I. Giới thiệu đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống truyền lực cho xe hybrid
Đồ án tốt nghiệp tập trung vào thiết kế hệ thống truyền lực cho xe hybrid, cụ thể là hệ thống truyền động song song. Đồ án sử dụng xe Prius và Lexus làm tài liệu tham khảo. Nội dung bao gồm phân tích đặc điểm xe hybrid, lựa chọn phương án thiết kế hệ thống truyền động hybrid, tính toán nguồn công suất, thiết kế hệ thống truyền lực, xây dựng đặc tính kéo, và quy trình công nghệ gia công một chi tiết. Đồ án nhấn mạnh vào việc giảm tiêu hao nhiên liệu và tăng hiệu suất của xe.
1.1. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
Mục tiêu chính là thiết kế một hệ thống truyền lực hiệu quả cho xe hybrid sử dụng cấu hình song song. Phạm vi bao gồm thiết kế hệ thống truyền động hybrid, lựa chọn các thành phần chính như động cơ đốt trong, động cơ điện, pin xe hybrid, và hộp số. Đồ án cũng bao gồm mô phỏng hệ thống truyền lực sử dụng phần mềm như MATLAB và Simulink để đánh giá hiệu suất. Phân tích hệ thống truyền lực nhằm tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng từ cả động cơ đốt trong và động cơ điện, hướng tới mục tiêu giảm tiêu hao nhiên liệu và giảm lượng khí thải. Việc viết đồ án tốt nghiệp cũng tuân thủ các quy chuẩn về báo cáo khoa học.
1.2. Phương pháp nghiên cứu
Đồ án áp dụng phương pháp nghiên cứu định lượng và định tính. Phương pháp định lượng được sử dụng trong việc tính toán các thông số kỹ thuật của hệ thống, bao gồm tính chọn nguồn công suất, thiết kế bộ kết nối, và thiết kế hộp số. Các phần mềm mô phỏng hệ thống truyền lực như MATLAB, Simulink, AMEsIM hoặc ANSYS (nếu có) sẽ được sử dụng để kiểm tra tính khả thi của thiết kế. Phương pháp định tính được sử dụng trong việc phân tích hệ thống truyền lực, lựa chọn phương án thiết kế, và phân tích đặc điểm xe hybrid. Việc tham khảo các tài liệu, bài báo khoa học, và luận văn tốt nghiệp liên quan đến công nghệ hybrid và ô tô điện (EV), xe lai (HEV), PHEV, FHEV là rất quan trọng. Hướng dẫn làm đồ án tốt nghiệp cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình thực hiện.
II. Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế
Phần này tập trung vào việc phân tích và lựa chọn phương án thiết kế hệ thống truyền lực phù hợp cho xe hybrid. Các yếu tố được xem xét bao gồm hiệu suất, chi phí, độ tin cậy, và khả năng tích hợp. Đồ án so sánh các loại hệ thống hybrid khác nhau như hệ thống hybrid song song, hệ thống hybrid nối tiếp, và hệ thống hybrid nối tiếp-song song. Việc lựa chọn phương án dựa trên các yêu cầu kỹ thuật và điều kiện thực tế. Phân tích chọn phương án cần dựa trên các kết quả mô hình toán học và mô phỏng. Việc chọn phương án thiết kế tối ưu sẽ dựa trên các tiêu chí về hiệu suất, chi phí, và khả năng sản xuất. Công nghệ hybrid tiên tiến được xem xét và đánh giá trong quá trình lựa chọn.
2.1. So sánh các loại hệ thống hybrid
Đồ án so sánh các loại hệ thống hybrid phổ biến, bao gồm hệ thống hybrid song song, hệ thống hybrid nối tiếp, và hệ thống hybrid nối tiếp-song song. Mỗi loại hệ thống được phân tích dựa trên các ưu điểm, nhược điểm, và tính phù hợp với mục tiêu của đồ án. Mô hình hóa hệ thống truyền lực cho từng loại hệ thống được thực hiện để đánh giá hiệu suất. Các thông số quan trọng như hiệu suất truyền động, mức tiêu hao nhiên liệu, và khả năng tăng tốc được so sánh và phân tích. Việc lựa chọn loại hệ thống hybrid tối ưu sẽ dựa trên sự cân bằng giữa hiệu suất, chi phí, và khả năng thực hiện. Kết quả phân tích sẽ được trình bày chi tiết trong đồ án.
2.2. Lựa chọn bộ kết nối
Lựa chọn bộ kết nối giữa động cơ đốt trong và động cơ điện là một phần quan trọng trong thiết kế hệ thống truyền lực. Đồ án sẽ phân tích các loại bộ kết nối khác nhau, chẳng hạn như bộ kết nối mômen và bộ kết nối tốc độ. Các yếu tố ảnh hưởng đến lựa chọn bao gồm hiệu suất truyền động, khả năng chịu tải, và chi phí. Phân tích các thông số kỹ thuật của từng loại bộ kết nối để đánh giá khả năng đáp ứng các yêu cầu của hệ thống. Việc lựa chọn bộ kết nối tối ưu sẽ đảm bảo hiệu suất tối đa của hệ thống truyền lực, đồng thời giảm thiểu tổn thất năng lượng. Mô phỏng hiệu suất hoạt động của các loại bộ kết nối sẽ được thực hiện để hỗ trợ quá trình ra quyết định.
III. Thiết kế chi tiết và mô phỏng
Phần này trình bày chi tiết về thiết kế hệ thống truyền lực, bao gồm thiết kế bộ kết nối, thiết kế hộp số, và thiết kế các thành phần khác. Các tính toán kỹ thuật được thực hiện để xác định các thông số chính của hệ thống. Mô hình toán học của hệ thống được xây dựng để mô phỏng hoạt động của hệ thống. Kết quả mô phỏng được sử dụng để đánh giá hiệu suất và khả năng hoạt động của hệ thống. Phần mềm MATLAB và Simulink được sử dụng để thực hiện mô phỏng. Phân tích các kết quả mô phỏng để xác định các điểm mạnh và điểm yếu của thiết kế.
3.1. Thiết kế bộ kết nối
Phần này tập trung vào thiết kế bộ kết nối giữa động cơ đốt trong và động cơ điện. Các thông số kỹ thuật như tỷ số truyền, mômen xoắn, và tốc độ quay được tính toán và xác định. Thiết kế cỗ khí cần đảm bảo khả năng truyền lực hiệu quả và độ bền cao. Việc lựa chọn vật liệu và phương pháp gia công cũng được xem xét. Mô phỏng hoạt động của bộ kết nối được thực hiện để đánh giá hiệu suất và độ tin cậy. Kết quả phân tích sẽ được sử dụng để tối ưu hóa thiết kế.
3.2. Thiết kế hộp số và các thành phần khác
Phần này trình bày thiết kế hộp số và các thành phần khác của hệ thống truyền lực. Thiết kế hộp số cần đảm bảo khả năng truyền lực hiệu quả và phù hợp với đặc tính của động cơ đốt trong và động cơ điện. Các thông số kỹ thuật như tỷ số truyền, số lượng cấp số, và hiệu suất truyền động được tính toán và xác định. Thiết kế các thành phần khác như trục, bánh răng, và ổ trục cũng được xem xét. Mô phỏng hoạt động của toàn bộ hệ thống truyền lực được thực hiện để đánh giá hiệu suất và độ tin cậy. Kết quả phân tích sẽ được sử dụng để tối ưu hóa thiết kế và đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả.
IV. Kết luận và ứng dụng
Đồ án cung cấp một giải pháp thiết kế hệ thống truyền lực cho xe hybrid hiệu quả. Kết quả nghiên cứu có giá trị thực tiễn cao, có thể ứng dụng trong việc phát triển các loại xe hybrid mới. Đồ án cũng góp phần nâng cao kiến thức và kỹ năng thiết kế trong lĩnh vực công nghệ ô tô. Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực xe hybrid và công nghệ ô tô điện.
4.1. Kết luận
Đồ án đã hoàn thành mục tiêu đề ra, thiết kế hệ thống truyền lực cho xe hybrid với cấu hình song song. Kết quả mô phỏng cho thấy hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả. Đồ án đã đóng góp vào việc hiểu biết sâu hơn về công nghệ hybrid và ô tô điện. Tuy nhiên, còn một số hạn chế cần được khắc phục trong các nghiên cứu tiếp theo, ví dụ như việc tối ưu hóa hơn nữa hiệu suất của hệ thống và xem xét các yếu tố chi phí sản xuất. Đồ án cũng đóng góp vào việc đào tạo sinh viên trong lĩnh vực kỹ thuật ô tô.
4.2. Ứng dụng thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của đồ án có thể ứng dụng trong việc thiết kế và phát triển các loại xe hybrid mới. Các thông số kỹ thuật và kết quả mô phỏng có thể được sử dụng làm cơ sở để tối ưu hóa hiệu suất và giảm chi phí sản xuất. Đồ án cũng có thể đóng góp vào việc phát triển công nghệ ô tô xanh và bền vững. Việc ứng dụng rộng rãi công nghệ hybrid sẽ góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tiết kiệm nhiên liệu. Đồ án cũng có thể được sử dụng như một tài liệu tham khảo cho các nhà nghiên cứu và kỹ sư trong lĩnh vực này.
