Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát, đánh giá phụ tải điện xe bus Samco trên xe Isuzu

Đồ án phân tích chi tiết phụ tải điện xe bus Samco trên nền Isuzu. Khảo sát thực tế, tính toán và kiểm tra công suất máy phát điện phù hợp.

• Tác giả: Dương Đức Lương
• Người hướng dẫn: PGS.TS Đỗ Văn Dũng
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Cơ khí Động lực
• Đề tài: Khảo sát và đánh giá phụ tải điện trên dòng xe bus SAMCO chế tạo trên nền xe tải ISUZU
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về Đồ án Phụ tải điện xe bus Samco trên nền Isuzu

Đồ án tốt nghiệp này tập trung vào khảo sát và đánh giá phụ tải điện trên dòng xe bus Samco Felix được chế tạo trên nền xe tải Isuzu NQR 75L. Đây là một nghiên cứu thực tiễn quan trọng được thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, Khoa Cơ khí Động lực. Nghiên cứu này giúp hiểu rõ hơn về hệ thống điện trên xe khách, từ đó đánh giá liệu máy phát điện hiện tại có phù hợp với nhu cầu tiêu thụ điện của xe khách Samco Felix hay không. Công tác khảo sát được thực hiện tại hai cơ sở chính: Công ty TNHH Ôtô Isuzu Việt Nam (Gò Vấp) và Nhà máy Ô tô Samco (Củ Chi), cho phép các tác giả vận dụng kiến thức học tập vào thực tiễn sản xuất và kinh doanh.

1.1. Mục tiêu và ý nghĩa của nghiên cứu

Mục tiêu chính của đồ án là nghiên cứu chi tiết các phụ tải điện trên cả hai dòng xe: xe tải Isuzu NQR 75L và xe khách Samco Felix. Thông qua đó, xác định xem máy phát điện hiện tại có đáp ứng được yêu cầu công suất tiêu thụ hay cần được nâng cấp. Ý nghĩa thực tiễn giúp tối ưu hóa hệ thống điện xe khách, nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của phương tiện.

1.2. Phạm vi và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu tập trung vào các hệ thống điện chính bao gồm: hệ thống cung cấp điện, khởi động, phun dầu điện tử, chiếu sáng, tín hiệu và điều hòa không khí. Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa khảo sát thực tế tại các nhà máy và tính toán kỹ thuật để kiểm chứng công suất máy phát.

II. Hệ thống điện trên xe tải Isuzu NQR 75L

Xe tải Isuzu NQR 75L được trang bị một hệ thống điện toàn diện với nhiều phụ tải điện khác nhau. Hệ thống này bao gồm các thành phần chính như bộ phát điện, bộ accumulater (ắc quy), hệ thống khởi động, hệ thống phun dầu điện tử và hệ thống chiếu sáng. Mỗi phụ tải được thiết kế để hoạt động hiệu quả và an toàn trong các điều kiện vận hành khác nhau. Hộp cầu chì được lắp đặt tại vị trí dễ tiếp cận để bảo vệ các mạch điện. Thông qua khảo sát chi tiết tại nhà máy Isuzu, các tác giả đã ghi nhận được các thông số kỹ thuật chính xác và vị trí của từng linh kiện điện.

2.1. Hệ thống cung cấp điện và khởi động

Máy phát điện trên Isuzu NQR 75L có nhiệm vụ cung cấp điện cho toàn bộ hệ thống và sạc ắc quy. Hệ thống khởi động sử dụng motor khởi động mạnh mẽ để đảm bảo xe nổ máy trong mọi điều kiện. Sơ đồ mạch điện chi tiết cho phép hiểu rõ cách các linh kiện kết nối với nhau.

2.2. Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu

Hệ thống chiếu sáng bao gồm đèn pha, đèn cốt, đèn sương mù và đèn tín hiệu. Hệ thống tín hiệu gồm đèn xi nhan, đèn cảnh báo và đèn lùi, đảm bảo an toàn giao thông. Các đèn này được quản lý thông qua các công tắc và hộp cầu chì trung tâm.

III. Hệ thống điện xe khách Samco Felix

Xe khách Samco Felix 29 chỗ được chế tạo trên nền Isuzu nhưng có phụ tải điện bổ sung riêng. Ngoài các hệ thống cơ bản kế thừa từ xe tải Isuzu, xe khách Samco còn được lắp thêm các hệ thống điện phục vụ hành khách như hệ thống điều hòa không khí, quạt hút trần, đèn trần cabin và các hệ thống tín hiệu bổ sung. Ắc quy trên xe khách Samco được chọn lựa kỹ lưỡng để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện cao hơn so với xe tải. Khảo sát tại nhà máy Samco cho thấy vị trí hộp cầu chì và cách bố trí các linh kiện điện được tối ưu hóa cho không gian cabin hạn chế.

3.1. Các phụ tải điện chính trên xe khách Samco

Xe khách Samco Felix có các phụ tải điện bao gồm: hệ thống chiếu sáng halogen, hệ thống tín hiệu xi nhan, đèn đuôi và đèn lùi, hệ thống bơm nước gạt mưa, hệ thống điều hòa không khí và đèn trần cabin. Tổng công suất tiêu thụ của các phụ tải này lớn hơn đáng kể so với xe tải Isuzu tiêu chuẩn.

3.2. Hệ thống điều hòa và tiện nghi hành khách

Hệ thống điều hòa không khí là phụ tải tiêu thụ điện lớn nhất trên xe khách Samco, cần công suất cao để làm mát cabin. Các hệ thống quạt hút, đèn trần và các tiện nghi khác cũng đóng góp vào tổng công suất tiêu thụ. Việc kiểm tra công suất máy phát trở nên cần thiết để đảm bảo cấp điện ổn định.

IV. Tính toán và đánh giá công suất máy phát

Công tác tính toán và kiểm nghiệm công suất máy phát là yêu cầu quan trọng nhất trong đồ án này. Dựa trên cơ sở lý thuyết điện học và số liệu thu thập từ thực tế, các tác giả đã xác định tổng công suất tiêu thụ của tất cả phụ tải điện trên xe khách Samco Felix. Kết quả so sánh giữa công suất máy phát hiện tại (được thiết kế cho xe tải Isuzu) với công suất tiêu thụ thực tế của xe khách cho phép đưa ra nhận xét chính xác về tính phù hợp. Nếu công suất máy phát không đủ, cần đề xuất nâng cấp linh kiện. Nghiên cứu xét hai chế độ tải: hoạt động liên tục (trường hợp bình thường) và hoạt động gián đoạn (trường hợp đặc biệt với tất cả phụ tải bật cùng lúc).

4.1. Phương pháp tính toán công suất tiêu thụ

Công suất tiêu thụ của mỗi phụ tải được xác định từ thông số kỹ thuật trên linh kiện hoặc tài liệu kỹ thuật. Tổng công suất là tổng của tất cả phụ tải hoạt động cùng lúc trong từng chế độ. Công thức tính dòng điện từ công suất giúp xác định liệu máy phát có đủ khả năng cung cấp hay không.

4.2. Kết luận về suitability của máy phát hiện tại

Sau khi tính toán chi tiết, đồ án đưa ra kết luận về tính phù hợp của máy phát điện hiện tại. Nếu máy phát không đủ công suất, các tác giả đề xuất giải pháp nâng cấp hoặc các biện pháp điều chỉnh hệ thống. Nhận xét này có giá trị thực tiễn cao cho nhà sản xuất Samco trong việc tối ưu hóa thiết kế xe khách.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Tổng quan về đề tài Chương 2. Tìm hiểu về hệ thống phụ tải điện trên dòng xe tải ISUZU NQR 75L Chương 3. Khảo sát hệ thống điện phụ tải trên dòng xe khách SAMCO FELIX Chương 4.

Đánh giá về công suất tiêu thụ phụ tải điện trên dòng xe khách SAMCO FELIX và xe tải ISUZU NQR 75L. Tính toán, kiểm tra công suất máy phát điện phù hợp với công suất tiêu thụ của phụ tải điện trên xe khách SAMCO FELIX Chương 6. Kết luận 2 CHƢƠNG 2. TÌM HIỂU VỀ PHỤ TẢI ĐIỆN TRÊN DÒNG XE TẢI ISUZU NQR 75L.1 Giới thiệu về xe tải ISUZU NQR 75L Hình 2.1 Xe tải ISUZU NQR 75L Xe tải ISUZU 5 tấn NQR 75L đang là một trong những dòng xe tải ISUZU có doanh số tốt nhất tại thị trường Việt Nam.

Với kích thước thùng rộng rãi, khả năng chuyên chở linh hoạt, động cơ mạnh mẽ bền bỉ và siêu tiết kiệm nhiên liệu, mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất cho người sử dụng. Ngoài ra xe tải ISUZU 5 tấn NQR 75L hiện đang là sản phẩm chủ lực của ISUZU Nhật Bản tại thị trường Việt Nam. Với doanh số xe bán ra năm sau đều cao hơn năm trước, xe tải ISUZU 5 tấn NQR 75L đã khẳng định được chất lượng và vị thế số 1 của mình trong phân khúc các dòng xe tải 5 tấn trên thị trường hiện nay.2 Thông số kỹ thuật xe tải ISUZU NQR 75L Bảng 2.1 Thông số kĩ thuật xe tải ISUZU NQR 75L KÍCH THƢỚC NQR 75L ( 4x2) Vết bánh xe trước – sau ( AW/CW) mm 1,680/1,650 Chiều dài cơ sở (WB) mm 4,175 Khoảng cách gầm xe (HH) mm 220 Kích thước tổng thể (OAL x OW x OH) 7,355 x 2,165 x 2,335 mm Độ cao mặt trên sắt- xi (EH) mm 905 Chiều dài đầu – đuôi xe (FOH/ROH) mm 1,110/2,070 Chiều dài sắt – xi lắp thùng (CE) mm 5,570 TRỌNG LƢỢNG NQR 75L (4x2) Trọng lượng toàn bộ (kg) 8,850 Trọng lượng bản thân 2,645 Dung tích thùng nhiêu liệu 100 ĐỘNG CƠ – TRUYỀN ĐỘNG NQR 75L Kiểu động cơ 4HK1 – E2N, D – core commonrail Turbo intercooler Loại 4 xi lanh thẳng hàng với hệ thống làm mát khí nạp Dung tích xi lanh (cc) 5.193 Đường kính và hành trình piston (mm) 115 x 125 Công suất cực đại Ps (Kw) 150 Ps(110Kw)/2,600 Mô men xoắn cực đại Nm (Kg.m) 404 (41)/1,500 – 2,600 Hệ thống phun nhiên liệu Hệ thống commonrail, điều khiển điện tử Dung tích thùng nhiên liệu (lit) 100 ĐỘNG CƠ – TRUYỀN ĐỘNG NQR 75l Kiểu động cơ 4HK1- E2N, D – core commonrail Turbo 4 intercooler Loại 4 xi lanh thẳng hàng với hệ thống làm mát khí nạp Dung tích xi lanh (cc) 5,193 Đường kính và hành trình piston (mm) 115 x 125 Công suất cực đại Ps (Kw) 150Ps (110Kw)/2,600 Mô – men xoắn cực đại Nm ( kg.m) 404 (41) / 1,500 – 2,600 Hệ thống phun nhiên liệu Hệ thống common rail, điều khiển điện tử Cơ cấu phân phối khí SOHC 16 valve Kiểu hộp số MYY6S Loại hộp số 6 cấp CÁC HỆ THỐNG CƠ BẢN NQR 75L (4 x 2) Hệ thống lái Tay lái trợ lực và điều chỉnh được độ nghiêng cao thấp Hệ thống phanh Dạng trống, mạch kép thủy lực với bộ trợ lực chân không Lốp xe trước/sau 8.25 – 16 – 14PR Máy phát điện 24V – 50A TÍNH NĂNG ĐỘNG HỌC NQR 75 (4 x 2) Khả năng vượt dốc tối đa (%) 28 Tốc độ tối đa (Km/h) 112 Bán kính quay vòng tối thiểu (m) 8.3 Tổng quan về hệ thống điện thân xe trên xe tải ISUZU NQR 75L. Công nghiệp ôtô - máy kéo ngày càng phát triển, kết cấu ôtô máy kéo ngày càng hoàn thiện thì mức độ tự động hóa, điện tử hóa của chúng ngày càng cao.

Yêu cầu về mặt tiện nghi, về tính an toàn của chuyển động càng lớn thì hệ thống trang thiết bị điện trên ôtô - máy kéo ngày càng phức tạp và hiện đại. Nếu như trên những ôtô - máy kéo đầu tiên các trang thiết bị điện hầu như 5 không có gì ngoài bộ phận để châm lửa hỗn hợp cháy rất thô sơ bằng dây đốt, thì ngày nay trên ôtô - máy kéo, điện năng đã được sử dụng để thực hiện rất nhiều chức năng trên các hệ thống sau: - Hệ thống cung cấp điện (Charging system): Bao gồm ắc quy, máy phát điện, các bộ điều chỉnh điện. - Hệ thống khởi động (Starting system): Bao gồm máy khởi động (động cơ điện), các rơle điều khiển và các rơle bảo vệ khởi động, hệ thống xông máy. - Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu (lighting and signal system): Gồm các đèn chiếu sáng, đèn tín hiệu, còi, các công tắc và các rơle.

- Hệ thống đo đạc và kiểm tra (Gauging system): Bao gồm các đồng hồ trên bảng Taplô (đồng hồ tốc độ động cơ, đồng hồ tốc độ xe, đồng hồ đo nhiên liệu, đồng hồ đo nhiệt độ nước làm mát) và các đèn báo hiệu. - Hệ thống điều hoà nhiệt độ (Air conditioning system): Bao gồm máy nén, giàn nóng, giàn lạnh, lọc ga, van tiết lưu và các thiết bị điều khiển hỗ trợ khác. - Hệ thống các thiết bị phụ: Bao gồm quạt gió, hệ thống gạt nước rửa kính, nâng hạ kính, đóng mở cửa xe, radio, tivi, hệ thống chống trộm, hệ thống nâng hạ ghế… Các hệ thống trên hợp thành một hệ thống nhất, là hệ thống điện trên ôtô máy kéo, với hai phần chính: Nguồn điện (hệ thống cung cấp điện) và các bộ phận tiêu thụ điện (các hệ thống khác). Nguồn điện trên ôtô: Là nguồn một chiều được cung cấp bởi ắc quy nếu động cơ chưa làm việc (hoặc làm việc ở số vòng quay nhỏ), hoặc bởi máy phát nếu động cơ làm việc ở số vòng quay trung bình và lớn.

Để tiết kiệm dây dẫn, thuận tiện khi lắp đặt sửa chữa, …, trên đa số các xe người ta sử dụng thân sườn xe làm dây dẫn chung. Vì vậy, đầu âm của nguồn điện được nối trực tiếp ra thân xe. Các bộ phận tiêu thụ điện (phụ tải điện): Trong các bộ phận tiêu thụ điện thì máy khởi động là bộ phận tiêu thụ điện mạnh nhất (dòng điện cung cấp bởi ăcquy khi khởi động có thể lên đến 400÷600 (A) đối với động cơ xăng, hoặc 2000 (A) đối với động cơ diesel). Phụ tải điện được chia làm các loại cơ bản sau: + Phụ tải làm việc liên tục: Bơm nhiên liệu, kim phun nhiên liệu,… + Phụ tải làm việc không liên tục: Gồm các đèn pha, cốt, đèn kích thước,… + Phụ tải làm việc trong khoảng thời gian ngắn: Gồm các đèn báo rẽ, đèn 6 phanh, mô tơ gạt nước lau kính, còi, máy khởi động, hệ thống xông máy,… Mạng lưới điện: Là khâu trung gian nối giữa phụ tải và nguồn điện, bao gồm: Các dây dẫn, các bộ chuyển mạch, công tắc, các thiết bị bảo vệ và phân phối khác nhau.

Cùng với sự phát triển vượt bậc của kỹ thuật điện tử và điều khiển tự động, các trang thiết bị điện, điện tử trên các ôtô - máy kéo hiện đại hiện nay không tồn tại dưới các bộ phận, các cụm tương đối độc lập về chức năng như trước mà được kết hợp lại thành các vi mạch tích hợp, được xử lý và điều khiển thống nhất bởi một bộ xử lý trung tâm, làm việc theo các chương trình đã được dựng sẵn.  Vị trí hộp cầu chì trên xe tải ISUZU NQR 75L Hình 2.2 Vị trí hộp cầu trì trên xe tải ISUZU NQR 75L.3 Hộp cầu chì trên xe tải ISUZU NQR 75L.1 Hệ thống cung cấp điện trên xe tải ISUZU NQR 75L.2 Thông số kĩ thuật hệ thống cung cấp điện trên xe tải ISUZU NQR 75L. Chi tiết Thông số Battery voltage sensing Loại Điều biến theo điện thế Máy phát 27.5V, 50A Điện thế và cường độ định mức Bộ điều tiết điện thế IC regulator loại built-in 55D23R*2 Loại (2 bình mắc nối tiếp) Ac- quy Dung lượng bình 60Ah Điện áp 12V 8 Hình 2.4 Sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động và cung cấp điện trên xe ISUZU NQR 75L.2 Hệ thống khởi động trên xe tải ISUZU NQR 75L. Máy khởi động sử dụng trên xe tải ISUZU NQR 75L có điện thế và công suất làm việc là 24V-4Kw Hình 2.5 Sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động và cung cấp điện trên xe ISUZU NQR 75L.3 Hệ thống phun dầu điện tử trên xe tải ISUZU NQR 75L  Sơ đồ mạch điện ECM : Hình 2.6 Sơ đồ mạch điện ECM trên xe tải ISUZU NQR 75L 11 Bảng 2.3 Công suât hệ thống điều khiển trên xe tải ISUZU NQR 75L Tên hệ thống Công suất (W) Hệ thống phun nhiên liệu 70 Hệ thống bơm nhiên liệu 100 Hệ thống xông máy 100 2.4 Hệ thống điện chiếu sáng trên xe tải ISUZU NQR 75L Hình 2.7 Ví trí đèn chiếu sáng trên xe tải ISUZU NQR 75L Chú thích : 1 Đèn mui 5 Đèn dừng/ đèn đui 9 Đèn xi nhan kích thước 2 Đèn biển số 6 Đèn xi nhan sau 10 Đèn vào cua 3 Đèn lùi 7 Đèn xi nhan kích thước 11 Đèn xi nhan trước 4 Đèn đầu/đèn bên hông 8 Đèn sương mù 12 Đèn kích thước NQR 12 Hình 2.8 Vị trí kết nối hệ thống chiếu sáng trên xe tải ISUZU NQR 75L  Hệ thống đèn đầu halogen trên xe tải ISUZU NQR 75L  Sơ đồ mạch điện 13 Hình 2.9 Sơ đồ mạch điện đèn chiếu sáng trên xe tải ISUZU NQR 75L 14 Bảng 2.4 Thông số kĩ thuất của bóng đèn đèn đầu halogen trên xe tải ISUZU Tên đèn Công suất Số bóng Màu thấu kính B Halogen đèn ả Hight 75W 2 WHT n Low 70W 2 WHT Thông số cầu chì Bảng 2.5 Thông số cầu chì của bóng đèn đầu halogen trên xe tải ISUZU NQR 75L Tên cầu chì Công suất Số lượng Ghi chú SBF6 (Starter SW1) 40A 1 SBF8 (Head lams) 50A 1 F10 ( Lams) 10A 1 F9 (H/Lams Lo LH) 10A 1 F11 (H/Lams Lo RH) 10A 1 F14 (H/Lams Hi LH) 10A 1 F15 (H/Lams Hi RH) 10A 1  Đèn sƣơng mù phía trƣớc và sau trên xe tải ISUZU NQR 75L  Đèn sƣơng mù trƣớc 15 Hình 2.10 Sơ đồ mạch điện đèn sương mù phía trước trên xe tải ISUZU NQR 75L 16  Đèn sƣơng mù phía sau Hình 2.11 Sơ đồ mạch điện đèn sương mù phía sau trên xe tải ISUZU NQR 75L 17  Thông số kĩ thuật của bóng đèn Bảng 2.6 Thông số kĩ thuật bóng đèn sương mù trên xe tải ISUZU NQR 75L Tên đèn Công suất Số bóng đèn Màu thấu kính Sương mù trước 70W(H3 type) 2 Trắng Sương mù sau 21W 1 Đỏ  Thông số cầu chì Bảng 2.