CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Lý do chọn đề tài Ngành công nghiệp ô tô ngày nay được đánh giá là một trong những ngành công nghiệp quan trọng, thúc đẩy sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp khác. Vì vậy, sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp ô tô được xem là yếu tố có tác động lớn thúc đẩy các ngành công nghiệp liên quan, tạo tiền đề cho sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Tuy nhiên, vấn đề môi trường đang thực sự thu hút được rất nhiều sự quan tâm do thế giới đang phải đối mặt với rất nhiều vấn đề nghiêm trọng dẫn đến sự phát triển các ngành công nghiệp nói chung và ngành công nghiệp ô tô nói riêng cũng phải vấp phải sự ảnh hưởng không nhỏ.
Do những hạn chế về mặt tài nguyên thì các nhà nghiên cứu phải luôn tìm cách giải quyết, tìm hướng đi mới cho nhiên liệu ô tô, giải quyết các vấn đề ô nhiễm môi trường trên thế giới. Để giải quyết những vấn đề hiện nay, nhiều cuộc cách mạng về nhiên liệu ô tô đang được dần diễn ra, xe điện và xe hybrid là những loại xe tiên phong cho công cuộc thay đổi này. Xe điện và xe hybrid đã giải quyết được rất nhiều vấn đề đang xảy ra đặt biệt là vấn đề nhiên liệu và môi trường. Vì vậy, hầu hết các hãng xe hiện nay đều cho ra các chiến lược sản xuất các loại xe sử dụng nhiên liệu sạch này.
Trên thị trường Việt Nam hiện nay, rất nhiều hãng xe cho ra mắt nhiều dòng xe điện và xe hybrid. Nhưng nổi bật nhất vẫn là Toyota của Nhật Bản, là một trong những hãng ô tô chất lượng và có doanh số bán xe hàng đầu thế giới, cũng có những chiến lược để tham gia vào “cuộc cách mạng nhiên liệu” cho ô tô. Từ năm 1997, Toyota đã cho ra mắt mẫu xe hybrid đầu tiên mang tên Prius, tiếp bước vào những năm tiếp theo là RAV4, Highlander, Camry, Corolla,. Và Toyota đã cho ra mắt vào năm 2020 dòng xe Toyota Corolla Cross Hybrid tại Việt Nam với nhiều cải tiến về mặt công nghệ.
Toyota Corolla Cross Hybrid là dòng xe sở hữu nhiều công nghệ mới nói chung và công nghệ hybrid thế hệ mới nói riêng của Toyota. Nhóm chúng em đã chọn Toyota Corolla Cross Hybrid để có thể tìm hiểu về hệ thống điều khiển trên dòng xe hybrid cũng như có thể tiếp cận được với những công nghệ mới mà Toyota mang đến cho người dùng cũng như ngành công nghiệp ô tô trên thế giới. Mục tiêu nghiên cứu Những nội dung nghiên cứu bao gồm: • Nghiên cứu tổng quan về ô tô hybrid. • Giới thiệu chung về Toyota Corolla Cross 1.
• Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về các thành phần chính trên Toyota Corolla Cross 1. • Nghiên cứu các hệ thống điều khiển trên Toyota Corolla Cross 1. • Bảo dưỡng và sửa chữa trên ô tô hybrid – Toyota Corolla Cross. Phương pháp nghiên cứu Tìm hiểu trên Internet, đọc những tài liệu liên quan đến xe hybrid và các bộ phận của xe hybrid.
Tìm tài liệu về Toyota Corolla Cross 1.8HV, tài liệu về thông số xe, các bộ phận trong hệ thống truyền lực, hệ thống điều khiển,. Tìm tài liệu bảo dưỡng và sửa chữa dành cho Toyota Corolla Cross 1. Tổng hợp tài liệu và viết báo cáo nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: dòng xe Toyota Corolla Cross 1.
Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu về hệ thống truyền lực, hệ thống điều khiển, cách bảo dưỡng và sửa chữa. Nội dung nghiên cứu Nội dung 1: Nghiên cứu về cấu tạo và hoạt động của ô tô hybrid • Ưu nhược điểm của ô tô hybrid. • Giới thiệu tổng quan về ô tô hybrid. • Các chế độ hoạt động của xe.
Nội dung 2: Nghiên cứu về Toyota Corolla Cross 1.8HV • Giới thiệu tổng quan về Toyota Corolla Cross 1. • Nghiên cứu hệ thống hybrid trên Toyota Corolla Cross 1. • Hệ thống truyền lực trên Toyota Corolla Cross 1. Nội dung 3: Phân tích các hệ thống điều khiển của Toyota Corolla Cross 1.8HV Nội dung 4: Nghiên cứu bảo dưỡng và sửa chữa.
2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ HYBRID 2. Giới thiệu chung và nguyên nhân ra đời xe hybrid 2. Khái niệm xe hybrid Xe hybrid (thường được gọi là xe lai hay xe lai điện) là loại xe thân thiện với môi trường khi sử dụng kết hợp hai nguồn động lực giữa động cơ đốt trong (xăng, diesel, khí hóa lỏng,.) và động cơ điện lấy năng lượng điện từ một acquy cao áp. Tùy thuộc vào hệ thống, xe hybrid sẽ sử dụng hai nguồn năng lượng theo các cách khác nhau để tạo nên sự vận hành mạnh mẽ mà vẫn đạt hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu tối ưu.
Mục đích chính đầu tiên của ô tô hybrid không phải để giảm phát thải ô nhiễm và tăng hiệu quả kinh tế mà sử dụng động cơ điện hỗ trợ cho động cơ đốt trong để ô tô có thể đạt được tính năng có thể chấp nhận được. Đến bây giờ mục đích chính của ô tô hybrid là để tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ môi trường. Không giống ô tô truyền thống, hệ thống động cơ xe hybrid bao gồm: động cơ đốt trong, một hay nhiều động cơ điện xoay chiều, acquy hybrid (HV), máy phát điện, bộ chuyển đổi điện, bộ phân chia công suất và bộ điều khiển (ECU). Tóm lại, xe hybrid sử dụng hai loại động cơ kết hợp trong khi đó các xe thông thường sử dụng chủ yếu vẫn là động cơ đốt trong.
Với mục đích tiết kiệm nhiên liệu, giảm phát thải ra môi trường và đạt hiệu suất cao thì mô hình xe hybrid sử dụng động cơ điện để hỗ trợ cho động cơ đốt trong việc vận hành được diễn ra tốt hơn và hiệu quả hơn, không mất công suất vô ích và bảo vệ môi trường. Lịch sử phát triển xe hybrid [1] Ô tô hybrid đầu tiên được giới thiệu tại hội chợ triển lãm Paris năm 1899 do hãng Pieper Liège của Bỉ và hãng Vendovelli Priestli của Pháp chế tạo. Ô tô Pieper là ô tô hybrid song song với một động cơ xăng nhỏ làm mát bằng không khí được hỗ trợ bởi một động cơ điện chạy bằng acquy chì. Acquy được nạp điện nhờ động cơ nhiệt khi xe xuống dốc hay khi phanh.
Khi công suất yêu cầu cao hơn công suất động cơ nhiệt thì động cơ điện hoạt động để cung cấp năng lượng bổ sung. Ngoài việc là một trong hai chiếc hybrid đầu tiên, xe Pieper còn là chiếc xe đầu tiên được khởi động bằng điện.1 Xe hybrid kiểu song song đầu tiên năm 1899 [2] Những chiếc xe hybrid khác được giới thiệu cùng năm 1899 tại Triển lãm Paris là kiểu xe hybrid điện nối tiếp của hãng Vendovelli và Priestli của Pháp. Đây là kiểu xe ba bánh, với hai bánh xe phía sau được dẫn động bởi các động cơ điện độc lập. Xe được trang bị thêm động cơ xăng kéo máy phát điện công suất 1,1 kW đặt trên rơ-móc được kéo phía sau xe để nạp điện cho acquy.
Trong kiểu thiết kế này, các kĩ thuật hybrid đã được áp dụng để mở rộng phạm vi hoạt động của xe chứ không có mục đích để tăng thêm công suất cho động cơ của xe. Các xe hybrid khác, cả song song hoặc nối tiếp, được chế tạo trong khoảng thời gian từ 1899 đến 1914. Mặc dù có phanh điện đã được sử dụng trong các thiết kế ban đầu nhưng chưa ai đề cập đến phanh tái tạo. Thậm chí tất cả các kiểu xe trên đều sử dụng phanh điện động bằng cách ngắn mạch hoặc lắp đặt điện trở trên phần ứng của mô tơ kéo.
Điển hình cho phương án phanh điện động chính là chiếc Lohner – Porsche được sản xuất và ra mắt vào năm 1903. Bên cạnh đó, việc sử dụng phổ biến ly hợp điện từ và khớp điện tử cũng cần nhắc đến.2: Lohner – Porsche 1903 [3] 4 Các khái niệm ô tô hybrid điện đã thu hút được sự quan tâm rất lớn trong những năm của thập niên 90 khi người ta nhận ra rằng các giới hạn của ô tô điện thuần túy và sự có hạn của các nhiên liệu và khoáng sản. Hãng Ford Motor đã khởi xướng chương trình “Thách thức của Ford Hybrid Electric Vehicle” và đã thu hút được đông đảo sự tham gia của các trường đại học để đạt mục tiêu là phát triển cùng với đó là thương mại hóa các phiên bản ô tô hybrid. Ô tô hybrid đã có được những bước tiến đáng kể sau nhiều nghiên cứu.
Tại Mỹ, Dodge đưa ra thị trường các dòng xe ESX Intrepid 1, 2, và 3. Các ESX – 1 là ô tô hybrid nối tiếp, trang bị một động cơ diesel ba xi lanh có turbo tăng áp cỡ nhỏ và hai động cơ điện 100 HP kéo bánh xe sau. Chính phủ Mỹ đưa ra chương trình phối hợp nghiên cứu ô tô thế hệ mới (PNGV). Xe Ford Prodigy và GM Precepy là kết quả từ nỗ lực này.
Đó là những xe hybrid song song sử dụng động cơ diesel tăng áp cỡ nhỏ với li hợp điều khiển bằng tay. Cả hai kiểu xe này đã đạt được mục tiêu đề ra những đã không được đưa vào sản xuất.3: Dodge ESX Intrepid 1 [4] Ở Châu Âu, hãng Renault đã đưa ra mẫu ô tô hybrid song song Renault Next sử dụng động cơ đánh lửa cưỡng bức 750 cc và hai động cơ điện. Mẫu xe thử nghiệm này đã đạt được các tính năng tương đương với ô tô truyền thống. Volkswagen cũng đã đưa ra mẫu thử nghiệm Chico.
Nền tản là một xe điện nhỏ, với acquy nikel-metal và động cơ điện cảm ứng 3 pha. Xe được trang bị thêm một động cơ xăng cỡ nhỏ, hai xi lanh, để nạp điện cho acquy và cung cấp thêm công suất cho xe khi cần thiết. Nhật Bản đã là nơi thực hiện các nỗ lực quan trọng trong việc phát triển và thương mại hóa các loại xe hybrid. Năm 1997, Toyota đã bắt đầu dự án Toyota Eco – car với quyết tâm sản xuất một kiểu xe mới vừa tiết kiệm nhiên liệu, vừa giảm phát thải ô nhiễm môi trường.
Vào tháng ba cùng năm, Toyota đã công bố một hệ thống truyền động mới là hệ 5 thống Hybrid Toyota (Toyota Hybrid System – THS) cho ô tô du lịch. THS lần đầu tiên được áp dụng cho kiểu xe Prius và được giới thiệu tại thị trường Nhật Bản với tư cách là loại sản phẩm ô tô hybrid du lịch đầu tiên trên thế giới. Từ đó, Prius đã trở thành biểu tượng của một loại ô tô có tính sáng tạo cao. Xu hướng phát triển xe hybrid Một số quốc gia đang đi quá nhanh trong tiến trình phát triển xe “thuần” điện (BEV) khiến thị trường chưa thể thích ứng kịp thời.