Thiết Kế Cải Tiến Xe Máy Của Hãng Honda Thành Xe Hybrid Nhằm Giảm Thiểu Tác Động Xấu Đến Môi Trường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

KHOA CƠ ĐIỆN & CÔNG TRÌNH

---------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CẢI TIẾN XE MÁY CỦA HÃNG HONDA THÀNH XE

HYBRID NHẰM GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG XẤU ĐẾN MÔI TRƯỜNG

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

MÃ NGÀNH: 7510205

Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS.Lê Văn Thái

Sinh viên thực hiện : Bùi Ngọc Đình

Mã sinh viên : 1651110452

Lớp : K61-KOTO

Khóa học : 2016 - 2020

Hà Nội, 2020

LỜI CẢM ƠN

Qua một thời gian làm việc khẩn trương và nghiêm túc đến nay em đã hoàn

thành đề tài “Thiết kế cải tiến xe máy của hãng Honda thành xe Hybrid nhằm

giảm thiểu tác động xấu đến môi trường”

” .Đề tài được hoàn thành với sự cố gắng nỗ lực của bản thân và sự giúp

đỡ nhiệt tình của thầy cô trong Khoa Cơ điện và Công trình. Nhân dịp này cho

phép em được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:

Thầy giáo PGS.TS.Lê Văn Thái đã trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo em tận

tình trong suốt quá trình làm khóa luận.

Tập thể cán bộ, giáo viên Khoa Cơ điện và Công trình đã giúp đỡ em rất

nhiều trong suốt quá trình học tập và làm khóa luận tốt nghiệp.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy cô cùng các bạn sinh viên đã

đóng góp ý kiến quý báu giúp em hoàn thành tốt bản khóa luận này.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 09 tháng 05 năm 2020

Sinh Viên

Bùi Ngọc Đình

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ...................................................................................................................1

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.....................................................3

1.1. Tình hình ô nhiễm môi trường hiện nay....................................................................3

1.1.1. Ô nhiễm không khí ..................................................................................................3

1.1.2. Các nguồn gây ô nhiễm không khí.........................................................................5

1.1.3. Thành phần khí thải động cơ và tác hại do ô nhiễm khí thải ................................7

1.2. Tình hình sản xuất và xu hướng phát triển xe máy tại Việt Nam..........................10

1.3. Tổng quan về xe Hybrid...........................................................................................12

1.3.1. Khái niệm...............................................................................................................12

1.3.2. Lịch sử và xu hướng phát triển xe Hybrid............................................................12

1.3.3. Phân loại xe Hybrid ...............................................................................................14

1.4. Mục tiêu của đề tài:...................................................................................................20

1.5. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu ...............................................................................20

1.5.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................................20

1.5.2. Phạm vi nghiên cứu ...............................................................................................21

1.6. Phương pháp nghiên cứu.........................................................................................22

Chương 2 ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.................................23

2.1. Lựa chọn xe thiết kế..................................................................................................23

2.1.1. Các chủng loại xe máy hãng Honda.....................................................................23

2.1.2. Các tiêu chí lựa chọn..............................................................................................25

2.1.3. Kêt luận lựa chọn xe nghiên cứu ..........................................................................25

2.2. Lựa chọn nguyên lý thiết kếxe Hybrid...................................................................27

2.2.1. Phương án 1 - xe Hybrird thủy lực - động cơ nhiệt .........................................27

2.2.2. Phương án 2 - xe Hybrird điện - động cơ nhiệt ...................................................29

2.2.3. Ưu nhược điểm các phương án.............................................................................30

2.2.4. Tiêu chí lựa chọn....................................................................................................30

2.2.5. Kết luận...................................................................................................................30

2.3. Xây dựng phương án thiết kế xe Hybrid điện – động cơ nhiệt............................30

Chương 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KỸ THUẬT .......................................................33

3.1. Tính toán chọn động cơ điện...................................................................................33

3.1.1. Phương trình cân bằng lực kéo khi xe chuyển động...........................................33

3.1.2. Xác định lực cản chuyển động của ô tô khi xe chuyển động..............................34

3.1.3. Xác định công suất cần thiết của động cơ điện....................................................37

3.1.4. Chọn động cơ điện.................................................................................................39

3.2. Tính toán chọn động cơ nhiệt...................................................................................40

3.3. Tính toán chọn ắc quy ..............................................................................................42

3.4. Tính toán chọn máy phát điện..................................................................................43

3.5. Thiết kế hệ thống điều khiển động cơ......................................................................44

3.5.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc hệ thống truyền lực Vision Hybrid..........44

3.5.2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển động cơ.....................................................47

3.5.3. Tính chọn các phần tử hệ thống điều khiển .........................................................48

3.6. Tính toán thiết kế hệ thống truyền đai.....................................................................50

3.6.1. Thiết kế bộ truyền đai từ động cơ nhiệt đến máy phát điện................................51

3.6.2. Thiết kế bộ truyền đai truyền động từ máy phát điện đến bánh xe chủ động...56

3.7. Thiết kế trục, ổ các bánh xe......................................................................................61

3.7.1. Thiết kế trục cho bánh xe ......................................................................................61

3.7.2. Thiết kế trục máy phát...........................................................................................67

3.8. Tính toán chọn ly hợp ly tâm...................................................................................71

3.9. Tính toán chọn ly hợp điện từ ..................................................................................73

Chương 4 SƠ BỘ HẠCH TOÁN GIÁ THÀNH VÀ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG...75

4.1. Sơ bộ hạch toán giá thành.........................................................................................75

4.2. Hướng dẫn sử dụng...................................................................................................75

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................77

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..............................................................................................79

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1- Các nguồn thải ra các chất ô nhiễm đặc trưng................................................7

Bảng 1.1 - So sánh ưu nhược điểm giữa 3 kiểu hệ thống phối hợp công suất trên xe

Hybrid ...............................................................................................................................19

Bảng 2.1 - Các loại xe tay ga...........................................................................................23

Bảng 2.2 -Các loại xe số ..................................................................................................23

Bảng 2.3 -Thông số kỹ thuật xe Vision..........................................................................26

Bảng 3.1-Thông số kỹ thuật động cơ điện......................................................................40

Bảng 3.2- Thông số kỹ thuật động cơ nhiệt ...................................................................41

Bảng 3.3 -Thông số kỹ thuật máy phát điện...................................................................44

Bảng 3.5 -Thông số kỹ thuật bộ truyền đai từ động cơ đến máy phát.........................55

Bảng 3.6 -Thông số kỹ thuật bộ truyền đai từ máy phát đến bánh xe..........................60

Bảng 3.7 Thông số kỹ thuật vòng bi...............................................................................66

Bảng 3.10- Thông số kỹ thuật ly hợp điện từ.................................................................74

Bảng 4.1-sơ bộ hoạch toán giá thành.............................................................................75

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 - Khí thải ô tô tác động xấu tới sức khỏe con người và môi trường...............8

Hình 1.2 - Ô nhiễm không khí từ khí thải động cơ ô tô...................................................9

Hình 1.3 – Mật độ xe máy tại thành phố Hồ Chí Minh ở giờ cao điểm.......................12

Hình 1.4 – Xe LohnerPorschetrong bảo tàng.................................................................13

Hình 1.5- Hệ thống Hybrid nối tiếp................................................................................16

Hình 1.6 - Hệ thống Hybrid song song...........................................................................17

Hình 1.7 - Hệ thống Hybrid hỗn hợp..............................................................................18

Hình 1.8 - Sơ đồ thị phần xe máy của Việt Nam năm 2016 .........................................20

Hình 2.1 - Thị phần xe tay ga hãng Honda.....................................................................25

Hình 2.2 -Ảnh xe Vision do Honda sản xuất .................................................................26

Hình 2.3 -Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động xe Hybrid động cơ nhiệt - động cơ

thủy lực..............................................................................................................................27

Hình 2.4- Sơ đồ cấu tạo xe Hybrid điện- động cơ nhiệt................................................29

Hình 2.5 -Sơ đồ cấu tạo nguyên lý thiết kế cải tiến xe máy Vision thành xe Hybrid..31

Hình 2.6 – Sơ đồ bố trí tổng thể hệ thống truyền động Hybrid.....................................32

Hình 3.1: Sơ đồ các lực và mômen tác dụng lên xe khi chuyển động.........................33

Bao gồm:...........................................................................................................................33

Hình 3.2- Động cơ điện một chiều lắp trên xe thiết kế..................................................39

Hình 3.3- Động cơ xe máy Vision..................................................................................41

Hình 3.4 –Ắc quy 72 V....................................................................................................42

Hình 3.5 -Máy phát điện Marine 72 V DC Generador..................................................43

Hình 3.6 -Sơ đồ hệ thống truyền lực cơ khí ...................................................................44

Hình 3.7- Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển động cơ..............................................47

Hình 3.8-Tiết chế máy phát.............................................................................................49

Hình 3.9. rơle Module 1 Relay 12V – Role 12V...........................................................49

Hình 3.10 Công tắc 12v phụ trợ......................................................................................50

Sơ đồ hệ thống truyền lực cơ khí như hình 3.6. Từ đó ta tính toán thiết kế các bộ chủ

yếu trọng hệ thống truyền động như sau.........................................................................50

Hình 3.11 Mô phỏng mặt cắt của bánh đai lớn máy phát..............................................55

Hình 3.12- Mô phỏng mặt cắt bánh đi bánh xe..............................................................61

Hình 3.13- Sơ đồ các lực và mômen tác dụng lên xe khi chuyển động ......................61

Hình 3.14- Chiều dài cơ sở của trục bánh xe ................................................................62

Hình 3.15- Biểu đồ nội lực tác dụng lên trục bánh xe ...................................................64

Hình 3.16 Mô tả thông số kỹ thuật vòng bi....................................................................66

Hình 3.17-sơ đồ lực tác dụng lên trục máy phát ............................................................67

Hình 3.18- Biểu đồ momen tác dụng lên trục máy phát................................................68

Hình 3.19 -Minh họa thông số kỹ thuật then..................................................................69

Hình 3.21- ly hợp từ ECH 0.6.........................................................................................74

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Cùng với sự phát triển càng nhanh của đất nước, số lượng phương tiện

giao thông cũng không ngừng tăng lên theo thời gian đặc biệt là các dòng xe

gắn máy. Theo thống kê số lượng môtô, xe máy đã đăng ký ở Việt Nam, bao

gồm cả những xe không còn lưu hành, là 42.818.527 chiếc. Tính theo số dân

90,5 triệu người, bình quân cứ 1.000 người dân sẽ sở hữu khoảng 460 xe máy.

Việc số lượng xe máy hoạt động không ngừng tăng phụ vụ đời sống người dân,

vô tình làm cho bầu không khí của chúng ta trở nên ô nhiễm nghiêm trọng từ

khí thải của xe gắn máy. Ô nhiễm môi trường, ô nhiễm không khí là vấn đề mà

nhiều quốc gia quan tâm, bao gồm cả Việt Nam. Mới đây, công ty chuyên cung

cấp các giải pháp phần mềm tính toán – ARIA Technologies, mô phỏng ô

nhiễm môi trường không khí và hỗ trợ dự báo khí tượng, cảnh báo “Hà Nội là

một trong những đô thị có không khí bẩn nhất ở Châu Á với nồng độ bụi cao

gấp nhiều lần cho phép”.

Ước tính thiệt hại khí thải xe máy từ 0.5 – 0.6% GDP tại 5 thành phố lớn

nhất Việt Nam. Vấn đề đáng cảnh báo nhất chính là người dân chưa ý thức được

tác hại của khí thải xe ô tô, xe máy và hiệu quả của việc bảo dưỡng, sửa chữa

chúng để giảm khí độc hại thải ra môi trường. Những nghiên cứu khoa học cho

rằng, chất gây ô nhiễm từ khí thải xe máy xâm nhập vào phổi, thậm chí vào máu

của con người sẽ gây ra các vấn đề về mắt và hệ thống hô hấp. Tổ chức Y tế thế

giới cũng cảnh báo những hậu quả của khí thải xe máy có thể gây ra các bệnh

nguy hiểm như vô sinh, thận, ung thư phổi và các bệnh về tim…Theo thông tin

từ Sở Tài Nguyên và Môi Trường, xe máy chiếm hơn 87% tổng lưu lượng xe

hoạt động trong nội thành Hà Nội. Đây là một trong những đối tượng chính gây

gia tăng ô nhiễm không khí cho thành phố. Các thành phần khí thải xe máy độc

hại thường thấy là NOx, SOx, HC và CO. Do đó việc nghiên cứu biện pháp hạn

chế khí thải từ xe gắn máy đến môi trường là việc làm vô cùng cấp thiết.

Honda là hãng cung cấp xe gắn máy chủ yếu cho thị Trường Việt Nam ta

hiện nay. Honda Việt Nam đã bán ra 2,56 triệu xe, chiếm 76,8% thị phần.