Cải Tạo Máy Phát Điện Phù Hợp Với Bộ Nguồn Ắc Quy:

Hình 410: Đường đặc tính bộ chế hòa khí LPG khi có van bypass.

Ngoài hệ thống không tải kiểu bypass trên đây, bộ chế hòa khí LPG không cần bộ gia tốc như động cơ xăng vì LPG ở dạng khí có khối lượng riêng không chênh lệch nhiều so với không khí nên khi gia tốc đột ngột thành phần hỗn hợp vẫn giữ ổn định như khi hoạt động bình thường.

c) Kết luận:

Những kết quả

thực nghiệm trên đây cho thấy bộ

chế

hòa khí có

đường kính họng 8,0mm kèm theo van bypass có đường đặc tính phù hợp với đường đặc tính lý tưởng của bộ chế hòa khí ứng với động cơ Lutian

LT154F có dung tích xy lanh 80cm3. Các thông số LT154F sử dụng nhiên liệu LPG:

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 118 trang tài liệu này.

đo được của động cơ

- Công suất cực đại: 1,2(KW) ở số vòng quay 2500(vòng/phút).

- Mô men xoắn cực đại : 3,5(N.m) ở số vòng quay 2000(vòng/phút).

3.11. Cải tạo máy phát điện phù hợp với bộ nguồn ắc quy:

Máy phát điện cần trang bị yêu cầu có hiệu điện thế đủ nạp bộ nguồn ắc quy là 48(V) và công suất là 1,5(KW). Chọn công suất máy phát 1,5(KW) để cân bằng công suất với động cơ điện khi xe cần chạy đường xa. Ngoài nhiệm vụ cung cấp điện cho xe chạy đường xa, máy phát điện còn có một nhiệm vụ mới nữa là thực hiện vai trò của một thiết bị phanh tái sinh năng

lượng, nhằm nâng cao hiệu suất của xe. Đối với động cơ

điện sử

dụng

trên xe này được kích từ bằng nam châm vĩnh cửu nên khi làm việc ở chế

độ máy phát sẽ

cho ra điện áp không

ổn định, khó nạp điện vào

ắc quy.

Máy phát điện HOWO 28V1,5KW có sử dụng bộ tiết chế nên điều chỉnh được hiệu điện thế phát ra ổn định và không phụ thuộc vào số vòng quay của rô to. Vì vậy mà máy phát điện này đảm nhận tốt vai trò của một bộ phận hãm tái sinh, biến động năng quán tính của xe thành điện năng nạp vào ắc quy.

Về nguyên tắc, chúng ta có thể chế tạo mới được loại máy phát điện

này. Tuy nhiên, để đơn giản chúng ta nên chọn máy phát điện được sử

dụng ô tô có cùng công suất và cải tạo lại cho tương thích. Như trình bày ở phần 4.1, chúng ta chọn máy phát điện HOWO với điện áp 28V công suất 1,5KW để chuyển đổi thành máy phát điện cần lắp đặt lên xe. Công suất của máy phát này thì tương đương nhưng điện áp chỉ đạt 28V. Chính vì vậy mà chúng ta cần phải cải tạo lại sao cho điện áp của máy phát đạt 56V.

Để chuyển đổi điện áp của máy phát điện này, có hai phương án thực hiện như sau:

- Giữ nguyên cuộn dây kích từ và quấn lại dây quấn phần ứng với số vòng dây lớn hơn để đủ phát ra 56(V).

- Giữ nguyên máy phát điện nhưng sử dụng một máy biến áp 3 pha để chuyển dòng điện xoay chiều 3 pha 28(V) của máy phát thành 56(V).

Với cả hai trường hợp này, hiệu điện thế

và dòng kích từ

của rô tô

máy phát điện được giữ như cũ. Do đó chúng ta cần phải thiết kế lại bộ tiết chế cho thích hợp với điện áp 56(V) hoặc thực hiện trích ra 28(V) riêng biệt để cung cấp cho cuộn kích từ và bộ tiết chế. Bộ đi ốt nắn điện phải

được thay thế vì những chiếc đi ốt cũ chịu được dòng lớn nhưng không

chịu được điện áp 56(V). Đi

ốt mới thay vào sẽ

dẫn dòng điện nạp nhỏ

hơn nhưng phải được mắc nối tiếp nhiều chiếc để chịu được điện áp cao hơn.

Rõ ràng cả

hai phương án như

trên chúng ta đều dễ

dàng thực hiện

được. Tuy nhiên, cần phải chọn lựa một phương án tối ưu để thực hiện. So sánh giữa hai trường hợp chúng ta thấy rằng, trường hợp thứ nhất cần phải tính toán và gia công lại dây quấn phần ứng còn trường hợp thứ hai thì không cần can thiệp vào kết cấu của máy (chỉ cần đấu lại dây phát điện ra)

nhưng phải tốn kém thêm một thiết bị

là máy biến thế, điều đó sẽ

làm

giảm hiệu suất chung của máy phát điện và sẽ tăng thêm tải trọng toàn bộ của xe. Như vậy, ta chọn phương án thứ nhất để cải tạo máy phát điện là tối ưu nhất.

Để tính toán số vòng dây quấn mới của một máy phát điện là một bài toán khó, đòi hỏi cần phải xác định rất nhiều hệ số tính toán. Tuy nhiên, chúng ta có thể ứng dụng hai nguyên lý sau đây của máy điện để xác định

lại dây quấn phần

ứng một cách nhanh chóng và hiệu quả

trên cơ sở đã

biết các thông số cũ của máy phát điện. Theo quy luật, hiệu điện thế tỷ lệ

thuận với số

vòng dây quấn và cường độ

dòng điện tỷ

lệ thuận với tiết

diện dây quấn của máy phát. Như vậy, với công suất không đổi, khi tăng điện áp lên bao nhiên lần thì cường độ dòng điện giảm đi bấy nhiêu lần. Điều đó cũng có nghĩa là chúng ta cần tăng số vòng dây quấn tỷ lệ thuận với hiệu điện thế cần thay đổi, đồng thời tiết dây dẫn cũng sẽ giảm theo với một tỷ số tương đương. Với thông số dây quấn nguyên gốc của máy phát điện HOWO trên mỗi pha là 24 vòng với tiết diện dây quấn là 20(mm2) khi chuyển đổi sẽ có dây quấn mới là:

N2(vòng) = N1(vòng) x [56(V) / 28(V)] = 48,8(vòng) 50(vòng).

S2(mm2) = S1(mm2) x [28(V) / 65(V)] = 10,6(mm2) d = 3,27(mm).

Hình 411 : Sơ đồ đấu dây máy phát điện.

Đối với cuộn dây kích từ và bộ tiết chế ta vẫn giữ nguyên các thông số cũ. Để có nguồn điện một chiều 28V cung cấp cho bộ tiết chế, ta thực hiện trích ra một hiệu điện thế bé hơn trên các cuộn dây quấn của mỗi pha

tương ứng với số vòng dây là 24(vòng/pha). Theo cách này, tiết diện dây

quấn từ vòng thứ nhất đến vòng thứ 24 phải có kích thước lớn hơn vì đoạn

dây dẫn này chịu thêm dòng điện kích từ của máy phát. Nếu kích thước

rãnh stato của máy đủ lớn thì ta có thể thực hiện quấn riêng 3 pha độc lập với 24(vòng/pha) để có nguồn điện phù hợp cung cấp cho bộ tiết chế và dòng kích từ của mày phát. Sơ đồ đấu dây của máy phát điện sau khi cải tạo được mô tả như ở hình vẽ 411.

3.12. Thiết kế bộ truyền động đai hình thang:

Để trao đổi công suất và phối hợp hoạt động giữa động cơ điện, máy phát điện và động cơ nhiệt cần phải có hệ thống truyền động cơ khí. Do tổng công suất của xe tương đối bé nên chúng ta có thể chọn kiểu truyền động đai thang để thiết kế với mục đích: làm việc êm dịu, không cần chăm

sóc nhiều (bôi trơn), giá thành chế

tạo thấp và tuổi thọ

tương đối cao.

Trong hệ thống truyền động cơ khí của xe có hai đường truyền công suất cần sử dụng bộ truyền động đai là bộ truyền động đai nối động cơ nhiệt

với máy phát điện và bộ truyền động đai nối bánh xe sau với máy phát

điện. Các thông số chế tạo của bộ truyền động đai được thiết kế tính toán như sau:

3.12.1. Bộ truyền động đai nối động cơ nhiệt với máy phát điện:

Công suất lớn nhất cần truyền qua bộ truyền động đai thang nối giữa động cơ nhiệt và máy phát điện có giá trị 1,5(KW) ở số vòng quay cực đại là 3000(vòng/phút). Tỷ số truyền được chọn sao cho máy phát điện có vòng quay lớn hơn 1000(vòng/phút), chọn tỉ số truyền i = 2,5.

a) Chọn loại đai:

Với công suất truyền 1,5(KW), ước lượng vận tốc đai lớn hơn

10(m/s), bộ truyền có thể sử dụng loại đai tiết diện hình thang kiểu A hoặc

FM. Chọn loại đai kiểu FM để trục và kích thước hai bánh đai.

thiết kế

nhằm giảm tối đa khoảng cách

b) Đường kính bánh đai nhỏ (tra bảng) chọn: D1 = 70mm.

Kiểm nghiệm lại vận tốc ước lượng:

v = ( .D1.n1) / (60.1000) = (3,14.70.3000) / 60000 = 11(m/s)

Giá trị vận tốc này phù hợp với giá trị ước lượng.

Hình 51: Sơ đồ nguyên lý bộ truyền động đai.

c) Đường kính D2 của bánh đai lớn xác định theo công thức: D2 = 0,98 . D1 . i = 0,98 . 70 . 2,5 = 171,5mm.

Chọn kích thước theo tiêu chuẩn là D2 = 180mm, sai lệch so với tính toán là 5%, đạt yêu cầu kỹ thuật.

d) Sơ bộ chọn (tra bảng theo i) khoảng cách trục A = D2 = 180mm.

e) Định chính xác chiều dài đai L và khoảng cách trục A:

Theo khoảng cách trục đã chọn sơ bộ tính ra chiều dài đai L theo công thức:

L = 2 . 180 + 3,14 . (180 + 70) / 2 + (180 – 70)2 / (4 . 180) = 769,3mm.

Tra bảng chọn chiều dài dây đai theo tiêu chuẩn tương đương với giá trị tính toán là L = 750mm. Sau khi có chiều dài đai thực tế, tính chính xác khoảng cách trục A theo chiều dài đai tiêu chuẩn đã chọn:

Độ hở giữa hai bánh đai là: l = A (D1 + D2) / 2 = 169,8 – 125 =

44,8mm. Độ hở này đủ khoảng cách cần thiết để lắp dây đai (yêu cầu độ hở tối thiểu là: 11mm).

f) Kiểm nghiệm góc ôm:

Tính góc ôm dây đai theo công thức:

1 = 1800 – 570.( D2 D1) / A = 1800 – 570. 0,65 = 1430 min = 1200 .

Vậy, góc ôm trên bánh đai nhỏ của dây đai là đạt yêu cầu.

g) Xác định số dây đai cần thiết:

Số đai Z được xác định theo điều kiện tránh trượt trơn giữa dây đai và bánh đai, công thức tính như sau:

Z (1000 . P) / (v . [ P]0 . Ct . C . Cv . S)

Với P = 1,5(KW); v = 11(m/s); [ P]0 = 1,45(N/mm2); Ct = 0,9; C =0,9; Cv =

1; và S = 47(mm2), thay vào công thức trên ta được:

Z (1000 . 1,5) / (11 . 1,45 . 0,9 . 0,9 . 1 . 47) = 2,4

Theo giá trị vừa tính được ta chọn Z = 2, vậy bộ truyền đai sử dụng 2 dây đai.

h) Định các kích thước chủ yếu của bánh đai:

Chiều rộng bánh đai: B = (Z – 1).t + 2.S = (2 – 1).12 + 2.8 = 28mm.

Đường kính ngoài: Dn1 =70 + 2.2,5= 75mm; Dn2 =180 + 2.2,5= 185mm.

i) Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:

Lực căng ban đầu: F0 = 2 . 0 . S = 2 . 1,2 . 47 = 113(N).

Lực tác dụng lên trục: Fđ0 = 3.F0 .sin( 1/ 2) = 3.113.0,95 = 322(N).

Hình 52: Hai bánh đai truyền động giữa động cơ nhiệt và máy phát điện.

3.12.2. Bộ truyền động đai nối bánh xe sau với máy phát điện:

Công suất cần truyền qua bộ truyền động đai thang được chọn giá trị lớn nhất khi phanh tái sinh năng lượng, là công suất lớn nhất mà ắc quy có thể nhận được từ máy phát. Bằng thực nghiệm, khi bộ nguồn ắc quy hết điện (điện áp trên mỗi bình ắc quy nhỏ hơn 9V) thì dòng điện nạp lại ứng với điện áp nạp 14V trên mỗi bình là 12 ampe. Như vậy, công suất tái sinh lớn nhất là 0,672(KW). Tỷ số truyền của bộ truyền động đai phải đảm bảo

sao cho khi động cơ nhiệt quay 3000(vòng/phút) thì bánh sau xe quay

400(vòng/phút), đạt tốc độ 30(km/h) khi hỗ trợ vượt dốc. Như vậy tổng tỷ số truyền chúng của hệ thống là i = 7,5; trong đó tỷ số truyền từ động cơ nhiệt đến máy phát điện đã chọn là i1 = 2,5 và tỷ số truyền động máy phát điện đến bánh xe sau là i2 = i / i1 = 7,5 / 2,5 = 3. Số vòng quay lớn nhất của

bộ truyền động đai ở

bánh đai lớn là 1800(vòng/phút) và ở

bánh nhỏ là

5400(vòng/phút) 60(km/h).

ứng với trường hợp phanh tái sinh lúc tốc độ

xe đạt

a) Chọn loại đai:

Chọn công suất truyền 1,0(KW),

ước lượng vận tốc đai lớn hơn

10(m/s), bộ truyền có thể sử dụng loại đai tiết diện hình thang kiểu A hoặc

B. Chọn loại đai kiểu A để thiết kế.

b) Đường kính bánh đai nhỏ (tra bảng) chọn: D1 = 100mm. Kiểm nghiệm lại vận tốc ước lượng:

v = ( .D1.n1) / (60.1000) = (3,14.100.5400) / 60000 = 28,26(m/s)

Giá trị vận tốc này phù hợp với giá trị ước lượng.