Bài tập sớn học phần lý thuyết ô tô chủ đề là Tính toán sức kéo ô tô có hệ thống truyền động cơ khí Chủ đề: Xe Toyota Fortuner 2.7v 4x2 2020 mình đăng lên đây để cho mọi người cùng tham khảo ...................................
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ Tên đề tài: Tính tốn sức kéo tơ có hệ thống truyền động khí Chủ đề: Xe Toyota Fortuner 2.7v 4x2 2020 Mã lớp học phần: AT6022.1 Khóa : 14 Nhóm :5 Tống Xuân Hiếu - 2019601186 Nguyễn Bá Hướng - 2019602032 Đỗ Văn Huy - 2019601428 Hà Quang Huy - 2019601470 GVHD: ThS Chu Đức Hùng Hà Nội 2021 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I.THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ƠTƠ XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA XE 2 CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ, THƠNG SỐ CHỌN VÀ TÍNH CHỌN: 3 XÁC ĐỊNH TRỌNG LƯỢNG VÀ PHÂN BỐ TRỌNG LƯỢNG LÊN Ô TÔ CHƯƠNG II TÍNH TỐN SỨC KÉO XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ NGOÀI CỦA ĐỘNG CƠ XÁC ĐỊNH TỶ SỐ TRUYỀN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC 2.1 Tỷ số truyền truyền lực 2.2 Tỷ số truyền hộp số XÂY DỰNG ĐỒ THỊ 11 3.1 Phương trình cân lực kéo đồ thị cân lực kéo ơtơ 11 3.2 Phương trình cân cơng suất đồ thị cân công suất ôtô 13 3.3 Đồ thị nhân tố động lực học .15 3.4 Xác định khả tăng tốc ôtô – xây dựng đồ thị gia tốc 17 3.5 Xây dựng đồ thị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc 19 3.5.1 Xây dựng đồ thị gia tốc ngược 19 3.5.2 Cách tính thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc ơtơ 20 3.5.3 Lập bảng tính giá trị vẽ đồ thị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc ôtô 22 KẾT LUẬN 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………….27 DANH MỤC BẢNG Bảng Bảng thể mô men công suất động Bảng Giá trị lực kéo ứng với tay số .12 Bảng Giá trị lực cản ứng với tay số .12 Bảng Công suất ô tô 14 Bảng Công cản ô tô ứng với tay số 14 Bảng Nhân tố động lực học 15 Bảng Nhân tố động lực học theo điều kiện bám 16 Bảng Hệ số kể đến ảnh hưởng khối lượng chuyển động quay 17 Bảng Giá trị gia tốc ứng với tay số 18 Bảng 10 Giá trị 1/j ứng với tay số 20 Bảng 11 Độ giảm vận tốc sang số 23 Bảng 12 Thời gian quãng đường tăng tốc 23 DANH MỤC HÌNH Hình Đồ thị đường đặc tính tốc độ ngồi động Hình Đồ thị cân lực kéo 13 Hình Đồ thị cân cơng suất ô tô 15 Hình Đồ thị nhân tố động lực học tơ 16 Hình Đồ thị gia tốc ô tô 18 Hình Đồ thị gia tốc ngược 20 Hình Đồ thị thời gian quãng đường tăng tốc 25 Lời Nói Đầu Lý thuyết ơtơ môn sở then chốt chuyên ngành khí ơtơ có liên quan đến tính chất khai thác để đảm bảo tính an tồn, ổn định hiệu q trình sử dụng Các tính chất bao gồm: động lực học kéo, tính kinh tế nhiên liệu, động lực học phanh, tính ổn định , động, êm dịu… Bài Tập lớn môn học Lý thuyết ôtô phần môn học, với việc vận dụng kiến thức học tiêu đánh giá khả kéo ôtô để vận dụng để tính tốn sức kéo động lực học kéo, xác định thong số động hay hệ thống truyền lực loại ôtô cụ thể Qua đó, biết số thống số kỹ thuật, trạng thái, tính khả làm việc vủa ơtơ kéo, từ hiểu nội dung, ý nghĩa tập góp phần vào việc củng cố nâng cao kiến thức phục vụ cho môn học bổ sung thêm vào vốn kiến thức phục vụ cho công việc sau Nội dung tập lớn gồm chương : CHƯƠNG : THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ƠTƠ CHƯƠNG : TÍNH TỐN SỨC KÉO Ơ TƠ Nội dung tập lớn hoàn thành hướng dẫn Thạc sỹ CHU ĐỨC HÙNG Khoa công nghệ ô tô – Đại học Cơng Nghiệp Hà Nội Nhóm sinh viên thực Nhóm CHƯƠNG I) THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ƠTƠ Xác định kích thước xe - Ba hình chiếu xe Toyota Forturner - Các kích thước bản: TT Thơng số Ký hiệu Kích thước Đơn vị Chiều dài tồn L0 4795 mm Chiều rộng toàn B0 1855 mm Chiều cao toàn H0 1835 mm Chiều dài sở L 2745 mm Vết bánh trước B1 1545 mm Vết bánh sau B2 1550 mm Khoảng sáng gầm xe H1 219 mm Góc trước γ1 29 Độ Góc sau γ2 25 Độ Vận tốc tối đa Vmax 170 km/h 2 Các thông số thiết kế, thông số chọn tính chọn: a) Thơng số theo thiết kế phác thảo: - Loại động cơ: động xăng, xylanh thẳng hàng; dual VVT-i - Dung tích cơng tác: Vc = 2694 (cc) - Công suất tối đa: Pmax = 164 (mã lực) = 122 (kW) nN = 5200 (𝑣ị𝑛𝑔⁄𝑝ℎú𝑡) - Mơmen xoắn tối đa: Vận tốc lớn nhất: Hệ thống truyền lực: Mmax = 245 (N.m) vmax = 170 (km/h) = 47.22 (m/s) + Động đặt trước, cầu sau chủ động + Hộp số tự động cấp b) - Thông số chọn: Trọng lượng thân: 1865 kg Trọng lượng hành khách: 60 kg/người Trọng lượng hành lí: 20 kg/người - Hiệu suất truyền lực: Hệ số cản khơng khí: 𝜂𝑡𝑙 = 0,9 K=0,25 - Hệ số cản lăn V { 𝐻 𝐵 (%) 17: Đường kính lốp(inch) ⇒ 𝐻 𝐵 = 65% ⇒ 𝐻 = 265 ∗ 65% = 172,25 (𝑚𝑚) Bán kính thiết kế bánh xe: r0 = 172,25 + 17 25,4 = 388,15 (mm) = 0,388 (m) Bán kính động học bán kính động lực học bánh xe: rb = rk = λ.r0 với λ: Hệ số kể đến biến dạng lốp (λ=0,93÷0,95) Chọn lốp có áp suất cao λ = 0,94 → rb = rk = 0,94∗0,388 = 0,365 (m) - Diện tích cản diện: F = 0,78.B0.H0 = 0,78.1,855.1,835= 2,655 (𝑚2 ) - Công thức bánh xe: 4x2 Xác định trọng lượng phân bố trọng lượng lên ô tô - Xe Toyota Forturner chỗ: + Tự trọng (trọng lượng thân): G0 = 1865 (kG) + Tải trọng (hàng hoá, hành lý, ): Gh = 20 (kG) → Trọng lượng: + G0 – tự trọng + n – số người (n = 7) G = G0 + n.(A + Gh) + A – khối lượng người + Gh – khối lượng hành lý => G = 1865 + 7.(60 + 20) = 2425 (kG) - Vậy trọng lượng toàn xe: G = 2425 (kG)=23789,25 (N) Phân bố trọng lượng: xe tải trọng tác dụng lên cầu trước (G1) chiếm từ 55% ÷ 65% Chọn G1 = 60%G G1 = 60% 2425 = 1455 (kG)=14273,55 (N) G2 = (1 – 60%).2425 = 970 (kG)=9515,7 (N) - Vậy G1 = 14273,55 (N); G2 = 9515,7 (N) CHƯƠNG II) TÍNH TỐN SỨC KÉO Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngồi động Các đường đặc tính tốc độ ngồi động đường cong biểu diễn phụ thuộc đại lượng công suất, mômen suất tiêu hao nhiên liệu động theo số vòng quay trục khuỷu động Các đường đặc tính gồm: + Đường cơng suất: Ne = f(ne) + Đường mômen xoắn : Me = f(ne) + Đường suất tiêu hao nhiên liệu động : ge = f(ne) Công thức S.R.Lây Đécman có dạng : 𝑛 𝑛 𝑛𝑁 𝑛𝑁 𝑛 Ne = (Ne)max [𝑎 ( 𝑒 ) + 𝑏 ( 𝑒 ) − 𝑐 ( 𝑒 ) ] Đặt λ = 𝑛𝑒 𝑛𝑁 (1) 𝑛𝑁 với động xăng khơng hạn chế tốc độ có (λ = 1,1 ÷ 1,2) Chọn λ = 1,1 (đối với động xăng) → (Ne)max = 𝑁𝑒𝑣 𝑛 𝑛 𝑛 𝑎.( 𝑒 )+𝑏.( 𝑒 ) −𝑐.( 𝑒 ) 𝑛𝑁 𝑛𝑁 = 𝑁𝑒𝑣 (2) 𝑎.λ+𝑏.λ2 −𝑐.λ3 𝑛𝑁 + Động xăng : a = b = c =1 ( a, b, c hệ số thực nghiệm) + vmax = 170 (𝑘𝑚⁄ℎ) vmax = 170 + Nev = ƞ𝑡𝑙 1000 3600 = 47,22 (𝑚⁄𝑠) [𝐺 𝑓 𝑣𝑚𝑎𝑥 + 𝐾 𝐹 (𝑣𝑚𝑎𝑥 )3 ] (CT 3-5 , tr 102) G = 2425 (kG) =23789,25 (N) vmax = 47,22 (𝑚⁄𝑠) > 22 (𝑚⁄𝑠) Vậy hệ số cản lăn f tính: 𝑓 = 𝑓0 ∗ (1 + 𝑉𝑚𝑎𝑥 ) = 𝑓 = 0,015 ∗ (1 + 1500 K – hệ số cản khí động học ( chọn K = 0,25) F: diện tích cản diện : Hiệu suất truyền lực: ƞ𝑡𝑙 = 0,9 (tr 15) Hệ số cản tổng cộng đường: 𝜓𝑚𝑎𝑥 = 0,4 47,222 1500 ) = 0,037 → Nev = 0,9 × [23789,25 × 0,037 × 47,22 + 0,25 × 2,655 × (47,22)3 ] = 123831 (W) - Nev = 123.83 (KW) Vậy công suất động theo điều kiện cản chuyển động: Nev = 123.83 (kW) - Công suất cực đại động cơ: (2) → Nemax = 126,48725 (kW) - Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngồi: + Tính cơng suất động số vịng quay khác nhau: (sử dụng cơng thức ledeman) (1) → Ne = (Ne)max [𝑎 λ + 𝑏 λ2 − 𝑐 λ3 ] (kW) Trong : Ne max nN – công suất cực đại động số vòng quay tương ứng Ne ne : cơng suất số vịng quay thời điểm đường đặc tính + Tính mơmen xoắn trục khuỷu động ứng với số vòng quay ne khác : Me = 9550 𝑁𝑒 [𝑘𝑊] 𝑛𝑒 [𝑣/𝑝] (N.m) + Lập bảng: - Các thông số nN; Ne ; Me có cơng thức tính - Cho λ = - Kết tính ghi bảng: 𝑛𝑒 𝑛𝑁 với λ = 0,1; 0,2; 0,3; ….; 1,1 Pφ = z2.mk2.φ Trong đó: + mk2 – hệ số phân bố lại tải trọng cầu sau( cầu sau chủ động mk 1,1 1, ) Chọn mk2 = 1,2 + Gφ – tải trọng tác dụng lên cầu chủ động + φ – hệ số bám mặt đường (chọn φ = 0,8) Pφ = z2.mk2.φ =9515,7x1,2x0.8=9135,072 N Dựng đồ thị Pk =f(v) P𝜑=f(v): Đồ thị cân lực kéo 10000.00 9000.00 Pk1 8000.00 Pk2 7000.00 Pk3 6000.00 5000.00 Pk4 4000.00 Pk5 3000.00 Pk6 2000.00 Pc 1000.00 Pφ 0.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 Hình Đồ thị cân lực kéo Nhận xét: - Trục tung biểu diễn Pk , Pf , Pw Trục hoành biểu diễn v (m/s) - Dạng đồ thị lực kéo ôtô Pki = f(v) tương tự dạng đường cong Me = f(ne) đường đặc tính tốc độ ngồi động Khoảng giới hạn đường cong kéo Pki đường cong tổng lực cản lực kéo dư (Pkd) dùng để tăng tốc leo dốc Tổng lực kéo ôtô phải nhỏ lực bám bánh xe mặt đường: 3.2 Phương trình cân cơng suất đồ thị cân cơng suất ơtơ Phương trình cân công suất bánh xe chủ động: Nk = N f + N i + N j + N W 13 Công suất truyền đến bánh xe chủ động kéo tay số thứ I xác định theo công thức: Nki = Ne.ŋ𝑡𝑙 (𝑣ớ𝑖 𝑣𝑖 = 0,105 𝑟𝑘.𝑛𝑒 ) 𝑖0 𝑖ℎ𝑖 𝑖𝑝𝑐 Lập bảng tính tốn giá trị Nki vi tương ứng: Bảng Công suất ô tô ne(v/f) 520 1040 1560 2080 2600 3120 3640 4160 4680 5200 5720 Ne(kW) 13.79 29.35 45.91 62.74 79.05 94.11 107.13 117.38 124.08 126.49 123.83 V1 1.87 3.75 5.62 7.50 9.37 11.25 13.12 14.99 16.87 18.74 20.62 V2 2.21 4.42 6.64 8.85 11.06 13.27 15.49 17.70 19.91 22.12 24.33 V3 2.61 5.22 7.83 10.44 13.06 15.67 18.28 20.89 23.50 26.11 28.72 V4 3.08 6.16 9.24 12.33 15.41 18.49 21.57 24.65 27.73 30.82 33.90 V5 3.64 7.27 10.91 14.55 18.19 21.82 25.46 29.10 32.73 36.37 40.01 V6 4.29 8.59 12.88 17.17 21.46 25.76 30.05 34.34 38.63 42.93 47.22 Nk(kW) 12.41 26.41 41.32 56.46 71.15 84.70 96.42 105.64 111.68 113.84 111.45 Trên đồ thị Nk = f(v), dựng đồ thị ∑ 𝑁𝑐 theo bảng trên: Xét ôtô chuyển động đường bằng: ∑ 𝑁𝑐 = Nf + Nw ∑ 𝑁𝑐 = G.f.v +K.F.v3 Lập bảng tính ∑ 𝑁𝑐 Bảng Cơng cản tô ứng với tay số V(m/s) Nc(kW) 0 20.62 13.08 24.33 18.13 28.72 25.84 14 33.90 37.79 40.01 56.59 47.22 86.51 Đồ thị cân công suất ôtô 120.00 Nk1 80.00 Nk2 60.00 Nk3 40.00 Nk4 20.00 Nk5 0.00 Nk6 kW 100.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 m/s Nc Hình Đồ thị cân cơng suất ô tô Đồ thị nhân tố động lực học 3.3 Nhân tố động lực học tỷ số hiệu số lực kéo tiếp tuyến Pk lực cản khơng khí Pw với trọng lượng tồn ôtô Tỷ số ký hiệu “D” D= 𝑃𝑘 − 𝑃𝑤 𝐺 = 𝑃𝑖 + 𝑃𝑗 + 𝑃𝑓 𝐺 𝐺 𝑔 𝐺.(𝑓+𝑖)+ 𝑗.𝛿𝑗 = 𝐺 𝑗 = f + i + 𝛿𝑗 𝑔 -Xây dựng đồ thị Me.𝑖0 𝑖ℎ𝑖 ŋ𝑡𝑙 - KFv²) ; G 𝑟𝑏𝑥 Di = ( vi = 2𝜋.𝑛𝑒 𝑟𝑏𝑥 60.𝑖0 𝑖ℎ𝑖 Đồ thị nhân tố động lực học thể mối quan hệ D với tốc độ chuyển động v ôtô đủ tải động làm việc đường đặc tính tốc độ ngồi, D = f(v) Lập bảng thể mối quan hệ D v tay số: Bảng Nhân tố động lực học ne(v/f) Tay số Tay số Tay số Tay số Tay số Tay số Me(N.m) V1 D1 V2 D2 V3 D3 V4 D4 V5 D5 V6 D6 520 1.87 0.28 2.21 0.24 2.61 0.20 3.08 0.17 3.64 0.14 4.29 0.12 253.21 1040 3.75 0.30 4.42 0.25 5.22 0.21 6.16 0.18 7.27 0.15 8.59 0.13 269.47 1560 5.62 0.31 6.64 0.26 7.83 0.22 9.24 0.19 10.91 0.16 12.88 0.13 281.08 2080 7.50 0.32 8.85 0.27 10.44 0.22 12.33 0.19 14.55 0.16 17.17 0.13 288.05 2600 9.37 0.32 11.06 0.27 13.06 0.22 15.41 0.19 18.19 0.16 21.46 0.13 290.37 3120 11.25 0.31 13.27 0.26 15.67 0.22 18.49 0.18 21.82 0.15 25.76 0.12 288.05 3640 13.12 0.30 15.49 0.26 18.28 0.21 21.57 0.18 25.46 0.14 30.05 0.11 281.08 4160 14.99 0.29 17.70 0.24 20.89 0.20 24.65 0.16 29.10 0.13 34.34 0.10 269.47 4680 16.87 0.27 19.91 0.23 23.50 0.18 27.73 0.15 32.73 0.11 38.63 0.08 253.21 5200 18.74 0.25 22.12 0.20 26.11 0.16 30.82 0.13 36.37 0.10 42.93 0.06 232.30 5720 20.62 0.22 24.33 0.18 28.72 0.14 33.90 0.11 40.01 0.07 47.22 0.04 206.75 15 Nhân tố động học theo điều kiện bám xác định sau : D P Pw G mk .G K F V G Bảng Nhân tố động lực học theo điều kiện bám V(m/s) Dφ f 0.00 0.3840 0.0150 20.62 0.3721 0.0193 24.33 0.3675 0.0209 28.72 0.3610 0.0232 33.90 0.3519 0.0265 40.01 0.3393 0.0310 47.22 0.3218 0.0373 Dựa vào kết bảng tính, dựng đồ thị nhân tố động lực học ơtơ Hình Đồ thị nhân tố động lực học ôtô 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D phi 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 f m/s Hình Đồ thị nhân tố động lực học ô tô - Nhận xét: Dạng dồ thị nhân tố động lực học D = f(v) tương tự dạng đồ thị lực kéo Pk = f(v); vân tốc lớn đường cong dốc Khi chuyển động vùng tốc độ v > vth i (tốc độ vth i ứng với Di max tay số) ơtơ chuyển động ổn định, trường hợp sức cản chuyển động tăng, tốc độ ôtô giảm nhân tố động lực học D tăng Ngược lại, vùng tốc độ v < vth i vùng làm việc không ổn định tay số ôtô Giá trị nhân tố động lực học cực đại D1 max tay số thấp biểu thị khả khắc phục sức cản chuyển động lơn đường: D1 max = ψmax - Vùng chuyển động không trượt ôtô: 16 Cũng tương tự lực kéo, nhân tố động lực học bị giới hạn điều kiện bám bánh xe chủ động với mặt đường Nhân tố động học theo điều kiện bám Dφ xác định sau: Dφ = 𝑃φ − 𝑃𝑤 𝐺 = 𝑚𝑘2 φ.𝐺φ −𝐾.𝐹.𝑣 𝐺 Để ôtô chuyển động không bị trượt quay nhân tố động lực học D phải thoả mãn điều kiện sau : Ψ ≤ D ≤ Dφ Vùng giới hạn đường cong Dφ đường cong Ψ đồ thị nhân tố động lực học vùng thoả mãn điều kiện Khi D > Dφ giới hạn định dùng đường đặc tính cục động để chống trượt quay điều kiện khai thác thực tế xảy Xác định khả tăng tốc ôtô – xây dựng đồ thị gia tốc 3.4 Biểu thức tính gia tốc : J= 𝐷𝑖 − 𝑓−𝑖 𝛿𝑖 g Khi ôtô chuyển động đường (a = 0) thì: Ji = 𝐷𝑖 −𝑓 𝛿𝑖 g Trong đó: + Di – giá trị nhân tố động lực học tay số thứ i tương ứng với tốc độ vi biết từ đồ thị D = f(v); + f, i – hệ số cản lăn độ dốc đường; + ji – gia tốc ôtô tay số thứ i + δj hệ số kể đến ảnh hưởng khối lượng chuyển động quay δj = 1+0.05(1+ihi²) Ta có: Bảng Hệ số kể đến ảnh hưởng khối lượng chuyển động quay Tay số δJ 1.31 1.24 1.19 1.15 1.12 Khi ô tô chuyển động với vận tốc v22 m/s f=f0*(1+ 17 v² 1500 ) 1.10 Lập bảng tính tốn giá trị ji theo vi ứng với tay số: Bảng Giá trị gia tốc ứng với tay số Tay số Tay số Tay số Tay số Tay số 1.87 0.28 0.015 1.97 2.21 0.24 0.015 1.75 2.61 0.20 0.015 1.53 3.08 0.17 0.015 1.32 3.64 0.14 0.015 1.12 4.29 0.12 0.015 0.95 3.75 0.30 0.015 2.10 4.42 0.25 0.015 1.87 5.22 0.21 0.015 1.63 6.16 0.18 0.015 1.40 7.27 0.15 0.016 1.19 8.59 0.13 0.016 1.00 5.62 0.31 0.015 2.19 6.64 0.26 0.015 1.95 7.83 0.22 0.016 1.70 9.24 0.19 0.016 1.46 10.91 0.16 0.016 1.23 12.88 0.13 0.017 1.02 7.50 0.32 0.016 2.25 8.85 0.27 0.016 1.99 10.44 0.22 0.016 1.73 12.33 0.19 0.017 1.47 14.55 0.16 0.017 1.23 17.17 0.13 0.018 1.00 9.37 0.32 0.016 2.26 11.06 0.27 0.016 1.99 13.06 0.22 0.017 1.72 15.41 0.19 0.017 1.46 18.19 0.16 0.018 1.20 21.46 0.13 0.020 0.96 11.25 0.31 0.016 2.23 13.27 0.26 0.017 1.96 15.67 0.22 0.017 1.69 18.49 0.18 0.018 1.41 21.82 0.15 0.020 1.14 25.76 0.12 0.022 0.88 13.12 0.30 0.017 2.15 15.49 0.26 0.017 1.89 18.28 0.21 0.018 1.61 21.57 0.18 0.020 1.33 25.46 0.14 0.021 1.05 30.05 0.11 0.024 0.77 14.99 0.29 0.017 2.04 17.70 0.24 0.018 1.78 20.89 0.20 0.019 1.50 24.65 0.16 0.021 1.22 29.10 0.13 0.023 0.93 34.34 0.10 0.027 0.62 16.87 0.27 0.018 1.89 19.91 0.23 0.019 1.64 23.50 0.18 0.021 1.36 27.73 0.15 0.023 1.07 32.73 0.11 0.026 0.77 38.63 0.08 0.030 0.45 18.74 0.25 0.019 1.70 22.12 0.20 0.020 1.45 26.11 0.16 0.022 1.18 30.82 0.13 0.024 0.90 36.37 0.10 0.028 0.59 42.93 0.06 0.033 0.24 Từ kết bảng tính, xây dựng đồ thị j = f(v): Đồ thị gia tốc ôtô 2.50 2.00 j1 1.50 j2 m/s2 Tay số V1 D1 f1 j1 V2 D2 f2 j2 V3 D3 f3 j3 V4 D4 f4 j4 V5 D5 f5 J5 V6 D6 f6 J6 1.00 j3 j4 0.50 j5 j6 0.00 0.00 -0.50 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 m/s Hình Đồ thị gia tốc ô tô - Nhận xét: Gia tốc cực đại ôtô lớn tay số giảm dần đến tay số cuối 18 20.62 0.22 0.019 1.47 24.33 0.18 0.021 1.23 28.72 0.14 0.023 0.97 33.90 0.11 0.026 0.68 40.01 0.07 0.031 0.37 47.22 0.04 0.037 0.00 Tốc độ nhỏ ôtô vmin = 1,87 (m/s) tương ứng với số vòng quay ổn định nhỏ động nmin = 520 (vòng/phút) Trong khoảng vận tốc từ đến vmin ôtô bắt đầu khởi hành, đó, li hợp trượt bướm ga mở + Ở tốc độ vmax = 47,22 (m/s) jv = 0, lúc xe khơng cịn khả tăng tốc + Do ảnh hưởng δj mà j2 (gia tốc tay số 2) > j1 (gia tốc tay số 1) Xây dựng đồ thị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc 3.5 3.5.1 Xây dựng đồ thị gia tốc ngược - Biểu thức xác định thời gian tăng tốc: Từ CT: j = - 𝑑𝑣 𝑑𝑡 → dt = dv 𝑗 Thời gian tăng tốc ôtô từ tốc độ v1 đến tốc độ v2 là: 𝑣2 dv 𝑣1 𝑗 t=∫ + ti – thời gian tăng tốc từ v1 đến v2 + ti = Fi – với Fi phần diện tích giới hạn phần đồ thị 𝑗 = f(v); v = v1 ; v = v2 trục hoành đồ thị gia tốc ngược Thời gian tăng tốc toàn bộ: 𝑡𝑖 = ∑𝑛𝑖=1 𝐹𝑖 n – số khoảng chia vận tốc (vmin → vmax) (vì j = → = ∞ Do đó, tính tới giá trị v = 0,95vmax = 161,5 km/h) 𝑗 19 - Lập bảng tính giá trị theo v: 𝑗 Bảng 10 Giá trị 1/j ứng với tay số Tay số V1 1/j1 1.87 0.51 3.75 0.48 5.62 0.46 7.50 0.45 9.37 0.44 11.25 0.45 13.12 0.46 14.99 0.49 16.87 0.53 18.74 0.59 20.62 0.68 Tay số V2 1/j2 2.21 0.57 4.42 0.54 6.64 0.51 8.85 0.50 11.06 0.50 13.27 0.51 15.49 0.53 17.70 0.56 19.91 0.61 22.12 0.69 24.33 0.81 Tay số V3 1/j3 2.61 0.65 5.22 0.61 7.83 0.59 10.44 0.58 13.06 0.58 15.67 0.59 18.28 0.62 20.89 0.67 23.50 0.73 26.11 0.85 28.72 1.03 Tay số V4 1/j4 3.08 0.76 6.16 0.71 9.24 0.69 12.33 0.68 15.41 0.69 18.49 0.71 21.57 0.75 24.65 0.82 27.73 0.93 30.82 1.12 33.90 1.46 Tay số V5 1/j5 3.64 0.89 7.27 0.84 10.91 0.81 14.55 0.81 18.19 0.83 21.82 0.87 25.46 0.95 29.10 1.08 32.73 1.29 36.37 1.71 40.01 2.73 Tay số V6 1/j6 4.29 1.06 8.59 1.00 12.88 0.98 17.17 1.00 21.46 1.05 25.76 1.14 30.05 1.30 34.34 1.60 38.63 2.23 42.93 4.16 47.22 0.00 Từ kết bảng tính, dựng đồ thị = f(v): 𝑗 Đồ thị gia tốc ngược 4.50 4.00 3.50 3.00 1/j1 1/j2 2.50 2.00 1.50 1/j3 1/j4 1.00 0.50 0.00 1/j5 1/j6 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 m/s Hình Đồ thị gia tốc ngược 3.5.2 Cách tính thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc ôtô Xác định Vimax theo phương pháp giải tích: Từ đồ thị 1/j ta tìm giao điểm việc tính vận tốc thời điểm chuyển số(Vmax) Ta có: vị trí Vmax1 1 = 𝑗1 𝑗2 20 (𝐷1 −𝑓)∗𝑔 𝑗1 = 𝑗2 => Với + D = 𝐺 ( 𝛿1 = 𝑀𝑒 ∗𝑖0 ∗𝑖ℎ𝑖 ∗𝜂𝑡𝑙 𝑟𝑏𝑥 + f =𝑓0 ∗ (1 + 𝑉2 1500 𝜔𝑒 = (1) 𝛿2 − 𝐾 ∗ 𝐹 ∗ 𝑉 2) (2) ) + 𝑀𝑒 = 𝑀𝑁 [𝑎 + 𝑏 ∗ Mặt khác: (𝐷2 −𝑓)∗𝑔 (3) 𝑤𝑒 −𝑐∗( 𝑤𝑁 𝑤𝑒 𝑤𝑁 ) ] 𝑉∗𝑖𝑡𝑙 𝑟𝑏𝑥 𝑀𝑒 = 𝑀𝑁 ∗ [𝑎 + 𝑏 ∗ 𝑉∗𝑖𝑡𝑙 𝑤𝑁 ∗𝑟𝑏𝑥 −𝑐∗( 𝑉∗𝑖𝑡𝑙 𝑤𝑁 ∗𝑟𝑏𝑥 ) ] (4) Từ (1), (2), (3), (4) ta có phương trình sau giao điểm sau: 𝛿1 ∗{ ( 𝑉∗𝑖0 ∗𝑖1 𝑉∗𝑖0 ∗𝑖1 −𝑐∗( ) ]∗𝑖0 ∗𝑖ℎ1 ∗𝜂𝑡𝑙 𝑤𝑁 ∗𝑟𝑏𝑥 𝑤𝑁 ∗𝑟𝑏𝑥 𝑀𝑁 ∗[𝑎+𝑏∗ 𝐺 𝑟𝑏𝑥 − 𝐾 ∗ 𝐹 ∗ 𝑉 ) − 𝑓0 ∗ (1 + 𝑉2 1500 )} = 𝑉 ∗ 𝑖0 ∗ 𝑖ℎ2 𝑉 ∗ 𝑖0 ∗ 𝑖ℎ2 𝑀 ∗ [𝑎 + 𝑏 ∗ − 𝑐 ∗ ( ) ] ∗ 𝑖0 ∗ 𝑖ℎ2 ∗ 𝜂𝑡𝑙 𝑁 1 𝑉2 𝑤𝑁 ∗ 𝑟𝑏𝑥 𝑤𝑁 ∗ 𝑟𝑏𝑥 ∗{ ( − 𝐾 ∗ 𝐹 ∗ 𝑉 ) − 𝑓0 ∗ (1 + )} 𝛿2 𝐺 𝑟𝑏𝑥 1500 Thay số vào phương trình ta V1max=20,62 (m/s) Tính tốn tương tự cho lần chuyển số ta có vận tốc sau: V1max= 20,62 V2max= 24,33 V3max= 27,72 V4max= 33,90 (m/s) (m/s) (m/s) (m/s) V5max= 40,01 (m/s) a) Thời gian tăng tốc Dựa vào hình dáng đồ thị gia tốc ngược ta có thời điểm chuyển từ số thấp sang số cao Vmax tay số j dv dt dv dt j 21 tv1 v2 v2 v1 dv j Tính gần theo cơng thức: tvi v j 1 1 v j vi ji j j V t dv t j i j v1 v2 1 (s) jin ji( n 1) b) Quãng đường tăng tốc 𝑡 dS = v.dt → 𝑆 = ∫𝑡 𝑣 𝑑𝑡 Từ đồ thị t = f(v) Ta có : Si = 𝐹𝑠𝑖 – với 𝐹𝑠𝑖 phần diện tích giới hạn đường t = f(v) ; t = t1 ; t = t2 trục tung đồ thị thời gian tăng tốc Quãng đường tăng tốc từ vmin ÷ vmax : 𝑛 𝑆 = ∑ 𝐹𝑆𝑖 𝑖=1 S v j vi tvi v j 3.5.3 Lập bảng tính giá trị vẽ đồ thị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc ơtơ - Có xét đến mát tốc độ thời gian chuyển số + Sự mát tốc độ chuyển số phụ thuộc vào trình độ người lái, kết cấu hộp số loại động đặt ôtô + Động xăng, người lái có trình độ cao, thời gian chuyển số từ 0,5s đến 2s (Với người lái có trình độ thời gian chuyển số cao từ 25 ÷ 40%) - Tính toán mát tốc độ thời gian chuyển số (giả thiết: người lái xe có trình độ thấp thời gian chuyển số tay số khác nhau): 22 Δv = 𝑗 ∗ ∆𝑡 = 𝑓∗𝑔 𝛿𝑗 ∗ ∆𝑡 + 𝐾∗𝐹∗𝑉 ∗𝑔 𝐺∗𝛿𝑗 ∗ ∆𝑡 (m/s) Trong đó: + f – hệ số cản lăn đường f = f0∗ (1 + 𝑉2 1500 ) + g – gia tốc trọng trường (g = 9,81 [m/s2]) + ∆t – thời gian chuyển số [s] + δj = + 0,05.[1 + (𝑖ℎ𝑖 )2.(ip)2] Từ công thức ta có bảng sau: Bảng 11 Độ giảm vận tốc sang số δj Δv (m/s) ∆𝑡 (s) số → số 1,31 số → số 1,24 Thời gian chuyển số 0.296645809 số → số 1,19 0.382951577 số → số 1,15 tay số chọn: ∆𝑡 = 1(s) số → số 1,12 0.232583861 0.500767034 0.662971766 - Lập bảng: Bảng 12 Thời gian quãng đường tăng tốc V (m/s) 1/j t (s) S (m) 0.00 0.000 0 1.87 0.507 0.47502833 0.44519 3.75 0.475 1.39551166 3.92357 5.62 0.456 2.26800903 10.62774 7.50 0.445 3.11249817 20.41895 9.37 0.443 3.9455076 33.27910 11.25 0.449 4.78225203 49.30050 13.12 0.464 5.63836741 68.69465 14.99 0.489 6.53177137 91.82235 16.87 0.528 7.4852509 119.25633 18.74 0.588 8.53086086 151.90520 23 20.62 0.680 9.71870256 191.27304 20.39 0.680 10.7187026 219.75289 22.12 0.688 11.9070184 253.07113 24.33 0.811 13.5657768 315.11245 24.04 0.811 14.5657768 352.29197 26.11 0.845 16.2818418 408.25063 28.72 1.030 18.7298263 513.48773 28.34 1.030 19.7298263 562.88275 30.82 1.117 22.3897563 662.22738 33.90 1.461 26.3612891 852.97910 33.40 1.461 27.3612891 920.64442 36.37 1.709 32.0746011 1118.89898 40.01 2.734 40.1535869 1533.45670 39.35 2.734 41.1535869 1632.84496 42.93 4.162 53.5043323 2200.97142 44.86 52.165 107.908887 4736.45948 24 đồ thị thời gian tăng tốc quãng đường tăng tốc 120 5000 4500 100 4000 3500 80 3000 60 2500 2000 40 1500 1000 20 500 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 m/s Hình Đồ thị thời gian quãng đường tăng tốc 25 t (s) S (m) KẾT LUẬN Việc tính tốn động lực học kéo ơtơ có ý nghĩa mặt lý thuyết tính tương đối phép tính lựa chọn hệ số trình tính tốn khơng xác so với thực tế Trong thực tế, việc đánh giá chất lượng kéo ôtô thực đường bệ thử chuyên dùng 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình lý thuyết ô tô – TS Phạm Văn Thoan, TS Lê Văn Anh, Th.S Trần Phúc Hoà, TS Nguyễn Thanh Quang – Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật https://www.zigwheels.vn/en/new-cars/toyota/fortuner/2-7v-4x2-at 27 ... 0 .50 7 0.4 750 2833 0.4 451 9 3. 75 0.4 75 1.3 955 1166 3.92 357 5. 62 0. 456 2.26800903 10.62774 7 .50 0.4 45 3.11249817 20.418 95 9.37 0.443 3.9 455 076 33.27910 11. 25 0.449 4.782 252 03 49.30 050 13.12 0.464 5. 63836741... 0.20 0.0 15 1 .53 3.08 0.17 0.0 15 1.32 3.64 0.14 0.0 15 1.12 4.29 0.12 0.0 15 0. 95 3. 75 0.30 0.0 15 2.10 4.42 0. 25 0.0 15 1.87 5. 22 0.21 0.0 15 1.63 6.16 0.18 0.0 15 1.40 7.27 0. 15 0.016 1.19 8 .59 0.13... 16.87 0 .53 18.74 0 .59 20.62 0.68 Tay số V2 1/j2 2.21 0 .57 4.42 0 .54 6.64 0 .51 8. 85 0 .50 11.06 0 .50 13.27 0 .51 15. 49 0 .53 17.70 0 .56 19.91 0.61 22.12 0.69 24.33 0.81 Tay số V3 1/j3 2.61 0. 65 5.22