (zero emission vehicle) vẫn đang còn là mục tiêu phía trước. Để đạt mục tiêu này

thì điện và pile nhiên liệu là giải pháp lý tưởng nhất.

Nắm bắt được điều này, chúng tôi đã cùng nhau thực hiện đề tài “Thiết kế chế tạo

mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí”. Với đề tài này, chúng ta

vừa tiết kiệm được năng lượng nhờ vận hành bằng điện, vừa giảm được lượng phát thải ra

môi trường. Đề tài được thực hiện với các tiêu chí: Tiết kiệm năng lượng, thân thiện với

môi trường, gọn gàn và đẹp.

Xe gắn máy hybrid điện-khí kết hợp công suất động cơ điện và động cơ chạy bằng

khí sẽ là giải pháp hiệu quả để xử lý vấn đề năng lượng và phát thải ô nhiễm của phương

tiện giao thông cá nhân ở nước ta tương tự như việc sử dụng ô tô hybrid ở các nước phát

triển.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

2. Mục đích, ý nghĩa của đề tài

Hiện nay lượng xe gắn máy ở nước ta chẳng những không có xu hướng giảm bớt mà

ngày càng gia tăng. Trong tương lai sắp tới, đây vẫn là phương tiện di chuyển chủ yếu của

người dân Việt Nam vì tính cơ động và thuận tiện, giá cả lại phù hợp với túi tiền của

người dân lao động. Bên cạnh đó, vấn đề ô nhiễm môi trường và cạn kiệt nguồn năng

lượng vẫn đang làm đau đầu đối với các cơ quan quản lý Nhà nước.

Đã có rất nhiều nghiên cứu và giải pháp được đưa ra nhằm hạn chế các vấn đề này

đó là sử dụng tiến bộ của công nghệ. Các giải pháp được đánh giá tốt nhất hiện nay là sử

dụng pin nhiên liệu (Fuel Cell Vehicle) và ô tô hybrid (lai) nhiệt – điện. Ô tô, xe máy sử

dụng pin nhiên liệu có ưu điểm lớn đó là hoàn toàn không gây ô nhiễm môi trường nhưng

hiện nay vấn đề lưu trữ đang còn là trở ngại. Ô tô, xe máy hybrid kết hợp được ưu điểm

của động cơ điện và động cơ nhiệt đồng thời hạn chế được những nhược điểm của chúng

nên tạo ra được hiệu suất cao và giảm phát thải ô nhiễm. Do đó, công nghệ xe lai đang

được các nhà sản xuất ô tô, xe máy tập trung nghiên cứu và phát triển.

Hiểu được vấn đề này, tôi đã tập trung nghiên cứu và phát triển mô hình xe gắn máy

sử dụng động cơ hybrid LPG – Điện với mong muốn rằng sự kết hợp này sẽ tiết kiệm

nhiên liệu và giảm phát thải ô nhiễm môi trường bền vững, lâu dài.

3. Phạm vi giới hạn nghiên cứu

3.1. Quan điểm nghiên cứu

Quan điểm của nghiên cứu này là tạo ra sản phẩm mới than thiện với môi trường

trên cơ sỡ cải tạo, lắp ráp những sản phẩm, cụm chi tiết, các bộ phận có sẵn, trên thị

trường để giảm giá thành chế tạo. trên thực tế xe gắn máy xe máy điện, các cụm bộ phận,

chi tiết của chúng đã được sản xuất hang loạt và thương mại hóa rộng rãi trên thị trường

với giá thành ngày càng giảm. Vì thế trong nghiên cứu này chúng tôi hạn chế tối đa việc

chế tạo chi tiết mới, thay vào đó, thay vào đó là tận dụng những cụm chi tiết có sẵn, cải

tạo chũng để lắp ráp thành xe gắn máy hybrid đạt được những tính năng mong đợi.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

3.2. Giới hạn nghiên cứu

a. Phạm vi nghiên cứu của đề tài này giới hạn các nghiệm vụ chính

+ Thiết kế lắp đặt bộ phụ kiện GATEC 27 sử dụng nhiên liệu Biogas để thay thế cho

nhiên liệu xăng truyền thống.

+ Lắp đặt động cơ điện lên xe gắn máy hybrid LPG – Điện

b. Nghiên cứu lý thuyết

+ Tìm các tài liệu trên internet, sách tham khảo về xe gắn máy hybrid LPG – Điện.

+ Làm đề cương, thuyết minh, bản vẽ.

c. Nghiên cứu thực nghiệm

+ Chế tạo mô hình xe gắn máy hybrid LPG – Điện

+ Lắp đặt bộ phụ kiện GATEC 27, và hệ thống điện trên xe

+ Vận hành, chạy thử và thống kê các thông số

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

1.1. Vấn đề về môi trường

1.1.1. Vấn đề môi trường toàn cầu

Trong những năm gần đây, chúng ta thường nghe những tin tức mới như băng hà

đang lùi dần, băng vĩnh cửu đang tan, hay diện tích băng ở Bắc Băng Dương đang thu hẹp

lại, mức nước biển đang dâng cao, triều cường ở Thành phố Hồ Chí Minh ngày càng

nhiều và ngập sâu hơn, giữa tháng 3 năm nay (2011), ở Sa Pa tuyết rơi và Hà Nội lạnh

dưới 10oC. Tất cả những tin tức đó nói lên Trái đất của chúng ta đang có những thay đổi

bất thường, mà từ trước đến nay chưa từng thấy. Hơn nữa, trong khoảng chục năm gần

đây, nhiều thiên tai xảy ra một cách bất thường, như hạn hán, lũ lụt, bão tố, thời tiết nóng

hay lạnh bất thường tại nhiều vùng trên thế giới, gây thiệt hại rất nặng nề, nhất là những

nước nghèo thuộc vùng nhiết đới. Chúng ta cũng tự hỏi có điều gì đó bất trắc đã xảy ra

trên Trái đất, ngôi nhà chung của chúng ta. Hiện nay, chúng ta đang sống trong một thế

giới có nhiều biến đổi lớn về môi trường: khí hậu biến đổi, nhiệt độ quả đất đang nóng

lên, mực nước biển đang dâng lên, sự xâm nhập của các loài ngoại lai ngày càng nhiều,

các hệ sinh thái như rừng, đất ngập nước... đang bị co hẹp lại và phân cách nhau, tốc độ

mất mát các loài ngày càng gia tăng, ô nhiễm môi trường ngày càng nặng nề, dân số tăng

nhanh, sức ép của công nghiệp hóa và thương mại toàn cầu ngày càng lớn (Jennifer,

2010).

Loài người đang phải đối mặt với thảm họa cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, môi

trường sống bị ô nhiễm, nhiều bệnh tật mới xuất hiện và phát triển, thiên tai ngày càng

nặng nề. Tất cả những thảm họa đó và cả những hiện tượng bất thường về thời tiết trong

những năm qua tại nhiều vùng trên thế giới đã gây tác hại vô cùng nghiêm trọng có

nguyên nhân chính là do các hoạt động của con người. Có thể nói là sự phát triển kinh tế

với sự tiêu thụ nhiều nhiên liệu hóa thạch đã làm tăng lượng khí nhà kính trong khí quyển,

do đó làm nhiệt độ mặt đất đã và đang tăng lên, gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu. Sự

nóng lên toàn cầu này có thể nói là đã gây ra những thay đổi bất thường về khí hậu và

cũng là nguyên nhân của các thiên tai bất 4 thường trên thế giới, đồng thời cũng vì thế mà

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

nguồn lương thực và nguồn nước đang bị giảm sút và hậu quả là sự gia tăng số người phải

Hình 1.1. Ô nhiễm môi trường từ quá trình công nghiệp hóa.

từ bỏ quê hương tìm nơi khác để kiếm sống trên toàn thế giới.

Một mặt khác, dân số thế giới cũng đang gia tăng một cách nhanh chóng và để nuôi

sống số dân tăng lên, cần thêm nhiều lương thực, vì thế mà phải có thêm đất để trồng trọt

và chăn nuôi. Nguồn nước cần thiết cho nông nghiệp cũng phải gia tăng, đang làm cho

sông ngòi, hồ ao bị cạn kiệt và nguồn nước ngầm cũng giảm sút dần. Hơn thế nữa, để phát

triển nông nghiệp, diện tích rừng nhiệt đới lại bị thu hẹp lại. Mất rừng nhiệt đới làm cho

“lá phổi” của Trái đất hay “cái nôi của sự sống” không những bị tàn phá tại nhiều vùng,

mà còn làm ảnh hưởng đến chế độ khí hậu toàn cầu. Sự khủng hoảng về môi trường toàn

cầu hiện nay có thể nói là đã bị che lấp hay bị ngụy trang bằng những phúc lợi trước mắt

có được từ sự phát triển kinh tế. Có lẽ đa số chúng ta quanh năm đang phải lo nghĩ đến

cuộc sống hàng ngày mà ít chú ý đến những gì đang xẩy ra về vấn đề môi trường. Thực

ra, chúng ta đang dồn Trái đất, ngôi nhà chung của chúng ta, đến những giới hạn chịu

đựng cuối cùng của nó, đồng thời, đang đưa chúng ta đến tương lai không sáng sủa. Để

cứu lấy Trái đất, cứu lấy bản thân chúng ta, chúng ta phải xem xét lại một cách nghiêm

túc cách thức mà chúng ta đã phát triển trong thời gian qua, rút những kinh nghiệm thất

bại và thành công để xây dựng một cuộc sống tốt đẹp hơn và bền vững cho bản thân

chúng ta và cho các thế hệ mai sau.

Hình 1.2. Diện tích rừng ngày càng bị thu hẹp.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

1.1.2. Thách thức đối với ngành công nghiệp ô tô

Chất lượng không khí hiện nay trên thế giới bị ô nhiễm đến mức báo động, mà trong

đó khí thải của động cơ đốt trong chính là các tác nhân chủ yếu gây nên ô nhiễm không

khí. Không khí gọi là ô nhiễm khi thành phần của nó bị thay đổi hay khi có hiện diện của

những chất lạ gây ra những tác hại mà khoa học chứng minh được hay gây ra sự khó chịu

đối với con người.

1.2. Tác hại của khí xả động cơ ô tô, xe máy

1.2.1. Khí thải ô tô

Khí thải ô tô là khái niệm nói chung về các khí thoát ra từ chiếc xe ô tô như khí lọt,

khí nhiên liệu bay hơi và khí xả. Vậy chúng là những chất hóa học gì? Khí thải ô tô chứa

những chất độc như CO, NOx, HC,… không những có hại cho môi trường mà còn có hại

đến sức khỏe con người. Ngoài những chất khí độc này, thì đối với động cơ diesel còn có

những hạt cacbon siêu mịn, có thể thẩm thấu sâu vào trong phổi nếu như chúng ta hít vào.

- Khí thải ô tô là khái niệm nói về các khí thoát ra từ ô tô như khí lọt, nhiên liệu bay hơi

và khí xả.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

1.2.2. Khí CO

- Trong quá trình đốt cháy do oxi không đủ sẽ tạo ra muội than-một dạng cacbon vô định,

chính cacbon này tác dụng với O2 thiếu tạo ra CO:

2C + O2 → 2CO

- Khi một người hít phải khí CO vào phổi, khí CO sẽ vào máu kết hợp với sắc tố hồng

cầu (hemoglobin), tạo ra chất carboxyhemoglobin (HbCO), đẩy dưỡng khí là khí oxi ra

khỏi hồng cầu. Do khí CO có ái lực mạnh gấp 200 lần so với O2 trong sắc tố hồng cầu,

nên khí O2 bị loại hết ra ngoài, dẫn tới cơ thể bị thiếu O2 gây chết ngạt rất nhanh.

1.2.3. Khí HC

HC được sinh ra trong quá trình đốt cháy không hoàn toàn, cũng như CO. Ngoài ra

HC còn sinh ra trong các trường hợp sau: Khi nhiệt độ ở khu vực dập lửa thấp, chưa đạt

tới nhiệt độ bốc cháy. Khí nạp thổi qua trong thời gian lặp của xupap. Hỗn hợp không

khí-nhiên liệu càng giàu, càng sinh ra nhiều HC. Hỗn hợp càng nghèo, càng ít sinh ra HC.

Lượng HC sinh ra càng trở nên lớn hơn khi hỗn hợp không khí-nhiên liệu quá nghèo, vì

nó không cháy được. Các loại động cơ xăng dầu sẽ sản sinh ra lượng khí hydrocarbons

lớn hơn so với các loại động cơ diesel tương đương.

Theo các nghiên cứu y khoa, trong HC có chứa benzen, benzen được phát hiện gây

cản trở quá trình sản xuất máu và gây ra bệnh thiếu máu. Ngoài ra, benzen còn được coi là

một trong những nguyên nhân gây ung thư và còn có thể gây ra bệnh bạch cầu. Một số

loại khí trong hỗn hợp hydrocarbons còn có thể kết hợp với khí NOx để tạo ra khí ozone,

gây ra các bệnh về đường hô hấp, phổi…

1.2.4. Khí NOx

NOx được sinh ra do nitơ và oxi trong hỗn hợp không khí-nhiên liệu, khi nhiệt độ của

buồng đốt tăng cao trên 1800oC. Nhiệt độ của buồng đốt càng cao, lượng NOx sản ra

càng nhiều. Khi hỗn hợp không khí-nhiên liệu nghèo, NOx sinh ra nhiều hơn vì tỷ lệ oxi

trong hỗn hợp không khí-nhiên liệu cao hơn. Như vậy, lượng NOx được sinh ra tuỳ theo

hai yếu tố: Nhiệt độ cháy và hàm lượng O2.

N2 + O2 → Nox (NO2, N2, N2O,…)

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

Hỗn hợp khí NOx có tác hại xấu đến sức khỏe con người, đặc biệt là những người có

tiền sử về bệnh hô hấp. Ngoài ra, hỗn hợp khí NOx cũng kết hợp với một số chất khác

trong không khí tạo ra khí ozone và các loại tạp chất dạng hạt. Khí NOx cũng được biết

đến với nguyên nhân gây ra mưa axit gây hại cho cây cối và đất đai.

1.3. Xu hướng phát triển của ô tô – xe máy hybrid trong tương lai

Sự phát triển các phương tiện giao thông ở các khu vực trên thế giới nói chung không

giống nhau, mỗi nước có một quy định riêng về khí thải, nhưng đều có xu hướng là từng

bước cải tiến cũng như chế tạo ra loại ôtô mà mức ô nhiễm là thấp nhất và giảm tối thiểu

sự tiêu hao nhiên liệu. Điều đó càng cấp thiết khi mà nguồn tài nguyên dầu mỏ ngày càng

cạn kiệt dẫn đến giá dầu tăng cao mà nguồn thu nhập của người dân lại tăng không đáng

kể.

Các xe chạy bằng Diesel, xăng hoặc các nhiên liệu khác đều đang tràn ngập trên thị

trường gây ô nhiễm môi trường, làm cho bầu khí quyển ngày một xấu đi, hệ sinh thái thay đổi. Vì thế việc tìm ra phương án để giảm tối thiểu lượng khí gây ô nhiễm môi trường là

một vấn đề cần được quan tâm nhất hiện nay của ngành ô tô nói riêng và mọi người nói

chung.

Ô tô sạch không gây ô nhiễm (zero emission) là mục tiêu hướng tới của các nhà

nghiên cứu và chế tạo ôtô ngày nay. Có nhiều giải pháp đã được công bố trong những

năm gần đây, như: hoàn thiện quá trình cháy của động cơ, sử dụng các loại nhiên liệu

không truyền thống cho ôtô như LPG, khí thiên nhiên, methanol, biodiesel, điện, pile

nhiên liệu, năng lượng mặt trời, ôtô lai (hybrid)... Phạm vi bài viết này chỉ bàn về ôtô

hybrid.

Xuất hiện từ đầu những năm 1990 và cho đến nay, ôtô hybrid đã luôn được nghiên cứu và phát triển như là một giải pháp hiệu quả về tính kinh tế và môi trường. Có thể nói,

công nghệ hybrid là chìa khoá mở cánh cửa tiến vào kỷ nguyên mới của những chiếc ô tô, đó là ô tô không gây ô nhiễm môi trường hay còn gọi là ô tô sinh thái.

Với các ưu điểm nổi bật như đã nêu, ôtô hybrid đang được sự quan tâm nghiên cứu và chế tạo của rất nhiều nhà khoa học và hãng sản xuất ôtô trên thế giới. Ngày càng có nhiều

mẫu ôtô hybrid xuất hiện trên thị trường và càng có nhiều người tiêu dùng sử dụng loại ô

tô này. Ôtô sử dụng Hydrogen, ôtô điện, ôtô pin mặt trời... cho đến nay đều tồn tại một số

nhược điểm nhất định, không dễ thực hiện với thực trạng như đất nước ta. Trong bối cảnh đó thì ôtô hybrid nhiệt điện (kết hợp giữa động cơ đốt trong và động cơ điện) được coi là

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

phù hợp nhất trong giai đoạn đón đầu về xu thế phát triển ôtô sạch, nhằm đáp ứng tính

Hình 1.3. Toyota Prius Plug-In Hybrid (Trái) và xe tay ga Honda PCX Hybrid (Phải).

khắt khe môi trường đô thị, tính nguy cơ cạn kiệt nhiên liệu.

Tuy nhiên chúng ta chỉ có thể sử dụng những loại xe hybrid nhiệt điện hoạt động trong

phạm vi các thành phố, các khu du lịch và có thể vận hành trên các loại đường dài hàng

trăm kilômet tương đối bằng phẳng... Chứ không thể sử dụng ô tô hybrid nhiệt điện thay

hẳn các loại ôtô khác vì tính công nghệ lai còn nhiều hạn chế, mà cái khó nhất của vấn đề

này là nguồn dự trữ năng lượng điện để cấp cho động cơ điện, vì nếu dùng bình ăcquy thông thường thì số lượng bình rất nhiều.

Trong phạm vi bài viết này chỉ bàn về dòng ôtô hybrid nhiệt điện (kết hợp giữa động

cơ đốt trong và động cơ điện) là loại ôtô hybrid thông dụng nhất hiện nay.

1.3.1. Xe Hybrid tại Việt Nam

Có thể nói, thị trường ô tô Việt Nam vẫn có sự tham gia của các dòng xe Hybrid, tuy

nhiên số lượng vô cùng ít ỏi. Xe Hybrid tại Việt Nam cũng không nằm trong diện ưu đãi

để có thể thu hút được khách hàng. Một vài cái tên như Lexus RX 450h, Lexus LS600h,

Mercedes-Benz S400 Hybrid, Toyota Prius hay Toyota Camry phiên bản Hybrid nhập

Mỹ... đã tham gia thị trường ô tô Việt từ nhiều năm trước nhưng đến giờ gần như đã lu

mờ.

Tại Việt Nam, với mô hình giao thông hỗn hợp, các mẫu xe Hybrid đều có thể đảm

đương được nhiệm vụ và giúp chủ nhân tiết kiệm một khoản tiền không nhỏ về nhiên liệu.

Khi chạy tốc độ thấp, động cơ điện với công suất không cao, nhưng vẫn có thể thoải mái

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

di chuyển, giảm tiêu hao nhiên liệu và khí thải. Tuy nhiên, chi phí bảo dưỡng động cơ

điện và pin lại là điều khiến khách hàng Việt còn e ngại.

1.3.2. Giới thiệu xe gắn máy hybrid LPG – Điện

Xe gắn máy hybrid LPG – Điện là sự kết hợp lắp đặt một động cơ điện lên một

chiếc xe gắn máy sử dụng động cơ nhiệt truyền thống. Đồng thời thay đổi từ sử dụng

nhiên liệu xăng sang sử dụng nhiên liệu khí hóa lỏng LPG.

Khi hoạt động ở chế độ động cơ điện, xe vừa có khả năng vận hành êm ái không gây

ra tiếng ồn lại giúp tiết kiệm nhiên liệu. Khi sử dụng ở chế độ động cơ nhiệt, việc sử dụng

nhiên liệu khí hóa lỏng LPG giúp giảm thiểu lượng khí thải độc hại ra môi trường. Ngoài

ra, việc kết hợp hoạt động cùng lúc động cơ điện và động cơ nhiệt giúp cho việc tăng tốc,

vượt dốc và kéo tải dễ dàng hơn.

Có thể nói rằng xe gắn máy hybrid sẽ là xu hướng phát triển mạnh của xe máy trong

tương lai không xa. Ưu, nhược điểm của xe hybrid LPG – Điện so với xe sử dụng nhiên

liệu xăng ban đầu.

a. Ưu điểm

- Ưu điểm đầu tiên của xe hybrid không thể không nhắc đến là thân thiện với môi

trường. Xe hybrid LPG – Điện không phát thải ô nhiễm khi chạy bằng điện, khi

chạy bằng LPG thì mức độ phát thải ô nhiễm của nó tối đa bằng 20% mức độ phát

thải của xe chạy bằng xăng cùng cỡ.

- Ưu điểm thứ hai của xe hybrid LPG – Điện là tiết kiệm nhiên liệu. Tiết kiệm nhiên

liệu cũng đồng nghĩa với việc tiết kiệm khoản chi phí cho xăng dầu, đặc biệt đối với

người thường xuyên sử dụng xe để đi làm hàng ngày.

- Xe gắn máy hybrid LPG – Điện là giải pháp phù hợp với nước ta về phương diện

bảo vệ môi trường và an ninh năng lượng. Việc đầu tư sản xuất loại xe này sẽ tạo ra

sản phẩm công nghiệp đặc thù của Việt Nam và hứa hẹn một thị trường tiêu thụ rộng

lớn trên thế giới.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

b. Nhược điểm

- Nhược điểm thứ nhất của những chiếc xe hybrid là giá ban đầu thường cao. Mặc dù

người lái có thể tiết kiệm nhiên liệu nhưng giá mua của một chiếc hybrid thường cao

hơn một chiếc xe truyền thống, một phần do công nghệ của nó, những lợi ích về tiết

kiệm nhiên liệu và được bán ra như một chiếc xe thân thiện với môi trường.

- Nhược điểm thứ hai của xe hybrid LPG – Điện là chi phí bảo dưỡng cao, phứt tạp và

cần phải mang chiếc xe hybrid của mình vào hãng để bảo dưỡng.

- Lượng lưu trữ nhiên liệu LPG không nhiều như việc lưu trữ xăng, dầu.

c. Kết luận

Xe hybrid nói chung và xe gắn máy hybrid nói riêng là phương tiện không còn xa lạ

gì đối với các nước phát triển, tuy nhiên đối với đa phần người tiêu dùng phổ thông Việt

Nam thì đây vẫn còn là một điều khá mới. Chính vì vậy, việc đẩy mạnh các hoạt động

nghiên cứu phát triển ô tô, xe gắn máy hybrid là thực sự cần thiết để phục vụ cho nhu cầu

đi lại trong tương lai. Bên cạnh đó nên có các chính sách hỗ trợ nhằm khuyến khích các

doanh nghiệp đầu tư trong lĩnh vực này. Xe hybrid thực sự mang lại những lợi ích to lớn,

vừa giảm thiểu ô nhiễm môi trường, vừa tiết kiệm nhiên liệu. Đó là tất cả những gì mà các

nhà sản xuất xe ô tô, xe máy cũng như các nước thế giới đang hướng đến.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẢI TẠO XE GẮN MÁY

HONDA CUB THÀNH XE GẮN MÁY HYBRID

2.1. Thiết kế cải tạo xe gắn máy có sẵn thành xe gắn máy hybrid

2.1.1. Phân tích lưa chọn xe gắn máy để cải tạo

Theo phương án phối hợp công suất động cơ điện và động cơ nhiệt trên đây thì xe

gắn máy không cần động cơ công suất lớn. Trong khi điều kiện kinh tế làm đề tài còn eo

hẹp, và yêu cầu xe gắn máy phải có kết cấu nhỏ gọn, trọng lượng xe không quá lớn. Trên

cơ sở lý luận này chúng tôi chọn xe gắn máy Honda có động cơ công suất nhỏ đang sử

dụng hiện nay. Trên cơ sở lý luận này chúng tôi chọn xe gắn máy Honda Cub 50 (hình

2.1) với động cơ có dung tích xi lanh 50cc. Động cơ này sử dụng bộ chế hòa khí để tạo

hỗn hợp, hộp số 3 cấp, bình xăng dung tích 3 lít, và danh tiếng của Honda luôn đảm bảo

sự cân bằng hoàn hảo giữa khả năng vận hành êm ái và hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu.

Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật của xe Cub 50

Thông số kỹ thuật của xe Cub 50 được thể hiện trong bảng 2.1.

Giá trị Đợn vị Đặt điểm

Động cơ xăng 4 kỳ, 1 xilanh Loại

Dung tích xilanh 49 cc

Đường kính xilanh D 39 mm

Hành trình piston 41.1 mm

Tỷ số nén 10.1

Công suất tối đa 2.9/7000 HP/rpm

Mô mên cực đại 4.7/4500 Nm/rpm

Chiều cao 960 mm

Chiều rộng 660 mm

Chiều dài 1775 mm

Độ cao yên xe 660 mm

Trọng lượng 85 kg

Hình 2.1. Xe gắn máy Honda Cub 50 với động cơ có dung tích xilanh 50cc

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

2.1.2. Phân tích các phương án lắp đặt động cơ nhiệt và động cơ điện

Cải tạo xe gắn máy và lắp đặt các động cơ được thực hiện theo nguyên tắc giảm tối

đa sự thay đổi kết cấu, tránh làm giảm độ cứng vững ban đầu của khung xe, và giảm được

Hình 2.2. Động cơ nhiệt gắn trên xe

giá thành cải tạo xe gắn máy hybrid điện- LPG.

Lắp đặt động cơ nhiệt: Động cơ nhiệt và hệ thống điều khiển động cơ nhiệt được giữ

nguyên như xe gắn máy trước khi cải tạo (hình 2.2). Hệ thống truyền động tuy có cải tạo

để đảm bảo kết hợp được công suất của động cơ nhiệt và động cơ điện nhưng vị trí và

kích thước không thay đổi nhiều. Công suất động cơ nhiệt được truyền qua bánh sau,

thông qua cơ cấu đai truyền động bằng ly hợp nồi. Điều này giúp đơn giản hóa tối đa

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

công nghệ chuyển đổi cũng như giá thành của xe sau khi chuyển đổi thành xe hybrid. Bên

cạnh đó ta cần gia công thêm 1 số vị trí khác như vị trí gá bình điện, bình nhiên liệu, phụ

kiện cung cấp LPG, họng hút nhiên liệu lắp đặt thêm vào đường nạp của xe…

Vấn đề hình thành ở đây là làm thế nào để bố trí động cơ điện lên trên khung sườn

của xe gắn máy có sẵn mà ít làm thay đổi kết cấu của xe, đảm bảo khả năng vận hành

cũng như tính thẩm mỹ của xe sau khi cải tạo.

Có 3 cách bố trí động cơ điện trên xe gắn máy hình 2.3:

- 1 động cơ điện đặt ở bánh xe trước

- 1 động cơ điện đặt ở bánh xe sau

Hình 2.3. Các phương án bố trí động cơ điện a. Động cơ điện đặt ở bánh xe trước; b. Động cơ điện đặt ở bánh xe sau; c. Động cơ điện đặt ở cả 2 bánh

- Bố trí 2 động cơ điện ở cả 2 bánh

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

a. Một động cơ điện phía trước, một động cơ điện phía sau

Ưu điểm: Tăng công suất cũng như khả năng cơ động của xe khi xe chạy ở chế độ

động cơ điện. Đảm bảo độ cân bằng cho xe.

Nhược điểm: Phải cải tạo lại cả phần càng trước và phần bánh sau của xe để lắp đặt

bánh xe điện. Cần hai bộ điều khiển động cơ điện dẫn đến khó khăn khi chia tín hiệu điều

khiển từ tay ga. Động cơ điện lắp đặt bánh sau gây khó khăn cho việc lắp đặt cơ cấu

truyền động xích của động cơ nhiệt.

b. Một động cơ điện phía sau

Ưu điểm: Giữ được cảm giác lái và tính ổn định ban đầu của xe.

Nhược điểm: Động cơ điện đặt phía sau nên gây khó khăn cho việc bố trí và lắp đặt

cơ cấu truyền động xích. Dẫn đến khó có thể kết hợp được công suất của động cơ điện và

động cơ nhiệt.

c. Một động cơ điện đặt phía trước

Ưu điểm: Tránh được các nhược điểm của phương án đặt một động cơ điện phía sau.

Dễ dàng kết hợp thực hiện cải tạo lại truyền động xích để kết hợp công suất hai động cơ

(sẽ được trình bày ở phần sau) cũng như tách riêng từng chế độ làm việc của mỗi động cơ

và nạp điện lại cho ắc quy. Tăng tính cơ động của xe. Tối thiểu được sự thay đổi kết cấu

khung xe gây mất tính bền ban đầu.

Nhược điểm: Có thể gây mất tính ổn định lái. Do là bánh xe điện nên kích thước của

bánh xe trước và bánh xe sau không giống nhau làm mất sự cân đối ban đầu của xe.

Qua việc phân tích trên, chúng tôi nhận thấy phương án đặt một động cơ điện phía

trước là đáp ứng được hầu hết các yêu cầu đưa ra là kết hợp được công suất hai động cơ

và giảm tối đa sự thay đổi kết cấu của xe trước cải tạo. Vì vậy, chúng tôi lựa chọn phương

án lắp đặt một động cơ điện phía trước để tiến hành thiết kế và cải tạo xe mô tô hybrid.

Đối với phương án bố trí động cơ điện phía trước, ta tiến hành cải tạo lại chắn ba

trước để lắp được động cơ điện. Động cơ điện sẽ dẫn động bánh xe trước của xe gắn máy

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

hybrid. Để có thể lắp đặt cụm động cơ điện lên xe gắn máy, phuộc trước của xe được cải

tạo, cắt bỏ cơ cấu lắp đặt bánh xe cũ và giảm chấn.

2.2. Thiết kế bố trí hệ thống truyền động điện cho xe gắn máy hybrid

2.2.1. Thời điểm phối hợp công suất

a. Chỉ sử dụng motor điện ở tốc độ chậm

Khi ô tô bắt đầu khởi hành, motor điện sẽ hoạt động cung cấp công suất giúp xe

chuyển động và tiếp tục tăng dần lên với tốc độ khoảng 25 mph (1,5 km/h) trước khi động

cơ xăng tự khởi động. Để tăng tốc nhanh từ điểm dừng, động cơ xăng phải khởi động

ngay lập tức mới có thể cung cấp công suất tối đa. Ngoài ra, motor điện và động cơ xăng

cũng hỗ trợ cho nhau khi điều kiện lái yêu cầu nhiều công suất, như khi leo dốc, leo núi

hoặc vượt qua xe khác. Do motor điện được sử dụng nhiều ở tốc độ thấp, nên loại này có

khả năng tiết kiệm nhiên liệu khi lái ở đường phố hơn là khi đi trên đường cao tốc. Toyota

Prius và Ford Escape Hybrid là hai dòng điển hình thuộc loại này.

b. Phối hợp khi cần công suất cao

Motor điện hỗ trợ động cơ xăng chỉ khi điều kiện lái yêu cầu nhiều công suất, như

trong quá trình tăng tốc nhanh từ điểm dừng, khi leo dốc hoặc vượt qua xe khác, còn

trong điều kiện bình thường xe vẫn chạy bằng động cơ xăng. Do đó, những chiếc hybrid

loại này tiết kiệm nhiên liệu hơn khi đi trên đường cao tốc vì đó là khi động cơ xăng ít bị

gánh nặng nhất. Điển hình là Honda Civic Hybrid và Honda Insight thuộc loại thứ hai.

Cả hai loại này đều lấy công suất từ ắc-quy khi motor điện được sử dụng và đương

nhiên nó sẽ làm yếu công suất của ắc-quy. Tuy nhiên, một chiếc xe hybrid không cần phải

cắm vào một nguồn điện để sạc bởi vì nó có khả năng tự sạc.

2.2.2. Phân tích, lựa chọn phương án phối hợp công suất

a. Kiểu nối tiếp

Động cơ điện truyền lực đến các bánh xe chủ động, công việc duy nhất của động cơ

nhiệt là sẽ kéo máy phát điện để phát sinh ra điện năng nạp cho ắc-quy hoặc cung cấp cho

động cơ điện.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

Dòng điện sinh ra chia làm hai phần, một để nạp ắc-quy và một sẽ dùng chạy động cơ

điện. Động cơ điện ở đây còn có vai trò như một máy phát điện (tái sinh năng lượng) khi

xe xuống dốc và thực hiện quá trình phanh hình 2.4.

Ưu điểm: Động cơ đốt trong sẽ không khi nào hoạt động ở chế độ không tải nên giảm

được ô nhiễm môi trường, động cơ đốt trong có thể chọn ở chế độ hoạt động tối ưu, phù

hợp với các loại ôtô. Mặt khác động cơ nhiệt chỉ hoạt động nếu xe chạy đường dài quá

Hình 2.4. Hệ thống hybrid nối tiếp

quãng đường đã quy định dùng cho ắc quy. Sơ đồ này có thể không cần hộp số.

Nhược điểm: Tuy nhiên, tổ hợp ghép nối tiếp còn tồn tại những nhược điểm như: Kích

thước và dung tích ắc-quy lớn hơn so với tổ hợp ghép song song, động cơ đốt trong luôn

Hình 2.5. Sơ đồ truyền động hệ thống hybrid nối tiếp

làm việc ở chế độ nặng nhọc để cung cấp nguồn điện cho ắc-quy nên dễ bị quá tải.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

b. Kiểu song song

Dòng năng lượng truyền tới bánh xe chủ động đi song song. Cả động cơ nhiệt và

motor điện cùng truyền lực tới trục bánh xe chủ động với mức độ tùy theo các điều kiện

hoạt động khác nhau. Ở hệ thống này động cơ nhiệt đóng vai trò là nguồn năng lượng

truyền moment chính còn motor điện chỉ đóng vai trò trợ giúp khi tăng tốc hoặc vượt dốc.

Hình 2.6. Hệ thống hybrid song song

hình 2.6.

Kiểu này không cần dùng máy phát điện riêng do động cơ điện có tính năng giao hoán

lưỡng dụng sẽ làm nhiệm vụ nạp điện cho ắc-quy trong các chế độ hoạt động bình

thường, ít tổn thất cho các cơ cấu truyền động trung gian, nó có thể khởi động động cơ

đốt trong và dùng như một máy phát điện để nạp điện cho ắc-quy.

Ưu điểm: Công suất của ôtô sẽ mạnh hơn do sử dụng cả hai nguồn năng lượng, mức

độ hoạt động của động cơ điện ít hơn động cơ nhiệt nên dung lượng bình ắc-quy nhỏ và

gọn nhẹ, trọng lượng bản thân của xe nhẹ hơn so với kiểu ghép nối tiếp và hỗn hợp.

Hình 2.7. Sơ đồ truyền động hệ thống hybrid song song

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

Nhược điểm: Động cơ điện cũng như bộ phận điều khiển motor điện có kết cấu phức

tạp, giá thành đắt và động cơ nhiệt phải thiết kế công suất lớn hơn kiểu lai nối tiếp. Tính ô

nhiễm môi trường cũng như tính kinh tế nhiên liệu không cao.

c. Kiểu hỗn hợp

Hệ thống này kết hợp cả hai hệ thống nối tiếp và song song nhằm tận dụng tối đa

các lợi ích được sinh ra. Hệ thống lai nối tiếp này có một bộ phận gọi là "thiết bị phân

chia công suất" chuyển giao một tỷ lệ biến đổi liên tục công suất của động cơ nhiệt và

Hình 2.8. Hệ thống hybrid hỗn hợp

động cơ điện đến các bánh xe chủ động hình 2.8.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

Tuy nhiên việc thiết kế bộ kết bộ chia và kết hợp công suất khá phức tạp, khó bố trí

trên xe gắn máy và làm thay đổi hình dáng ban đầu của xe đáng để. vậy nên hệ thống này

Hình 2.9. Sơ đồ truyền động hệ thống hybrid hỗn hợp

thường được áp dụng trên ô tô hybrid thay vì áp dụng trên xe gắn máy hybrid.

d. Kết luận

Sau khi xem xét cả 3 phương pháp phối hợp công suất, căn cứ vào các tiêu chí về

kĩ thuật như: Công suất đạt yêu cầu, gọn nhẹ. Và yêu cầu tính khả thi về kinh tế, nhận

thấy phương pháp phối hợp công suất theo kiểu song song là hợp lý nhất vì:

- Phù hợp với mục đích là cải tạo lại dựa trên xe máy có động cơ nhiệt nên không thay

đổi nhiều về kết cấu, về mặt cấu trúc hình dáng tổng thể chiếc xe gần như giữ

nguyên nên giảm bớt chi phí thiết kế xe.

- Có thể tận dụng hầu hết chiếc xe động cơ nhiệt nên giảm kinh phí, và giữ nguyên

được công suất động cơ nhiệt ban đầu, kết cấu đơn giản.

- Có thể khắc phục và nghiên cứu thêm về hệ thống điều khiển để giảm bớt độ phức

tạp của xe trong lúc hoạt động.

- Dễ dàng lắp đặt và bố trí hệ thống điện, không gây phức tạp hệ thống dẫn động.

- Giữ nguyên được kết cấu và hình dáng xe.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

Vì vậy trong đề tài này đã sử dụng động cơ điện bố trí ở phía trước xe, bánh xe phía

sau được giữ nguyên vị trí ban đầu chỉ cải tạo lại bộ phận truyền lực giữa bánh xe sau và

động cơ.

Nguyên lý hoạt động:

- Ở chế độ sử dụng động cơ nhiệt: Động cơ nhiệt hoạt động dẫn động bánh sau khiến

chiếc xe hoạt động như bình thường. Giúp xe có thể hoạt động trên quãng đường dài

với nhiên liệu LPG.

- Ở chế độ hoạt động với động cơ điện: Động cơ điện phía trước xe hoạt động sẽ kéo

toàn bộ chiếc xe, động cơ nhiệt lúc này hoàn toàn không hoạt động nữa, nên để tránh

mất mát công suất do sự dẫn động ngược từ bánh xe sau vào động cơ, lúc này ly hợp

sẽ cắt truyền động từ bánh sau với động cơ nhiệt.

- Phối hợp sử dụng cả 2 động cơ khi lên dốc hoặc cần công suất lớn: Hai động cơ sẽ

hoạt động song song nhau.

2.3. Tính toán động học xe gắn máy hybrid

2.3.1. Xác định động cơ điện

Xe gắn máy hybrid tính toán thiết kế có thể chở được 2 người với khối lượng tổng

cộng ước tính khoảng 240kg với vận tốc tối đa là 50km/h.

Công suất cần thiết của động cơ dùng để tạo ra lực kéo thắng được lực cản tổng

cộng được thể hiện bằng phương trình cân bằng lực như sau, Theo tài liệu [4]:

(2.1) FK = FL + FD + FG + FQ

Trong đó: FK – Lực kéo [N]

FL – Lực cản lăn [N]

FD – Lực cản lên dốc [N]

FG – Lực cản gió [N]

FQ – Lực quán tính khi tăng tốc [N]

Lực cản lăn được tính: FL = f.G với f là hệ số cản lăn, xét trên đường nhựa tốt

f= 0,02; G = m.g = 2400(N) là tổng trọng tải của xe. Do đó, lực cản lên dốc:

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

FL = 0,02.2400 = 48(N).

Lực cản lên dốc được tính: FD = G.sinα với sinα là độ dốc của mặt đường, giả sử độ

dốc là 10% (sinα = 0,1), ta có:

FD = 2400.0,1 = 240(N).

Lực cản gió được tính: FG = k.S.v2 với k là hệ số cản không khí, S là diện tích cản

chính diện và v là vận tốc của xe. Đối với xe gắn máy: k= 0,4 ÷ 0,5(Ns2/m4) và

S= 0,4 ÷ 0,6(m2). Chọn k= 0,4(Ns2/m4), S= 0,4(m2) và vận tốc xe được chọn v= 50(km/h)

= 13,89(m/s) ta có

FG= 0,4.0,4.13,892 = 30,86(N).

Lực quán tính được tính: Q= m.a với m là khối lượng toàn bộ và a là gia tốc của xe.

Chọn gia tốc a = 1(m/s2) ta có

FQ= 240.1 = 240(N).

Từ những tính toán trên, thay các giá trị tính được vào biểu thức (2.1) ta được:

FK = 48 + 240 + 30,86 + 240 = 558,86(N).

Đó là trường hợp cực đoan của công suất. Trong thực tế 4 lực cản này thường không

xảy ra cùng lúc. Chẳng hạn, khi xe lên dốc chạy đều và vận tốc nhỏ, có thể bỏ qua lực

quán tính và lực cản gió, hoặc khi xe đang chạy ở tốc độ tối đa thì xem như không tồn tại

lực cản lên dốc và lực quán tính.

Như vậy, lực cần thiết của động cơ ở hai trường hợp này được tính lại là:

FKD = FL + FD = 48 + 240 = 288(N)

FKG = FL + FG = 48 + 30,86 = 78,86(N)

Cả hai trường hợp này đều có lực cản chung nhỏ hơn trường hợp tổng quát và phù

hợp với chế độ hoạt động thực tế của xe. Trường xe chạy ở tốc độ tối đa được xem là sử

dụng hết công suất của động cơ điện. Trường hợp xe leo dốc tuy lực cản có lớn hơn

nhưng nếu xe chạy với vận tốc rất bé thì công suất phụ tải cũng sẽ bé hơn trường hợp xe

chạy ở tốc độ tối đa. Vì vậy ta có thể chọn trường hợp xe chạy ở tốc độ tối đa để xác định

cân bằng công suất cho động cơ, khi đó FKG = 78,86(N) và vận tốc của xe v = 13,89(m/s).

Ta có công suất cản của xe lúc này là:

PKG = FKG.v = 78,86.13,89 = 1095,36(W). (2.2)

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

Đây là công cản của xe, công suất cần thiết của động cơ để cân bằng với công cản

của xe trong trường hợp này là: PK = PKG/ɳ với ɳ là hiệu suất của hệ thống truyền lực,

chọn sơ bộ ɳ = 0,95, ta được:

PK = 1095,36/0,95 ≈ 1153 (W).

Vì vậy, để đảm bảo xe gắn máy đạt được các thông số thiết kế, ta chọn động cơ

điện có thông số như sau:

Bảng 2.2 Thông số động cơ điện được chọn.

Điện áp 48V

Công suất cực đại 1200W

Số vòng quay ứng với công suất cực đại 800vòng/phút

Mô men xoắn cực đại 90N.m

Hiệu suất 86%

Động cơ điện sử dụng là loại động cơ một chiều không chổi than Brushless DC

Hình 2.10. Loại động cơ điện BLDC gắn trực tiếp trên vành bánh xe.

(BLDC) như hình 2.10.

Động cơ một chiều (ĐCMC) thông thường có hiệu suất cao và các đặc tính của

chúng thích hợp với các truyền động servo. Tuy nhiên, hạn chế duy nhất là trong cấu tạo

của chúng cần có cổ góp và chổi than, những thứ dễ bị mòn và yêu cầu bảo trì, bảo dưỡng

thường xuyên. Để khắc phục nhược điểm này người ta chế tạo loại động cơ không cần

bảo dưỡng bằng cách thay thế chức năng của cổ góp và chổi than bởi cách chuyển mạch

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

sử dụng thiết bị bán dẫn (chẳng hạn như biến tần sử dụng transitor công suất chuyển mạch

theo vị trí rotor). Những động cơ này được biết đến như là động cơ đồng bộ kích thích

bằng nam châm vĩnh cửu hay còn gọi là động cơ một chiều không chổi than BLDC

(Brushless DC Motor). Do không có cổ góp và chổi than nên động cơ này khắc phục được

hầu hết các nhược điểm của động cơ một chiều có vành góp thông thường.

2.3.2. Tính chọn ắc quy cho động cơ điện

a. Công dụng

Trong hệ thống điện ôtô, máy kéo thì ắc quy là nguồn năng lượng phụ để:

Cung cấp năng lượng cho máy khởi động khi khởi động động cơ.

Cung cấp năng lượng cho tất cả các phụ tải khác khi động cơ không làm việc

hoặc làm việc ở số vòng quay nhỏ.

Nếu phụ tải mạch ngoài lớn hơn công suất của máy phát thì ắc quy sẽ cùng

máy phát cung cấp cho các phụ tải.

b. Yêu cầu

Các ắc quy dùng trên xe điện phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Có điện dung lớn và khối lượng, kích thước tương đối bé.

Có điện thế ổn định, hiện tượng tự phóng điện không đáng kể.

Làm việc tin cậy khi nhiệt độ môi trường thay đổi trong phạm vi rộng.

Phục hồi nhanh chóng điện dung khi được nạp trong các điều kiện sử dụng

khác nhau.

Đơn giản trong bảo quản và sửa chữa.

Có độ bền cơ học cao, chịu được rung sóc, thời gian phục vụ lớn, giá thành rẻ.

c. Tính dung lượng ắc quy

Ta có dung lượng ắc quy được tính như sau:

𝑡.𝑃𝑘đ 𝑈.𝑛

Q = [Ah]

Trong đó:

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

Pkđ [W] : Công suất máy khởi động, Pkđ = Nkđ = 800 [W].

U [V] : Hiệu điện thế ắc quy, U = 48 [V].

Q [Ah] : Dung lượng ắc quy dùng trong xe điện.

t : Thời gian cung cấp điện cho động cơ, trong trường hợp này ta chọn 1h30 phút.

n : Hệ số năng suất bộ kích điện, thường là 0,7 hoặc 0,8 nên ta chọn 0,8.

Thay các giá trị vào biểu thức ta được:

1,5.800 Q = = 31,25 [Ah]. 48.0,8

Vì ắc quy nên sạc lại khi phần trăm còn lại là 20% thì sẽ đảm bảo tuổi thọ của ắc

quy tốt hơn nên ta có dung lượng của ắc quy được lựa chọn là:

Q = 31,25/0,8=39,06 [Ah].

Hình 2.11. Bình ắc quy SKY – E Battery

Vậy chọn ắc quy SKY-E 12V-12Ah hình 2.11.

Ta sử dụng 4 ắc quy mắc nối tiếp nhau để đảm bảo được dung lượng và điện áp

yêu cầu cho động cơ.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

Bảng 2.3 Thông số ắc quy

STT

Giá trị 12 V 12 Ah 180 mm 76 mm 167 mm 4,35 kg

Đặc điểm 1 Model 6-DZM-14 2 3 4 5 6 7 8 Điện áp Dung lượng Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Trọng lượng Nhà sản xuất: SKY-E

2.4. Thiết kế hệ thống điều khiển cho xe gắn máy hybrid

Nguyên lý hoạt động sơ đồ điều khiển

Theo sơ đồ trên, xe máy Hybrid sẽ hoạt động ở 4 chế độ theo sơ đồ hình 2.12:

- Xe hybrid chạy bằng động cơ điện

- Xe hybrid chạy bằng động cơ nhiệt

- Xe hybrid chạy bằng động cơ xăng kéo máy phát sạc lại ắc quy

- Xe hybrid chạy bằng động cơ xăng-điện

Chú ý:

- Dây chìa khóa xe điện nối với dương ắc quy thì động cơ điện được bật.

- Dây chìa khóa xe máy nối với mass thì xe máy bị tắt.

a. Xe hybrid chạy bằng động cơ điện

Khi ta chuyển cụm công tắc điều khiển xe sang chế độ 1:

Dây chìa khóa của xe máy nối với mass làm cho xe máy tắt, dây chìa khóa của xe

điện nối với dương ắc quy bật chế độ chạy xe điện. Dòng điện từ ắc quy qua bộ điều tốc,

từ đó bộ điều tốc nhận tín hiệu từ tay ga và tín hiệu từ các cảm biến vị trí roto cung cấp

dòng cho các cuộn dây đặt trên stato theo dúng thứ tự và làm cho roto quay. Toàn bộ công

suất động cơ điện được sử dụng để tạo sức kéo cho xe.

Hình 2.12. Sơ đồ điều khiển xe gắn máy hybrid

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

b. Xe hybrid chạy bằng động cơ nhiệt

Khi ta chuyển cụm công tắc điều khiển xe sang chế độ 2:

+ Dây chìa khóa của xe điện bị ngắt khỏi cực dương ắc quy làm cho động cơ điện bị

ngắt.

+ Dây chìa khóa của xe máy ngắt khỏi mass nên bật cho động cơ nhiệt hoạt động.

+ Xe chạy bằng động cơ nhiệt, toàn bộ công suất động cơ nhiệt được sử dụng để tạo

sức kéo cho xe.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

c. Xe hybrid chạy bằng động cơ LPG kéo máy phát sạc lại ắc quy

Khi ta chuyển cụm công tắc điều khiển xe sang chế độ 3:

Tương tự như trên động cơ điện bị ngắt, động cơ nhiệt bật, đầu ra của boot tăng áp

dc/dc nối với ắc quy nên bật chế độ sạc.

Khi đó động cơ điện chuyển sang chế độ máy phát, được kéo theo bởi động cơ nhiệt

sinh ra dòng điện ba pha ở đầu ra, sau đó qua cầu chỉnh lưu ba pha và được nén thành

dòng điện một chiều, dòng điện một chiều đầu ra có điện áp không ổn định khi tốc độ

máy phát không ổn định, nên chúng ta sử dụng một mạch tăng áp dc/dc (bộ tăng áp có thể

điều chỉnh điện áp đầu ra luôn ổn định ở 55 (V) và dòng điện sạc ổn định) để sạc cho ắc

quy.

d. Xe hybrid chạy bằng động cơ LPG-điện

Khi ta chuyển cụm công tắc điều khiển xe sang chế độ 1 và ngắt công tắc kết hợp

công suất.

Ở chế độ này, đầu dây chìa khóa của xe điện kết nối với dương ắc quy và dây chìa

khóa của xe máy ngắt khỏi mass cho nên động cơ điện và động cơ nhiệt đều được bật, từ

đó ta có thề kết hợp công suất của hai động cơ.

2.5. Nâng cao công suất và hiệu suất xe gắn máy hybrid

2.5.1. Mục đích, yêu cầu

Việc bố trí đặt các bộ phận trên xe máy hybrid là trên cơ sở cải tạo, lắp ráp những

sản phẩm, cụm chi tiết, bộ phận có sẵn trên thị trường để giảm giá thành chế tạo xe và giữ

được phần lớn các thiết kế ban đầu của xe mà xe vẫn có thể hoạt động dễ dàng được ở các

chế độ thiết kế nhằm nâng cao công suất và hiệu suất cho xe bao gồm:

Chế độ chạy bằng động cơ đốt trong: Sử dụng chủ yếu khi chạy đường trường. Lúc

này động cơ điện không hoạt động, chỉ có động cơ đốt trong kéo bánh sau hoạt động qua

bộ truyền xích như xe gắn máy thông thường. Lúc này, ta có thể tận dụng năng lượng của

động cơ điện sinh ra để nạp cho ắc quy.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

Chế độ chạy bằng động cơ điện: Sử dụng chủ yếu khi chạy trong thành phố. Lúc này

động cơ đốt trong không hoạt động, chỉ có động cơ điện ở bánh trước quay kéo xe chạy.

Chế độ kết hợp: Sử dụng cả động cơ điện và động cơ đốt trong để tăng khả năng

vượt dốc cho xe.

Với những yêu cầu cơ bản trên, nhóm thiết kế chúng tôi đã tận dụng tối đa không

gian trên xe máy nguyên bản kết hợp với việc thay đổi một số bộ phận để bố trí các chi

tiết trên xe máy hybrid.

2.5.2. Các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trên xe gắn máy hybrid

Bên cạnh việc giữ nguyên bộ sạc điện trên xe honda cub 50 với 1 bình điện 12V-

5Ah. Và bộ sạc điện bằng điện lưới của xe điện vào 4 bình ắc quy mắc nối tiếp 48(V). Ta

thiết kế cải tạo thêm hệ thống nạp điện vào ắc quy 48(V) tận dụng năng lượng khi xe

xuống dốc hay phanh.

2.5.2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ điện BLDC

Động cơ điện một chiều không chổi than kích từ bằng nam châm vĩnh cửu. Động cơ

một chiều không chổi than chính là sự kết hợp của động cơ xoay chiều đồng bộ kích từ

vĩnh cửu và bộ biến đổi điện tử chuyển mạch theo vị trí rotor hình 2.13.

Việc xác định vị trí rotor được thực hiện thông qua cảm biến vị trí, hầu hết các cảm

biến vị trí rotor là phần tử Hall, tuy nhiên cũng có một số động cơ sử dụng cảm biến

Hình 2.13. Sơ đồ khối động cơ điện BLDC

quang học.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

a. Stator

Stator của động cơ một chiều không chổi than chứa dây quấn phần ứng. Dây quấn

phần ứng ba pha có hai sơ đồ nối dây, đó là nối theo hình sao Y hoặc hình tam giác.

Stator của động cơ BLDC được cấu tạo từ lá thép kỹ thuật điện với các cuộn dây được đặt

trong các khe cắt xung quanh chu vi phía trong của stator.

b. Rotor

Rotor được gắn vào trục động cơ và trên bề mặt rotor có dán các thanh nam châm

vĩnh cửu. Số lượng đôi cực dao động từ 2 đến 8 với các cực Nam (S) và Bắc (N) xếp xen

Hình 2.14. Các dạng cấu tạo của rotor

kẽ nhau hình 2.14.

Hình 2.15. Động cơ BLDC cấu trúc nằm ngang

c. Cảm biến vị trí Hall sensor

Không giống như động cơ một chiều dùng chổi than, chuyển động của động cơ một

chiều không chổi than được điều khiển bằng điện tử. Tức là các cuộn dây của stator sẽ

được cấp điện nhờ sự chuyển mạch của các van bán dẫn công suất. Để động cơ làm việc,

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

cuộn dây của stator được cấp điện theo thứ tự. Tức là tại một thời điểm thì không ngẫu

nhiên cấp điện cho cuộn dây nào cả mà phụ thuộc vào vị trí của rotor động cơ ở đâu để

cấp điện cho đúng. Vì vậy điều quan trọng là cần phải biết vị trí của roto để tiến tới biết

được cuộn dây stator tiếp theo nào sẽ được cấp điện theo thứ tự cấp điện. Vị trí của rotor

được đo bằng các cảm biến sử dụng hiệu ứng Hall được đặt ẩn trong stator. Hầu hết tất cả

các động cơ một chiều không chổi than đều có cảm biến Hall dặt ẩn bên trong stato,ở

phần đuôi trục (trục phụ) của động cơ. Mỗi khi các cực nam châm của rotor đi qua khu

vực gần các cảm biến Hall,các cảm biến sẽ gửi ra tín hiệu cao hoặc thấp ứng với khi cực

Bắc hoặc cực Nam đi qua cảm biến. Dựa vào tổ hợp của các tín hiệu từ 3 cảm biến Hall,

thứ tự chuyển mạch chính xác được xác định. Tín hiệu mà các cảm biến Hall nhận được

sẽ dựa trên hiệu ứng Hall. Đó là khi có một dòng điện chạy trong một vật dẫn được đặt

trong một từ trường, từ trường sẽ tạo ra một lực nằm ngang lên các điện tích di chuyển

trong vật dẫn theo hướng đẩy chúng về một phía của vật dẫn. Số lượng các điện tích bị

đẩy về một phía sẽ cân bằng với mức độ ảnh hưởng của từ trường. Điều này dẫn đến xuất

hiện một hiệu điện thế giữa 2 mặt của vật dẫn. Sự xuất hiện của hiệu điện thế có khả năng

đo được này được gọi là hiệu ứng Hall, lấy tên người tìm ra nó vào năm 1879.

Hình 2.16. Sơ đồ cấp điện cho các cuộc dây stato

d. Bộ phận chuyển mạch điện tử (electronic commutator)

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

Ở động cơ một chiều không chổi than vì dây quấn phần ứng được bố trí trên stator

đứng yên nên bộ phận đổi chiều dễ dàng được thay thế bởi bộ đổi chiều điện tử sử dụng

transitor công suất chuyển mạch theo vị trí roto. Do trong cấu trúc của động cơ một chiều

không chổi than cần có cảm biến vị trí rotor. Khi đó bộ đổi chiều điện tử có thể đảm bảo

sự thay đổi chiều của dòng điện trong dây quấn phần ứng khi rotor quay giống như vành

góp và chổi than của động cơ một chiều thông thường.

Nguyên lý hoạt động của động cơ BLDC

Để động cơ BLDC hoạt động thì cần biết được vị trí chính xác của roto để điều

khiển quá trình đóng ngắt các khóa bán dẫn, cấp nguồn cho các cuộn dây stato theo trình

tự hợp lí. Mỗi trạng thái chuyển mạch có một trong các cuộn dây (như pha A) được cấp

điện dương (dòng đi vào trong cuộn dây pha A), cuộn dây thứ 2 (pha B) được cấp điện

âm (dòng từ cuộn dây đi ra pha B) và cuộn thứ 3 (pha C) không cấp điện. Momen được

sinh ra do tương tác giữa từ trường tạo ra bởi những cuộn dây của stato với nam châm

vĩnh cửu. Một cách lí tưởng, mô men lớn nhất xảy ra khi 2 từ trường lệch nhau 90° và

giảm xuống khi chúng di chuyển. Để giữ động cơ quay, từ trường tạo ra bởi những cuộn

dây stato phải quay đồng bộ với từ trường của rotor một góc α.

2.5.2.2. Thiết kế bộ sạc điện từ năng lượng khi phanh hoặc khi xe xuống dốc

Qua nguyên lý và cấu tạo của động cơ BLDC ta nhận thấy khi động cơ không làm

việc và được tác động lực để quay thì nó hoạt động như một máy phát điện xoay chiều

kích từ bằng nam châm vĩnh cửu. Và thực tế nhóm thử nghiệm đã chứng minh được khi

quay bánh trước thì động cơ điện phát ra dòng điện biến đổi theo tốc độ vòng quay. Tuy

nhiên dòng điện phát ra là dòng điện xoay chiều 3 pha và biến đổi theo tốc độ vòng quay.

Để sạc được vào ắc quy 48V thì ta cần dòng điện 1 chiều và ổn định với điện áp ổn định

55(V). Vì thế, chúng tôi đã thiết kế cầu chỉnh lưu 3 pha để biến đổi thành dòng 1 chiều và

1 bộ tăng áp và ổn định điện áp đầu ra luôn luôn là 55(V) để có thể nạp được. Qua quá

trình nghiên cứu và tìm hiểu trên thị trường có bán bản mạch tăng áp, ổn định điện áp và

cường độ dòng điện đầu ra. Với điện áp đầu vào biến thiên thay đổi từ 6-60(V) được tăng

lên 8-83(V) và có thể điều chỉnh ổn định cả về điện áp và dòng điện hình 2.17.

Ta thiết kế được sơ đồ mạch điện nạp điện như sau:

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

Trong trường hợp động cơ nhiệt hoạt động hay khi xe xuống dốc động cơ điện

Hình 2.17. Cầu chỉnh lưu 3 pha, bộ tăng áp và ổn định điện áp DC-DC

chuyển sang chế độ máy phát điện, thông qua mạch điện này để nạp điện cho ắc quy.

Nguyên lý hoạt động của mạch như sau:

Khi ta bật chìa khóa sẽ có 3 chế độ hoạt động:

- Chế độ chạy bằng điện: Dây chìa khóa của xe điện nối với dương ắc quy, bật chế

độ chạy xe điện. Dòng điện từ ắc quy qua bộ điều tốc, bộ điều tốc nhận tín hiệu từ tay ga

và tín hiệu từ các cảm biến vị trí roto cung cấp dòng cho các cuộn dây đặt trên stato theo

dúng thứ tự và làm cho roto quay. Toàn bộ công suất động cơ điện được sử dụng để tạo

sức kéo cho xe.

- Chế độ chạy bằng động cơ nhiệt LPG: Động cơ điện bị ngắt, chuyển sang chế độ

máy, được kéo theo bởi động cơ nhiệt sinh ra dòng điện ba pha ở đầu ra, sau đó qua cầu

chỉnh lưu ba pha và được nén thành dòng điện một chiều, dòng điện một chiều đầu ra có

điện áp không ổn định khi tốc độ máy phát không ổn định, nên chúng ta sử dụng một

mạch tăng áp DC/DC (bộ tăng áp có thể điều chỉnh điện áp đầu ra luôn ổn định và dòng

điện sạc ổn định) để sạc cho ắc quy. Xe chạy bằng động cơ nhiệt, toàn bộ công suất động

cơ nhiệt được sử dụng để tạo sức kéo cho xe.

- Chế độ chạy song song động cơ nhiệt và động cơ điện: Động cơ điện khi đó đang

hoạt động nên ắc quy không được sạc. Mà chỉ khi xe chạy xuống dốc hoặc khi phanh thì

ắc quy mới được sạc lại. Khi xe xuống dốc, thì năng lượng nạp vào ắc quy sẽ cung cấp

lực phanh nhất định cho xe. Như vậy hệ thống này cho phép tận dụng được năng lượng

phanh để biến thành năng lượng có ích, giúp cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng của

xe gắn máy.

Hình 2.18. Sơ đồ hệ thống tự nạp điện của xe gắn máy hybrid

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

Hình 2.18 giới thiệu sơ đồ mạch điện nạp điện cho accu khi bánh trước chuyển động theo.

Trong trường hợp này động cơ điện chuyển sang chế độ máy phát điện, thông qua mạch

điện này để nạp điện cho accu. Nguyên lý hoạt động của mạch như sau:

- Khi xe chạy bằng điện thì khóa K1 đóng, khóa K2 mở

- Khi khóa K2 mở, K1 mở, điện sinh ra từ máy phát không được nạp vào accu, toàn

bộ công suất động cơ nhiệt được sử dụng để tạo sức kéo cho xe.

- Khi khóa K2 đóng, K1 mở dòng điện từ máy phát qua hệ thống diod D và bộ ổn áp

S nạp điện vào accu. Hệ thống diod D ngăn dòng điện từ accu qua động cơ điện nhưng

cho dòng điện từ máy phát điện vào accu. Bộ ổn áp S giữ cho điện áp đầu ra của máy phát

điện ổn định ở 48V khi tốc độ bánh trước thay đổi

- Khi xe xuống dốc, khóa K1 mở. Nếu K2 đóng thì năng lượng nạp vào accu sẽ cung

cấp lực phanh nhất định cho xe. Tất nhiên việc đạp phanh cơ khí vẫn cần thiết khi lực

phanh điện không đủ để đảm bảo tốc độ xuống dốc mong muốn. Như vậy hệ thống này

cho phép tận dụng được năng lượng phanh để biến thành năng lượng có ích, giúp cải thiện

hiệu quả sử dụng năng lượng của xe gắn máy.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CUNG CẤP LPG

3.1. Giới thiệu nhiên liệu LPG

3.1.1. Nguồn gốc, phân loại LPG

LPG (Liquefied Petroleum Gas) là khí dầu mỏ hóa lỏng hay khí hóa lỏng có thành

phần chính là Propane và Butane.

Chủ yếu LPG được phân loại theo chỉ tiêu sự khác nhau về độ tinh khiết (hàm lượng

propan và butan) hoặc tỉ lệ thành phần của propan : butan.

LPG tồn tại trong thiên nhiên ở các giếng dầu hoặc giếng gas và cũng có thể sản

xuất ở các nhà máy lọc dầu. Nguyên liệu ban đầu dùng để sản xuất LPG là dòng khí thiên

nhiên khai thác từ các mỏ dầu hoặc qua quá trình xử lý dầu thô để thu được LPG. Về cơ

bản, quy trình sản xuất LPG gồm các bước sau:

• Làm sạch khí: Loại bỏ các tạp chất bằng phương pháp lắng, lọc... Sau khi loại bỏ

các tạp chất, khí nguyên liệu còn lại chủ yếu là các hydrocarbon như etan, propan,

butan…

• Tách khí: Hỗn hợp khí nguyên liệu cần được tách riêng từng khí để sử dụng và pha

trộn cho từng mục đích sử dụng khác nhau. Có thể dùng các phương pháp tách khí

như phương pháp nén, hấp thụ, làm lạnh từng bậc, làm lạnh bằng giãn nở khí…

Qua hệ thống các dây chuyền tách khí có thể thu được propan và butan tương đối

tinh khiết với nồng độ từ 96-98%.

• Pha trộn: Các khí thu được riêng biệt lại được pha trộn theo các tỷ lệ thể tích khác

nhau tùy theo yêu cầu. Hiện nay trên thị trường Việt Nam có khá nhiều loại LPG

khác nhau do các hãng cung cấp với các tỷ lệ propan: butan là 30:70, 40:60,

50:50… Đối với LPG có tỷ lệ là 30:70, 40:60 thường được sử dụng trong sinh

hoạt. Còn tỷ lệ pha trộn 50:50 thường được sử dụng làm nguyên liệu trong các

ngành công nghiệp như nấu thủy tinh, sản xuất ắc quy, cơ khí đóng tàu...

Khi chuyển từ thể lỏng sang thể khí, LPG có tỷ lệ giãn nở rất lớn. 1 lít LPG lỏng sẽ

tạo ra khoảng 250 lít khí.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

Do vậy trong các bồn chứa LPG không bao giờ được nạp đầy, chúng được quy định

chỉ chứa từ 80% - 85% dung tích.

Sản xuất LPG không khó nhưng có lẽ vấn đề tồn trữ LPG luôn là một trở ngại vì chi

phí xây dựng các bồn chứa LPG khá cao. Để có được một kho chứa LPG 1.000 tấn theo

đúng tiêu chuẩn, cần khoảng 60 tỷ đồng. Vì là bồn chứa chịu áp lực cao nên phải tuân thủ

các quy định trong tiêu chuẩn TCVN 6486-1999 hay TCVN 7441-2004. Kho LPG của

PVGas Việt Nam hiện có sức chứa lớn nhất nước nhưng cũng chứa được tối đa 7.000 tấn.

Với số lượng này, chỉ hai tàu bơm trong vài ngày là hết. Do không có kho chứa đủ lớn

nên các doanh nghiệp thường không dám ký hợp đồng nhập khẩu dài hạn với số lượng

lớn; hoặc ký hợp đồng nhưng không thể cùng lúc chuyển về với khối lượng lớn. Vì vậy

các doanh nghiệp thường bị động trong việc bình ổn thị trường, và đó cũng là lý do khiến

thị trường LPG trong nước thường có nhiều biến động về giá so với thế giới.

Thành phần của LPG chủ yếu là propan và butan ngoài ra có một số chất khác nữa

nhưng rất ít do tinh chế chưa sạch hoặc là do cho thêm vào để cải thiện tính chất nào đó

của LPG hoặc với mục đích nào đó (chất tạo mùi…). Thành phần của LPG thì có thể biến

động theo từng cơ sở sản xuất và do ứng dụng của nó.

Nhưng thông thường thì tỉ lệ propan: butan = 50 : 50 nhưng đôi khi là 30:70, 40:60

tùy thuộc cơ sở và mục đích sử dụng.

3.1.2. Một số đặc tính của LPG

Tính chất của LPG phụ thuộc vào thành phần của nó:

- Không màu, không mùi, không độc hại (nhưng được pha thêm chất Etylmecaptan

có

- Mùi đặc trưng để dễ phát hiện khi có rò xì gas).

- Nhiệt độ sôi của gas thấp (từ - 45 đến - 2oC) nên để gas lỏng tiếp xúc trực tiếp với

da sẽ bị phỏng lạnh.

- Trong điều kiện nhiệt độ môi trường gas bốc hơi rất mãnh liệt, khi gas chuyển từ

trạng thái lỏng sang hơi thì thể tích tăng đến 250 lần.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

- Áp suất của gas phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường, khi nhiệt độ tăng thì áp suất

gas sẽ tăng và ngược lại. Trong điều kiện nhiệt độ khu vực phía nam thì áp suất gas

dao động

- trong khoảng từ 4 - 7 kg/cm2.

- Tỉ trọng của gas lỏng nhẹ hơn nước, khối lượng riêng trong khoảng DL = 0.51 -

0.575 Kg/Lít.

- Tỉ trọng gas hơi nặng hơn không khí DH = 1.51 - 2 lần, nên gas bị rò xì sẽ tích nơi

trũng, thấp hơn mặt bằng xung quanh (cống, rãnh).

3.1.3. Tình hình sử dụng nhiên liệu LPG cho xe gắn máy

Việc nghiên cứu sử dụng LPG trên phương tiện giao thông vận tải mới được tiến hành

trong những thập niên gần đây. Một số nước đã áp dụng chính sách thuế đặc biệt nhằm

khuyến khích người dân sử dụng khí LPG chẳng hạn như Hà Lan, Ý, Hàn Quốc.

Trong giao thông vận tải sử dụng LPG thay thế cho các nhiên liệu truyền thống như

xăng, dầu; và “xanh hóa” nhiên liệu. Tuy nhiên đến thời điểm hiện nay việc sử dụng LPG

trong giao thông vận tải còn khá khiêm tốn. Đi ngoài đường thỉnh thoảng chúng ta bắt gặp

những chiếc taxi “xanh” với nhiên liệu LPG của hãng Petrolimex. Kết quả thử nghiệm sử

dụng bộ chuyển đổi LPG cho xe taxi sẽ tiết kiệm được khoảng 25-29% chi phí so với

chạy xăng. Việt Nam cũng bắt đầu ứng dụng LPG làm nhiên liệu thay xăng cho xe gắn

máy.

Sử dụng khí dầu mỏ hóa lỏng LPG cho xe gắn máy sẽ góp phần làm đa dạng hóa

nguồn năng lượng sử dụng cho giao thông vận tải, giảm bớt sự lệ thuộc vào xăng dầu

đồng thời làm giảm mức độ phát thải ô nhiễm môi trường không khí.

Ở Việt Nam cùng với sự phát triển của quá trình đô thị hóa thì vấn đề ứng dụng nhiên

liệu sạch cũng đang được các nhà quản lý xem xét đưa vào ứng dụng. Một số đề án sử

dụng LPG đã được triển khai như:

- Năm 2003- 2006 Công ty Cơ khí Ngô Gia Tự (Tổng Công ty công nghiệp ô tô Việt

Nam) đã đầu tư thí điểm dự án chuyển đổi xe xăng sang LPG. Đến năm 2006 Công

ty cơ khí Ngô Gia Tự đã làm chủ được công nghệ chuyển đổi, lắp đặt 1 trạm LPG

ở Hà Nội và tổ chức vận hành 30 xe taxi chạy nhiên liệu LPG tại Hà Nội.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

- Từ 2006, thành phố Đà Nẵng đã bắt đầu cho sử dụng các xe chạy LPG phục vụ

công

- tác thu gom rác thải sinh hoạt tại công ty môi trường đô thị.

3.1.4. Lưu trữ khí dầu mỏ hóa lỏng LPG

Bình chứa LPG được làm bằng inox hoặc thép có cường độ cao, các đáy bình được

ép bằng máy ép 50 tấn sau đó được hàn bằng máy hàn CO2 có bảo vệ. Đồ gá hàn tự động

giúp cho mối hàn đều đảm bảo chất lượng. Sau khi gia công xong, bình ga được đưa đi

kiểm tra với áp suất 50 bar.

Dựa trên những yêu cầu thiết kế và những ưu nhược điểm của từng phướng án trên

Hình 3.1. Bình chứa LPG được chế tạo

chúng tôi chọn phương án sử dụng bình chứa tự thiết kế hình 3.1.

Ưu điểm: Vì bình chứa là chế tạo nên sẽ phù hợp với nhiều loại xe, chứa được nhiều

thể tích khí hơn nên quãng đường di chuyển được nhiều hơn.

Nhược điểm: Khối lượng lớn làm tăng tải trọng của xe, tốn thời gian gia công, chi phí

chế tạo lớn.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

3.2. Lựa chọn phương án cấp LPG cho xe gắn máy

Có nhiều phương án cung cấp LPG khác nhau cho động cơ, dùng hệ thống phun điều

khiển điện tử, dùng hệ thống cung cấp qua họng hút. Trong đề tài này chúng tôi lựa chọn

phương án dùng họng hút đơn giản hơn. Do lượng LPG cần cung cấp cho động cơ không

lớn do vậy không cần thiết phải có bộ hóa hơi trong hệ thống, LPG được lấy ra khỏi bình

sẽ ở dạng hơi.

3.2.1. Tính toán lượng nhiên liệu LPG cung cấp

- Lượng không khí cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên liệu: khi đốt cháy 1kg nhiên liệu,

các thành phần của C, H2 sẽ chuyển đổi thành CO2 và H2O theo các phương

trình phản ứng sau:

C + O2 = CO2 +406976kJ

H2 + O2 = H2O + 28700kJ

Giả sử 1kg nhiên liệu lỏng gồm có: c kg C, h kg H2 và Onl kg O2, ta có thể viết:

12kg C +32kg O2 = 44kg CO2

2kg H2 + 16kg O2 = 18kg H2O

Từ đó ta có:

ckgC + ckgO2 = ckgCO2

hkgH2 + 8hkgO2 = 9hkgH2O

Nếu gọi O’o (kg/kg nhiên liệu) là lượng O2 lý thuyết cần thiết đốt cháy 1kg nhiên liệu,

ta có:

O’o = c +8h - Onl (kg/kg nhiên liệu)

- Lượng O2 dùng để đốt nhiên liệu trong buồng cháy động cơ là lượng O2 trong không

khí. Không khí gồm hai thành phần chính là: O2 và N2. Tính theo thành phần khối lượng

không khí khô: O2 chiếm 0,232 (23,2%), còn N2 chiếm ≈ 76,8%. Do đó, lượng không khí

lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu là L0 (kg không khí/kg nhiên liệu) sẽ là:

(kg/kg nhiên liệu) (4-1) L0 =

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

- Nhiên liệu LPG gồm có 50% Propane (C3H8) và 50% Butane (C4H10) nên thành

phần khối lượng của C và H là: 0,823 C và 0,177 H, không có thành phần Oxy trong

nhiên liệu nên Onl = 0

Thay vào công thức (4-1) ta được:

(kg/kg nhiên liệu).

Nếu lượng không khí thực tế đưa vào động cơ để đốt 1kg nhiên liệu là L (kg không

khí/kg nhiên liệu) và gọi λ là hệ số dư lượng không khí, thì:

(4-2)

Gọi maLPG là khối lượng không khí nạp vào trong xylanh dùng để đốt cháy LPG, mLPG

là khối lượng nhiên liệu LPG cung cấp vào xylanh. Khi đó, để phản ứng đốt cháy nhiên

liệu xảy ra hoàn toàn theo lý thuyết thì:

(kg/kg nhiên liệu)

Hình 3.2. Nguyên lý phun LPG xe cho cho gắn máy

3.2.2. Nguyên lý phun LPG cho xe gắn máy

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

Van chỉ mở khi lực hút chân không tác động lên màng cao su lớn hơn lực căng lò xo.

Do độ chân không tại S1 thay đổi theo góc quay trục khuỷu nên ta có thể điều chỉnh sức

căng lò xo để van bắt dầu mở với độ chân không cho trước và đóng khi độ chân không

trong họng nhỏ hơn giá trị này. Hình 3.2 cho thấy khi tốc độ động cơ càng cao thì góc

phun (thời gian phun tính theo góc quay trục khuỷu) càng lớn. Nhờ vậy hệ số tương

đương của hỗn hợp có thể được tự động điều chỉnh theo tốc độ động cơ.

3.2.3. Sơ đồ tổng quát bố trí hệ thống cung cấp LPG

Hình 3.3. Sơ đồ cung cấp LPG

Sơ đồ tổng quát bố trí hệ thống cung cấp LPG

1- Bình chứa, 2- Khoá ga, 3- Van điều áp, 4- Van điện từ, 5- Van cấp LPG, 6- Đầu ra van cấp LPG, 7- Vít điều chỉnh công suất; 8- Vòi phun LPG, 9- Vòi phun không tải, 10- lỗ hút chân không; 11- Van hút chân không, 12-Bộ phụ kiện GATEC 27, 13-Vít điểu chỉnh không tải

LPG ở thể khí được cung cấp đến họng qua hai đường đường không tải 12 và đường

cung cấp chính 11. Đối với mạch nhiên liệu chính được cấp qua vòi phun 6 đặt tại họng

venturi, van chân không 9 cho phép điều chỉnh thành phần hỗn hợp theo độ chân không

trên đường nạp., ngoài ra trong hệ thống còn có van điều chỉnh công suất tối đa và tốc độ

không tải.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

3.3. Sử dụng bộ phụ kiện GATEC 27 trên xe Cub 50

3.3.1. Giới thiệu bộ phụ kiện GATEC 27

Ứng dụng nhiên liệu thay thế và nhiên liệu tái tạo trên xe gắn máy là giải pháp hữu

hiệu góp phần đa dạng hóa nguồn năng lượng, tiết kiệm nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi

trường ở nước ta. Trước khi phát triển cơ sở hạ tầng cung cấp nhiên liệu thay thế xăng

dầu thì việc hoàn thiện công nghệ ứng dụng nhiên liệu đó trên xe gắn máy cần phải được

nghiên cứu tường tận.

Nhóm nghiên cứu động cơ nhiên liệu khí GATEC thuộc trường Đại học Bách khoa-

Đại học Đà Nẵng đã nghiên cứu vấn đề này từ hơn 20 năm qua. Qua trải nghiệm trong

thực tiễn, bộ phụ kiện cung cấp nhiên liệu khí cho xe gắn máy đã không ngừng được hoàn

thiện. Qua rất nhiều phiên bản, đến nay bộ phụ kiện GATEC 27 đã xử lý được các vướng

mắc về mặt kỹ thuật để có thể áp dụng trong thực tiễn.

Nhiên liệu khí có thể là nhiên liệu hóa thạch (như khí dầu mỏ hóa lỏng LPG, khí

thiên nhiên CNG) hoặc nhiên liệu tái tạo (như biogas, hydrogen…) hoặc các nhiên liệu

khí thu hồi từ phân hủy nhiệt rác thải nhựa, khí thu hồi từ khí hóa nhiên liệu rắn… Bất kỳ

nhiên liệu khí nào đã được nén và lưu trữ trong bình chứa đều có thể sử dụng trên xe gắn

máy nhờ bộ phụ kiện GATEC 27.

GATEC 27 là bộ phụ kiện tích hợp, đảm bảo duy trì thành phần hỗn hợp tối ưu ở

mọi chế độ công tác của động cơ từ chạy không tải đến tăng tải đột ngột. Nguyên lý hoạt

động của bộ phụ kiện được xác lập dựa trên những nghiên cứu cơ bản, mô hình hóa và

trải nghiệm trong thực tiễn.

GATEC đã nghiên cứu hoàn thiện cả về nguyên lý lẫn thiết kế bộ phụ kiện GATEC

27 để hạn chế tối đa việc cải tạo hệ thống nhiên liệu xăng nguyên thủy của xe. Ngoài việc

lắp bổ sung thêm vòi phun nhiên liệu khí, không còn cải tạo nào khác trên động cơ. Vì thế

xe gắn máy có thể sử dụng xăng lại bất cứ khi nào cần thiết.

Bộ phụ kiện GATEC 27 gọn gàng, thuận tiện cho việc lắp đặt trên tất cả các loại xe

gắn gắn máy: Xe gắn máy chân số hay tay ga, xe gắn máy phun xăng điện tử hay hút khí

qua họng khuếch tán truyền thống.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

Người sử dụng có thể điều chỉnh công suất cực đại của động cơ để đảm bảo cho xe

hoạt động tiết kiệm nhất trong các điều kiện vận hành khác nhau (xe chạy trong thành

phố, xe chạy trên đường trường, hỗ trợ công suất để leo dốc...).

Trong khi chờ đợi việc sản xuất, cung ứng đại trà các loại nhiên liệu khí tái tạo thì

việc sử dụng khí dầu mỏ hóa lỏng LPG trên xe gắn máy với bộ phụ kiện này là hoàn toàn

khả thi. Một số trạm cấp xăng dầu chỉ cần bổ sung thêm mô-đun cung cấp LPG như các

nước phát triển đã làm là có thể triển khai được giải pháp.

Hiệu quả sử dụng LPG trên xe gắn máy rất rõ rệt. Bình quân xe tiêu thụ khoảng 1kg

LPG khi chạy quãng đường tương đương với 2 lít xăng trong tất cả các chế độ vận hành.

Mức độ phát thải ô nhiễm giảm đến 80% so với khi chạy bằng xăng.

3.3.2. Cấu tạo bộ phụ kiện GATEC 27

Cấu tạo của bộ phụ kiện GATEC 27 gồm các phần chính: Các đầu nối khí gas, màng

cao su tạo chân không, lò xo hồi chịu nén, cơ cấu đòn bẩy và piston tỉ lệ hình 3.4.

Hình 3.4. Kết cấu bộ phụ kiện GATEC 27

1- Đầu ra van cấp LPG; 2- Nắp trên bộ hoà trộn; 3- Màng chân không; 4- Phần vỏ dưới; 5- Nắp dưới; 6- Ống chặn; 7- Van hút chân không; 8- Ống Làm kín, 9- Cơ cấu đòn bẩy; 10- dây kéo piston; 11- Piston; 12- Đầu vào van cấp LPG; 13- Lò xo.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

Nguyên lí hoạt động :

- Ở chế độ không tải độ chân không thấp, lực tác dụng lên màng chân không 3

không đủ thắng lực lò xo, làm piston 11 tì lên van 12 ngắt đường cấp LPG đến vòi

phun chính đặt tại họng venturi.

- Ở chế độ tăng tốc áp suất chân không tác dụng lên màng 3 lớn, tác dụng lên cơ cấu

đòn bẩy 9, thắng lực lò xo 13 kéo piston 11 xuống mở van 12 cho khí ga từ bình

chứa đến vòi phun chính theo đúng tỉ lệ, phù hợp với mọi chế độ làm việc của

động cơ.

3.3.3. Bố trí bộ phụ kiện GATEC 27

GATEC 27 là bộ phụ kiện thế hệ mới qua rất nhiều phiên bản, đến nay bộ phụ kiện đã

xử lý được các vướng mắc về mặt kỹ thuật để có thể áp dụng trong thực tiễn, GATEC 27

có kích thước tổng quát là cao 15cm, chiều dài dài chiều rộng là 8,5cm, với kích thước

nhỏ gọn như trên bộ phụ kiên được bố trí vào không gian trống giữa bê phải đầu động cơ

Hình 3.5. Bố trí bộ phụ kiện GATEC 27

và được gắn với khung xe hình 3.5.

Kết luận

Động cơ nhiệt chạy bằng LPG với bộ phụ kiện được thiết kế phù hợp với điều kiện

vận hành của xe ở chế độ tải lớn khi phối hợp công suất với động cơ điện trong đó phần

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

lớn thời gian hoạt động trên đường đặc tính tải nặng khi cần leo đèo dốc hoặc chạy trên

đường trường cần tốc độ cao.

GATEC 27 là bộ phụ kiện tích hợp, đảm bảo duy trì thành phần hỗn hợp tối ưu ở mọi

chế độ công tác của động cơ từ chạy không tải đến tăng tải đột ngột. Nguyên lý hoạt động

của bộ phụ kiện được xác lập dựa trên những nghiên cứu cơ bản, mô hình hóa và trải

nghiệm trong thực tiễn.

Bộ phụ kiện GATEC 27 đã được hoàn thiện để hạn chế tối đa việc cải tạo hệ thống

nhiên liệu xăng nguyên thủy của xe. Ngoài việc lắp bổ sung thêm vòi phun nhiên liệu khí,

không còn cải tạo nào khác trên động cơ. Vì thế xe gắn máy có thể sử dụng xăng lại bất

cứ khi nào cần thiết.

Trong khi chờ đợi việc sản xuất, cung ứng đại trà các loại nhiên liệu khí tái tạo thì việc

sử dụng khí dầu mỏ hóa lỏng LPG trên xe gắn máy với bộ phụ kiện này là hoàn toàn khả

thi. Một số trạm cấp xăng dầu chỉ cần bổ sung thêm mô-đun cung cấp LPG như các nước

phát triển đã làm là có thể triển khai được giải pháp.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ

XE GẮN MÁY HYBRID LPG-ĐIỆN

4.1. Thiết kế bố trí các hệ thống bổ sung

4.1.1. Cải tạo phuộc để lắp trục bánh xe điện

Cải tạo xe gắn máy và lắp đặt các động cơ được thực hiện theo nguyên tắc giảm tối

đa sự thay đổi kết cấu, kiểu dáng của xe gắn máy chạy xăng nguyên thủy. Vì thế trong đề

tài này chúng tôi chọn cách lắp đặt các động cơ như sau:

Lắp đặt động cơ nhiệt: Động cơ nhiệt, hệ thống truyền động và hệ thống điều khiển

động cơ nhiệt được giữ nguyên như xe gắn máy trước khi cải tạo. Công suất động cơ

nhiệt được truyền qua bánh sau, thông qua cơ cấu ly hợp nồi. Điều này giúp đơn giản hóa

tối đa công nghệ chuyển đổi cũng như giá thành của xe sau khi chuyển đổi thành xe

hybrid.

Lắp đặt động cơ điện: Động cơ điện dẫn động bánh xe trước của xe gắn máy hybrid.

Cụm động cơ điện, bánh xe, cơ cấu giảm xóc, hệ thống phanh, hệ thống điều khiển và

Hình 4.1. Động cơ điện có trục được nối cứng

chắn bùn được lấy nguyên vẹn từ xe gắn máy điện. Hình 4.1 giới thiệu cụm động cơ điện.

Cải tạo lại phuộc trước để lắp được bánh xe điện ta tiến hành xẻ rãnh có độ rộng

bằng với đường kính lỗ lắp trục trên phuộc. Để có thể lắp trục bánh xe điện từ dưới lên.

Để có thể lắp đặt cụm động cơ điện lên xe gắn máy, phuộc trước của xe được cải tạo, cắt

bỏ cơ cấu lắp đặt bánh xe cũ và hàn vào cơ cấu lắp đặt cụm động cơ điện-bánh xe mới.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

Do bánh xe mới có kích thước nhỏ hơn bánh xe cũ nên chiều dài phuộc trước được điều

chỉnh để đảm bảo chiều cao của xe không thay đổi sau khi cải tạo.

Hình 4.2. Phuộc và bánh xe thiết kế cho xe gắn máy hybrid LPG- điện

1. Động cơ điện 2. Dây nguồn động cơ 3. Bu lông nối 4. Càng xe 5. Phuộc trước xe máy 6. Lốp xe

4.1.2. Bố trí lắp đặt ắc quy cho động cơ điện

Khi chọn phương án đặt một động cơ điện phía trước thì động cơ điện là loại có

công suất lớn nên bộ ắc quy đi theo với động cơ điện cũng có dung lượng lớn. Động cơ

điện sử dụng điện áp là 48 (V) nên có 4 bình ắc quy loại 12 (V). Mỗi bình ắc quy dài 180

(mmm), rộng 76 (mm), cao 167 (mm) và trọng lượng 4,35 (kg). Việc bố trí ắc quy cho

động cơ điện dựa trên các tiêu chí sau:

Tận dụng được các khoảng không gian trống trải của xe để lắp đặt

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

Không gây vướng víu cho người lái và người ngồi sau

Có tính thẩm mỹ cao

Hình 4.3. Vị trí lắp đặt Accu

Khi đi dưới trời mưa hộp chứa ắc quy phải đảm bảo không đọng nước

4.1.3. Bố trí lắp đặt bình chứa LPG cho động cơ nhiệt

Hình 4.4. Bình gas được đặt trong thùng sau xe

Phương án chứa LPG trên xe gắn máy

Việc bố trí bình LPG trên xe gắn máy vừa phải đảm bảo độ an toàn tuyệt đối cho

người sử dụng vừa không làm thay đổi mẫu mã, kết cấu xe. Để đảm bảo được các yếu tố

trên bình chứa LPG được đặt trong thùng đặt phía sau xe như trong hình 4.4.

Hình 4.5 giới thiệu mô hình xe gắn máy Honda Cub 50cc trước và sau khi cải tạo.

Sau khi thiết kế, bố trí thêm các chi tiết cho phù hợp với đề tài xe gắn máy hybrid điện-

khí thì các chi tiết ban đầu của xe vẫn được giữ nguyên.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

(b) Hình 4.5. Bản vẽ xe gắn máy LPG-điện trước và sau khi cải tạo a. Xe gắn máy Honda Cub trước khi cải tạo b. Xe gắn máy Hybrid LPG-điện

Hình 4.6. Mô hình xe thực tế sau khi cải tạo

(a)

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

4.2. Thử nghiệm trên đường thực

Tiến hành thử xe ở các chế độ vận hành khác nhau và điều kiện sử dụng khác nhau để

có những đánh giá tổng quát nhất đặc tính làm việc của xe sau khi cải tạo:

- Tiêu hao năng lượng khi sử dụng động cơ điện, động cơ nhiệt và khi kết hợp cả hai.

- Khả năng sạc lại cho ắc quy khi chạy bằng động cơ nhiệt.

- Tốc độ tối đa của động cơ điện và động cơ LPG.

Trước khi thử xe phải nạp đầy ắc quy, nạp đầy bình chứa LPG, cân khối lượng bình

và LPG lúc đầy, sau đó bình được cân lại sau quãng đường thử để biết lượng tiêu thụ, xe

Hình 4.7. Chạy thực nghiệm xe hybrid LPDG-điện trên đường phố

vận hành trong điều kiện có tải.

4.3. Kiểm tra thực nghiệm các thông số đã tính ban đầu

- Xe máy hybrid LPG-Điện sau khi chế tạo về kiểu dáng vẫn giữ nguyên như ban đầu.

- Trước cải tạo khối lượng xe là 85kg, khối lượng xe tăng thêm 16 kg sau khi cải tạo,

khối lượng tổng thể của xe là 101kg.

- Chế độ tải: 2 người (130kg)

- Tiêu thụ năng lượng:

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

+ Vận hành bằng điện: một lần sạc đầy đi được khoảng 15km.

+ Vận hành bằng LPG: chạy 17,5 km tiêu tốn khoảng 0,319 kg LPG (tức 1kg LPG

vận hành được khoảng 54km) với vận tôc trung bình vtb = 35,67 km/h.

+ Vận hành bằng xăng: chạy 17,5 km tiêu tốn khoảng 0,265 kg xăng (tức 1 lít xăng

vận hành được khoảng 46 km) với vận tốc trung bình vtb = 34,3 km/h.

+ Ở chế độ vận hành động cơ nhiệt để nạp điện trở lại khi ắc quy cạn hoàn toàn

dung lượng thì khi chạy được khoảng 12km động cơ nhiệt thì dung lượng được

sạc lại cho ắc quy cung cấp cho động cơ điện chạy thêm được khoảng 1,5km.

- Khả năng tăng tốc:

+ Động cơ điện: tăng tốc từ 0 – 35 Km/h trong thời gian 40s.

+ Động cơ nhiệt: Khả năng tăng tốc khi chạy bằng LPG và xăng xấp xỉ nhau: 0 – 50

km/h trong thời gian 10s.

4.4. Ưu nhược điểm của xe gắn máy hybrid sau quá trình cải tạo

Ưu điểm:

+ Xe có thể kết hợp 2 nguồn công suất riêng biệt, tạo sự thuận lợi cho người sử

dụng

+ Xe giải quyết được phần nào bài toán năng lượng trong tương lai, khi nhiên liệu

hóa thạch cạn kiệt

+ Xe gắn máy hybrid là sản phẩm thân thiện với môi trường. một chiếc xe lai

thường sử dụng ít hơn 30-60% nhiên liệu so với xe chạy xăng truyền thống. Ít

xăng có nghĩa là làm giảm lượng khí CO2 và không khí sạch hơn.

+ Xe hybrid là sản tiết kiệm nhiên liệu. Tiết kiệm nhiên liệu cũng đồng nghĩa với

việc tiết kiệm khoản chi phí cho xăng dầu, đặc biệt đối với người thường xuyên

sử dụng xe để đi làm hàng ngày.

Nhược điểm:

+ Trạm nạp điện cho Ắc quy chưa phổ biến, cũng như thời gian nạp kéo dài hơn

nhiều lần so với việc nạp xăng truyền thống

+ Trạm cung cấp và lưu giữ LPG còn gặp nhiều khó khăn

+ Thời gian hoạt động của phương tiện sau cải tạo chưa cao

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Nhờ việc lựa chọn phương án bố trí khoa học và tận dụng được tối đa không gian bố

trí đã đạt được kết quả cải tạo như mong muốn. Sản phẩm sau khi cải tạo không khác gì

so với mẫu xe nguyên bản ban đầu.

Kết quả vận hành thực nghiệm cho thấy xe vận hành phù hợp với điều kiện đường xá

đô thị Việt Nam. Xe hybrid LPG – Điện tối ưu hóa việc sử dụng công suất và giảm ô

nhiễm môi trường.

Qua quá trình thiết kế cải tạo xe gắn máy chạy bằng xăng thành xe gắn máy hybrid

LPG – Điện (Thiết kế truyền động cơ khí) có thể đi đến một số kết luận như sau:

- Có thể cải tạo xe gắn máy 50cc thành xe gắn máy hybrid điện-LPG sử dụng các cụm

bộ phận của xe máy điện hiện có trên thị trường. Điều này cho phép đơn giản hóa

qui trình và giảm giá thành cải tạo xe.

- Thực hiện cải tạo trên xe Cub 50 dễ thực hiện, việc bố trí động cơ điện, ắc quy và

bình chứa nhiên liệu LPG dễ dàng và có tính thẩm mỹ cao. Giữ nguyên vị trí lắp đặt

động cơ nhiệt và hệ thống truyền động bánh sau, động cơ điện dẫn động bánh trước

là giải pháp tối ưu trong bố trí hệ thống động lực của xe gắn máy hybrid.

- Sử dụng loại động cơ điện một chiều không chổi than có thể hoạt động ở cả chế độ

động cơ và chế độ máy phát. Động cơ điện này được gắn trực tiếp vào vành bánh xe.

- Hệ thống truyền lực được giữ nguyên, động cơ nhiệt chuyển từ sử dụng nhiên liệu

xăng thành nhiên liệu LPG nhờ sử dụng bộ phụ kiện GATEC-27. Với bộ phụ kiện

này, vừa có thể vận hành xe bằng nhiên liệu LPG nhưng cũng có thể chạy bằng xăng

khi cần thiết.

- Chuyển từ việc cấp xăng thành cấp LPG qua họng hút nhờ tính đơn giản.

- Một bộ sạc được bố trí ngay tại hốc chứa đồ nhỏ ở phía dưới đầu xe để sạc điện trực

tiếp cho ắc quy từ lưới điện khi xe không sử dụng.

- Mạch tự nạp điện cho ắc quy được thiết kế để xe có thể tự nạp lại cho ắc quy 48V

khi động cơ điện hoạt động ở chế độ máy phát như: khi phanh, khi xe đổ dốc hay là

khi xe chạy hoàn toàn bằng động cơ LPG. Hệ thống tự nạp điện cho accu khi xe

chạy bằng động cơ nhiệt cho phép xe phối hợp sử dụng linh hoạt nguồn động lực

của xe trong các tình huống vận hành khác nhau.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

- Kết quả thực nghiệm cho thấy khả năng vận hành bằng nhiên liệu LPG là rất ổn

định, tăng tốc tốt, lượng phát thải ô nhiễm thấp hơn so với nhiên liệu xăng. Khả

năng vận hành bằng động cơ điện êm ái, không gây tiếng ồn. Tính năng kỹ thuật của

xe gắn máy hybrid phù hợp với việc sử dụng xe trong thành phố cũng như trên

đường trường.

Trong tương lai có thể áp dụng cải tạo với tất cả các dòng xe hiện đang có trên thị

trường chứ không chỉ riêng xe dòng xe Honda Cub50. Có thể nghiên cứu thêm hệ thống

tay ga tự động kết hợp giữa động cơ điện và động cơ nhiệt cho linh hoạt và dễ sử dụng

hơn cũng như cải tiến tăng dung lượng bình điện để xe có thể hoạt động được trên quãng

đường xa hơn và thời gian sạc ngắn hơn với mỗi lần sạc đầy.

Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Nguyễn Tất Tiến, “Nguyên lý động cơ đốt trong”, (2000).

[2] Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến (2000), Kết cấu và

tính toán động cơ đốt trong, NXB. ĐH&THCN, Hà Nội.

[3] Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị

Vàng, “Lý thuyết ô tô máy kéo”, (2013).

[4] Bùi Văn Ga (Chủ biên), Trần Văn Nam, “Ô tô không truyền thống. Nhà Xuất Bản

Giáo dục Việt Nam”, (2010).

[5] Bui Van ga, Nguyen Quan, “Nghiên cứu hệ thống động lực cho ô tô hybrid (lai) Việt

Nam” (Tạp chí Giao Thông Vận Tải, số 3-2005, pp. 58-60).

[6] Bùi Văn Ga, Trần Văn Nam, Hồ Sĩ Xuân Diệu, Nguyễn Quân, “Thiết kế hệ thống

động lực cho ô tô hybrid điện-nhiệt hai chỗ ngồi” Tuyển tập Hội Nghị Cơ học toàn

quốc lần thứ VIII, Hà Nội, 7-8/12/2007.

[7] Bùi Văn Ga, Th.S. Nguyễn Quân, “Xe gắn máy hybrid điện-gas” Tạp chí Giao

thông Vận tải số 1+2/2008, pp. 49-51 và 68.

[8] Bùi Văn Ga, Nguyễn Quân, Nguyễn Hương, Nguyễn Việt Hải, “Giải pháp phối hợp

công suất cho xe gắn máy hybrid”, Tuyển tập Hội Nghị Cơ Học Thuỷ Khí toàn quốc

2009, pp. 157-164, Đà Nẵng 22-25/7/2009).

[9] Bùi Văn Ga, Nguyễn Quân, Nguyễn Hương, “Thiết kế xe gắn máy hybrid” Tạp chí

Khoa học-Công nghệ Đại học Đà Nẵng, số 4(33), 2009, pp. 20-27.

[10] Bùi Văn Ga, Nguyễn Quân, Nguyễn Việt Hải, Nguyễn Hương, “Thiết kế xe gắn máy

hybrid”, Hội nghị Khoa học và Công nghệ lần thứ 11, Trường Đại học Bách Khoa-

Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Phân ban Kỹ thuật Ô tô-Động cơ nhiệt, pp. 88-94, HCMC, 21-23/10/2009

[11] Bùi Văn Ga, Trần Thanh Hải Tùng, Hồ Sĩ Xuân Diệu, “Hệ thống động lực ô tô hybrid 2 chỗ ngồi sử dụng điện và khí dầu mỏ hóa lỏng LPG”, Tạp chí Nghiên cứu và Phát triển-Sở Khoa học và Công nghệ Thừa Thiên-Huế, số 6(77)/2009, pp. 57-65.

Báo cáo tóm tắt đề tài khoa học và công nghệ cấp Trường: Thiết kế chế tạo mô hình xe gắn máy sinh thái chạy bằng điện và nhiên liệu khí

Mục tiêu nghiên cứu đề tài là chế tạo hoàn chỉnh mô hình xe gắn máy hybrid chạy bằng điện và nhiên liệu khí LPG. Chạy thử nghiệm và đánh giá kết quả của hệ thống. Mời các bạn cùng tham khảo!

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH XE GẮN MÁY SINH THÁI

CHẠY BẰNG ĐIỆN VÀ NHIÊN LIỆU KHÍ

Mã số: T2019-06-123

Chủ nhiệm đề tài: ThS. Bùi Văn Hùng

Đà Nẵng, 8/2020

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH XE GẮN MÁY SINH THÁI

CHẠY BẰNG ĐIỆN VÀ NHIÊN LIỆU KHÍ

Mã số: T2019-06-123

Xác nhận của cơ quan chủ trì đề tài

Chủ nhiệm đề tài

DANH SÁCH

NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Hội đồng KH&ĐT đơn vị

Chủ nhiệm đề tài

XÁC NHẬN CỦA TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẢI TẠO XE GẮN MÁY

HONDA CUB THÀNH XE GẮN MÁY HYBRID

THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CUNG CẤP LPG

THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ

XE GẮN MÁY HYBRID LPG-ĐIỆN

Có thể bạn quan tâm

Mẫu Thuyết minh đề tài khoa học và công nghệ (Dùng cho chương trình hỗ trợ NCKH theo đề án 911)

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Tối ưu đường cong NURBS trong tính toán thiết kế cơ cấu cam cần lắc đáy con lăn

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Chính sách chi trả và sự sẵn lòng của người dân địa phương trong việc bảo vệ rừng tự nhiên

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống mô đun thực hành, thí nghiệm sử dụng PLC-S7/1200

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Gia công với bôi trơn làm nguội tối thiểu MQL sử dụng bột Nano SiO2 - Một ứng dụng hiệu quả trong phay cứng thép SKD 11

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Nghiên cứu mòn của điện cực khi xung bề mặt trụ thép 9XC với điện cực graphite

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Nghiên cứu, thiết kế, điều khiển hệ thống lắp ráp bu lông tự động

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Nghiên cứu thực nghiệm sự ảnh hưởng của hình dáng hình học của dụng cụ cắt lên sự hình thành khuyết tật trên bề mặt gia công tấm composite

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Điều khiển nguồn phân tán theo giá điện bậc thang

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Ảnh hưởng các thông số đầu vào đến quá trình mài phẳng thép không gỉ

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Nghiên cứu, thiết kế xe điện chở hàng trong nhà xưởng

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Nghiên cứu, thiết kế Mô hình hệ thống đèn thông minh

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Nghiên cứu và phát triển các thuật toán điều khiển nhóm cho các phương tiện bay không người lái (UAVs)

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến năng lực cạnh tranh của ngành lúa gạo Việt Nam

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Hiệu quả của nanofluid MQL trong tiện cứng thép hợp kim P20 sử dụng hạt nano Al2O3

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Nghiên cứu tối ưu quá trình cắt dây hạt cứng thông qua kiểm soát thông số cắt bằng mô hình hóa

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Tối ưu hóa quá trình gia công xung điện chi tiết trụ có biên dạng định hình làm bằng thép SKD11 với dung dịch có trộn bột

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Xấp xỉ nghiệm của bài toán không điểm chung

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Tối ưu hóa giá thành để phân phối tối ưu tỉ số truyền cho hệ dẫn động cơ khí dùng hộp giảm tốc trục vít

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Giải thuật tối ưu hóa mới giữa DE và SOS cho bài toán

Tài liêu mới

Báo cáo nghiên cứu khoa học: Xây dựng hệ thống điểm danh sinh viên dựa trên nhận diện khuôn mặt

Báo cáo seminar chuyên ngành: Công nghệ lên men trong sản xuất rượu, bia và nước trái cây

Báo cáo seminar chuyên ngành Công nghệ hóa học và thực phẩm

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Quan hệ giữa các thông số thiết kế với giá thành hệ dẫn động cơ khí dùng hộp giảm tốc trục vít

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Tính toán và mô phỏng số tấm composite lõi tổ ong bằng phương pháp đồng nhất hóa

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ tới mòn dụng cụ và nhám bề mặt khi tiện cứng các bề mặt gián đoạn

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Nghiên cứu thiết kế điều khiển hệ thống lắp ráp bút bi tự động

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Tối ưu hóa đa mục tiêu khi mài phẳng thép HARDOX 500

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Phân phối tỉ số truyền tối ưu cho hệ dẫn động cơ khí dùng hộp giảm tốc bánh răng côn trụ nhiều cấp theo hàm mục tiêu giá thành

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Nghiên cứu các biện pháp tăng năng suất và giảm chi phí quá trình mài phẳng thép SKD11 qua tôi

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Xây dựng Video bài giảng cho môn học Cơ học Vật liệu

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Ảnh hưởng của mạ Nano Composite Nikel đến chất lượng gia công và tuổi bền của dụng cụ cắt

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Quá trình thu hút đầu tư trực tiếp nước ngoài vào tỉnh Thái Nguyên giai đoạn (2015-2020)

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Nghiên cứu thiết kế quy trình mạ phủ Ni, Cu theo phương pháp hóa học lên chất nền không dẫn điện

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Giới thiệu

Về chúng tôi

Việc làm